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DISPOSITIF DE FIXATION DES RAILS SUR LES TRAVERSES.
L'invention concerne des moyens destinés à être employés pour la fixation des rails sur les traverses.
Les moyens de fixation suivant l'invention.sont prévus pour ë tre utilisés plus particulièrement dans le cas où l'on emploie des traver- ses métalliques. La description de l'invention sera donc faite principale- ment dans cette hypothèse, bien que l'invention puisse être appliquée éga- lement aux traverses en bois, ainsi que le montreront les explications qui vont suivre.
Il doit être bien entendu que lorsque, dans la présente deman- de, il sera question de traverses, il ne s'agira pas uniquement du cas où les traverses sont disposées en travers des rails, comme dans les voies de chemin de fer ordinaires, mais qu'il s'agira aussi du cas où le rail est po- sé sur un support, disposé dans le sens longitudinal du rail lui-même.
L"en- ploi de l'invention est envisagé également pour la fixation du rail sur les portiques ou sur les charpentes analogues, c'est-à-dire dans le cas où les roues de grues ou de transporteurs sont supportées par des poutres ou longe- rons qui, disposés suivant le sens longitudinal des rails, peuvent être con- sidérés comme étant l'équivalent des traverses traditionnelleso
Antérieurement à la présente invention, les organes fixant les rails de chemin de fer aux traverses métalliques étaient généralement rigi- des. Ils étaient constitués par des boulons dont les têtes portaient sur le patin du rail, soit directement, soit par l'intermédiaire de rondelles, ou bien par des pièces à mâchoires, employées en combinaison avec des coins, agissant entre les mâchoires et le patin du rail.
Pour employer, dans le cas des traverses métalliques, des orga- nes de fixation des formes connues, il est nécessaire de prévoir, dans la
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face supérieure de la traverse, des trous percés au voisinage de la zone de la traverse sur laquelle porte le patin du rail. Ces trous ont l'inconvé- nient d'affaiblir la traverse à l'endroit où elle devrait avoir la résis- tance la plus grande. En outre l'oxydation commence à se manifester, pres- que invariablement sur ces trous et il arrive que la traverse devienne in- suffisante à ces endroits.
Les organes de fixation de la traverse, des formes connues, é- tant rigides, ils ont tendance à se desserrer à la longue et il est néces- saire de les resserrer à certains intervalles de temps. En outre, ils ne sont pas efficaces dans leur résistance au cheminement du rail. Enfin, en raison de la rigidité de ces organes, les mouvements verticaux du rail dus au mouvement d'ondulation provoqué par le passage des roues du matériel rou- lant sur le rail, sont transmis directement à la traverse par ces organes.
La présente invention prévoit des moyens destinés à être em- ployés pour la fixation des rails sur les traverses et, en particulier, des traverses métalliques, qui présentent plusieurs avantages, nettement caractérisés, sur les formes connues d'organes de fixation convenant à cet usage. Pour la mise en place des moyens de fixation suivant l'invention, il n'y a pas à prévoir de trou dans la traverse pour maintenir ces moyens en position. On évite donc, de ce fait, toute dégradation de la traverse, due à l'oxydation qui s'amorce aux trous.
Les moyens de fixation suivant l'in- vention agissent d'une manière élastique, de sorte qu'ils ne .servent pas seulement à maintenir le rail, avec une sécurité absolue, pendant une lon- gue période de temps, sans qu'il y ait à exercer de surveillance, mais qu'ils agissent aussi d'une manière efficace pour résister au cheminement du rail dans un sens ou dans l'autre.
En outre, du fait qu'ils sont élas- tiques, les moyens de fixation agissent pour absorber les mouvements verti- caux du rail, et ils le font jusqu'à un point tel que le résultat obtenu peut être comparé à celui qui est fourni dans le cas où le rail est fixé à une traverse en bois par un moyen connu, que l'ôn désigne sous le nom de crampon élastique, et qui est constitué par une tige qu'on enfonce dans la traverse et par une tête élastique recourbée ou bras de serrage, portant directement ou indirectement sur le patin du rail.
Suivant l'un des aspects de la présente invention le moyen de fixation comprend un crapaud en métal à ressort ou en un métal pouvant ê- tre rendu élastique par un traitement thermique, l'une des extrémités ou l'une des parties terminales de ce crapaud étant prévue pour reposer sur le patin du rail, tandis que son autre extrémité ou son autre partie termina- le est prévue pour reposer sur un support, constitué par la traverse ou par une plaque de base, interposée entre le rail et la traverse, la disposition ainsi réalisée étant telle que lorsqu'une pression s'exerce de haut en bas sur le crapaud , en un point de ce dernier se trouvant à peu près à mi-dis- tance de ses extrémités, ce crapaud fléchit et s'applique contre le support du rail, tandis qu'il exerce en même temps une pression élastique sur le patin du rail.
Suivant un autre aspect de l'invention, les moyens de fixation comprennent un crapaud suivant le paragraphe précédent, employé avec un moyen prévu sur la' traverse ou sur une plaque de base, ou aménagé pour ê- tre mis en place sur la traverse ou sur une plaque de base, pour exercer une pression dirigée de haut en bas en un point du crapaud se trouvant à peu près à mi-distance des extrémités de ce dernier.
Le crapaud peut être de forme massive ou à lames multiples.
Dans ce dernier cas le crapaud peut comporter simplement deux lames, ou bien il peut avoir plus de deux lames.
Différents exemples de réalisation de l'invention sont repré- sentés sur les dessins ci-joints dans lesquels :
La figure 1 représente une vue en élévation, avec coupes par- tielles, d'un moyen de fixation, suivant une réalisation de l'invention, dans le cas où il est employé pour un rail reposant directement sur une
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traverse disposée perpendiculairement au rail, la vue étant celle qui se présenterait à un observateur regardant suivant la direction longitudinale du rail.
La figure 2 représente une vue en plan correspondant à la fi- gure 1, mais montrant la cheville transversale dans la position qu'elle oc- cupe quand elle n'agit pas.,
La figure 3 représente une vue en bout correspondant à la fi- gure 1
Les figures 4, 5 et 6 représentent des vues analogues à celles qui sont données par les figures 1 à 3, avec cette .différence toutefois qu'une plaque de base a été interposée entre le rail et la traversée
La figure 7 représente une vue analogue à celle que donne la figure 4, pour une variante de réalisation.
