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Dispositif élastique de fixation deaail de chemins de fer sur les traverses.
Les dispositifs employés normalement, jusqu'à présent, pour fixer le rail sur les traverses en bois (tirefonds, crampons) sont rigides. Il en résulte que, lorsqu'on vient , de serrer l'attache (tirefond par exemple), le rail est maintenu sur la traverse avec l'effort maximum; maissi le moindre jeu prend naissance, par suite de l'usure ou d'un léger desserrage l'effort de maintien du rail sur la traverse devient nul ou presque.
La suppression de la oontrainte de l'attache permet aux mouvements de cheminement et aux battementsde se produire, et les jeux augmentent suivant une loi rapidement croissante, à laquelle il est néoessaire de mettre périodiquement terme par une intervention d'entretien,
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On peut dire que, pratiquement, le rail n'est effecti- vement fixe aux traverses et maintenu par les attaches que pendant les périodes éphémères qui suivent les serrages ou révisions d'attaches et que, entre ces périodes, le rail est libre et en profite pour cheminer, user et disloquer.
Si le bois, par sa nature, résiste assez bien aux chocs et aux vibrations, il n'en est pas de même pour les traverses en béton armé qui se désagrègent rapidement et de façon irréparable.
Pour éviter ces graves défauts des attaches rigides, on a déjà. proposé des attaches élastiques, mais elles n'as- suraient pas une contrainte suffisante ni un maintien satis- faisant du rail pour s'opposer aux mouvements transversaux et de cheminement.
La présente invention a pour objet un dispositif élastique de fixation des rails sur les traverses réalisant le maintien satisfaisant du rail sur son support et empêchant le mouvement transversal et le cheminement du rail ainsi que le renversement du boulon d'attache. Ce dispositif est remar- quable en ce qu'il comporte une attache élastique constituée par une lame de ressort repliée et contre-coudée de manière à former un oeil, se prolongeant par deux.
branches inégales superposées, perforées toutes deux pour le passage d'un dispositif de serrage approprié, boulon ou tirefond, ladite attache prenant appui par ledit oeil sur la traverse ou support et portant, d'une part,par sa branche la plus longue sur la- face supérieure du patin du rail de manière à exercer sur ce patin une pression élastique verticale et s'appuyant, d'autre part, par la tranche de sa branche la plus courte contre la tranche latérale du patin, de manière à former butée latérale pour ledit patin, l'oeil de¯ l'attache faisant saillie du côté de la traverse et atemboîtant dans un logement creux de . forma correspondante ménagé dans la traverse.
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Sous l'effet descharges, le dispositif suivant l'in- vention constitue une butée permanente et à cet effet la branche supérieure de l'attache portant sur le patin a une longueur telle qu'elle se prolonge presque jusque l'arme du rail de sorte que la face interne de cette branche longue porté, en fin de serrage, sur la face supérieure du patin du rail, le long de deux lignes dont l'une, de butée, est située près du bord externe du patin et l'autre, d'appui, au voisinage de l'âme du rail.
.Afin de répartir plus également la pression sur la surface d'appui de l'oeil sur la traverse et de diminuer l'usure de cette surface, le logement de la traverse recevant l'oeil de l'attache élastique est agencé de manière à pré- @ senter une surface améliorée et aménagée.dans le but de di- minuer l'usure de la traverse et mieux répartir la pression sur ladite traverse.
Suivant un mode de réalisation un coussinet/est inter- posé entre le logement de l'oeil de la traverse et ledit oeil, ledit ooussinet étant en une matière dure (acier par exemple) ou souple (caoutchouc par exemple), possédant une forme épousant simultanément le profil du logement et de l'oeil et comportant des pattes latérales facilitant le maintien en place du¯ coussinet.
Cette attache est particulièrement bien adaptée à la fixation des rails reposant sur les traverses ou lon- grines en béton par l'intermédiaire d'une semelle élastique.
