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" Joint à pièces de soudure pour rails. poutres. et organes analogues **
Il est déjà connu d'assembler entre eux des rails de lignes de chemins de fer et de tramways à l'aide d'une soudure de tête du champignon et du patin et de cordons de soudure retendant lelong des bords longitudinaux
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dea i'll;l.quelil.
Les soudures de tête et les cordons ae détachent après un court usage par le fait que les parties soudées sont directement exposées à des efforts de flexion=et de traction.
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Il est également connu de souder aux extrémités des poutres et des tuyaux métalliques; -les joints ainsi obtenus sont soumis à des efforts de flexion et de traction et ne donnent par conséquent aucune garantie de résistance et de longue durée.
L'invention a pour objet d'éliminer les inconvénients suaénoncés en prévoyant un joint qui est principalement soumis à des efforts de cisaillement et est par conséquent de longue durée..
Le joint suivant l'invention est essentiellement caractérisé par l'emploi de pièces de soudure travaillant au cisaillement, lesquelles empêchent l'écartement des surfaces en contact des élémenta à assembler entre eux ( rails, poutres, tuyaux), protègent et complètent les soudures de tête et confèrent au joint une grande résistance et une longue durée, car le bloc de soudure retenu entre les parois d'un couvre-joint de forme convenable travaille au cisaillement, tandis que la résistance aux autres efforts auxquels le joint peut être soumis est essentiellement fournie par le couvre-joint auquel on pourra donner les dimensions voulues.
La soudure est d'exécution facile, relativement rapide et contrôlable.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs modea de réalisation du joint à pièces de
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soudure pour rails suivant l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective du joint de rails réalisé à l'aide d'une plaque d'appui et de pièces de soudure transversales,
La fig, 2 est une vue en perspective d'une variante suivant laquelle on emploie une plaque d'appui à encastrement, La. fig. 3 en est une coupe transversale.
La fig. 4 est une vue en perspective d'une deuxième variante avec plaque d'appui à encastrement et fenêtre recevant la pièce de soudure.
Les figurer 5 et 6 représentent en élévation et en coupe transversale un joint de rails muni de flasques à fenêtre recevant la pièce de soudure*.
La figure 7 représente en perspective un joint à pièces de soudure et barrettes*
Les figures 8, 9 et 10 représentent des formes modifiées du joint montré à la fig. 7.
La fig. 11 représente en perspective un joint à piéces de soudure et barrette de forme annulaire.
Les figures 12, 13, 14 et 15 représentent des. formes modifiées du joint représenté à la fig, 11 et
Les figures 16 et 17 représentent en perspective un joint à pièces de soudure combinées avec des. flasques à fourche.
La fig. 18 repréate une variante du joint
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muni de f lasque s à fourche.
En se référant aux figures 1 à 4, 1 et 2 désignent les extrémités adjacentes de deux rails à soudert 3 est la plaque d'appui munie à ses angles de branches 4. un introduit les patina de:,) deux rails entr les Paires de branches 4 de la plaque d'appui et on les fixe en place à. l'aide de pièces de soudure séparées transversales 5a, 5b. Ces pièces de soudure sont égales et décroissant du bord desbranches vers la face aupérien du patin.
Les surfaces antérieures des champignons sont soudées l'une à l'autre en insérant dans le vide une pièc de soudure b d'acier spécial a. haute résistance. la soudure s'étend de préférence quelque peu sous le champignon*
Dans le plan transversal central du joint dans le fond de la plaque 3 est prévue une rainure 7, dans laquelle s'étend la pièce de soudure 8 reliant entre eux les patina des deux rails.
Le joint est enfin complété en coulant entre les branches 4 une pièce de soudure transversale 9 qui relie les rails entre eux et s'étend du bord latéral de la plaque à l'âme du rail.
Les figures 2 et 3 représentent un joint de résistance exceptionnelle, dans lequel on emploie une plaque d'appui à encastrement 10 pourvue de crampons 11
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on introduit les patins des extrémités adjacentes des rails 1 et 2 formant ainsi un robuste encastrement aidant la soudure centrale à supporter les efforts externes et permettant l'application des pièces de soudure.
