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La présente invention est relative aux dispositifs de fixation de rail. Par ce terme, on entend l'ensemble constitué par une traverse, des atta- ches de maintien du rail sur la traverse et des boulons de fixation traversant ces attaches et les maintenant en position.
L'invention vise plus particulièrement les dispositifs de fixation de rail dans lesquels les boulons de fixation des attaches sont montés oscillants dans la traverse transversalement à la ligne d'appui du rail.
Le besoin se fait sentir actuellement de dispositifs de fixation de rail économiques de ce genre permettant avec un seul type de traverse, d'atta- ches et de boulons, de fixer des rails de types ou d'écartements variables. Ils permettraient en effet de sérieuses économies tant sur la fabrication en très grande série des éléments qui les constituent que sur leur pose qui en serait ac- célérée.
L'invention a précisément pour objet un dispositif de fixation de rail répondant à ces desiderata et comprenant une traverse, des attaches de main- tien du rail sur la traverse, et des boulons de fixation traversant ces attaches et montés oscillants dans la traverse transversalement à la ligne' d'appui du rail.
Ce dispositif est remarquable notamment en ce que chaque attache com- porte à son extrémité opposée à celle destinée à prendre appui sur le rail, un dièdre rentrant, de préférence sensiblement droit, dans lequel s'emboîte un diè- dre saillant correspondant d'une cale de forme parallèlépipédique, logée de ma- nière amovible dans un évidement de la surface supérieure de la traverse, l'em- ploi d'un jeu de cales de dimensions variables permettant avec un type unique de traverse et d'attaches, et ce grâce au montage oscillant des boulons, d'adapter le dispositif de fixation de rail à des types ou des écartements de rail varia- bles.
On se rend aisément compte en effet qu'en modifiant la largeur ou la hauteur, ou les deux à la fois, de la cale, on peut rattraper des variations de distance entre le logement fixe de la cale et les extrémités du patin du rail ou de hauteur entre la surface supérieure de la traverse et celle du patin. Dans tous les cas, l'oscillation des boulons dans la traverse, transversalement à la ligne d'appui du rail, permet à ceux-ci de se disposer perpendiculairement aux attaches malgré leur déplacement relatif par rapport à la traverse.
Ainsi, avec un simple jeu de cales ou avec des cales découpées à la demande sur le lieu de pose, il est possible avec un dispositif de fixation de rail unique de répondre à tous les problèmes qui peuvent se poser.
Avantageusement, pour assurer également le maintien latéral du pa- tin du rail, indépendamment de tout dispositif annexe devant être prévu sur la traverse telle que butée, selle ou autre élément, l'attache comprend également à son extrémité d'appui sur le rail un dièdre rentrant dans lequel s'emboîte le patin du rail
Encore que la traverse faisant partie du dispositif de fixation du rail suivant l'invention puisse être réalisée en de nombreux matériaux, il est avantageux de la prévoir, comme connu en soi, en béton armé comportant une arma- ture longitudinale dans laquelle sont montés oscillants les boulons.
Il est alors aisé de prévoir lors du moulage de la traverse, les évidements destinés à rece- voir les cales, ces évidements étant avantageusement ménagés en même temps que les cheminées verticales prévues dans le béton pour le passage et l'oscillation des boulons et auxquelles ils sont raccordés.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en se référant au dessin annexé donné unique- ment à titre d'exemple et sur lequel:
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la Fig. 1 est une vue partielle en perspective d'un mode de réalisa- tion d'une traverse en béton armé incorporée dans le présent dispositif de fixa- tion de rail; la Fig. 2 est une vue en coupe de la traverse selon la ligne 2-2 de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de fixa- tion de rail suivant l'invention incorporant la traverse des Fig. 1 et 2; la Fig. 4 est une vue schématique illustrant les possibilités d'adap- tation du présent dispositif de fixation de rail à des rails de types ou d'écar- tements variables.