La description qui va suivre, en regard du 'dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La fige 1 montre l'attache élastique, vue de profil.
La fige représente en coupe transversale un rail avec son dispositif d'attache.
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La fig. 3 est une coupe par 111-111 de la fig; 2
La fig. 4 est une vue en plan du dispositif d'attache, à plus petite échelle.
La fig. 6 représente une variante.
La fig. 6 montre un dispositif analogue avec fixation par tirefond et interposition d'un coussinet entre la boucle et le support et la fig. 7 est une vue partielle en plan du dispositif de la fig. 6,attache et tirefond enlevés.
L'attache représentée fig. 1 est constituée par une lame d'acier à ressort traité, percée par poinçonnage et façonnée à chaud par pliage, puis matriçage, de façon à présenter une boucle arrondie ou oeil 1, une branche supérieure longue 2 et une branche inférieure plus courte 3, los deux branches comportant chacune un trou 4 dont le diamètre est supérieur à celui du boulon d'attache, de manière à ménager un jeu.
Comme le montre en particulier la fig. 2, le rail 5 repose sur la traverse 6 par son patin 7,de préférence avec interposition d'une bande 8 de caoutchouc ou autre matière souple,et élastique. De chaque cote du rail, une attache classique telle que celle représentée à la fig. 1 est maintenue en place par un boulon 9 engagé dans un trou 10 de la traverse et muni d'un écrou 11; en outre, l'oeil 1 de l'attache s'emboîte dans une cavité arrondie 12 de la traverse, qui forme épaulement.
La branche supérieure2 de l'attache est, de préférence, coiffée d'une pièce intermédiaire 13; c'est sur cette pièce 13 que s'exerce l'action de l'éorou 11. Au début du serrage, l'extrémité de la branche 2 vient au contact en 15 près de l'âme 15 du rail.5, avec le patin 7 de celui-ci; à mesure que le serrage augmente, la brancha- 2 s'incurve et vient buter en 17 contre -le bord du patin 7.
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Quant à la branche inférieure courte 3, sa longueur est prévue telle que son extrémité 18 soit en contact avec la tranche latérale du patin 7, et forme ainsi butée empêchant ou limitant les déplacements transversaux du rail.
Cette branche 3 ne porte pas sur la traverse 6, et aucune fourrure ntest interposée entre rattache et la traverse.
En outre, on laisse de préférence un jeu entre les deux branches 2 et 3 de l'attache de manière à augmenter l'élasticité de l'attache.
On voit que l'on obtient en 16 un effort de pression élastique bien déterminé qui reste sensiblement constant au passage des charges, celles-ci ayant seulement pour effet d'écraser élastiquement; la semelle de caoutchouc 8,
Par contre, la pression en 17 s'élimine en grande partie par suite de l'abaissement du rail au passage de charges, ce qui compense la compression de la semelle 8 due à ce passage.
Par suite, en l'absence de toute charge au droit de la traverse, la contrainte de l'attache est élevée et empêche tout mouvement latéral ou longitudinal du rail, mais au passage d'une charge, la table de la traverse 6 et la semelle 8 ne supportent qu'une pression limitée, et non la somme des pressions résultant de la charge roulante et des contraintes de serra ge de l'attache..
Pour apprécier la limite utile du serrage de l'attache, . il faut remarquer que dès que le contact a été atteint en 17, l'ouvrier qui continue à serrer l'éorou 11 rencontre rapidement une grande résistance qui lui indique qu'il est inutile de chercher à bloquer davantage; l'emploi.d'une main-d'oeuvre spécialement éduquée est donc inutile.
Les efforts supportés par le rail au passage des charges sont de trois natures; les efforts longitudinaux (cheminement), les efforts tansverssux et les efforts de renversement, tendant à provoquer des déplacements correspondants du rail.
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Les déplacements longitudinaux sont empêchés par la pression exercée sur- le patin du rail par la branche longue 2.