Le joint est réalisé en introduisant entre les champignons et les patins ( placés à une distance entre eux d'environ 1 à 1,5 cm) des pièces de soudure 12 et 13 respectivement. La. pièce 13 s'étend dans un canal transversal 14 prévu dans la plaque 10 centralement entre les crampons 11. Le vide entre lescrampons latéraux 11 au-dessus de la soudure 13 est rempli de soudure, de façon à former un bloc métallique 15 sur le deux côtés du joint. Les extrémités des crampons 11 sont enfin reliées aux patins par des lignes de soudure 16. Grâce aux blocs de soudure 15, les fissures occasionnelles de 1 soudure centrale ne peuvent pas se propager, ladite soudu centrale étant serrée entre les robustes crampons 11, qui ainsi que la plaque, sont d'acier à haute résistance et grande résilience.
Une caractéristique des joints ci-dessus décrits est constituée par la rainure transversale centrale 8 (fig.1) et 14 (fig.2) dont la largeur est égale ou légèrement supérieure au vide entrera deux rails et form ainsi un encastrement de la soudure qui est très
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La rainure transversale permet par conséquent d'obtenir une soudure de base dans la zone du joint la plus exposée aux efforts. Si l'on emploie un métal de soudure, dont la résistance à la tension est de 55 Kg/mm2 et la résilience ( barrette Mesnager) est,:5; 7 Kgm/cm2, on constate qu'un rail du type 46,3 des Chemins de Fer de l'Etat soudé de la manière ci-dessus décrite, présente l'essai-de tension une résistance de plus de 300 tonnes.
Un joint à encastrement et à pièces de soudure, baaé sur le même principe, peut également être obtenu de la manière représentée à la. fig. 4-. Suivant cette ferme de construction on emploie des plaques d'appui 17 obtenues en repliant sur elles-mêmeslesextrémités d'une plaque rectangulaire d'acier suivant le profil des rails à souder et prévoyant dans les extrémités venant se disposer sur les patins, de larges ouvertures 18.
Le joint des rails est effectué de la manière suivante:on introduit les extrémitésdes raila à souder cana ladite plaque et on fait d'abord lea soudures de tête 19 en correspondance des. champignons et des patins,, on remplit ensuite lea fenêtres 18 avec de la matière de soudure 20 et on place lea pièces de soudure 21 entre les bords d'extrémité de la plaque et l'âme du rail.
Les joints ci-dessus décrits peuvent être ultérieurement renforcés en disposant sur le côté externe des champignons, dans le cas de rails de chemins de fer, @
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ou sur les deux côtés dans le cas de rail de tramway,, des couvre-joints qui sont de préférence munis d'une large ouverture recevant une pièce de soudure. Un exemple de ce renforcement est représenté à la fig.4, suivant laquelle on se sert d'un couvre-joint 22 ayant une ample fenêtre 23 et fixé en place en remplissant la fenêtre 23 de matière de soudure 24 et effectuant une soudure marginale 25. un obtient ainsi une résistance considérablement. supérieure à celle d'un couvre-joint semblable plein..
Les figures 5 et b représentent un joint à pièces de soudure, qui n'exige pas de pièces spéciales, est très économique et peut être effectué sans interruption du traffic- Dans ce cas les rails 1 et 2 s'appuient sur une plaque d'appui normale 26 et sont reliés l'un à l'autre à l'aide de flasques ordinaires 27 et de boulons 28. Le joint est complété par la soudure de tête 6 des champignons et les pièces de soudure coulées dans une fenêtre longitudinale 30 prévue dans la cornière des flasques.
De cette manière les patins des rails sont rendus solidaires des flasques de renforcement en des zonea suffisamment amples pour empêcher l'écartement des patina lors du passage d'un train et sauvergarder ainsi les soudures de tête des champignons qui par elles mêmes ne seraient pas de longue durée. un joint à pièces de soudure très économique, dans lequel on a supprimé lasoudure de tête des patins
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des rails, eat représente en plusieurs modes de réalisation aux figures 7 à 15. Les champignons des extrémités 1 et 2 dea rails sont reliés entre eux à l'aide de matière de soudure b comme précédemment.
