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Perfectionnements aux dispositifs de montage pour rails,
La présente invention concerne des dispositifs pour en- ter un rail longitudinalement sur la surface d'une traverse ou autre membrure. L'invention a pour but d'améliorer ces disposi- tifs de montage et consiste d'une façon générale en une cons trac- tion comprenant un rail monté longitudinalement sur la surface d'une traverse ou autre membrure,
dans laquelle une garniture en caoutchouc naturel ou synthétique est placé* entre le rail et la surface de la traverse et le rail est fixé au moyen de plusieurs attaches élastiques disposées de chaque côté ensemble avec des moyens pour presser une partie donnée de chaque attache sur la traverse ou une autre partie de l'attache chevauchant le patin du rail et les parties chevauchantes pressant le rail fermement contre la garniture.
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Afin de bien faire comprendre la présente invention, on
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se référera à la description détaillée donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé dans lequel s la ne.1 est une coupe, dans un plan parallèle à l'axe du rail, d'une garniture qui est utilisé* suivant l'invention ;
la Fige 2 est une vue semblable d'une variante de garni- ture et, la Fige 3 est un diagramme montrant 14 comportement de la garniture en charge*
Suivant une forme d'exécution de l'intention, un rail
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est monté longltudlnaleaent sur une traverse au moyen d'attaches élastique@ de la façon montrée sur les Fige. 1 et 2 du brevet anglais ne 775.869 saut qu'une garniture en caoutchoue est prévue entre le dessous du patin du rail et le dessus de l'aile supériture de la traverse* La garniture en caoutchouc i la Même largeur que l'aile du rail, c'est-à-dire ç" 5 pouces (16,5 en) et 'étend longitudinale* t sur toute la longueur du rail.* Bile peut avoir une épaisseur voisine de 1/4 pouce (6,35 mm).
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Un exemple de cette garniture en caoutchouc est représenté sur la fit,1 . Dans ce cas, la garniture comporte un certain nombre de rainures longitudinales ans peu profondes 1 qui !6 tendent sur toute sa longueur c'est-à-dire parallèlement zut l'axe du rail et sur ses deux faces, c'est-à-dire adr sa face supérieure et sur sa face inférieure, les rainures supérieure et inférieure étant disposées en quinconce. La face supérieure de la garniture peut donc comprendre trois rainures 1, une près du milieu et les deux autres assez près de ses borde et deux rainures 1 peuvent être ménagées dans la face inférieure, une entre la rainure médiane et une des rainures extérieures de la face supérieure et l'autre entre la rainure médiane et l'autre rainure extérieure
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de cette aeae face.
Dans un exemple qui, en pratique, e donné satisfaction, la garniture a 6,r pouces de largeur (16,5 es) les, deux rainures extérieures dans la surface supérieure sont
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( à leurs axes,'- situées à 1 pouce 318 (3e$ cm ) des bords de
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la garniture et les deux rainures situées sur la face inférieure, sont à 2 pouces 1/4 (5,7 cm) des bords. Chacune des rainures a 0,065 pouce (1,7 mm) de profondeur et 0,80 pouce (20 on) de largeur. La garniture est également caractérisée en ce que, indé- pendamment des rainures, elle s'amincit légèrement du milieu vers les bords.
Dans l'exemple que l'on vient de décrire, ce patin a environ 0,310 pouce (8 mm) d'épaisseur au milieu et 0,25 pouce (6,35 ou) d'épaisseur aux bords.
La garniture possède une courbe caractéristique charge- compression telle que représentée sur la Fig.3. On peut voir.que cette courbe qui part du point de charge nulle et de compression nulle est d'abord approximativement linéaire et assez plate (c'est- à-dire que des accroissements de charge relativemetn faibles pro,. duisent des accroissements relativement importants de la compres- sion de la garniture) et ensuite approximativement linéaire et abrupte (c'est-à-dire que des accroissements de charge relative- ment importants produisent des accroissements relativement faibles de la compression de la garniture)
et l'agencement est tel que la précharge exercée par les attaches élastlques comprime la garniture jusqu'à un point situé sur la partie abrupte de la courbe quoique proche du point de jonction x des parties plate et abrupte. On voit que des pressions locales élevées dues à des irrégularités entre le dessous du rail et le dessus de la tra- verse sont adoucies par la partie plate de la courbe.
