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La présente inventiondue à Monsieur J.L.C. ANDRIANNE, est re- lative à un rail pouvant être utilisé pour des voies de chemin de fer, de tramways, de monorails et éventuellement pipe-lines etc...
Il existe déjà de nombreux types de rails pouvant convenir pour cet usage.
La présente intention a pour but de produire un rail qui, tout en ayant sensiblement les mêmes éléments caractéristiques dimensionnés que le rail Vignole ordinaire, permet d'obtenir une économie de poids de l'or- dre de 5 à 12 %.
Suivant une première caractéristique préférentielle, ce rail pré- sente un ou plusieurs creux, soit intérieurs, soit extérieurs, soit inté- rieur ou extérieur en même temps, le profil étant fermé ou ouvert, soit en- tièrement, soit partiellement.
En général, ce type de rail sera obtenu par extrusion (filage de l'acier) mais il peut aussi, dans certains cas, être réalisé par lami- nage et pliage ultérieurs.
Suivant une deuxième caractéristique préférentielle, l'épais- seur du bourrelet est calculée d'après l'usure réelle statistique consta- tée des voies de chemin de fer, c'est-à-dire adaptée à chaque cas bien dé- terminé .
Il existera donc toute une gamme de rails, notamment pour les deux cas bien définis correspondant aux deux grands cas d'usure, à savoir: I) usure verticale normale avec usure latérale faible (cas des alignements droits) .
2) usure verticale faible avec usure latérale forte (cas des courbes à faible rayon).
Il a été constaté, en effet, que les voies de chemin de fer en alignement droit ont des rails dont l'usure verticale est très forte et l'usure latérale très faible.
C'est exactement le contraire qui se produit dans les voies en courbe; ici c'est l'usure latérale qui est importante tandis que l'usure verticale est relativement faible
Le creux intérieur du bourrelet est tracé de manière telle que le contour intérieur n'est pas parallèle au contour extérieur et de façon que l'arc de circonférence soit tracé avec un centre situé sur l'axe de symétrie et placé plus haut que l'axe neutre de ce rail.
Suivant une troisième caractéristique préférentielle de l'in- vention, la base d'appui du rail sur la plaque ou sur la traverse est tel- le que ses bords latéraux sur lesquels viennent s'appuyer les éléments de fixation du rail aux traverses sont de plus forte épaisseur que la partie médiane qui réunit les dits bords ou qui les sépare.
De plus, la partie médiane de la base est amincie. Cette par- tie rétrécie est étudiée de manière que les tensions provenant de la char- ge de la roue sur le rail, tout en ayant une répartition répondant aux principes de la photoélasticité, cette partie rétrécie soit suffisante a .satisfaire non seulement ces exigences,mais également suffisante pour résis- ter aux effets de la corrosion, tout en allègeant le rail au.maximum.
C'est pourquoi cette partie est tracée suivant un arc de circonférence dont le centre se trouve sur l'axe de symétrie et en un des points situés au-dessus de la partie intérieure du bourrelet ou exactement à sa partie inférieure. Le rayon de cet arc de circonférence est égal à la distance
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qui sépare un de ces points à la partie supérieure médiane de la base d'ap- pui ou patin.
Suivant une quatrième caractéristique préférentielle de l'in- vention, les âmes peuvent être uniques ou dédoublées suivant les cas d'u- tilisation (alignement ou courbe) ou de possibilités de fabrication (extru- sion ou laminage).
D'autres caractéristiques pourront être déduites lors de la des- cription des dessins annexés au présent mémoire, donnés à titre exemplatif et non limitatif d'un mode de réalisation suivant l'invention.
Dans ces dessins: la figure I est une vue en coupe d'un profil de rail a âme dédoublée et possédant un bourrelet et un patin suivant ce qui est précédemment décrit.
Il y a toutefois lieu de remarquer que l'épaisseur de la partie médiane du patin est égale a environ la moitié de l'épaisseur de l'âme ou en tout cas inférieure à l'épaisseur de l'âme.
Les figures 2, 3 et 4 sont des vues en coupe d'un profil de rail à âme dédoublée mais rétrécie au droit de l'âme proprement dite afin de donner un moment d'inertie transversal beaucoup plus grand que dans le cas de l'âme unique, mais suffisant encore pour permettre un cintrage dans les courbes de faible rayon.
La figure 5 est une vue en coupe d'un profil de rail donnant sensiblement les mêmes avantages que ceux de la figure 2, mais donne en plus un gain appréciable de poids et permet d'être obtenu soit par extrusion, par laminage et pliage ultérieur.
