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POINTE ELASTIQUE,,PARTICULIEREMENT POUR LA FIXATION DES PLAQUES D'ASSISE
DES RAILS SUR LES TRAVERSES,
L'invention concerne une pointe élastique destinée principalement à la fixation des plaques d'assise de rails sur'les traverses de chemin de fer, mais pouvant être employée également dans certains cas pour l'ancrage même du rail sur la plaque d'assise.
L'avantage général de l'emploi d'une pointe élastique pour l'u- tilisation ci-dessus a été reconnu, du fait qu'une telle pointe est capable par son élasticité d'exercer une certaine force tendant à augmenter ses ca- ractéristiques d'adhérence. Les pointes élastiques actuellement utilisées, ou dont l'emploi 'a été proposé pour la fixation de plaques d'assise et de rails en position sur les traverses sont de plusieurs formes. En réalité, il manque cependant à de telles pointes une ou plusieurs des caractéristiques avantageuses qui se trouvent combinées dans la pointe élastique de la.pré- sente invention.
C'est ainsi que pour l'emploi de certaines des formes connues de pointes élastiques, il est nécessaire de préparer dans les plaques d'as- sise et les traverses des trous d'une forme ou d'une position spéciale, afin qué la propriété élastique des pointes puisse être utilisée, ou afin que les traverses ne se fendent pas lorsqu'on y enfonce les pointes. Certaines des formes de pointes élastiques connues ont.également été difficiles à met- tre en place en raisop du fait qu'elles ne présentent pas une tête assez résistante pour qu'on puisse les enfoncer en frappant sur cette tête. Cer- taines de ces pointes sont également formées de telle sorte qu'il est né- céssaire de posséder un outil de forme spéciale pour les retirer lorsqu'el- les sont mises en place.
Quelques unes des formes connues de pointes sont incapables d'exercer une pression élastique vers le bas en même temps qu'u- ne pression latérale sur la plaque d'assise, et d'autres, qui exercent de telles pressions ne sont capables de donner ces pressions que si elles sont placées dans une certaine position qui peut être indésirable, soit qu'elles aient alors tendance à fendre la traverse, soit pour d'autres raisons pra- tiques.
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Un premier but de la présente invention est de réaliser une poin- te qui, lorsqu'on l'enfonce dans un trou dans la plaque d'assise pour qu'el- le s'engage dans la traverse soit capable d'exercer, non seulement une pres- sion latérale sur les parois du trou,¯mais également d'exercer une pression vers le bas .sur la plaque d'assise en maintenant par conséquent fortement et d'une façon sûre la plaque d'assise sur la traverse.
Un autre but de l'invention est de réaliser une pointe conformée de telle sorte qu'elle présente une tête verticale solide permettant d'enfon- cer ladite pointe au moyen d'un outil ordinaire approprié et de retirer cet- te pointe de la traverse au moyen d'un outil d'une construction habituelle et commune.
Un autre but de l'invention est encore de réaliser une pointe élastique ayant sa portion de tête conformée de telle sorte qu'elle limite le mouvement du corps des parties élastiques de la pointe l'une vers l'autre, lorsque la tête de cette pointe est comprimée latéralement du fait dé son engagement contre les parois du trou dans la plaque d'assise à travers la- quelle la pointe est enfoncée.
L'invention se propose en outre de réaliser une pointe élasti- que conformée de telle sorte que les pressions réactives exercées par la pointe du fait de son élasticité tendent à écarter les parties de la pointe situées au-dessous d'un point support qui se trouve à la base de la plaque d'assise et en assurant par là même à la pointe une fixation solide et sûre dans la traverse.
L'invention a enfin pour but de réaliser une pointe élastique que soit d'une forme telle que la fabrication en soit aisée, pointe qui soit d'une seule pièce nécessitant aucun assemblage ou ajustement préparatoire pour son emploi et qui ne soit pas susceptible de se déformer pendant sa manipulation ou sa mise en place.