Sur la face supérieure des patina des rails on dispose les couvre-joints symétriquement par rappott à l'axe longitudinal des raila, chaque couvre-joint étant constitué par deux barrettee rectilignes 31 parallèles entre elles et à l'axe longitudinal des rails. on remplit les canaux ainsi formés par les barrettes et le patin des rails, ou les parties extrêmes de ces canaux, avec de la matière de soudure 32, de manière que les barrettes forment un seul corps. avec les patins, qui ne peuvent s'éoarter sous la charge du train grâce à la robuste jonction formée, par les couvre-joints et n'affaiblissent donc pas la soudure des champignons. un augmente la résistance du joint à pièces de soudure en courbant ou repliant convenablement les 'barrettes, comme représenté à titre d'exmemple à la fig.
8, suivant laquelle ces barrettes 33 présentent centralement une courbure 34. on remplit le canal formé par les barrettes recourbées 33 et les patina des rails avec de la matière de soudure 35.
Lorsque le joint est soumis à des charges considérables on augmentera le nombre des
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montré aux figures 9 et 10. Suivant la fig. 9 chaque couvre-joint est constitue par trois barretten rectilines 36, entre lesquelles on coule la matière de soudure 37 et suivant la fig. 10 chaque oouvre- '3-oint est constitue )par trois barrettea courbées 38, entre lesquelles on coule la matière de soudure 39.
La résistance à la tension du couvre-joint peut toutefois être augmentée sans augmenter le nombre des barrettes de chaque couvre - joint en employant des barrettes en forme d'anneau ouvert ou fermé. Il est évident que par cette disposition on augmente considérablement la force d'encastrement des barrettes et par conséquent la résistance du joint au moment de flexion.
Les figures Il à 15 montrent plusieurs formes de ces joints à anneau. Suivant la figure 11 les barrettes 40 sont repliées aux extrémités l'une vers l'autre de façon à former un anneau allongé fendu en deux parties; le vide interne est rempli par de la matière de soudure 41. Suivant la forme modifiée de la fige 12, les barrettes 42 sont repliées de façon à former par leur combinaison une espèce de 8; dana ce cas aussi on remplit l'espace interne par de la matière de soudure 43.
Au lieu de se servir de barrettes séparées comme dans les cas précédants, on peut aussi employer
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un anneau allongé en une seule pièce; suivant la figure 13 le couvre-joint comprend un anneau 44 et la pièce de soudure 45 remplissant l'espace à l'intérieur de l'anneau; suivant la variante représentée à la. fig.14 l'anneau 46 est replié en forme de huit et est rempli de matière de soudure 47.
Les barrettes ou l'anneau peuvent également fonctionner comme flaaques., qui peuvent par conséquent être supprimes, d'où une économie considérable. Dans ce cas il convient disposer une partie des barrettes sur l'âme, ou bien plier l'anneau de manière qu'un fiait long du même vienne adhérer à l'âme des rails.
Un exemple de ce dernier cas est représenté à la fleure 15, suivant laquelle l'anneau est plié suivant l'axe longitudinal substantiellement à angle droit; une branche 48 a'appuie contre l'âme 49 des raila, tandis que l'autre branche 5Q s'appuie contre le patin 51: l'espace à l'intérieur de l'anneau est rempli, comme d'ordinaire, de matière de soudure 52.
Les figurée.16 et 17 représentent un système de joint permettant d'éliminer les soudures de tête soit des patina que des têtes des raila. et en général toutes lea soudures cachées et par conséquent difficilement contrôlables.
Les têtes des rails 1 et 2 sont portées en
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flasques 53, au bord supérieur desquels sont prévues les branches 54 qui entourent le champignon des rails, tandis: qu'au bord inférieur sont pourvues des branches 55 qui s'appuient sur la face supérieure des patins.