D'autre part l'encastrement de l'oeil de l'attache dans le logement 12 correspondant de la traverse empêche toute rotation de l'attache dans le plan horizontal, dues. l'effort d'entraî- nement de la branahe 21 par le rail au cours de son mouvement de cheminement.
Les déplacements transversaux sont empêchas par la branche courte3 qui bute sur la tranche du patin du rail; au cours de cette poussée transversale la partie inferieure de l'attache, qui est libre, car elle ne porte pas sur la traverse, et possède un trou 4 de diamètre supérieur à celui du boulon 9, peut se deplacer légèrement et ainsi la partie a de l'oeil joue le rôle d'un ressort;cette disposition permet. d'éviter les usures par frottement et surtout le cisaillement du boulon 9.
Enfin, le renversement du boulon est supprima du fait que lors d'un renversement du rail, par exemple dans le sens de la flèche f1' lors du passage d'une charge, le bord b du patin a tendance à se soulever dans le sens de la flèche f2' mais son mouvement est arrêté par butée de ce bord b contré la branche supérieure 2, de l'attache au point 17. Par ailleurs, les trous 4 de l'attache étant d'un diamètre supérieur à celui du boulon 9, l'attache peut légèrement osciller, autour de son point d'appui sur la traverse (oeil) sans provo- quer de cisaillement du boulon 9.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on pourra @porter des modifications à, la forme d'exécution qui vient d'être décrite. En particulier, on pourra supprimer la pièce intermédiaire 13 l'écrou 11 agissant alors direc- tement sur la branche 2 de l'attache; en outre, le boulon 9 pourra être remplacé.par un tirefond habituel. Enfin le diamètre des trous 4: de l'attaché sera choisi de manière a. éviter le contact entre le boulon et l'attache dans les conditions normales d'utilisation.
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La fig. 5 montre, d'ailleurs, une variante possible parmi d'autres. L'attache élastique 19 est, comme l'attache 1, constituée par une lame d'acier recourbée, sa branche infé- rieure ne différant pas de celle de l'attache 1. Par contre, sa branche supérieure est recourbée vers le bas, du côté du rail, pour former une sorte de crochet 20 dont l'extrémité 21 est elle-même repliée vers le haut et qui vient porter contre le patin 7 en un seul point 2. Lorsqu'on continue de serrer l'écrou 11, un second contact de butée se produit en 23 entre le bec 21 et le corps de l'attache 19. Les contacts 22 et 23 jouent le même rôle, respectivement, que les contacts' 15 @'appui)et 17 (de butée) de l'attache 1.
Au lieu de donner à la lame qui constitue l'attache 1 ou 19 une section constante, on peut lui donner'une épaisseur variable, par exemple décroissante de façon continue de la la branche inférieure à/branche supérieure.
La fig. 6 montre une fixation par un tirefond 30 dans laquelle l'oeil de l'attache s'emboîte dans la portée sen- siblemént cylindrique 32 d'un coussinet 31 qui s'engage dans un logement correspondant 12 de la traverse 6. On évite les déplacements du coussinet 31 grâce à deux pattes diamétrales 33 et 34 dont il est muni. Une échanorue 35 (fig. 7) est ménagée dans la patte 34 pour le passage du'tirefond 30.
Le coussinet 31 peut être constitué par une lame métalli- que ou par une feuille en matière élastique ou plastique, par exemple en caoutchouc.
L'interposition de ce coussinet d'appui 31, est très importante, lorsque -1!on utilise des traverses de bois ou de ciment, car il permet 'd'éviter la dégradation de ces traverses lors de la transmission d'efforts brusques.
Dans le cas de traverses métalliques, la surface d'appui de la boucle 1 de l'attache dans le logement peut être ménagée dans une pièce spéciale rapportée sur la traverse.par boulon- nage, rivetage, soudure ou autrement.