La forme de la courbe et,en particulier, le point x où la partie plate rejoint la partie abrupte (c'est-à-dire le point où la résistance à toute nouvelle compression augmente subitement) est déterminée en partie par la dureté du caoutchouc ou du compo- sé caoutchouteux synthétique utilisé mais surtout par le volume total et la disposition des rainures en V. Lorsque les vides formés par ces rainures sont comblés par la dilation du caout- chouc, le tassement commence.
En donnant à la garniture une épaisseur au milieu qui est supérieure à celle de ses bords,on obtient une répartition
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de pression sur le patin du rail qui tend 1 devenir plus concentrée au milieu qu'aux bords. Cet expédient fait plue que compen- ser toute tendance poux la répartition des pressions d'être plus concentrée aux borda qu'au milieu et cela est dû au fait que 1' aile de la traverse est concave (à la suite d'une correction excessive d'une déformation de soudure), ou au fait que le patin du rail est concave ( à la suite d'un refroidissement rapide après laminage ou pour d'autres raisons).
On peut également prévoir deux nervures d'étanchéité à l'huile en V adjacentes 2 près de chaque bord de la garniture sur ses faces supérieure et inférieure. Ces nervures peuvent être utilisées lorsqu'une bande continue de caoutchouc naturel est employée dans des conditions légèrement huileuses. Incidemment, ces nervures peuvent également avoir l'avantage de permettre à la garniture d'adhérer à l'aile de la traverse par suite de pressions locales très élevées et ainsi de diminuer toute tendance au cheminement en service.
Au lieu d'une garniture continue qui s'étend tout le long du rail, on peut utiliser un certain nombre de garnitures séparées ayant chacune, par exemple, un pied (30 cm) de longueur et séparées par des intervalles de 1,5 à 3 pieds (45 à 90 eu). Ces garnitures séparées doivent toujours Atre utilisées à l'emplacement des attaches. En tous cas, la caractéristique est conçue pour se conformer aux circonstances et pour limiter les mouvements ver- ticaux du rail lorsqu'une grue ou un engin analogue se déplace le long de ce dernier, à une valeur inférieure à l'endurance à la fatigue des attaches utilisées.
Un autre exemple d'une garniture de caoutcouc est reprétenté sur la Fig.2. Cette garniture est principalement destinée aux cas où elle est susceptible de rencontrer des lubrifiants, par exemple sur des ponts roulants extérieurs où un gaspillage d'huile considérable a lieu et/ou le lubrifiant suinte de toute part. Dans ces cas, une face de la garniture (habituellement la
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face supérieure comme le montre la Fig.2) est pourvue d'un grand nombre de petites rainures longitudinales 3 qui peuvent être semi-circulaires en coupe et tire serrées les unes contre les au- tres.
Ces rainuras 3 servent à augmenter l'efficacité du joint empêchant l'entrée de lubrifiant Indésirable et, en même temps, à augmenter le nombre des crêtes résistant à une extension latéra- le.
La face inférieure de la garniture de la Fig.2. reste telle que représentée sur la Fig.2 et dans tous les autres cas, la garniture de la Fig.2 est semblable à celle de la Fig.1.
Les garnitures peuvent être fabriquées par extrusion ou par moulage et, si On utilise ce dernier procédé et s'il existe, par exemple, une température différentielle entre le rail et l'aile, la garniture peut être faite en partie en caoutchouc naturel et en partie en un mélange synthétique compatible, la ma- tière synthétique étant utilisée du côté chaud et le caoutchouc naturel du côté froid*
De même, lorsque la garniture est moulée, les nervures d'étanchéité 2 se prolongent normalement tout autour des extrémités ce qui n'est évidemment pas possible lorsque la garniture est extrudée.