La figure 8 représente une vue en élévation, avec coupes par- tielles, d'une troisième réalisation des moyens de fixation, la vue étant celle qui se présenterait à un observateur regardant suivant la direction du rail.
La figure 9 représente une vue en plan correspondant à la fi- gure 8.
Dans le cas représenté sur les figures 1 à 3, la traverse 1, supposée métallique, est disposée perpendiculairement au rail 2 qui est du type à patin plat.
Ainsi que le montrent les dessins, des moyens de fixation sui- vant l'invention sont placés sur la traverse 1, des deux côtés du rail 2.
Chacun de ces moyens comprend une paire de supports métallique 3, ayant une section transversale en forme d'L dont les ailes horizontales 3a sont directement opposées de sorte qu'elles vont en s'éloignant l'une de l'autre.
Les supports de chaque paire sont parallèles entre eux de sorte que leurs ailes verticales sont séparées par un intervalle ayant, par exemple, une grandeur de quatre centimètres. Les supports sont disposés de manière que leurs ailes verticales se trouvent dans des plans perpendiculaires à la di- rection du rail et 'que leurs ailes horizontales 3a reposent directement sur la surface supérieure de la traversée On fixe ces supports en position en soudant leurs ailes horizontales à la traverse.
Le but essentiel des supports 3 est de fournir, sur la face su- périeure de la traverse 1, des paires de saillies planes ou oreilles espa- cées, qui dans l'exemple considéré, sont constituées par les ailes vertica- les 3b de ces supports.
Il s'ensuit qu'il est possible que ces oreilles fassent partie intégrante de la traverse que l'on fabriquera alors, par exemple, en donnant une forme appropriée au métal qui la constitue ou en assemblant à sa face supérieure des pièces planes à oreilles.
Dans la réalisation décrite ici, les supports 3 sont destinés à être mis en place sur une traverse métallique existante vieille ou neuve, mais en particulier sur une traverse neuve. Toutefois, les supports 3 pour- raient être prévus pour être employés dans le cas d'une traverse en bois.
Dans ce cas. les ailes horizontales 3a des supports seraient munies de trous à travers lesquels passeraient les tiges de crampons filetés de fixation ou de crampons de rail élastiques, les tiges de ces crampons étant engagées dans la traverse.
Il est prévu, pour être employé avec chaque paire de supports 3, un crapaud 4, qui est employé en combinaison avec des moyens qui seront décrits plus loin et qui sont destinés à faire pression sur ce crapaud en l'appliquant vers le bas.
Le crapaud 4 est fabriqué à partir d'une lame d'acier à ressort qui est repliée sur elle-même, de sorte qu'il se présente sous la forme d'un
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ressort à lames. Le crapaud est de forme allongée, il ne présente'pas de trou. 11 convient de lui donner les dimensions approximatives suivantes 20 centimètres en longueur, 4 centimètres en largeur et 12 millimètres en épaisseur (épaisseur totale).
A partir de l'extrémité où le métal est re- plié pour fournir les lames, le crapaud présente une partie droite ou es- sentiellement droite 4a., suivie d'une partie se recourbant d'abord vers le haut et ensuite vers le bas pour former une voûte peu profonde 4b dont la partie terminale 4c se trouvant à l'opposé de la partie 4a se recourbe pour venir dans le prolongement de la partie 4a La forme donnée au crapaud est telle que lorsqu'il est placé dans l'intervalle compris entre les ailes verticales 3b de la paire de supports 3, son extrémité libre 4c étant au contact du rail 2 l'extrémité libre de la partie droite 4a repose sur la face supérieure de la traverse 1, tandis que la partie terminale 4c se trouvant au-delà de la voûte 4b repose sur la face supérieure du patin du rail.
On ménage ainsi, entre la partie moyenne du crapaud et la face supérieure de la traverse un certain jeu qui est destiné à permettre à la partie moyenne du crapaud de se déplacer vers le bas sous l'effet de la pression qu'il regoit d'en haut. Sous l'action de cette pression, l'une des extrémités du crapaud se trouve appliquée vers la traverse tandis que son autre extrémité se trouve appliquée sur la face supérieure du patin du rail.
Pour que puisse agir sur le crapaud 4 une pression s'exerçant vers le bas, les ailes verticales 3b des supports 3 sont munies d'ouver- tures 5, en ligne, de forme essentiellement elliptique, le grand axe de l'ellipse étant horizontal. Ces ouvertures se trouvent en droit et au- dessus de la partie moyenne du crapaud. Il est prévu une cheville trans- versale 6 qui est destinée à être engagée dans ces ouvertures. La chevil- le présente une partie centrale 6a de forme aplatie, dont la section trans- versale correspond à celle des ouvertures 5, tout en étant légèrement plus petite que celle de ces ouvertures.
Le grand axe de la section transversale de la partie centrale 6a étant placé horizontalement, on peut introduire la cheville dans les ouvertures en la dirigeant de bout et la partie centrale de cette cheville se trouve alors dans l'intervalle compris entre les deux ailes verticales 3b des supports 3, et au-dessus de la partie moyenne du crapaud 4. La partie centrale 6a de la cheville transversale est prolongée, à ses deux extrémités, par des bouts 6b, de forme cylindrique, dont le dia- mètre est légèrement inférieur à la longueur des petits axes des ouvertures 5.
A l'extrémité extérieure de l'un des bouts cylindriques, est prévue une tête circulaire 6c dont le diamètre est essentiellement plus grand que ce- lui de la section transversale cylindrique, afin que la cheville ne puisse pas passer complètement à travers les ouvertures quand on l'introduit, par son autre extrémité, dans ces ouvertures. L'extrémité extérieure de l'au- tre bout cylindrique présente un prolongement 6d qui s'aligne sur le grand axe de la partie centrale 6a.