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Dans le cas de traverses en bois, la dureté et la résistance à l'usure des logements de la boucle ou du coussinet peut être accrue sur la périphérie dudit logement par un procédé connu approprié tel que compression des fibres de bois, durcissement à chaud, imprégnation à l'aide d'une résine ou d'une laque, collage d'une pièce en bois dur, en fibre ou en matière plastique.
Cette disposition particulière peut être en outre coinbinée arec ,l'interposition d'une fourrure métallique ou autre entre la boucle et la traverse améliorée.
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'2dDI .T 1 CT S.
1.- Dispositif élastique de fixation des rails de chemin de fer sur les traverses caractérisé en ce qu'il comporte une attache élastique constituée par une lame de ressort repliée et contre-coudée de manière à former un oeil,se prolongeant par deux branches inégales superposées, perforées toutes deux pour le passage d'un dispositif de serrage approprié, boulon ou tirefond, ladite attache prenant appui par ledit oeil sur la traverse ou support et portant, d'une part, par sa branche la plus longue sur la face supérieure du patin du rail de wanière à exercer sur ce patin une pression élastique verticale et s'appuyant, d'autre part, par la tranche de sa branche la plus courte contre la tranche latérale du patin,
de manière à former butée latérale pour ledit patin, l'oeil de l'attache faisant saillie du côté de la traverse et s'emboftant dans un logement creux de forme correspondante ménagé dans la traverse.
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Resilient device for fixing railroad rails to sleepers.
The devices normally used, until now, to fix the rail on wooden sleepers (lag screws, crampons) are rigid. As a result, when the fastener has just been tightened (for example, the rail is held on the cross member with the maximum force; but if the slightest play occurs, as a result of wear or a slight loosening, the force for maintaining the rail on the cross member becomes zero or almost.
The elimination of the constraint of the attachment allows the movements of tracking and the beating to occur, and the games increase according to a rapidly increasing law, which it is necessary to periodically put an end to by a maintenance intervention,
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It can be said that, in practice, the rail is effectively fixed to the sleepers and held by the fasteners only during the ephemeral periods following the tightening or revisions of the fasteners and that, between these periods, the rail is free and in take advantage to walk, wear out and dislocate.
If wood, by its nature, resists shocks and vibrations quite well, the same is not true for reinforced concrete sleepers which disintegrate quickly and irreparably.
To avoid these serious defects of rigid fasteners, we already have. proposed elastic fasteners, but they did not provide sufficient stress or satisfactory maintenance of the rail to oppose transverse and tracking movements.
The present invention relates to an elastic device for fixing the rails to the sleepers providing satisfactory maintenance of the rail on its support and preventing the transverse movement and the tracking of the rail as well as the overturning of the fastening bolt. This device is remarkable in that it comprises an elastic fastener constituted by a leaf spring folded back and bent so as to form an eye, extending in pairs.
unequal branches superimposed, both perforated for the passage of a suitable clamping device, bolt or lag screw, said fastener bearing by said eye on the cross member or support and bearing, on the one hand, by its longest branch on the - upper face of the rail shoe so as to exert a vertical elastic pressure on this shoe and resting, on the other hand, by the edge of its shortest branch against the lateral edge of the shoe, so as to form a lateral stop for said pad, the eye of the fastener projecting from the side of the cross member and fitting into a hollow housing of. corresponding form in the crosspiece.
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Under the effect of loads, the device according to the invention constitutes a permanent stopper and for this purpose the upper branch of the fastener bearing on the shoe has a length such that it extends almost to the arm of the rail. so that the internal face of this long branch carried, at the end of tightening, on the upper face of the rail shoe, along two lines, one of which, as a stop, is located near the outer edge of the shoe and the other , support, in the vicinity of the web of the rail.
In order to distribute the pressure more evenly on the bearing surface of the eye on the cross member and to reduce the wear of this surface, the housing of the cross member receiving the eye of the elastic fastener is arranged so as to present an improved and improved surface with the aim of reducing the wear of the cross member and better distributing the pressure on said cross member.