Suivant le mode de réalisation représenté, l'invention a été illus- trée comme s'appliquant à un dispositif de fixation de rail incorporant une tra- verse en béton armé, de conception générale connue, mais agencée toutefois de ma- nière particulière suivant l'invention. Cette traverse T (Fig. 1 à 3) est con- stituée par deux blochets 1 en béton, entretoisés dans la partie centrale par une armature métallique longitudinale 2 qui est noyée à ses extrémités dans les deux blochets. Cette armature 2 (Fig. 2) est un profilé en forme de T renversé.
Dans les deux blochets sont également noyés des renforcements métal- liques constitués par des barres longitudinales 3, des barres transversales 4 et une hélice 5 d'axe longitudinal entourant le profilé 2 (Fig. 3). Dans l'âme verticale du profilé 2 sont ménagées, comme connu en soi, des encoches 6 desti- nées à permettre le montage oscillant des boulons de fixation B transversalement à la ligne d'appui du rail. A cet effet, les encoches 6 comprennent une surface d'appui cylindrique 6a l'axe de ce cylindre ayant pour trace le point 0, et les boulons B sont munis d'une tête-marteau 7 dont la paroi supérieure épouse la forme de la surface d'appui cylindrique des encoches 6. Sur la partie filetée de la tige de chaque boulon vient se visser un écrou 8 avec interposition d'ure rondelle fendue élastique 9.
Il est ménagé dans la traverse T, au droit de chaque encoche 6, une cheminée verticale 10, s'évasant vers le haut pour permettre l'oscillation des boulons B. Dans cette cheminée verticale 10 débouchent, au niveau de l'encoche 6, deux cheminées horizontales 11 (Fig. 1 et 2). Ces cheminées 11 sont décalées latéralement de manière à ménager des butées verticales 12.
Les cheminées 11 créent des dégagements latéraux dans la traverse T au niveau des encoches 6 dans le but suivant s Chaque boulon B peut être descendu dans la cheminée verticale 10 dans une position à 90 de la position finale représentée sur la Fig. 3 ; lors- que sa tête 7 a pénétré dans l'encoche 6, il est amené par rotation à sa posi- tion finale où la tête 7 vient rencontrer les butées 12 qui assurent son posi- tionnement correct de manière que le boulon puisse osciller transversalement au rail.
Suivant l'invention,chaque cheminée verticale 10 se raccorde du côté opposé à la ligne d'appui du rail R sur la traverse T à un évidement 13 ménagé dans la face supérieure de la traverse T lors du moulage de celle-ci. Cet évide- ment 13 est limité à sa base par une plateforme 14 au niveau de son raccordement à la cheminée 10 et, suivant la direction longitudinale de la traverse T, par une paroi 15 sensiblement perpendiculaire à la plateforme 14. La plateforme 14 est inclinée de bas en haut de son bord externe à son raccordement avec la che- minée 10 et comporte, suivant l'axe longitudinal de la traverse T, une encoche 16 (Fig. 2).
Chaque évidement, tel que 13, est destiné à loger une cale parallè- lépipédique 17, dont une face vient reposer sur la plateforme 14 et une autre, perpendiculaire à la première, s'épaule sur la paroi 15.
Les cales 17 peuvent être en tout matériau approprié, tel que bois, métal, matière plastique, caoutchouc. On peut ainsi leur faire jouer, outre leur
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rôle propre défini ci-dessous, un rôle complémentaire mettant à profit soit leur élasticité, soit leurs caractéristiques d'isolement électrique.
Les cales 17 sont prévues pour servir d'appui aux attaches A desti- nées à maintenir le rail R en place sur la traverse. A cet effet, chaque atta- che A comprend, à son extrémité 18 opposée à l'extrémité d'appui sur le patin du rail, un dièdre rentrant 19 sensiblement droit. Ce dièdre, formé entre l'ex- trémité 18 et une saillie 20, est tel que le dièdre saillant de la cale 17, for- mé par les deux faces de celle-ci parallèles respectivement aux deux faces repo- sant sur les parois 14 et 15, vienne s'y emboîter .