Les figures 6, 7 et 8 sont des vues en coupe de profil de rail qui, tout en partant de l'idée générale bourrelet et patin creux (figure 6), bourrelet creux uniquement (figures 7 et 8) ont été tracées suivant une conception particulière: l'âme est dédoublée mais au lieu d'être tracée suivant les idées secondaires précédentes l'âme a, dans ces cas-ci, la forme d'un X.
Ces conceptions (figures 6, 7 et 8) permettent le cintrage des rails dans des courbes de rayon relativement faible.
Dans le cas de la figure 6, l'âme prend la forme d'un X total, c'est-à-dire que le rail comporte deux parties creuses: l'une partant du bourrelet, l'autre partant du patin.
Cette forme en X représente un corps qui se révèle indéformable.
Les figures 7 et 8 représentent un rail plus léger et plus faci- le à fabriquer que celui de la figure 6.
Entre les figures 7 et 8, la différence qui existe est celle de la forme spéciale intérieure de la combinaison âme inférieure-patin. La figure 7 donne un évidement en forme d'ogive, la figure 8 un évidement en forme de triangle arrondi à son sommet supérieur.
La figure 9 est une variante de la figure I c'est-à-dire qu'elle permet d'alléger la figure I par renforcement local des âmes, d'où il en résulte un allégement plus poussé.
La figure 10 est une vue en coupe de profil de rail à âme dé- doublée telle que la figure I, mais à âmes verticales, ce qui diminue enco- re le poids.
La figure II est une vue en coupe de profil de rail à âme unique, bourrelet creux et évidemment en arc du patin.
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La figure 12 est une variante de la figure 10 dont la partie centrale du patin a été supprimée en vue de l'allégement ce qui ne nuit pas sensiblement à la valeur du rail, mais diminue son prix de revient.-
La figure 13 est une vue en coupe de profil possédant les mêmes caractéristiques bourrelet et patin que la figure I, mais dont les 3 côtés forment un triangle équilatéral.
La figure 14 est une variante de la figure 13 dont les angles inférieurs ont été modifiés.
La figure 15 est une vue en coupe d'un profil de rail du type ordinaire, mais pouvant également en variante (figure 16) être à bourrelet creux ou en combinaison avec tous les systèmes précités.
Elle présente un grand intérêt puisqu'avec une économie de poids, elle donne un moment d'inertie au moins égal. Ce -système de rail a le grand avantage de convenir surtout pour les voies en courbe où il permet une beaucoup plus grande usure latérale.
La figure 17 est une vue en coupe d'un profil de rail à gorge suivant les idées principales de l'inventiono
REVENDICATIONS
1. - Rail généralement creux à un seul bourrelet pour la con- struction de voies de chemin de fer, de tramways, de monorails et accessoi- rement de pipe-lines etc., caractérisé en ce que le bourrelet se prolonge sur ses bords latéraux inférieurs par un ou deux éléments rectilignes con- stituant une ou deux âmes raccordées suivant des courbes continues avec une semelle d'appui en une ou plusieurs parties, laquelle semelle d'appui possède des bords latéraux où se produit l'accrochage pour la fixation du rail aux traverses.
Ces bords latéraux sont de plus forte épaisseur que la partie médiane qui réunit les dits bords.
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The present inventiondue to Mr. J.L.C. ANDRIANNE, relates to a rail that can be used for railroad tracks, trams, monorails and possibly pipelines, etc.
There are already many types of rails that may be suitable for this use.
The present intention is to produce a rail which, while having substantially the same character-defining elements as the ordinary Vignole rail, achieves a weight saving of the order of 5 to 12%.
According to a first preferred feature, this rail has one or more hollows, either interior or exterior, or interior or exterior at the same time, the profile being closed or open, either entirely or partially.
In general, this type of rail will be obtained by extrusion (steel extrusion) but it can also, in certain cases, be produced by subsequent rolling and bending.
According to a second preferred characteristic, the thickness of the bead is calculated on the basis of the actual statistical wear observed on the railway tracks, that is to say adapted to each well-defined case.
There will therefore be a whole range of rails, in particular for the two well-defined cases corresponding to the two major cases of wear, namely: I) normal vertical wear with low lateral wear (case of straight alignments).
2) low vertical wear with strong lateral wear (case of curves with small radius).
It has been found, in fact, that straight-aligned railway tracks have rails with very high vertical wear and very low lateral wear.