Dans le vide entre les branches 54 sont disposés deux pièces de soudure 56 séparées l'une de l'autre et reliées aux bords internes des branches respectivement. D'une manière analogue dans le vide entre les branches 55 sont disposées les pièces, de soudure 57.
Le joint est enfin complété par des boulons 58.
Les branches supérieures des flasques disposées sur le côté interne de rails ordinaires de chemins de fer sont plus, courtes que celles: du côté externat comme montré à la fig, 16, pour livrer le passage au bord de la roue.
Dans le cas de joints de rails de tramways. comme représenté à la fig. 17, les branches supérieures du coté interne ont la même hauteur que celles du coté externe. Sur cette figure, 59 et 60 indiquent les extrémités adjacentes des rails, 61 sont les flasques pourvus de branches supérieures 62 et inférieures 63, entre lesquelles sont placées les pièces de soudure 65, respectivement 66.
Suivant la variante représentée à la fig. 18, les flasques sont pourvu6.. en plus des branches
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supérieures 68 et inférieures b9, d'une fenêtre centrale 70. Entre les branches des flasques et dans la fenêtre sont disposés les pièces de soudure 71, 72 et 73 respectivement. L'application des pièces de soudure aux côtés du champignon, aux côtés de l'âme et à la surface du patin des rails permet d'obtenir un joint de grande résistance.
La forme, l'épaisseur et les détails de construction des joints à pièces de soudure peuvent varier suivant les exigences, de l'application pratique sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Joint à pièces de soudure pour rails, poutre et autres organes semblables, caractérisé en ce qu'il comprend des pièces de soudure qui sous l'action de la
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charge mobile travaillEnt principalement au cisailleL:ent ou un couvre-joint contenant lesdites pièces de soudure et assurant la résistance et la durée du joint.
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"Joint with welding parts for rails. Beams. And the like **
It is already known to assemble the rails of railway and tram lines together by means of a head weld of the head of the mushroom and of the shoe and of weld seams stretching along the longitudinal edges.
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dea i'll; l.quelil.
Head welds and beads ae come off after short use because the welded parts are directly exposed to bending and tensile forces.
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It is also known to weld the ends of beams and metal pipes; -the joints thus obtained are subjected to bending and tensile forces and consequently do not give any guarantee of resistance and long duration.
The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks by providing a joint which is mainly subjected to shear forces and is therefore of long duration.
The joint according to the invention is essentially characterized by the use of welding parts working in shear, which prevent the separation of the surfaces in contact of the elements to be assembled together (rails, beams, pipes), protect and complete the welds of head and give the joint great strength and long life, because the solder block retained between the walls of a suitably shaped cover strip works at shear, while the resistance to other stresses to which the joint may be subjected is essentially supplied by the joint cover which can be given the desired dimensions.
Welding is easy, relatively fast and controllable.
The appended drawing represents, by way of example, several embodiment of the joint with parts
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welding for rails according to the invention.
Fig. 1 is a perspective view of the rail joint produced using a support plate and transverse welding pieces,
FIG, 2 is a perspective view of a variant according to which a recessed support plate is employed, FIG. 3 is a cross section thereof.
Fig. 4 is a perspective view of a second variant with a recessed support plate and window receiving the weld part.
Figures 5 and 6 show in elevation and in cross section a rail joint provided with window flanges receiving the weld *.
Figure 7 shows in perspective a joint with solder parts and bars *
Figures 8, 9 and 10 show modified forms of the seal shown in fig. 7.
Fig. 11 shows in perspective a joint with solder parts and annular bar.
Figures 12, 13, 14 and 15 show. modified forms of the seal shown in fig, 11 and
Figures 16 and 17 show in perspective a joint with weld parts combined with. fork flanges.
Fig. 18 represents a variant of the seal
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fitted with forked plates.
Referring to Figures 1 to 4, 1 and 2 denote the adjacent ends of two welded rails 3 is the support plate provided at its angles with branches 4. one introduces the patina of :,) two rails between the pairs of 4 branches of the backing plate and fixed in place at. using separate transverse solder pieces 5a, 5b. These weld pieces are equal and decreasing from the edge of the branches towards the end face of the pad.
