Dispositif élastique de fixation des rails de chemins de fer sur les traverses. Les dispositifs employés normalement jus qu'à présent. pour fixer le rail sur les tra verses en bois (tire-fond, crampons) sont rigides. Il en résulte que, lorsqu'on vient de serrer l'attache (tire-fond par exemple), le rail est maintenu sur la traverse avec l'effort maximum; mais si le moindre jeu prend nais sance, par suite de l'usure ou d'un léger des serrage, l'effort de maintien du rail sur la traverse devient nul ou presque.
La suppression de la. contrainte de l'at tache permet, aux mouvements de chemine ment et aux battements de se produire, et les jeux augmentent suivant une loi rapide ment croissante, à laquelle il est nécessaire de mettre périodiquement terme par une inter vention d'entretien.
On peut. dire que, pratiquement, le rail n'est effectivement fixé aux traverses et main tenu par les attaches que pendant les périodes éphémères qui suivent les serrages ou révi sions d'attaches et que, entre ces périodes, le rail est libre et en profite pour cheminer, user et disloquer. Si le bois, par sa nature, résiste assez bien aux chocs et. aux vibrations, il n'en est pas de même pour les traverses en béton armé qui se désagrègent rapidement et de faon irréparable.
Pour éviter ces--raves défauts des atta ches rigides, on a déjà proposé des attaches élastiques, maîs elles n'assuraient pas une contrainte suffisante ni un maintien satisfai- sant du rail pour s'opposer aux mouvements transversaux et de cheminement.
La présente invention a pour objet un dis positif élastique de fixation des rais sur les traverses, réalisant le maintien satisfaisant du rail sur les traverses et empêchant le mouve ment transversal et le cheminement du rail ainsi que le renversement du boulon d'attache.
Ce dispositif est remarquable en ce qu'il com porte une attache élastique constituée par une lame de ressort recourbée et contre-coudée, de manière à, former une boucle se prolongeant par deux branches inégales superposées, per forées toutes deux pour le passage d'un dis positif de fixation et de serrage, tel qu'un boulon, ladite attache prenant appui par la dite boucle sur la.
traverse et portant, d'une part, par sa branche la phis longue sur la face supérieure du patin du rail, de manière à exercer sur ce patin une pression élastique verticale et s'appuyant, d'autre part, par la tranche clé sa branche la plus courte contre la tranche latérale du patin, de manière à former butée latérale pour ledit patin, la boucle de l'attache faisant saillie du .côté de 1c traverse et s'emboîtant. dans un logement. creux de forme correspondante ménagé dans la traverse.
Sous l'effet des charges, le dispositif sui vant l'invention constitue une butée perma- nente et, à cet effet, la branche supérieure de l'attache portant sur le patin a de préférence une longueur telle qu'elle se prolonge presque jusqu'à l'âme du rail, de sorte que la face interne de cette branche longue porte, en fin de serrage, sur la face supérieure du patin du rail, le long de deux lignes dont l'une est située près du bord externe du patin<B>et</B> l'autre au voisùiage de l'âme du rail.
Afin de répartir plus également la. pres sion siu la surface d'appui de la boucle sur la traverse et de diminuer l'usure de cette surface, le logement de la traverse recevant la boucle de l'attache élastique peut compor ter une pièce de protection, par exemple -Lui coussinet.
Dans le même but, la surface du loge ment peut être directement traitée par dur cissement local à chaud dans le -cas .de tra- =.,,erse en bois.
Suivant une forme d'exécution préférée, le coussinet est placé dans le logement de la traverse sous ,ladite boucle et possède une forme épousant simultanément les profils du logement et de la boucle et -comporte des pattes latérales facilitant son maintien.
Cette attache est particulièrement bien adaptée à la fixation des rails reposant sur les traverses en béton par l'intermédiaire d'une semelle élastique.
Le dessili annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exéeu- tion du dispositif suivant l'invention.
La fig. 1 montre l'attache élastique, vue de profil.
La fig. 2 représente, en coupe transver sale, un rail avec son dispositif d'attache. La fig. 3 est -une coupe par III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en plan du dispo sitif d'attache, à plus petite échelle.
La fig. 5 représente une variante.
La fig. 6 montre un dispositif analogue avec fixation par tire-fond et interposition d'iui coussinet entre la boucle et le support, et la fig. 7 est une -nie partielle, en plan, du dispositif de la fig. 6, attache et tire-fond enlevés.
L'attache représentée à la fig. 1 est cons tituée par une lame d'acier à ressort traité, percée par poinçonnage et façonnée à chaud par pliagë, puis matriçage, de façon à pré senter une boucle arrondie 1, une branche supérieure longue 2 et une branche inférieure plus courte 3, les deux branches comportant chacune un trou 4 dont le diamètre est supé rieur à celui du boulon d'attache, de manière à ménager iui jeu.
Comme le montre en particulier la fig. 2, le rail 5 repose sur la traverse 6 par soli patin 7, .de préférence avec interposition d'une plaque 8 de caoutchouc ou autre ma tière souple et élastique. De chaque côté du rail, une attache est maintenue en place par un boulon 9 engagé dans un trou 10 de la traverse et muni d'un écrou 11; en outre, la boucle 1 de l'attache s'emboîte dans une cavité arrondie 12 de la. traverse.