Ce prolongement a des dimensions telles qu'il permet d'introduire la cheville dans les ouvertures, en lui donnant un mou- vement de bout,quand le grand axe de la partie centrale 6a est placé hori- zontalement, tandis qu'il s'agit en coopération avec la tête circulaire 6c se trouvant à l'autre extrémité- de la cheville pour maintenir la. cheville en position dans les ouvertures, apès qu'on a fait tourner cette dernière de quatre vingt dix degrés. On empêche donc ainsi tout enlèvement accidentel de la cheville.
Le crapaud 4 étant en place dans l'intervalle compris entre les ailes verticales 3b des supports 3 de la paire de supports et la cheville transversale ayant été introduite, au début, dans les ouvertures 5 de telle sorte que le grand axe de sa partie centrale 6a soit disposé horizontale- ment, cette partie centrale n'a aucun contact, ou elle n'a qu'un contact léger, avec la partie moyenne du crapaud. Quand on fait tourner la cheville, l'une des arêtes longitudinales de sa partie centrale vient en contact avec la surface supérieure de la partie moyenne du crapaud et elle fait fléchir cette partie moyenne vers le bas, ce qui a pour effet d'appliquer les extré- mités ou parties terminales 4a et 4c du crapaud, respectivement contre la
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traverse 1 et contre le patin du rail 2, en assurant un contact énergique avec ces surfaces.
Quand on a fait tourner la cheville de quatre vingt dix degrés à partir de sa position initiale, la pression de réaction s'exerçant du crapaud contre le champ en contact de la partie moyenne 6a de la cheville sert à maintenir cette cheville dans la position dans laquelle elle exerce sa pression. Pour éviter un mouvement de retour, non voulu, de la cheville on peut donner au champ agissant de cette dernière une forme aplatie, ain- si que le montre la figure 1, pour améliorer le contact avec 'le crapaud.
Quand on désire enlever le crapaud 4, il suffit de faire tour- ner la cheville transversale 6 en sens inverse pour la ramener à sa posi- tion initiale. Dans ces conditions, le crapaud n'est plus soumis à une pression quelconque et l'on peut alors pousser la cheville ou la chasser, en la frappant, hors des ouvertures 5, de sorte que le crapaud se trouve libéré.
Pour faire tourner la cheville transversale 6 on peut prévoir un outil en fourche (non représenté) destiné à saisir la partie centrale 6a de la cheville. On peut aussi, comme l'indique le dessin, munir la par- tie centrale de la cheville d'un logement 6e dans lequel on peut introdui- re un levier.
Les extrémités des ailes verticales 3b des supports 3 de la paire de supports (celles qui sont les plus éloignées du rail 2) peuvent être réunies par une barre 7 faisant fonction de butée vis-à-vis de la partie terminale 4a du crapaud 4 qui est en contact avec le rail.o Cette butée garantit que le crapaud.
sera toujours correctement placé dans le sens longitudinal, quand il a été placé entre les ailes verticales 3bo Comme le montrent les figures, on peut prévoir un intervalle entre la barre 7 et la traverse de manière à permettre l'écoulement de l'eau qui, autrement, serait retenue dans la poche formée entre la barre et les ai- les 3b
Dans une variante (non représentée) il n'est pas prévu d'ou- vertures 5 ni de cheville transversale 60 Les deux ailes 3b sont alors réu- nies en permanence par une pièce de jonction de forme appropriée disposée en travers de leur partie supérieure, qui agit pour exercer une pression, dirigée vers le bas, sur la partie moyenne du crapaud 4, quand on a intro- duit ce crapaud dans l'intervalle compris entre les ailes et au-dessous de la pièce de jonction,
en lui faisant prendre sa position de service dans laquelle -il vient buter contre la barre de butée 7 dont il a été précédem- ment question. Dans un tel cas, on peut employer un levier pour amener le crapaud dans sa position finale, le champignon du rail 2 fournissant alors le point d'appui pour le levier.
Si l'on compare la longueur des saillies 3b de la traverse avec la longueur du crapaud 4, on peut dire que le crapaud 4 doit avoir, de pré- férence une longueur telle que lorsqu'il est en place entre les saillies, son extrémité en contact avec la traverse étant butée entre la barre d'ar- rêt 7, il faut que son extrémité en contact avec le rail, tout en. se prolon-- geant d'une manière suffisante pour agir efficacement sur le patin du rail, n'aille cependant pas trop loin, afin que le champignon du rail ne consti- tue pas une gêne nuisant à la rapidité de la mise en place ou de l'enlève- ment du crapaud.
Sur les figures 1 à 3, les moyens de fixation décrits ci-dessus sont représentés comme étant mis en place des deux côtés du rail et l'on remarquera que les extrémités des deux paires de support 3 les plus voisines du rail 2 sont disposées tout contre les champs longitudinaux du patin du rail. Par conséquent, les supports ne remplissent pas seulement leur rôle principal, qui est de constituer une partie des moyens de fixation du rail, nais ils agissent aussi pour retenir le rail contre tout déplacement trans- versal et ils maintiennent ainsi l'écartement de la voie.
En donnant aux ailes horizontales 3a des supports 3 de chacune des paires de supports une surface suffisante, et en soudant ces ailes à une traverse métallique dans des positions telles que les supports remplissent le rôle supplémentaire de
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fixation de la voie, ainsi qu'on vient de le faire remarquer l'effort dû à la poussée latérale venant du rail se trouve réparti sur une surface sou- dée importante, contrairement à ce qui se passe dans le. cas où la fixation est assurée au moyen de tirefonds ou de pièces rigides à mâchoire, engagées dans des trous de la traverse, qui soumettent cette dernière à des efforts locaux élevés.
La disposition représentée sur les figures 4 à 6 est analogue, à beaucoup d'égards, à celle qui est représentée sur les figures 1 à 3, et pour éviter une répétition de la description, le même repère a été employé pour la désignation des deux pièces analogues. Dans le présent exemple, les saillies 3b, au lieu d'être constituées par les ailes verticales de supports indépendants, font partie d'une plaque métallique 8 qui est disposée le long de la traverse 1, d'un côté du rail 2 à l'autre, et qui est interposée entre la traverse et le rail, la partie de cette plaque qui se trouve entre les deux paires de saillies 3b fournissant une assise au rail et la plaque constituant ainsi, dans son ensemble, une plaque de base pour le rail.