The front surfaces of the mushrooms are welded to each other by inserting a welding piece b of special steel a into the void. high resistance. the weld preferably extends somewhat under the mushroom *
In the central transverse plane of the joint in the bottom of the plate 3 is provided a groove 7, in which extends the weld part 8 connecting between them the patina of the two rails.
The joint is finally completed by flowing between the branches 4 a transverse welding piece 9 which connects the rails to one another and extends from the side edge of the plate to the web of the rail.
Figures 2 and 3 show a joint of exceptional strength, in which a recessed support plate 10 provided with studs 11 is used.
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the pads of the adjacent ends of the rails 1 and 2 are introduced, thus forming a robust embedding helping the central weld to withstand external forces and allowing the application of the welding parts.
The joint is made by inserting between the mushrooms and the pads (placed at a distance between them of about 1 to 1.5 cm) of the welding pieces 12 and 13 respectively. The piece 13 extends in a transverse channel 14 provided in the plate 10 centrally between the studs 11. The void between the side studs 11 above the weld 13 is filled with solder, so as to form a metal block 15 over it. both sides of the seal. The ends of the crampons 11 are finally connected to the pads by weld lines 16. Thanks to the weld blocks 15, the occasional cracks of 1 central weld cannot propagate, said central weld being clamped between the strong clamps 11, which thus than the plate, are of high strength and high resilience steel.
A characteristic of the joints described above is constituted by the central transverse groove 8 (fig. 1) and 14 (fig. 2), the width of which is equal to or slightly greater than the void, will enter two rails and thus form an embedment of the weld which is very
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The transverse groove therefore makes it possible to obtain a basic weld in the region of the joint most exposed to stresses. If a welding metal is used, the tensile strength of which is 55 Kg / mm2 and the resilience (Mesnager bar) is,: 5; 7 Kgm / cm2, it is found that a rail of the type 46.3 of the State Railways welded in the manner described above, has the test-tension a resistance of more than 300 tons.
A joint with recessing and welding parts, based on the same principle, can also be obtained as shown in. fig. 4-. According to this construction farm, support plates 17 are used, obtained by folding back on themselves the ends of a rectangular steel plate following the profile of the rails to be welded and providing in the ends coming to be placed on the runners, large openings 18.
The rails are joined in the following way: the ends of the raila to be welded cana cana said plate are introduced and the head welds 19 are first made in correspondence of the. The windows 18 are then filled with solder material 20 and the solder pieces 21 are placed between the end edges of the plate and the web of the rail.
The joints described above can be subsequently reinforced by placing mushrooms on the external side, in the case of railway tracks, @
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or on both sides in the case of a tramway rail, joint covers which are preferably provided with a wide opening receiving a piece of welding. An example of this reinforcement is shown in fig. 4, according to which a joint cover 22 is used having a wide window 23 and fixed in place by filling the window 23 with solder material 24 and making a marginal weld 25 one thus obtains resistance considerably. greater than that of a similar solid joint cover.
Figures 5 and b show a solder-piece joint, which does not require special parts, is very economical and can be carried out without interrupting traffic. In this case the rails 1 and 2 rest on a plate of normal bearing 26 and are connected to each other by means of ordinary flanges 27 and bolts 28. The joint is completed by the head weld 6 of the mushrooms and the weld pieces cast in a longitudinal window 30 provided in the angle of the flanges.
In this way the runners of the rails are made integral with the reinforcing flanges in sufficiently wide areas to prevent the spacing of the patina during the passage of a train and thus save the head welds from mushrooms which by themselves would not be of long duration. a very economical solder joint, in which the head soldering of the pads has been eliminated
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of the rails, is shown in several embodiments in Figures 7 to 15. The mushrooms of the ends 1 and 2 of the rails are connected together using welding material b as before.