L'extrémité d'appui sur le patin du rail de l'attache A comprend également un dièdre 21 de dimensions toutefois plus petites que celles du dièdre 19. Dans ce dièdre 21 est destinée à s'emboîter l'extrémité du patin du rail R dont le maintien latéral est ainsi assuré.
L'attache A est enfin percée entre les deux dièdres 19 et 21 d'un orifice 22 que traverse la partie filetée du boulon B.
On examinera à présent le mode d'utilisation du présent dispositif de fixation de rail.
La traverse T ayant été posée sur le ballast et les boulons B de fi- xation mis en place au travers des cheminées 1.0 de manière que leurs têtes 7 soient montées oscillantes dans les encoches 6 du profilé 2, on pose le rail R sur la surface supérieure de la traverse à l'emplacement désiré. Ayant enfilé les attaches A librement sur les boulons B, il est aisé de déterminer la dimen- sion des cales 17 devant être disposées dans les évidements 13 de part et d'au- tre du rail pour que le patin du rail vienne s'emboîter dans les dièdres 21 des deux attaches A servant à le maintenir. Les cales 17 peuvent alors, soit être taillées à la demande sur place, soit prises dans un jeu de cales qu'il est aisé de prévoir.
On remarquera que le montage oscillant de chaque boulon B permet de faire varier, dans des limites raisonnables, la distance séparant le dièdre 19 de la paroi 15 de l'évidement 13 et d'assurer, dans tous les cas, la perpendicu- larité de l'axe du boulon par rapport à la face supérieure de l'attache A. C'est en effet là une condition essentielle pour que la force s'exerçant sur l'attache A du fait du serrage de l'écrou 8 soit bien répartie sur l'attache. Le boulon n'est ainsi soumis à aucun moment fléchissant et il ne développe aucun moment d'encastrement dans le béton.
La force verticale correspondant au serrage se répartit en deux com- posantes dirigées vers le bas, dont l'une appuie le rail R sur le traverse et dont l'autre à l'extrémité opposée au rail exerce une pression sur la face supé- rieure de la cale 17 sous l'extrémité 18 de l'attache.
Si le passage d'une roue sur le rail développe un effort transversal, la composante horizontale de cet effort est transmise directement du patin du rail à l'attache A et de là à la face de la cale 17 sur laquelle vient buter la saillie 20 de l'attache.
A remarquer que l'inclinaison de la plateforme 14 et par suite de la paroi 15, relativement au plan d'appui du rail sur la traverse et à un plan perpendiculaire respectivement, joue un rôle favorable dans la transmission des efforts développés par le passage des charges sur le rail. Grâce à cette incli- naison, en effet, les attaches A appuient plutôt sur le bas des cales 17 que vers leurs arêtes supérieures.Il en résulte que les forces dynamiques transversales sont transmises au béton le plus bas possible et que l'on évite les forces tan- gentielles au voisinage de la surface du béton qui provoquerait l'éclatement ou l'écaillage de celui-ci.
Cette -inclinaison, par la dépouille qu'elle crée, favorise également le démoulage de la traverse.
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Quant à l'encoche 16, prévue dans les plateformes 14, elle permet d'insérer un outil sous les cales 17 pour les enlever, lorsqu'après un temps de service prolongé, elles sont encastrées dans leurs logements 13.
Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, grâce à un choix judicieux des ca- les 17 il est possible d'adapter le présent dispositif de fixation de rail à des rails de types ou d'écartements variables ; la Fig. 4 illustre cette possibi- lité. C'est ainsi que l'on a représenté en trait plein en R et en trait interrompu en R2 deux rails. Dans chaque cas, l'arête terminale du patin vient se dis- poser à un emplacement différent sur la traverse. Ceci peut être dû, soit au fait qu'on désire obtenir dans chaque cas un écartement de voie différent, soit au fait qu'on ait affaire à deux rails différents dont les patins ont des largeurs différentes.