Ainsi que le montrent les dessins, on forme les saillies 3b en pliant vers le haut des parties latérales de la plaque 8. Toutefois, ces saillies peuvent être constituées par des pièces qui étant indépendantes à l'origine, sont soudées à la plaque qui conserve alors sa forme rectangu- laire.
On constatera qu'avec la disposition dont on donne maintenant la description, les parties 4a des crapauds 4, au lieu de porter directe- ment sur la traverse 1, comme dans le cas de la disposition représentée sur les figures 1 à 3, portent sur les parties de la plaque de base qui se trouvent entre les saillies 3b de chacune des paires de saillies.
Ici encore, on suppose que la traverse est une traverse mé- tallique. Dans ce cas, la présence de la plaque de base 8 rend la dispo- sition particulièrement propre à être appliquée aux traverses métalliques anciennes qui ont été antérieurement percées pour recevoir des organes de fixation du rail de la forme traditionnelle et qui sont trop usées ou trop oxydées dans la zone du rail, pour qu'il soit possible de réemployer ces organes de fixation.
A cet effet, on peut placer la plaque de base 8, munie de sail- lies 3b, sur la partie usée ou oxydée de la traverse et la fixer à la tra- verse par soudage, ce qui a pour résultat non seulement de fournir une as- sise neuve au rail, mais encore de fixer d'une manière sûre les saillies 3b sur la traverse.
La disposition représentée sur les figures 4 à 6 peut être appliquée aussi aux traverses en bois, vieilles ou neuves. Dans ce cas,on donnera à la plaque de base une forme convenant pour qu'elle puisse conte- nir les perçages destinés à recevoir les tire-fonds ou crampons élastiques dont les tiges s'enfoncent dans la matière de la traverse pour maintenir l'ensemble de la plaque de base contre la traverse.
Sur les figures 4 à 6, comme sur les figures 1 à 3 les moyens de fixation du rail, suivant l'invention, sont représentés comme étant mis en place des deux côtés du rail 2. Toutefois, le présent exposé comprend le cas où ces moyens sont prévus d'un côté seulement du rail, tandis 'que d'autres moyens sont prévus pour maintenir l'autre côté du rail. Un exemple, illustrant cette possibilité, est représenté sur la figure 7, qui montre une modification de la disposition montrée par les figures 4 à 60
Dans le cas de cet exemple, on a supprimé, d'un côté du rail, les ouvertures 5 prévues de l'autre côté du rail dans les saillies 3b pour la cheville transversale 6, ainsi que le crapaud 4 destiné à coopérer avec cette cheville.
Les extrémités les plus voisines du rail, des saillies 3b de la paire de saillies de droite présentent des cavités 9 dans lesquelles s'engage un champ du patin du rail pour y être ancré tandis que l'autre côté du patin du rail est maintenu appliqué vers le bas par un crapaud 4 coopérant avec la paire de saillies prévue de.ce côté.
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On peut auss- employer une disposition analogue à celle que représente la figure 7 en la faisant dériver de la disposition représen- tée sur les figures 1 à 3.Dans ce cas, deux supports 3 ayant une section transversale en forme d'L sont fixés à la traverse, d'un côté du rail, et munis d'un crapaud 4 portant sur le patin du rail, du même côté du rail, tandis que le champ opposédu patin du rail peut être engagé dans une cavi- té ou dans des cavités ménagées dans un organe ou dans des organes fixés à la traverse au voisinage de ce champ. On peut employer pour cet usage une paire de supports à section transversale en forme d'L analogues aux supports 3, ces supports étant munis de logements analogu.es au logement 9 de la.
figure 7, mais ne comportant pas d'ouvertures.5. On peut aussi em- ployer un organe en forme d'U dont la base soit fixée d'une manière appro- priée à la traverse, les extrémités inférieures des branches latérales de l'U étant munies de logements.
Les figures 8 et 9 représentent l'application de l'invention à un ensemble, formé par une traverse et par un rail, dans lequel la traver- se 1 est disposée suivant la direction longitudinale du rail 2. C'est ce qui arrive, par exemple, dans le cas des portiques ou des charpentes ana.- logues comportant des chemins de roulement pour des grues mobiles ou pour des transporteurs munis de roues.
Sur les figures 8 et 9, la traverse et le rail sont désignés de nouveau, respectivement par les repères 1 et 2. La traverse présente la forme d'une poutre métallique dont la section transversale est en forme d'U renver sé. Cette traverse est supportée par des éléments de charpente métallique que-l'on a désignés, d'une manière générale, par le repère 10
La largeur de la traverse 1 est plus grande que celle du rail 2 et le rail est placé au milieu de la traverse tout le long de cette der- nière, de sorte qu'il y a des deux côtés du rail, des parties de la face supérieure de la traverse qui sont découvertes. Dans la disposition repré- sentée, des moyens de fixation suivant l'invention sont m.is en place sur les deux parties découvertes de la traverse.
Chacun de ces moyens de fixation comprend un support 11, en forme d'U que l'on peut obtenir commodément à partir d'une plaque métalli- que de forme rectangulaire, présentant une patte en saillie par rapport à l'un de ses bords longitudinaux. On recourbe vers le haut les extrémités de la plaque, de manière quelles scient parallèles et forment une paire de saillies 1-la, réunies par une base 11b On -replis également vers le haut la patte dont il vient d'être question pour former une butée 11c
On met en place le support en U ainsi formé, en le faisant re- poser par sa base llb, sur la partie découverte de la face supérieur e de la traverse 1, à laquelle on le fixe d'une manière appropriée, par exemple par soudage,
ce support étant disposé de telle sorte que le canal formé entre les saillies 11a soit perpendiculaire au rail et que le champ de ce support opposé à la butée 11c soit contigu au bord longitudinal du patin du rail.
Le canal formé entre les saillies Il!! du support 11 sert à lo- ger un crapaud élastique ayant essentiellement la même forme que ceux qui sont représentés sur les figures 1 à 7. Le crapaud est désigné ici encore avec les mêmes repères que ceux qui ont été employés précédemment L'extré- mité repliée du crapaud repose sur la face supérieure de la base 11b, du support et elle est en contact avec la butée Il.±, tandisque son extrémité opposée (ou une partie de son extrémité opposée) repose sur la surface su-
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::,;:r':\.::;1:"E du patin du rail 2.