Conformément à l'invention, la pointe est caractérisée à sa partie supérieure par une tête de laquelle partent deux branches formant la tige, la portion de tête comportant une face de frappe dans l'axe longitudi- nal de la pointe, et les deux branches convergeant à partir de la tête pour former une zone en forme de coin à la partie inférieure de laquelle les bran- ches sont écartées à nouveau l'une de l'autre, cette zone en forme de coin se trouvant au-dessous de la face de frappe et en ligne avec elle pour exer- cer une force élastique dirigée à la fois latéralement et axialement par rapport à la pointe lorsque la zone en forme de coin est comprimée dans un trou de la plaque d'assise, les deux branches s'étendant ensuite à partir de la partie inférieure de la zone en forme de coin en s'espaçant l'une de l'autre,
dans la direction longitudinale de la tige pour se rapprocher ensui- te vers un point de convergence situé dans une région plus éloignée de la portion de tête et pour s'étendre enfin à peu près parallèlement et très près l'une de l'autre jusqu'à l'extrémité de pénétration de la pointe, les axes des branches se trouvant sensiblement dans un même plan sur toute la longueur de la pointe.
De préférence, la pointe est faite d'une tige de métal d'une seu- le longueur, la pointe étant formée par pliage. Si on le désire cependant, la barre peut être initialement formée de deux pièces assemblées, par exem- ples par soudure, après que chaque pièce ait été mise individuellement à la forme désirée.
Un mode de réalisation de l'objet de l'invention est décrit à titre d'exemple avec référence au dessin dans lequel :
La figure 1 est,une élévation de côté d'une pointe, la figure 2 est une élévation de côté montrant la pointe de la figure 1 enfoncée dans la traverse à travers le trou de la plaque d'assise, cette dernière et la traverse étant vues en coupe, la figure 3 est une coupe horizontale suivant la ligne III-III de la figure 2,
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la figure 4 est une vue en élévation d'une forme modifiée de la pointe,. la figure 5 est une élévation partielle de côté de la pointe de la figure 4 enfoncée dans une traverse à travers le trou de la plaque d'as- sise, cette dernière et la traverse étant montrées en coupe.
Dans les figures 1, 2 et 3 des dessins, la pointe se compose d'une tige de métal élastique de' section rectangulaire, de préférence de l'acier. La tige est repliée sur elle-même de telle sorte que, au total, la pointe ait une forme de fourche avec, à son extrémité supérieure, une portion de tête, indiquée par 1 et avec deux branches 2 et 3 s'étendant vers le bas depuis la portion de tête 1 pour constituer une tige de pointe indiquée par 4. Les extrémités inférieures des branches 2 et 3 se terminent à l'extrémité de pénétration 5 de la tige, extrémité à laquelle les deux branches sont juxtaposées en contact ou très près l'une de l'autre, et de préférence sont biseautées pour faciliter la pénétration.
Sur une zone assez longue le long de la pointe à partir de l'extrémité 5, les deux branches 2 et 3 restent à peu près parallèles mais lorsqu'elles approchent de la portion de tête 1 elles divergent légèrement dans les zones 2a et 3a en laissant entre elles un intervalle 6. En se rap- prochant davantage encore de la tête 1, dans les zones 2b et 3b de la tige, les branches sont nettement séparées, et, comma le montre le dessin, s'éten- dent à peu près parallèles l'une à l'autre.
La portion de tête 1 est formée par une divergence marquée, ou un évasement vers l'extérieur, des branches au-dessus des zones 2b et 3b, di- vergence indiquée en 2c et 3c. La tête 1 a donc la forme générale d'un U in- versé avec les zones 2c et 3c inclinées l'une vers l'autre dans la direction de l'extrémité inférieure de la tige 4, en laissant entre elles un espace vi- de 7 en forme de V, l'extrémité supérieure de la tête 1 ayant la forme d'un pont Ia reliant les zones 2c et-3c. La surface supérieure de ce pont Ia est convenablement aplatie pour former la face de frappe de la portion de tête 1.