On a représenté de la même manière en A et A2 les positions d'une attache identique destinées à assurer respectivement le maintien des rails R et R2 et en 17 et 172 les cales différentes destinées à coopérer respectivement avec les attaches 2A et A2 Par oscillation de la tête 7 du boulon B dans son en- coche 6, il est possible, dans chaque cas, de disposer le boulon de manière que son axe, respectivement OXet OX2, soit perpendiculaire à la surface supérieure de l'attache A1 ou A2 Ceci assure dans chaque cas un effort normal de serrage et le maintien correct du rail.
On se rend ainsi compte des avantages assurés par le dispositif de fixation de rail suivant l'invention qui permet, avec un type unique de traverse, d'attache et de boulon, de satisfaire à tous les problèmes rencontrés lors de la pose du rail.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
C'est ainsi en particulier que bien que l'invention soit spécialement adaptée à l'utilisation d'une traverse en béton armé, elle peut s'appliquer aus- si bien à tout autre type de traverse, à la condition que les boulons y soient montés de manière à pouvoir osciller transversalement par rapport à la ligne d'appui du rail.
Par ailleurs, le rail, au lieu d'être disposé directement sur la tra- verse, pourrait reposer sur une semelle. Il suffirait en ce cas d'accroître la hauteur des cales 17 pour tenir compte de l'épaisseur de la semelle. Enfin, les faces des dièdres 19 et 21, au lieu d'être planes comme représentées, peuvent être constituées par des secteurs de cylindres à génératrices parallèles à l'axe longitudinal du rail.
REVENDICATIONS.
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The present invention relates to rail fixing devices. By this term is meant the assembly consisting of a cross member, fasteners for maintaining the rail on the cross member and fixing bolts passing through these fasteners and holding them in position.
The invention relates more particularly to rail fastening devices in which the fixing bolts of the fasteners are mounted oscillating in the cross member transversely to the support line of the rail.
There is presently a need for inexpensive rail fasteners of this kind which allow with a single type of cross member, fasteners and bolts, rails of varying types or spacings to be fastened. They would indeed allow serious savings both on the mass production of the elements which constitute them and on their installation which would be accelerated.
The object of the invention is precisely a rail fastening device meeting these desiderata and comprising a cross member, fasteners for maintaining the rail on the sleeper, and fixing bolts passing through these fasteners and mounted oscillating in the transverse cross member. the support line of the rail.
This device is remarkable in particular in that each fastener comprises at its end opposite to that intended to rest on the rail, a re-entrant dihedron, preferably substantially straight, in which fits a corresponding protruding dihedron of a wedge of parallelepiped shape, removably housed in a recess of the upper surface of the cross member, the use of a set of shims of variable dimensions allowing with a unique type of cross member and fasteners, and this Thanks to the oscillating mounting of the bolts, to adapt the rail fixing device to varying types or rail spacings.
We can easily see that by modifying the width or the height, or both at the same time, of the wedge, we can make up for variations in distance between the fixed housing of the wedge and the ends of the rail shoe or height between the top surface of the cross member and that of the runner. In all cases, the oscillation of the bolts in the cross member, transversely to the support line of the rail, allows them to be placed perpendicular to the fasteners despite their relative displacement with respect to the cross member.
Thus, with a simple set of shims or with shims cut on demand at the place of installation, it is possible with a single rail fixing device to respond to all the problems that may arise.
Advantageously, in order also to ensure the lateral support of the slider of the rail, independently of any ancillary device to be provided on the cross member such as a stop, saddle or other element, the fastener also comprises at its end of bearing on the rail a re-entering dihedral into which the rail shoe fits
Although the cross member forming part of the rail fixing device according to the invention can be made of many materials, it is advantageous to provide it, as known per se, in reinforced concrete comprising a longitudinal reinforcement in which are mounted oscillating. bolts.