Pour que s'exerce sur le crapaud 4, une pression dirigée vers le bas, les saillies lla, du support 11, sont munies de trous 12 ayant même axe qui se trouvent au droit de la partie voûtée 4b, du crapaud quand. ce dernier a été complètement introduit dans le canal formé entre les saillies 11a, Ces trous sont prévus pour recevoir une cheville transversale 13 dont la longueur est supérieure à la largeur maxima du support 11 Cette cheville comporte une partie cylindrique 13a, qui est suivie par une partie conique
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13b Les trous 12 ont une position et un diamètre tels, et les dimensions de la cheville 13 en section transversale sont telles, par rapport à la position de la partie voûtée 4b du crapaud, que lorsqu'on introduit la cheville, par son extrémité conique 13b, dans l'un des trous 12,
et qu'on l'enfonce à travers le support 11 de telle manière que son extrémité co- nique pénètre dans l'autre trou, cette cheville exerce une action dirigée vers le bas, analogue à celle d'un coin, sur le crapaud qu'elle fait flé- chir 11 s'ensuit que l'extrémité 4a du crapaud porte, en exerçant une pression contre la base 11b, du support 11, et que son extrémité 4b porte sur le patin du rail en exerçant une pression élastique dirigée vers le bas.
On enfonce la cheville dans les trous 12 de telle manière que, lorsqu'elle occupe sa position finale, sa partie cylindrique d'extrémité 13a soit venue en contàct avec la.face supérieure du crapaud, maintenant ainsi sur ce dernier une pression dirigée vers le bas. La force de réac- tion existant dans le crapaud et due à la flexion qu'il subit, sert à main- tenir la cheville dans sa position finale, sans qu'il soit besoin de faire appel à un autre moyen.
Pour libérer le crapaud il suffit d'enlever la cheville en la frappant à coups de marteau sur l'une de ses extrémités, de manière à la chasser complètement hors des trous 120
Comme on l'a déjà dit à propos des figures 1 à 6, il est possi- ble aussi de se passer des trous 12 et de la cheville 13, en réunissant les saillies lla par une pièce de jonction (non représentée) disposée au- dessus de la position qui sera occupée par le crapaud, cette pièce de jonc- tion agissant pour exercer une pression, dirigée vers le bas, sur la partie voûtée du crapaud, au moment où l'on introduit le crapaud dans le canal for- mé entre les saillies 11a et au-dessous de la pièce de jonction, en le con- traignant à venir se placer contre la butée 11c.
Bien que la disposition suivant les figures 8 et 9, les moyens de fixation suivant l'invention soient représentés comme étant employés des deux côtés,du rail 2, il doit être bien entendu qu'on peut les employer d'un côté seulement du rail, l'autre côté du rail étant maintenu par des moyens analogues à ceux qui ont été précédemment décrits et qui sont repré- sentés par la figure 7.
Il doit être bien entendu également que les moyens de fixation réalisés de la manière qui-est représentée sur les figures 8 et 9 peuvent être employés aussi dans le cas où les traverses sont disposées en travers du rail et qu'il s'agisse de traverses métalliques ou des traverses en bois.
L'avantage que présentent les différents dispositifs décrits, quand on les applique à une traverse métallique réside en ce que cette tra- verse ne se trouve pas affaiblie par des trous qui peuvent être les points de départ de zones de corrosion. Qu'il s'agisse d'une traverse métallique ou d'une traverse en bois, la poussée latérale est absorbée sur une surface importante et elle n'agit pas contre un tirefonds. Si l'on emploie une che- ville transversale de l'une ou l'autre des formes représentées pour faire fléchir le crapaud et s'il arrive que cette cheville se trouve accidentelle- ment déplacée cessant ainsi d'exercer sa pression sur le crapaud, il n'en résulte aucun dommage, étant donné que le crapaud reste toujours en contact avec le rail et que les saillies de la traverse ou de la plaque de base maintiennent l'écartement de la voie.
Le rail se trouve donc toujours main- tenu avec sécurité bien que les moyens de fixation n'opposent par de résis- tance à son cheminement longitudinal.
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DEVICE FOR FIXING THE RAILS ON THE CROSSERS.
The invention relates to means for use in fixing the rails to the sleepers.
The fixing means according to the invention are intended to be used more particularly in the case where metal crossbars are employed. The description of the invention will therefore be given mainly on this assumption, although the invention can also be applied to wooden sleepers, as will be shown by the explanations which follow.
It should be understood that when, in the present application, it is a question of sleepers, it will not only be a question of the case where the sleepers are arranged across the rails, as in ordinary railway tracks, but that it will also be the case where the rail is placed on a support, disposed in the longitudinal direction of the rail itself.
The use of the invention is also envisaged for fixing the rail to gantry cranes or to similar frames, that is to say in the case where the wheels of cranes or transporters are supported by beams or rails which, arranged in the longitudinal direction of the rails, can be considered as being equivalent to traditional sleepers.
Prior to the present invention, the members securing railway tracks to metal sleepers were generally rigid. They were formed by bolts whose heads bore on the rail runner, either directly or via washers, or by jaw pieces, used in combination with wedges, acting between the jaws and the runner shoe. rail.
In order to use fixing members of known shapes in the case of metal sleepers, it is necessary to provide, in the
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upper face of the sleeper, holes drilled in the vicinity of the area of the sleeper on which the rail shoe bears. These holes have the disadvantage of weakening the crosspiece at the point where it should have the greatest resistance. In addition, oxidation begins to appear, almost invariably in these holes, and the crossbar sometimes becomes insufficient in these places.
The cross-member fasteners, of known forms, being rigid, they tend to loosen over time and it is necessary to tighten them at certain time intervals. In addition, they are not efficient in their resistance to rail tracking. Finally, because of the rigidity of these members, the vertical movements of the rail due to the undulating movement caused by the passage of the wheels of the rolling stock on the rail, are transmitted directly to the sleeper by these members.
The present invention provides means intended to be used for fixing the rails to the sleepers and, in particular, metal sleepers, which have several advantages, clearly characterized, over the known forms of fasteners suitable for this use. . For the establishment of the fixing means according to the invention, there is no need to provide a hole in the cross member to keep these means in position. Therefore, any degradation of the cross member, due to the oxidation which begins at the holes, is avoided.