On the upper face of the patina of the rails the joint covers are arranged symmetrically by rappott to the longitudinal axis of the rails, each joint cover being constituted by two rectilinear bars 31 parallel to each other and to the longitudinal axis of the rails. the channels thus formed by the bars and the shoe of the rails, or the end parts of these channels, are filled with solder material 32, so that the bars form a single body. with the runners, which cannot move away under the load of the train thanks to the robust junction formed, by the joint covers and therefore do not weaken the weld of the mushrooms. un increases the strength of the solder joint by bending or bending the webs appropriately, as exemplarily shown in FIG.
8, according to which these bars 33 have a central curvature 34. the channel formed by the curved bars 33 is filled and the rails patina with welding material 35.
When the joint is subjected to considerable loads, the number of
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shown in Figures 9 and 10. According to fig. 9 each joint cover is constituted by three rectilinear bars 36, between which the solder material 37 is poured and according to FIG. Each opener is formed by three curved bars 38, between which the solder 39 is poured.
The tensile strength of the cover strip can, however, be increased without increasing the number of strips on each cover strip by using open or closed ring shaped strips. It is obvious that this arrangement considerably increases the embedding force of the bars and consequently the resistance of the joint at the bending moment.
Figures 11 to 15 show several forms of these ring seals. According to FIG. 11, the bars 40 are folded at the ends towards one another so as to form an elongated ring split into two parts; the internal void is filled with solder material 41. According to the modified form of the pin 12, the bars 42 are folded back so as to form by their combination a kind of 8; in this case also the internal space is filled with welding material 43.
Instead of using separate bars as in the previous cases, you can also use
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an elongated one-piece ring; according to FIG. 13, the joint cover comprises a ring 44 and the solder piece 45 filling the space inside the ring; according to the variant shown in. Fig. 14 the ring 46 is folded into a figure of eight and is filled with solder 47.
The bars or the ring can also function as puddles, which can therefore be omitted, resulting in considerable savings. In this case, part of the bars should be placed on the core, or else the ring should be bent so that a long wire of the same adhere to the core of the rails.
An example of the latter case is shown in figure 15, according to which the ring is folded along the longitudinal axis substantially at right angles; one branch 48 rests against the soul 49 of the rails, while the other branch 5Q rests against the pad 51: the space inside the ring is filled, as usual, with material welding 52.
Figures. 16 and 17 represent a joint system making it possible to eliminate head welds either from the patina or from the heads of the raila. and in general all welds hidden and therefore difficult to control.
The heads of rails 1 and 2 are carried in
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flanges 53, at the upper edge of which are provided the branches 54 which surround the head of the rails, while: at the lower edge are provided with branches 55 which bear on the upper face of the pads.
In the void between the branches 54 are arranged two welding pieces 56 separated from each other and connected to the internal edges of the branches respectively. In a similar manner in the vacuum between the branches 55 are arranged the welding parts 57.
The seal is finally completed with bolts 58.
The upper branches of the flanges arranged on the inner side of ordinary rails of railways are shorter than those: on the outer side as shown in fig, 16, to provide passage to the edge of the wheel.
In the case of tramway rail joints. as shown in fig. 17, the upper branches on the inner side have the same height as those on the outer side. In this figure, 59 and 60 indicate the adjacent ends of the rails, 61 are the flanges provided with upper 62 and lower branches 63, between which are placed the welding pieces 65, respectively 66.
According to the variant shown in FIG. 18, the flanges are provided6 .. in addition to the branches
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upper 68 and lower b9, a central window 70. Between the branches of the flanges and in the window are arranged the welding parts 71, 72 and 73 respectively. The application of the solder pieces to the sides of the head, to the sides of the web and to the surface of the shoe of the rails gives a joint of great resistance.
The shape, thickness and construction details of the weld part joints may vary according to the requirements of practical application without departing from the scope of the invention.
CLAIMS.
1. Joint with welding parts for rails, beam and other similar members, characterized in that it comprises welding parts which under the action of the
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movable load works mainly with shears or a joint cover containing the said welding parts and ensuring the strength and duration of the joint.
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