It is then easy to provide during the molding of the cross member, the recesses intended to receive the shims, these recesses being advantageously made at the same time as the vertical chimneys provided in the concrete for the passage and oscillation of the bolts and to which they are connected.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, with reference to the appended drawing given solely by way of example and in which:
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Fig. 1 is a partial perspective view of one embodiment of a reinforced concrete sleeper incorporated in the present rail fastening device; Fig. 2 is a sectional view of the crosspiece taken on line 2-2 of FIG. 1; Fig. 3 is a longitudinal sectional view of a rail fixing device according to the invention incorporating the cross member of FIGS. 1 and 2; Fig. 4 is a schematic view illustrating the possibilities of adapting the present rail fixing device to rails of variable types or spacings.
According to the embodiment shown, the invention has been illustrated as applying to a rail fixing device incorporating a reinforced concrete sleeper, of known general design, but arranged however in a particular way according to 'invention. This cross member T (Fig. 1 to 3) is made up of two concrete blocks 1, braced in the central part by a longitudinal metal frame 2 which is embedded at its ends in the two blocks. This frame 2 (Fig. 2) is an inverted T-shaped profile.
Metal reinforcements formed by longitudinal bars 3, transverse bars 4 and a helix 5 with a longitudinal axis surrounding the section 2 (Fig. 3) are also embedded in the two blocks. In the vertical web of the profile 2 are formed, as known per se, notches 6 intended to allow the oscillating mounting of the fixing bolts B transversely to the support line of the rail. To this end, the notches 6 include a cylindrical bearing surface 6a, the axis of this cylinder having the point 0 as a trace, and the bolts B are provided with a hammer head 7 whose upper wall follows the shape of the cylindrical bearing surface of the notches 6. A nut 8 is screwed onto the threaded part of the rod of each bolt with the interposition of an elastic split washer 9.
There is provided in the cross member T, to the right of each notch 6, a vertical chimney 10, widening upwards to allow the oscillation of the bolts B. In this vertical chimney 10 open, at the level of the notch 6, two horizontal chimneys 11 (Figs. 1 and 2). These chimneys 11 are offset laterally so as to provide vertical stops 12.
The chimneys 11 create lateral clearances in the cross member T at the level of the notches 6 for the following purpose: Each bolt B can be lowered into the vertical chimney 10 in a position 90 from the final position shown in FIG. 3; when its head 7 has entered the notch 6, it is brought by rotation to its final position where the head 7 meets the stops 12 which ensure its correct position so that the bolt can oscillate transversely to the rail.
According to the invention, each vertical chimney 10 is connected on the side opposite to the bearing line of the rail R on the cross member T to a recess 13 made in the upper face of the cross member T during the molding of the latter. This recess 13 is limited at its base by a platform 14 at the level of its connection to the chimney 10 and, in the longitudinal direction of the cross member T, by a wall 15 substantially perpendicular to the platform 14. The platform 14 is inclined. from bottom to top of its outer edge to its connection with the chimney 10 and comprises, along the longitudinal axis of the cross member T, a notch 16 (FIG. 2).
Each recess, such as 13, is intended to accommodate a parallelepipedic wedge 17, one face of which comes to rest on the platform 14 and another, perpendicular to the first, rests on the wall 15.
The wedges 17 can be made of any suitable material, such as wood, metal, plastic, rubber. We can thus make them play, in addition to their
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proper role defined below, a complementary role taking advantage of either their elasticity or their electrical insulation characteristics.
The wedges 17 are provided to serve as a support for the fasteners A intended to hold the rail R in place on the cross member. To this end, each fastener A comprises, at its end 18 opposite to the end of bearing on the shoe of the rail, a re-entrant dihedron 19 which is substantially straight. This dihedron, formed between the end 18 and a projection 20, is such that the dihedron projecting from the wedge 17, formed by the two faces of the latter parallel respectively to the two faces resting on the walls 14 and 15, come and fit into it.
The end of bearing on the shoe of the rail of the attachment A also comprises a dihedral 21 of dimensions however smaller than those of the dihedron 19. In this dihedron 21 is intended to fit the end of the shoe of the rail R whose lateral support is thus ensured.
The fastener A is finally drilled between the two dihedrons 19 and 21 with an orifice 22 through which the threaded part of the bolt B.
The mode of use of the present rail fastening device will now be examined.