The fastening means according to the invention act in a resilient manner, so that they not only serve to hold the rail, with absolute safety, for a long period of time, without it being damaged. need to exercise surveillance, but that they also act in an effective manner to resist the movement of the rail in one direction or the other.
Furthermore, because they are elastic, the fastening means act to absorb the vertical movements of the rail, and they do so to such an extent that the result obtained can be compared to that which is provided. in the case where the rail is fixed to a wooden sleeper by a known means, which is designated by the name of elastic crampon, and which consists of a rod which is driven into the sleeper and by a curved elastic head or clamping arm, directly or indirectly bearing on the rail shoe.
According to one of the aspects of the present invention, the fixing means comprises a clamp made of spring-loaded metal or of a metal which can be made elastic by heat treatment, one of the ends or one of the end parts of this. clamp being intended to rest on the shoe of the rail, while its other end or its other end part is intended to rest on a support, consisting of the cross member or a base plate, interposed between the rail and the cross member, the arrangement thus produced being such that when pressure is exerted from top to bottom on the toad, at a point of the latter lying approximately halfway between its ends, this toad flexes and is applied against the rail support, while at the same time exerting elastic pressure on the rail shoe.
According to another aspect of the invention, the fixing means comprise a clamp according to the preceding paragraph, employed with a means provided on the cross member or on a base plate, or arranged to be placed on the cross member or. on a base plate, to exert a pressure directed from top to bottom at a point of the toad located approximately halfway between the ends of the latter.
The toad can be massive or multi-bladed.
In the latter case the toad may simply have two blades, or it may have more than two blades.
Different embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings in which:
FIG. 1 represents an elevational view, with partial sections, of a fixing means, according to one embodiment of the invention, in the case where it is used for a rail resting directly on a
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crosspiece arranged perpendicular to the rail, the view being that which would appear to an observer looking in the longitudinal direction of the rail.
Figure 2 is a plan view corresponding to Figure 1, but showing the transverse pin in the position it occupies when it is not acting.
Figure 3 shows an end view corresponding to Figure 1
Figures 4, 5 and 6 show views similar to those given by Figures 1 to 3, with the difference however that a base plate has been interposed between the rail and the bushing
FIG. 7 represents a view similar to that given in FIG. 4, for an alternative embodiment.
FIG. 8 represents an elevational view, with partial sections, of a third embodiment of the fixing means, the view being that which would appear to an observer looking in the direction of the rail.
Figure 9 shows a plan view corresponding to Figure 8.
In the case shown in Figures 1 to 3, the cross member 1, assumed to be metallic, is arranged perpendicular to the rail 2 which is of the flat shoe type.
As shown in the drawings, fixing means according to the invention are placed on the cross member 1, on both sides of the rail 2.
Each of these means comprises a pair of metal supports 3, having an L-shaped cross section whose horizontal flanges 3a are directly opposed so that they go away from each other.
The supports of each pair are parallel to each other so that their vertical wings are separated by an interval having, for example, a size of four centimeters. The supports are arranged so that their vertical wings lie in planes perpendicular to the direction of the rail and that their horizontal wings 3a rest directly on the upper surface of the bushing. These supports are fixed in position by welding their horizontal wings. at the cross.
The essential purpose of the supports 3 is to provide, on the upper face of the cross member 1, pairs of flat projections or spaced ears, which in the example considered, are formed by the vertical wings 3b of these supports.
It follows that it is possible for these ears to form an integral part of the crosspiece which will then be manufactured, for example, by giving an appropriate shape to the metal which constitutes it or by assembling flat pieces with ears to its upper face. .
In the embodiment described here, the supports 3 are intended to be placed on an existing metal cross member, old or new, but in particular on a new cross member. However, the supports 3 could be provided to be used in the case of a wooden cross member.
In that case. the horizontal flanges 3a of the supports would be provided with holes through which the rods of threaded fixing clamps or elastic rail clamps would pass, the rods of these clamps being engaged in the cross member.
To be used with each pair of supports 3, there is provided a clamp 4, which is used in combination with means which will be described later and which are intended to put pressure on this clamp by applying it downwards.
The toad 4 is made from a spring steel blade which is folded over on itself, so that it comes in the shape of a
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leaf spring. The toad is elongated, it does not present a hole. It should be given the following approximate dimensions 20 centimeters in length, 4 centimeters in width and 12 millimeters in thickness (total thickness).
From the end where the metal is bent to provide the blades, the toad presents a straight or essentially straight part 4a., Followed by a part curving first upwards and then downwards to form a shallow arch 4b whose end part 4c located opposite part 4a bends to come in the extension of part 4a The shape given to the toad is such that when it is placed in the interval included between the vertical wings 3b of the pair of supports 3, its free end 4c being in contact with the rail 2, the free end of the straight part 4a rests on the upper face of the cross member 1, while the end part 4c is located beyond the arch 4b rests on the upper face of the rail shoe.
Thus, between the middle part of the toad and the upper face of the cross member, a certain clearance is provided which is intended to allow the middle part of the toad to move downwards under the effect of the pressure which it receives from. up. Under the action of this pressure, one of the ends of the clamp is applied towards the cross member while its other end is applied to the upper face of the rail shoe.
So that downward pressure can act on the toad 4, the vertical wings 3b of the supports 3 are provided with openings 5, in line, of essentially elliptical shape, the major axis of the ellipse being horizontal. . These openings are found to the right and above the middle part of the toad. A transverse pin 6 is provided which is intended to be engaged in these openings. The peg has a central part 6a of flattened shape, the cross section of which corresponds to that of the openings 5, while being slightly smaller than that of these openings.
The major axis of the cross section of the central part 6a being placed horizontally, the ankle can be introduced into the openings by directing it from the end and the central part of this ankle is then located in the interval between the two vertical wings 3b supports 3, and above the middle part of the toad 4. The central part 6a of the transverse peg is extended, at its two ends, by ends 6b, of cylindrical shape, the diameter of which is slightly less than the length of the small axes of the openings 5.