On notera que le pont Ia et la face de frappe qu'il présente sont alignés avec l'axe longidutinal de la pointe entière et sont disposés symétrique- ment par rapport à cet axe.
Cela devient donc une opération simple d'enfoncer la pointe dans les trous d'une plaque d'assise et d'une traverse disposés sous la plaque, en frappant des coups directement sur la face de frappe de la tête 1, les coups étant transmis le long de l'axe longitudinal de la tige jusqu'à son extrémité pénétrante. Pour faire pénétrer la pointe dans un trou a percé dans la plaque d'assise A et dans un trou préparé-' ±. de la traverse B, les trous sont mis dans un-alignement convenable et l'extrémité inférieure de la tige 4 est enfilée dans le trou a percé dans la plaque d'assise A. La tige est alors enfoncée dans ce trou et dans le trou b de la traverse Bo
La pratique générale des chemins de fer prévoit une dimension pour les trous dans la plaque d'assise et la traverse, et les exceptions à cette dimension prescrite sont rares.
C'est pourquoi il est possible de prévoir une pointe selon l'invention qui présente sur sa longueur des zones de dimensions plus fortes que les trous de la plaque d'assise et de la traver- se, dans lesquels la pointe doit passer. Etant donné ces zones de plus for- tes dimensions, pendant l'enfoncement, la zone inférieure de la tige dans laquelle les branches 2 et 3 sont approximativement parallèles, passe rapi- dement à travers le trou a de la plaque d'assise et le trou b de la traver- se. Lorsqu'il existe une relation prédéterminée entre les dimensions du trou de la plaque d'assise et la pointe, il se forme alors une première com- pression de la'pointe lorsque la zone légèrement conique 2a et 3a se trouve dans le trou a, avec comme conséquence une diminution de la dimension la- térale de l'intervalle 6 entre les branches 2 et 3 dans cette zone.
A ce stade de l'enfoncement, les faces en évasement des zones 2a et 3a des bran- ches 2 et 3 ne portent pas carrément contre les faces opposées du trou a dans la plaque d'assise du fait de l'inclinaison des dites zones; il exis- te donc un intervalle entre la pointe et le trou dans la partie inférieure du trou. Lorsque cependant l'enfoncement a progressé à un stade tel que
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les zones approximativement parallèles 2b et 3b des branches de la pointe se trouvent dans le trou a, les faces extérieures opposées des dites zo- nes avec les branches 2 et 3 comprimées sont carrément en contact avec les parois opposées du trou a et pressent contre ces dernières sur toute leur hauteur comme le montre la figure 3.
Chacune des branches 2 et 3 est de préférence dimentionnée de telle sorte que sa larguer est égale à sen- siblement 2 fois son épaisseur (figure 3). Une telle proportion donne une forme de la coupe de la partie inférieure de la tige 4 conforme à la dimen- sion des trous des plaques d'assise standard habituellement employées dans la construction des voies ferrées.
Lorsque l'enfoncement de la pointe se poursuit, les zones 2a, 3a, et 2b, 3b pénètrent dans le trou b de la traverse B et cette partie de la pointe est comprimée à l'intérieur.'Du fait de la compression de la tige contre les parois du trou dans la traverse B, la pointe exerce une force dirigée longitudinalement par rapport à la traverse et transversa- lement par rapport à la plaque d'assise A joignant d'une façon ferme et positive la plaque d'assise et la traverse.
Les zones divergentes 2c, 3c sont quelque peu forcées dans le trou a pour s'engager fermement dans celui-ci comme le montre'la figure 2. Comme on le voit, l'intervalle 6 dans ce qui peut être considéré comme la première partie de fermeture de la pointe est sensiblement diminué dans sa dimension transversale, et l'intervalle 7 en forme de V qui se trouve dans la tête 1 est également diminué dans sa dimension latérale, l'intervalle en- tre les branches 2 et 3 dans la région du trou a étant plus petit que lors- que la pointe n'est pas comprimée.