The cross member T having been placed on the ballast and the fixing bolts B put in place through the stacks 1.0 so that their heads 7 are mounted oscillating in the notches 6 of the profile 2, the rail R is placed on the surface top of the cross member to the desired location. Having threaded the fasteners A freely on the bolts B, it is easy to determine the dimension of the wedges 17 which must be placed in the recesses 13 on either side of the rail so that the shoe of the rail fits into place. in the dihedrals 21 of the two fasteners A serving to maintain it. The wedges 17 can then either be cut on demand on site, or taken from a set of wedges that it is easy to provide.
It will be noted that the oscillating mounting of each bolt B makes it possible to vary, within reasonable limits, the distance separating the dihedron 19 from the wall 15 of the recess 13 and to ensure, in all cases, the perpendicularity of the axis of the bolt in relation to the upper face of the fastener A. This is indeed an essential condition for the force exerted on the fastener A due to the tightening of the nut 8 is well distributed on the clip. The bolt is thus not subjected to any bending moment and it does not develop any embedding moment in the concrete.
The vertical force corresponding to the clamping is divided into two components directed downwards, one of which rests the rail R on the cross member and the other of which at the end opposite the rail exerts pressure on the upper face. of the wedge 17 under the end 18 of the clip.
If the passage of a wheel on the rail develops a transverse force, the horizontal component of this force is transmitted directly from the shoe of the rail to the attachment A and from there to the face of the wedge 17 on which the projection 20 abuts. of the clip.
Note that the inclination of the platform 14 and consequently of the wall 15, relative to the bearing plane of the rail on the cross member and to a perpendicular plane respectively, plays a favorable role in the transmission of the forces developed by the passage of loads on the rail. Thanks to this inclination, in fact, the fasteners A press rather on the bottom of the wedges 17 than on their upper edges. The result is that the transverse dynamic forces are transmitted to the concrete as low as possible and that we avoid tangential forces in the vicinity of the surface of the concrete which would cause it to burst or flake.
This inclination, by the undercut that it creates, also promotes demoulding of the crosspiece.
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As for the notch 16, provided in the platforms 14, it makes it possible to insert a tool under the wedges 17 to remove them, when, after a prolonged service time, they are embedded in their housings 13.
As indicated above, thanks to a judicious choice of the wedges 17 it is possible to adapt the present rail fixing device to rails of variable types or spacings; Fig. 4 illustrates this possibility. Thus, two rails have been shown in solid lines in R and in broken lines in R2. In each case, the end edge of the pad comes to a different location on the cross member. This may be due either to the fact that it is desired to obtain in each case a different track gauge, or to the fact that we are dealing with two different rails whose runners have different widths.
There is shown in the same way at A and A2 the positions of an identical fastener intended to ensure respectively the maintenance of the rails R and R2 and at 17 and 172 the different wedges intended to cooperate respectively with the fasteners 2A and A2 By oscillation of the head 7 of bolt B in its notch 6, it is possible, in each case, to arrange the bolt so that its axis, respectively OX and OX2, is perpendicular to the upper surface of the fastener A1 or A2 This ensures in each case a normal tightening force and correct maintenance of the rail.
We can thus see the advantages provided by the rail fixing device according to the invention which makes it possible, with a single type of cross member, fastener and bolt, to satisfy all the problems encountered during the installation of the rail.
Of course, the invention is not limited to the embodiment shown and described which has been given only by way of example.
It is thus in particular that although the invention is specially adapted to the use of a reinforced concrete sleeper, it can be applied equally well to any other type of sleeper, on condition that the bolts y are mounted so as to be able to oscillate transversely with respect to the support line of the rail.
Furthermore, the rail, instead of being placed directly on the sleeper, could rest on a sole. In this case, it would suffice to increase the height of the wedges 17 to take account of the thickness of the sole. Finally, the faces of the dihedrals 19 and 21, instead of being flat as shown, may be formed by sectors of cylinders with generators parallel to the longitudinal axis of the rail.
CLAIMS.