At the outer end of one of the cylindrical ends there is provided a circular head 6c the diameter of which is substantially greater than that of the cylindrical cross section, so that the plug cannot pass completely through the openings when it is introduced, by its other end, into these openings. The outer end of the other cylindrical end has an extension 6d which aligns with the major axis of the central part 6a.
This extension has dimensions such that it allows the ankle to be introduced into the openings, giving it an end movement, when the major axis of the central part 6a is placed horizontally, while it is s' acts in cooperation with the circular head 6c located at the other end of the ankle to hold the. ankle in position in the openings, after the latter has been rotated ninety degrees. This thus prevents any accidental removal of the ankle.
The clamp 4 being in place in the interval between the vertical wings 3b of the supports 3 of the pair of supports and the transverse pin having been introduced, at the beginning, into the openings 5 so that the major axis of its central part 6a is arranged horizontally, this central part has no contact, or it has only slight contact, with the middle part of the toad. When the ankle is rotated, one of the longitudinal ridges of its central part comes in contact with the upper surface of the middle part of the toad and it bends this middle part downwards, which has the effect of applying the ends or end parts 4a and 4c of the toad, respectively against the
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cross member 1 and against the shoe of rail 2, ensuring strong contact with these surfaces.
When the ankle has been rotated ninety degrees from its initial position, the reaction pressure exerted by the toad against the field in contact with the middle part 6a of the ankle serves to maintain this ankle in the in position. which she exerts her pressure. In order to avoid an unwanted return movement of the ankle, the acting field of the latter can be given a flattened shape, as shown in FIG. 1, to improve contact with the toad.
When it is desired to remove the clamp 4, it suffices to turn the transverse pin 6 in the opposite direction to bring it back to its initial position. Under these conditions, the toad is no longer subjected to any pressure and one can then push the ankle or drive it, by hitting it, out of the openings 5, so that the toad is released.
To rotate the transverse pin 6, it is possible to provide a forked tool (not shown) intended to grip the central part 6a of the pin. It is also possible, as the drawing indicates, to provide the central part of the ankle with a housing 6e in which a lever can be inserted.
The ends of the vertical wings 3b of the supports 3 of the pair of supports (those which are furthest from the rail 2) can be joined by a bar 7 acting as a stop vis-à-vis the end part 4a of the clamp 4 which is in contact with the rail. o This stop ensures that the clamp.
will always be correctly placed in the longitudinal direction, when it has been placed between the vertical wings 3bo As shown in the figures, an interval can be provided between the bar 7 and the cross member so as to allow the flow of water which, otherwise, would be retained in the pocket formed between the bar and the wings 3b
In a variant (not shown), no openings 5 or transverse pin 60 are provided. The two wings 3b are then permanently united by a suitably shaped junction piece placed across their upper part. , which acts to exert pressure, directed downwards, on the middle part of the toad 4, when this toad has been introduced into the interval between the wings and below the junction piece,
by making it take its service position in which it abuts against the stop bar 7 which was previously discussed. In such a case, a lever can be used to bring the clamp to its final position, the head of the rail 2 then providing the fulcrum for the lever.
If we compare the length of the protrusions 3b of the cross member with the length of the clamp 4, we can say that the clamp 4 should preferably have a length such that when it is in place between the protrusions, its end in contact with the cross member being abutment between the stop bar 7, its end must be in contact with the rail, while. extending sufficiently to act effectively on the slider of the rail, does not go too far, however, so that the head of the rail does not constitute a hindrance affecting the speed of installation or removal of the toad.
In Figures 1 to 3, the fastening means described above are shown as being in place on both sides of the rail and it will be noted that the ends of the two pairs of support 3 closest to the rail 2 are arranged completely against the longitudinal fields of the rail shoe. Consequently, the supports not only fulfill their main function, which is to form part of the means of fixing the rail, but they also act to retain the rail against any transverse movement and thus maintain the gauge of the track. .
By giving the horizontal wings 3a of the supports 3 of each of the pairs of supports a sufficient area, and by welding these wings to a metal cross member in positions such that the supports fulfill the additional role of
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fixing the track, as has just been pointed out, the force due to the lateral thrust coming from the rail is distributed over a large welded surface, unlike what occurs in the. case where the fixing is ensured by means of lag bolts or rigid jaw pieces, engaged in holes of the cross member, which subject the latter to high local forces.
The arrangement shown in Figures 4 to 6 is similar in many respects to that shown in Figures 1 to 3, and to avoid repetition of the description, the same reference has been used for the designation of the two analogous parts. In the present example, the projections 3b, instead of being constituted by the vertical wings of independent supports, form part of a metal plate 8 which is arranged along the cross member 1, from one side of the rail 2 to the 'other, and which is interposed between the cross member and the rail, the part of this plate which is located between the two pairs of projections 3b providing a base for the rail and the plate thus constituting, as a whole, a base plate for the rail.
As shown in the drawings, the protrusions 3b are formed by bending upwards the side parts of the plate 8. However, these protrusions can be constituted by parts which, being independent at the origin, are welded to the plate which retains then its rectangular shape.
It will be seen that with the arrangement which will now be described, the parts 4a of the toads 4, instead of bearing directly on the cross member 1, as in the case of the arrangement shown in FIGS. 1 to 3, relate to the parts of the base plate which are between the protrusions 3b of each of the pairs of protrusions.
Here again, it is assumed that the cross member is a metal cross member. In this case, the presence of the base plate 8 makes the arrangement particularly suitable for being applied to old metal sleepers which have previously been drilled to receive rail fasteners of the traditional form and which are too worn or too oxidized in the rail area, so that these fasteners can be reused.
For this purpose, the base plate 8, provided with protrusions 3b, can be placed on the worn or oxidized part of the sleeper and fixed to the sleeper by welding, which has the result not only of providing a new seat to the rail, but still securely fix the projections 3b on the cross member.
The arrangement shown in Figures 4 to 6 can also be applied to wooden sleepers, old or new. In this case, the base plate will be given a suitable shape so that it can contain the holes intended to receive the lag bolts or elastic crampons, the rods of which are inserted into the material of the cross member to hold the bolt. the base plate assembly against the cross member.