Un détail important dans le comportement de la pointe à l'uti- lisation est que, dans les conditions existant lorsque la pointe est enfon- cée, elle exerce une force élastique verticale ainsi qu'une force élastique latérale sur la plaque d'assise. En se référant donc de nouveau à la figure 2, on verra que lorsque la pointe est enfoncée plus loin que le point au- quel débute la divergence marquée (la zone 2c, 3c) entre les branches 2 et 3 pour former la tête 1, la compression de la pointe exerce un effet de coin vers le bas ainsi qu'un effet latéral de liaison sur la plaque d'assi- se.
La tête 1 étant également formée de telle sorte que le pont la entre les zones divergentes 2c, 3! limite le rapprochement de ces zones l'une vers l'autre lorsque la pointe est enfoncée, cette limitation intervient dans le mouvement des branches l'une vers l'autre dans la partie au-dessus de la plaque d'assise en tendant à répartir les points de flexion à travers les zones de la tige 4 dans lesquelles les branches sont séparées. En dis- tribuant ainsi la flexion le long des branches et en évitant une flexion localisée trop importante dans une seule région de la pointe, la fatigue du métal est diminuée et la durée utile de la pointe est augmentée.
La pression réactive exercée latéralement par rapport à la pointe est également augmen- tée, avec pour conséquence une augmentation de la sécurité de l'engagement et une diminution de la tend à provoquer une cassure au col de la pointe.
La solidité de l'engagement des branches de la pointe contre la surface supérieure de la plaque d'assise et contre les côtés opposés du trou de la plaque d'assise et de la surface latérale du trou dans la tra- verse, assure le maintien d'un écartement convenable de la voie en mainte- nant à force une position fixe de la plaque d'assise, de telle sorte que les petits mouvements de glissement de la plaque de base ne peuvent pas, par des chocs latéraux contre la pointe, causer un élargissement du trou dans la traverse.
Quand la pointe est enfoncée dans sa position finale, la zone divergente 2c, 3c a ses appuis dans le pont la, de la tête, et au pointe de convergence des branches sous la plaque d'assise. La réaction de la compres- sion de la pointe au point d'appui sous la plaque de base avec le pont sup- port dans la tête de la pointe tend à écarter les branches 2 et 3 au-dessous du point de convergence avec pour résultat qu'il se produit une tendance à l'extension des branches à leur extrémité 5. Ceci produit une force élasti- que appliquée'des branches de la pointe aux parois du trou dans la traverse,
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par conséquent agrippant fermement la pointe et la plaque d'assise à la traverse.
Comme le montre la figure 2, le pont la qui fournit un point d'appui et le point de convergence dans la zone 2a, 3a des branches se trouvant sous la plaque de base A, sont approximativement équidistants de l'axe horizontal central du trou a; cette distribution donne l'effet d'ex- tension maximum aux extrémités inférieures des branches de la pointe. Cet engagement en force supprime l'usure de la pointe par des mouvements de glissement répétés de la plaque d'assise.
On observera dans la figure 2 qui la force élastique exercée par la pointe enfoncée dans la traverse est dirigée longitudinalement par rapport à cette traverse et ne tend donc pas à écarter les fibres du bois.
Ceci diminue beaucoup la tendance à fendre de la traverse durant l'enfon- cement de la pointe, et, lorsque cette dernière est en position finale.
La structure simple de la pointe avec sa portion de tête 1 dis- posée en alignement avec l'axe longitudinal de la tige 4 lui permet d'être enfoncée avec sa tête dans n'importe quelle position par rapport à la di- rection du rail et à la position de la plaque d'assise et évite la néces- sité de percer des trous d'une forme spéciale dans la plaque d'assise et la traverse, ou un logement spécial dans la plaque de base, pour obtenir un effet de fermeture complet de la pointe.