La ou les garnitures peuvent à nouveau être utilisées avec la réalisation décrite sur les Figue à 5 du brevet anglais n 775.869 ou celle décrite sur les Figue 6 et 7 de ce brevet.
Dans ce cas on utilise une garniture plus rigide qui résiste aux contraintes élevées et présente un faible allongement résiduel.
La garniture peut être en un caoutchouc ou un composé caoutchouteux synthétique dont la dureté, la résistance aux huiles, la résistance à l'abrasion, l'allongement résiduel, etc, sent spécialement adaptés aux besoins particuliers de l'invention.
De plus, une garniture de caoutchouc naturel peut itre utilisée avec une mince couche de caoutchouc synthétique là ou des contraintes élevées et un allongement résiduel faible sont requis ou, à nouveau à titre d'exemple, une grande quantité de noir
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de carbone peut être ajoutée au caoutchouc pour augmenter sa résistance à l'abrasion lorsque 'l'ondulation' du rail devant une roue qui avance peut amener la pression entre le rail et la garniture à descendre en dessous du coude dans la courbe caractéristique et même à devenir négative, produisant ainsi un patinage longitudinal qui aboutit à une certaine abrasion.
Dans une autre réalisation il peut être souhaitable de monter un rail continu sur une traverse dU membrure de pont roulant discontinue composée d'un certain nombre de tronçons formant des volées Indépendantes sur une série de supports. Dans ce cas, on peut placer une garniture de caoutchouc continue ou une série de garnitures séparées entre le dessous du patin du rail et le dessus de l'aile supérieure de la traverse, cornue précédemment, et le rail peut être maintenu comme sur les Figs.1 et 2 du brevet anglais n* 775.869.
Lorsqu'une charge passe sur le rail, un de'* placement relativement important se produit entre le rail et la traverse dans le sens longitudinal du rail* Ce déplacement est absorbé par l'élasticité des attaches élastiques et, en utilisant une garniture de caoutchouc suffisamment épaisse, on permet à cette garniture d'absorber également ce déplacement par déformation intérieure. Une garniture non rainurée ou légèrement rainurée, par exemple de 1/2 pouce d'épaisseur (1,27 cm) doit suffire à cet effet.
En variante, la garniture peut être fabriquée de fa- çon à permettre un glissement entre sa surface et le rail ou la traverse et peut posséder des qualités de résistance à l'abrasion assurant qu'elle ne *$une pas trop rapidement* Ainsi, la garniture peut être faite d'un mélange composé spécial semblable à celui des pneus de véhicules automobiles.
L'invention peut également comprendre l'objet du brevet belge de même date de la Demanderesse intitulé *Perfection* nements aux dispositifs de fixation pour rails*. C'est-à-dire qu'une bande amortisseuse en caoutchouc qui ne doit pas être 4'un. pièce avec la garniture peut être placée entre le bord de la base
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de l'attache élastique et le bord du patin du rail, et la base de l'attache peut être cintrée, autour d'un ou de plusieurs axes parallèles au rail, comme décrit dans ce brevet* REVENDICATIONS.
1.- Construction comprenant un rail monté longitudinalement sur la surface d'une traverse ou autre membrure, caracté- risée en ce qu'une garniture en caoutchouc naturel ou synthétique est placée entre le rail et la surface de la traverse et le rail est fixé au moyen de plusieurs attaches élastiques disposées de chaque coté ensemble avec des moyens pour tresser une partie donnée de chaque attache sur la traverse, une autre partie de l'attache chevauchant le patin du rail et les parties chevauchantes pressant le rail fermement contre la garniture.
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Improvements to mounting devices for rails,
The present invention relates to devices for intercepting a rail longitudinally over the surface of a sleeper or other member. The object of the invention is to improve these mounting devices and consists in general of a cons traction comprising a rail mounted longitudinally on the surface of a cross member or other member,
in which a natural or synthetic rubber gasket is placed * between the rail and the surface of the sleeper and the rail is secured by means of several elastic clips arranged on each side together with means for pressing a given part of each clip onto the cross member or other part of the clip overlapping the rail shoe and the overlapping parts pressing the rail firmly against the trim.