Exactly the opposite occurs in curving tracks; here it is the lateral wear which is important while the vertical wear is relatively low
The inner hollow of the bead is drawn such that the inner contour is not parallel to the outer contour and so that the arc of circumference is drawn with a center located on the axis of symmetry and placed higher than the neutral axis of this rail.
According to a third preferred characteristic of the invention, the base for supporting the rail on the plate or on the cross member is such that its lateral edges on which the elements for fixing the rail to the cross members rest are of greater thickness than the median part which joins the said edges or which separates them.
In addition, the middle part of the base is thinned. This narrowed part is studied in such a way that the tensions arising from the load of the wheel on the rail, while having a distribution complying with the principles of photoelasticity, this narrowed part is sufficient to satisfy not only these requirements, but also sufficient to resist the effects of corrosion, while lightening the rail as much as possible.
This is why this part is drawn along an arc of circumference, the center of which is on the axis of symmetry and at one of the points located above the inner part of the bead or exactly at its lower part. The radius of this arc of circumference is equal to the distance
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which separates one of these points at the upper median part of the support base or shoe.
According to a fourth preferred characteristic of the invention, the cores can be single or split, depending on the use cases (alignment or curve) or the manufacturing possibilities (extrusion or rolling).
Other characteristics can be deduced from the description of the drawings appended to this memory, given by way of example and not by way of limitation of an embodiment according to the invention.
In these drawings: FIG. I is a sectional view of a rail profile with a split core and having a bead and a shoe according to what is previously described.
It should however be noted that the thickness of the middle part of the pad is equal to approximately half the thickness of the core or in any case less than the thickness of the core.
Figures 2, 3 and 4 are sectional views of a rail profile with a split web but narrowed to the right of the web itself in order to give a transverse moment of inertia much greater than in the case of the single core, but still sufficient to allow bending in curves of small radius.
Figure 5 is a sectional view of a rail profile giving substantially the same advantages as those of Figure 2, but in addition gives an appreciable weight gain and allows to be obtained either by extrusion, by rolling and subsequent bending .
Figures 6, 7 and 8 are sectional views of rail profile which, while starting from the general idea of the bead and hollow pad (Figure 6), hollow bead only (Figures 7 and 8) have been drawn according to a design particular: the soul is split in two but instead of being traced according to the previous secondary ideas, the soul has, in these cases, the shape of an X.
These designs (Figures 6, 7 and 8) allow the bending of the rails in curves of relatively small radius.
In the case of FIG. 6, the core takes the form of a total X, that is to say that the rail comprises two hollow parts: one starting from the bead, the other starting from the shoe.
This X shape represents a body that proves to be undeformable.
Figures 7 and 8 show a rail that is lighter and easier to manufacture than that of Figure 6.
The difference between figures 7 and 8 is that of the special internal shape of the lower core-pad combination. FIG. 7 gives a recess in the form of an ogive, FIG. 8 a recess in the form of a rounded triangle at its upper vertex.
FIG. 9 is a variant of FIG. I, that is to say that it makes it possible to lighten figure I by local reinforcement of the cores, from which a further reduction results.
Figure 10 is a sectional view of a split-core rail profile like Figure I, but with vertical webs, which further reduces weight.
Figure II is a sectional view of a rail profile with a single core, hollow bead and obviously arched of the shoe.
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FIG. 12 is a variant of FIG. 10 in which the central part of the shoe has been removed for the purpose of lightening, which does not significantly affect the value of the rail, but reduces its cost price.
FIG. 13 is a side sectional view having the same bead and pad characteristics as in FIG. I, but the 3 sides of which form an equilateral triangle.
FIG. 14 is a variant of FIG. 13, the lower angles of which have been modified.
Figure 15 is a sectional view of a rail profile of the ordinary type, but which may also alternatively (Figure 16) be hollow bead or in combination with all the above systems.
It is of great interest since, with a saving in weight, it gives an at least equal moment of inertia. This rail system has the great advantage of being suitable above all for curved tracks where it allows much greater lateral wear.
Figure 17 is a sectional view of a grooved rail profile according to the main ideas of the invention.
CLAIMS
1. - Generally hollow rail with a single bead for the construction of railway tracks, trams, monorails and incidentally of pipelines etc., characterized in that the bead extends over its lateral edges lower by one or two rectilinear elements constituting one or two cores connected in continuous curves with a support sole in one or more parts, which support sole has lateral edges where the hooking takes place for fixing the rail to sleepers.
These side edges are of greater thickness than the middle part which brings together said edges.