On notera que non seulement la portion de la tête 1 est par- ticulièrement adaptée pour l'enfoncement en transmettant des coups de marteau directement le long de l'axe longitudinal de la pointe, mais aussi que l'in- tervalle 7 en forme de V existant dans la portion de la tête et se trouvant au dessus de la plaque d'assise lorsque la pointe est enfoncée sert pour l'extraction de la pointe en engageant un outil de démontage simple par exem- ple un levier à griffes dans l'intervalle 7.,
On comprendra également que la forme renflée de la portion de tête 1 rend la pointe bien adaptée pour pénétrer dans un des trous de "ligne" de la plaque d'appui pour exercer des forces dirigées latéralement et vers le bas contre la base d'un rail, la pointe contribuant ainsi à l'ancrage du rail,
en supplément à la fonction primitive de la pointe enfoncée à travers un des trous de "position" de la plaque d'assise simplement pour fixer cette dernière sur la traverse. Ce dernier rôle peut par ailleurs être considéré comme la première fonction de la pointe.
Si l'on se réfère maintenant à la forme modifiée de la pointe (figure 4 et 5), on comprendra que la partie inférieure de la tige 4 et la portion de tête 1 soient identiques aux parties correspondantes de la poin- te des figures 1 à 3. Cependant, dans la forme modifiée, la divergence rec- tiligne des branches 2 et 3 dans la zone 2a, 3a et la partie inférieure de la zone parallèle 2b, 3b telles qu'elles existaient dans la construction suivant figures 1 à 3 sont remplacées ici par une zone 8a, 9a dans laquelle les branches sont courbées extérieurement en s'éloignant de l'axe longitu- dinal de la pointe. La figure 5 représente cette zone de courbure extérieure une fois enfoncée à travers le trou a dans la plaque d'assise A et le trou b dans la traverse B.
A ce moment, la zone 8a, 9a courbée vers l'extérieur exerce une force élastique particulièrement grande contre les parois laté- rales du trou dans la traverse et s'agrippe sous la surface inférieure de la plaque d'assise.
L'expérience a montré que pour enlever la pointe représentée dans les figures 4 et 5, lorsqu'elle est fortement coincée dans la traverse, il faut exercer une force directement appliquée, extrêmement puissante.
Comme la zone bombée 8a, 9a est élastique, il est possible d'enfoncer cette zone à travers le trou dans la plaque d'assise dans la position de la figure - 5 dans laquelle elle exerce une force dirigée vers l'extérieur dans le trou de la traverse et fournit une extension d'accrochage sous la surface infé- rieure de la plaque d'assise. En raison de ce qui a déjà été expliqué pré- cédemment, se rapportant à la forme des figures 1 à 3, c'est-à-dire que la pointe peut être enfoncée pour exercer sa force élastique longitudinalement
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par rapport à la traverse, c'est-à-dire sans qu'il y ait tendance à écarter les fibres du bois, cette forme modifiée de pointe peut être également enfon- cée avec force sans fendre la traverse.
Les deux modes de construction de la pointe tels que illustrés ci-dessus fournissent une pointe élastique à blocage automatique et, possé- dant une tête de frappe solide verticale sur laquelle on peut frapper di- rectement avec un marteau suivant l'axe longitudinal de la pointe. Cette dernière lorsqu'elle est enfoncée exerce sur une plaque d'assise, à tra- vers le trou dans lequel elle est enfoncée, une force élastique dirigée suivant l'axe longitudinal de la pointe et s'exerçant sur.la plaque d'as- sise dans le trou pour maintenir fortement la plaque d'assise sur la tra- verse.
On doit comprendre que la forme de la section de la barre métal- lique constituant la pointe peut, si on le désire, ne pas être rectangulai- re. Il est important que la pointe soit faite d'un métal combinant des qua- lités de résistance et d'élasticité, de manière à répondre parfaitement aux conditions de son emploi. Si des barres d'acier à ressort avec la dûreté et l'élasticité demandées conviennent plus particulièrement, un autre métal ayant les caractéristiques nécessaires peut aussi bien être employé.