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In order to make the present invention fully understood, we
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refer to the detailed description given below, by way of example, with reference to the accompanying drawing in which s no.1 is a section, in a plane parallel to the axis of the rail, of a lining which is used * according to the invention;
Fig 2 is a similar view of an alternative packing and Fig 3 is a diagram showing the behavior of the packing under load *
According to one embodiment of the intention, a rail
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is mounted longltudlnaleaent on a cross member by means of elastic clips @ as shown in the Figs. 1 and 2 of the British patent no 775.869 except that a rubber lining is provided between the underside of the rail shoe and the top of the upper flange of the cross member * The rubber lining has the same width as the flange of the rail , that is, ç "5 inches (16.5 in) and 'extends longitudinally * t over the entire length of the rail. * Bile may be about 1/4 inch (6.35 mm) thick.
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An example of this rubber pad is shown in the fit, 1. In this case, the lining has a number of shallow longitudinal grooves 1 which extend over its entire length, i.e. parallel to the axis of the rail and on its two faces, i.e. -dire adr its upper face and on its lower face, the upper and lower grooves being staggered. The upper face of the lining can therefore include three grooves 1, one near the middle and the other two fairly close to its edges and two grooves 1 can be made in the lower face, one between the middle groove and one of the outer grooves of the upper face and the other between the middle groove and the other outer groove
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of this face aeae.
In a practically successful example the trim is 6.1 inches wide (16.5 inches) the two outer grooves in the top surface are
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(at their axes, '- located 1 inch 318 (3rd $ cm) from the edges of
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the trim and the two grooves on the underside are 2 1/4 inches (5.7 cm) from the edges. Each of the grooves is 0.065 inch (1.7 mm) deep and 0.80 inch (20 oz) wide. The packing is also characterized in that, apart from the grooves, it tapers slightly from the middle to the edges.
In the example just described, this pad is about 0.310 inch (8 mm) thick in the middle and 0.25 inch (6.35 or) thick at the edges.
The packing has a load-compression characteristic curve as shown in Fig.3. It can be seen that this curve which starts from the point of zero load and zero compression is initially approximately linear and quite flat (that is to say that relatively small increases in load pro,. packing compression) and then approximately linear and steep (i.e., relatively large load increases produce relatively small increases in packing compression)
and the arrangement is such that the preload exerted by the elastic clips compresses the liner to a point on the steep portion of the curve although close to the x junction point of the flat and steep portions. It can be seen that high local pressures due to irregularities between the underside of the rail and the top of the sleeper are softened by the flat part of the curve.
The shape of the curve and, in particular, the point x where the flat part meets the steep part (i.e. the point where the resistance to any further compression suddenly increases) is determined in part by the hardness of the rubber. or the synthetic rubber compound used, but above all by the total volume and arrangement of the V-grooves. When the voids formed by these grooves are filled by the expansion of the rubber, compaction begins.
By giving the filling a thickness in the middle which is greater than that of its edges, a distribution is obtained.
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of pressure on the shoe of the rail which tends to become more concentrated in the middle than at the edges. This expedient does more than compensate for any tendency for the pressure distribution to be more concentrated at the edges than in the middle and this is due to the fact that the transom wing is concave (as a result of excessive correction. deformation of the weld), or the fact that the shoe of the rail is concave (as a result of rapid cooling after rolling or for other reasons).
Two adjacent V-shaped oil sealing ribs 2 can also be provided near each edge of the packing on its upper and lower faces. These ribs can be used when a continuous strip of natural rubber is used in slightly oily conditions. Incidentally, these ribs can also have the advantage of allowing the lining to adhere to the wing of the cross member as a result of very high local pressures and thus of reducing any tendency to travel in service.