According to one embodiment, a bearing / is interposed between the housing of the eye of the cross member and said eye, said bearing being made of a hard (for example steel) or flexible (for example rubber) material, having a shape conforming to the simultaneously the profile of the housing and the eye and comprising side tabs facilitating the maintenance in place of the pad.
This attachment is particularly well suited to the fixing of rails resting on concrete sleepers or rails by means of an elastic sole.
The description which follows, with reference to the accompanying drawing by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be put into practice.
Figure 1 shows the elastic clip, side view.
The rod represents in cross section a rail with its fastening device.
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Fig. 3 is a section through 111-111 of FIG; 2
Fig. 4 is a plan view of the fastening device, on a smaller scale.
Fig. 6 represents a variant.
Fig. 6 shows a similar device with fixing by lag screw and interposition of a pad between the loop and the support and FIG. 7 is a partial plan view of the device of FIG. 6, tie and lag screw removed.
The fastener shown in fig. 1 consists of a sheet of treated spring steel, pierced by punching and hot-shaped by bending, then stamping, so as to present a rounded loop or eye 1, a long upper branch 2 and a shorter lower branch 3, los two branches each comprising a hole 4 whose diameter is greater than that of the fastening bolt, so as to provide a clearance.
As shown in particular in FIG. 2, the rail 5 rests on the crossbar 6 by its shoe 7, preferably with the interposition of a strip 8 of rubber or other flexible material, and elastic. On each side of the rail, a conventional fastener such as that shown in FIG. 1 is held in place by a bolt 9 engaged in a hole 10 of the cross member and provided with a nut 11; in addition, the eye 1 of the fastener fits into a rounded cavity 12 of the cross member, which forms a shoulder.
The upper branch 2 of the clip is preferably capped with an intermediate piece 13; it is on this part 13 that the action of the éorou 11 is exerted. At the start of the tightening, the end of the branch 2 comes into contact at 15 near the web 15 of the rail.5, with the pad 7 thereof; as the tightening increases, the branch 2 bends and abuts 17 against the edge of the pad 7.
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As for the short lower branch 3, its length is provided such that its end 18 is in contact with the lateral edge of the shoe 7, and thus forms a stop preventing or limiting the transverse movements of the rail.
This branch 3 does not relate to the cross member 6, and no fur ntest interposed between the tie and the cross member.
In addition, a clearance is preferably left between the two branches 2 and 3 of the clip so as to increase the elasticity of the clip.
It can be seen that at 16 a well determined elastic pressure force is obtained which remains substantially constant when the loads pass, the latter only having the effect of elastically crushing; the rubber sole 8,
On the other hand, the pressure at 17 is largely eliminated as a result of the lowering of the rail when the loads pass, which compensates for the compression of the sole 8 due to this passage.
Consequently, in the absence of any load to the right of the cross member, the stress of the fastener is high and prevents any lateral or longitudinal movement of the rail, but when a load passes, the cross member table 6 and the sole 8 only support a limited pressure, and not the sum of the pressures resulting from the rolling load and the clamping stresses of the fastener.
To appreciate the useful limit of the fastener's tightening,. it should be noted that as soon as the contact has been reached in 17, the worker who continues to tighten the éorou 11 quickly meets a great resistance which indicates to him that it is useless to seek to block further; the employment of a specially educated workforce is therefore unnecessary.
The forces supported by the rail when the loads pass are of three types; the longitudinal forces (tracking), the transverse forces and the overturning forces, tending to cause corresponding displacements of the rail.
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Longitudinal movements are prevented by the pressure exerted on the shoe of the rail by the long leg 2.
On the other hand, the embedding of the eye of the fastener in the corresponding housing 12 of the cross member prevents any rotation of the fastener in the horizontal plane, due. the drive force of the branahe 21 by the rail during its travel movement.