In Figures 4 to 6, as in Figures 1 to 3 the rail fixing means according to the invention are shown as being in place on both sides of the rail 2. However, the present disclosure includes the case where these means are provided on one side of the rail only, while other means are provided to hold the other side of the rail. An example, illustrating this possibility, is shown in figure 7, which shows a modification of the arrangement shown by figures 4 to 60
In the case of this example, we have removed, on one side of the rail, the openings 5 provided on the other side of the rail in the projections 3b for the transverse pin 6, as well as the clamp 4 intended to cooperate with this pin. .
The nearest ends of the rail, of the protrusions 3b of the pair of right-hand protrusions have cavities 9 in which a field of the rail shoe engages to be anchored therein while the other side of the rail shoe is kept applied down by a clip 4 cooperating with the pair of projections provided on this side.
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An arrangement similar to that shown in Figure 7 can also be employed by deriving it from the arrangement shown in Figures 1 to 3 In this case, two supports 3 having an L-shaped cross section are attached. to the sleeper, on one side of the rail, and fitted with a clip 4 bearing on the rail shoe, on the same side of the rail, while the opposite field of the rail shoe can be engaged in a cavity or in cavities formed in a member or in members attached to the cross member in the vicinity of this field. A pair of L-shaped cross-section supports similar to supports 3 can be used for this purpose, these supports being provided with housings analogu.es to housing 9 of the.
Figure 7, but not including openings. 5. It is also possible to use a U-shaped member, the base of which is fixed in a suitable manner to the cross member, the lower ends of the lateral branches of the U being provided with housings.
FIGS. 8 and 9 represent the application of the invention to an assembly, formed by a cross member and by a rail, in which the cross member 1 is arranged in the longitudinal direction of the rail 2. This is what happens, for example, in the case of gantries or similar frames comprising runways for mobile cranes or for transporters provided with wheels.
In FIGS. 8 and 9, the cross member and the rail are designated again, respectively by the references 1 and 2. The cross member has the shape of a metal beam whose cross section is U-shaped reversing. This crosspiece is supported by metal frame elements which have been designated, in general, by the reference 10
The width of the sleeper 1 is greater than that of the rail 2 and the rail is placed in the middle of the sleeper all along the latter, so that on both sides of the rail there are parts of the rail. upper face of the crosspiece that are uncovered. In the arrangement shown, fixing means according to the invention are placed on the two exposed parts of the cross member.
Each of these fixing means comprises a U-shaped support 11 which can be obtained conveniently from a metal plate of rectangular shape, having a lug projecting from one of its edges. longitudinal. The ends of the plate are curved upwards, so that they are parallel and form a pair of protrusions 1-la, joined by a base 11b. The leg just mentioned is also folded upwards to form a stopper 11c
The U-shaped support thus formed is placed in place, by making it rest by its base 11b, on the uncovered part of the upper face e of the cross member 1, to which it is fixed in an appropriate manner, for example by welding,
this support being arranged so that the channel formed between the projections 11a is perpendicular to the rail and that the field of this support opposite the stop 11c is contiguous with the longitudinal edge of the shoe of the rail.
The channel formed between the protrusions It !! of the support 11 serves to accommodate an elastic clip having essentially the same shape as those shown in Figures 1 to 7. The clip is designated here again with the same references as those used previously. of the toad rests on the upper face of the base 11b, of the support and it is in contact with the stop II. ±, while its opposite end (or part of its opposite end) rests on the upper surface.
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::,;: r ': \. ::; 1: "E of the shoe of the rail 2.
So that a downward pressure is exerted on the toad 4, the projections 11a of the support 11 are provided with holes 12 having the same axis which are located in line with the arched part 4b, when the toad. the latter has been completely introduced into the channel formed between the projections 11a, These holes are provided to receive a transverse pin 13, the length of which is greater than the maximum width of the support 11 This pin has a cylindrical part 13a, which is followed by a conical part
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13b The holes 12 have a position and a diameter such, and the dimensions of the plug 13 in cross section are such, with respect to the position of the arched part 4b of the toad, that when the plug is introduced, by its conical end 13b, in one of the holes 12,
and that it is pushed through the support 11 in such a way that its conical end penetrates into the other hole, this peg exerts a downwardly directed action, similar to that of a wedge, on the toad which 'it bends 11 follows that the end 4a of the toad bears, by exerting pressure against the base 11b, of the support 11, and that its end 4b bears on the shoe of the rail by exerting an elastic pressure directed towards the bottom.
The pin is inserted into the holes 12 in such a way that, when it occupies its final position, its end cylindrical part 13a has come into contact with the upper face of the toad, thus maintaining a pressure on the latter directed towards the end. low. The reaction force existing in the toad and due to the bending which it undergoes serves to maintain the ankle in its final position, without the need for other means.
To release the toad, simply remove the peg by hitting it with a hammer on one of its ends, so as to drive it completely out of the holes 120
As has already been said with regard to FIGS. 1 to 6, it is also possible to dispense with the holes 12 and the plug 13, by joining the projections 11a by a junction piece (not shown) arranged on the other side. above the position which will be occupied by the toad, this connecting piece acting to exert pressure, directed downwards, on the arched part of the toad, when the toad is introduced into the formed channel between the projections 11a and below the junction piece, forcing it to come to rest against the stop 11c.
Although the arrangement according to Figures 8 and 9, the fixing means according to the invention are shown as being used on both sides of the rail 2, it should be understood that they can be used on one side only of the rail. , the other side of the rail being held by means similar to those which have been previously described and which are shown in FIG. 7.
It should of course also be understood that the fixing means produced in the manner which is shown in Figures 8 and 9 can also be used in the case where the sleepers are arranged across the rail and they are sleepers. metal or wooden sleepers.
The advantage of the various devices described when they are applied to a metal cross member resides in that this cross member is not weakened by holes which may be the starting points of corrosion zones. Whether it is a metal cross member or a wooden cross member, the lateral thrust is absorbed over a large area and it does not act against a lag bolt. If a transverse anchor of one or the other of the shapes shown is used to make the toad flex and if it happens that this ankle is accidentally displaced, thus ceasing to exert its pressure on the toad , no damage results, since the clamp always remains in contact with the rail and the protrusions of the sleeper or the base plate maintain the gauge of the track.
The rail is therefore always held securely although the fixing means do not oppose any resistance to its longitudinal path.