Instead of a continuous trim that runs the entire length of the rail, a number of separate pads can be used each, for example, one foot (30cm) in length and separated by intervals of 1.5 to 3 feet (45 to 90 eu). These separate gaskets should always be used at the location of the fasteners. In any case, the characteristic is designed to conform to the circumstances and to limit the vertical movements of the rail when a crane or the like is moving along it, to a value less than the fatigue endurance. fasteners used.
Another example of a rubber filling is shown in Fig. 2. This packing is primarily intended for cases where it is likely to encounter lubricants, for example on exterior cranes where considerable oil wastage takes place and / or lubricant oozes all over. In these cases, one side of the trim (usually the
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upper face as shown in Fig. 2) is provided with a large number of small longitudinal grooves 3 which may be semicircular in section and pull tight against each other.
These grooves 3 serve to increase the effectiveness of the seal preventing the entry of unwanted lubricant and, at the same time, to increase the number of ridges resistant to lateral extension.
The underside of the seal in Fig. 2. remains as shown in Fig.2 and in all other cases the gasket of Fig.2 is similar to that of Fig.1.
The linings can be made by extrusion or by molding and, if the latter process is used and if there is, for example, a temperature differential between the rail and the fender, the lining can be made partly of natural rubber and of part of a compatible synthetic blend, the synthetic material being used on the warm side and natural rubber on the cold side *
Likewise, when the gasket is molded, the sealing ribs 2 normally extend all around the ends which is obviously not possible when the gasket is extruded.
The packing (s) can again be used with the embodiment described in Figures 5 of UK Patent No. 775,869 or that described in Figures 6 and 7 of this patent.
In this case, a more rigid packing is used which resists high stresses and exhibits low residual elongation.
The lining may be of a rubber or a synthetic rubbery compound, the hardness, resistance to oils, resistance to abrasion, residual elongation, etc., of which are specially suited to the particular needs of the invention.
In addition, a natural rubber liner can be used with a thin layer of synthetic rubber where high stresses and low residual elongation are required or, again by way of example, a large amount of black.
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Carbon can be added to the rubber to increase its abrasion resistance as the 'waviness' of the rail in front of a moving wheel can cause the pressure between the rail and the liner to drop below the bend in the characteristic curve and even to become negative, thus producing longitudinal slippage which results in some abrasion.
In another embodiment it may be desirable to mount a continuous rail on a cross member of the discontinuous crane frame made up of a number of sections forming independent flights on a series of supports. In this case, a continuous rubber pad or a series of separate pads can be placed between the underside of the rail shoe and the top of the upper flange of the cross member, retort previously, and the rail can be held as in Figs. .1 and 2 of British Patent No. 775,869.
When a load passes over the rail, a '* relatively large placement occurs between the rail and the sleeper in the longitudinal direction of the rail * This displacement is absorbed by the elasticity of the elastic ties and, using a rubber pad sufficiently thick, this lining is also allowed to absorb this displacement by internal deformation. A non-grooved or slightly grooved packing, for example 1/2 inch thick (1.27 cm) should suffice for this purpose.
Alternatively, the liner may be fabricated to allow sliding between its surface and the rail or crossmember and may possess abrasion resistance qualities ensuring that it does not * $ a too quickly * Thus, the lining may be made of a special compound mixture similar to that of automotive tires.
The invention may also include the subject of the Belgian patent of the same date by the Applicant entitled * Improvements to fastening devices for rails *. That is, a rubber damping strip which does not have to be 4'un. piece with trim can be placed between the edge of the base
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of the elastic clip and the edge of the shoe of the rail, and the base of the clip can be bent, around one or more axes parallel to the rail, as described in this patent * CLAIMS.
1.- Construction comprising a rail mounted longitudinally on the surface of a sleeper or other member, characterized in that a natural or synthetic rubber gasket is placed between the rail and the surface of the sleeper and the rail is fixed. by means of several elastic ties arranged on each side together with means for braiding a given part of each tie onto the cross member, another part of the tie overlapping the rail shoe and the overlapping parts pressing the rail firmly against the trim.