The transverse movements are prevented by the short branch3 which abuts on the edge of the shoe of the rail; during this transverse thrust the lower part of the fastener, which is free, because it does not bear on the cross member, and has a hole 4 of diameter greater than that of the bolt 9, can move slightly and thus the part a of the eye acts as a spring; this arrangement allows. avoid frictional wear and especially shearing of the bolt 9.
Finally, the overturning of the bolt is suppressed by the fact that during an overturning of the rail, for example in the direction of the arrow f1 'during the passage of a load, the edge b of the shoe tends to rise in the direction of the arrow f2 'but its movement is stopped by stopping this edge b against the upper branch 2, of the attachment at point 17. Furthermore, the holes 4 of the attachment being of a diameter greater than that of the bolt 9, the fastener can oscillate slightly around its fulcrum on the cross member (eye) without causing bolt 9 to shear.
It goes without saying that, without departing from the scope of the invention, modifications can be made to the embodiment which has just been described. In particular, the intermediate part 13 can be omitted, the nut 11 then acting directly on the branch 2 of the fastener; in addition, the bolt 9 could be replaced by a usual lag screw. Finally, the diameter of holes 4: of the attachment will be chosen so as to a. avoid contact between the bolt and the clip under normal conditions of use.
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Fig. 5 shows, moreover, one possible variant among others. The elastic clip 19 is, like the clip 1, formed by a curved steel blade, its lower branch not differing from that of the clip 1. On the other hand, its upper branch is curved downwards, on the rail side, to form a sort of hook 20, the end 21 of which is itself bent upwards and which bears against the shoe 7 at a single point 2. When the nut 11 is continued to be tightened, a second stop contact occurs at 23 between the spout 21 and the body of the clip 19. The contacts 22 and 23 play the same role, respectively, as the contacts '15 @' support) and 17 (stop) of clip 1.
Instead of giving the blade which constitutes the clip 1 or 19 a constant section, it can be given a variable thickness, for example continuously decreasing from the lower branch to the upper branch.
Fig. 6 shows a fixing by a lag screw 30 in which the eye of the fastener fits into the substantially cylindrical bearing surface 32 of a bearing 31 which engages in a corresponding housing 12 of the cross member 6. One avoids the displacements of the bearing 31 thanks to two diametral tabs 33 and 34 with which it is provided. An echanorue 35 (Fig. 7) is provided in the tab 34 for the passage of the bottom 30.
The pad 31 may be formed by a metal strip or by a sheet of elastic or plastic material, for example rubber.
The interposition of this support pad 31 is very important when using -1! Wooden or cement sleepers, because it allows' to avoid the degradation of these sleepers during the transmission of sudden forces.
In the case of metal sleepers, the bearing surface of the loop 1 of the fastener in the housing can be made in a special part attached to the sleeper by bolting, riveting, welding or otherwise.
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In the case of wooden sleepers, the hardness and the wear resistance of the housings of the buckle or of the pad can be increased on the periphery of said housing by an appropriate known process such as compression of the wood fibers, hot hardening, impregnation using a resin or a lacquer, bonding of a piece of hardwood, fiber or plastic.
This particular arrangement may also be coinbinée arec, the interposition of a metallic or other fur between the loop and the improved cross member.
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'2dDI .T 1 CT S.
1.- Resilient device for fixing the railway rails on the sleepers characterized in that it comprises an elastic fastener consisting of a leaf spring folded and counter-bent so as to form an eye, extending by two unequal branches superimposed, both perforated for the passage of an appropriate clamping device, bolt or lag screw, said fastener bearing by said eye on the cross member or support and bearing, on the one hand, by its longer branch on the upper face the shoe of the wanière rail to exert on this shoe a vertical elastic pressure and resting, on the other hand, by the edge of its shortest branch against the lateral edge of the shoe,
so as to form a lateral stop for said shoe, the eye of the fastener projecting from the side of the cross member and fitting into a hollow housing of corresponding shape provided in the cross member.