La branche supérieure 2 de l'attache est coiffée d'iuie pièce intermédiaire 13; c'est sur cette pièce 13 que s'exerce l'action de l'écrou 11. Au début du serrage, l'extrémité de la. branche 2 vient en contact en 15, près de l'âme 16 du rail 5, avec le patin 7 de celui-ci; à mesure que le serrage augmente, la bran- elle 2 s'incurve et vient buter en 17 contre le bord @du patin 7.
Quant à la branche inférieure courte 3,. sa longueur est prévue telle que son extrémité 18 soit en contact. avec. la tranche latérale du patin 7, et forme ainsi butée, empêchant. ou limitant les déplacements transversaux du rail.
Cette branche 3 ne porte pas sir la tra verse 6, et aucune fourrure n'est interposée entre l'attache et la traverse.
En outre, on laisse un jeu entre les deux branches 2 et 3 de l'attache, .de manière à. augmenter :l'élasticité de l'attache.
On voit que l'on obtient en 15 un effort. de pression élastique bien déterminé qui reste sensiblement constant au passage des charges, celles-ci ayant seulement pour effet d'écraser élastiquement la semelle de caoutchouc 8.
Par contre, la pression en 17 s'élimine en grande partie, par suite de l'abaissement du rail au passage de charges, ce qui compense la compression de la semelle 8 due à ce pas sage. Par suite, en l'absence de toute charme au droit.
(le la traverse, la contrainte de l'attache est. élevée et empêche tout mouve ment latéral ou loxi,,-itucliixal dit rail, mais au passage d'une charge, la table de la traverse f et la semelle 8 ne supportent qu'une pres sion limitée et non la somme des pressions résultant.<B>(le</B> la charge roulante et. des con traintes maxima (le serrage de l'attache.
Pour apprécier la limite utile du serrage (1e l'attache, il faut remarquer que dès que le contact a été atteint en<B>17,</B> l'ouvrier qui eon- t inue à serrer l'écrou 1l. rencontre rapidement.
une grande résistance qui lui indique qu'il est inutile (le chercher à bloquer davantage: l'emploi d'une main-d'cruvt-e spécialement édu- quée est. donc: inutile.
Les efforts supportés par le rail au pas sage (les cliar < ,es sont de trois natures: les efforts longitudinaux (cheminement), les efforts transversaux et les efforts de renver sement tendant à provoquer des déplacements correspondants dut rail.
Les déplacements loxllgitudinaux sont em pêchés par la pression exercée sur le patin du rail. par la branche longue 2. D'autre part, l'encastrement de la. boucle de l'attache dans le logement 12 correspondant de la traverse empêche toute rotation de l'attache dans le plan horizontal, due à l'effort d'entraînement de la. branche 21 par le rail au cours de son mouvement (le cheminement.
Le,, déplacements transversaux sont. em pêchés par la branche courte 3 (lui bute sur la. branche du patin du rail; au cours de cette poussée transversale, la partie infé rieure de l'attache, qui est libre, car elle ne porte pas sur la traverse et possède un trou 4 de diamètre supérieur à celui du boulon 9, peut. se déplacer légèrement et ainsi la partie <I>ci</I> de la. boucle joue le rôle d'un ressort; cette disposition permet d'éviter les usures par frottement. et surtout le cisaillement du bou lon 9.
Enfin, le renversement du boulon est sup primé du fait que lors d'un renversement d11 rail, par exemple dans le sens de la flèche f" lors du passage d'uxie charge, le bord b du patin a tendance :ï se soulever dans<B>le</B> sens de la flèche f.,, mais son mouvement est arrêté par butée de ce bord b contre la bran che supérieure 2 de l'attache au point 17.
Par ailleurs, les trous 4- de l'attache étant, d'un diamètre supérieur à celui du boulon 9, l'attache peut légèrement osciller, autour de son point d'appui sur la traverse (boucle), sans provoquer de cisaillement du boulon 9.
On pourrait supprimer la pièce intermé diaire 13, l'écrou 11 agissant alors directe ment sur la branche 2 de l'attache; en outre, le boulon 9 pourrait être remplacé par un tire-fond habituel. Enfin, le diamètre des trous 4 de l'atta{he sera choisi de manière à éviter le contact. entre le boulon et l'attache clans les conditions normales d'utilisation.
La fig. 5 montre une variante possible parmi d'autres. L'attache élastique 19 est, comme l'attache 1, constituée par une lame d'acier recourbée, sa branche inférieure ne différant pas de celle de l'attache 1. Par contre. sa. branche supérieure est. recourbée vers le bas, du côté du rail, pour former une sorte de crochet 20 dont l'extrémité 21 est elle-même repliée vers le haut et qui vient porter contre le patin 7 en une seule ligne 222. Lorsqu'on continue de serrer l'écrou 11., tin second contact de butée se produit en 23 entre le bec 21 et le corps de l'attache 19. Les contacts 22 et 23 jouent le même rôle, respectivement, que les contacts 15 et 17 de l'attache 1.
Au lieu de donner à la lame qui consti tue l'attache 1 ou 19 une section constante, on peut. lui donner une épaisseur variable, par exemple décroissante de façon continue de la branche inférieure à la branche supérieure.
La fig. 6 montre une fixation par un tire-fond 30 dans laquelle la boucle de l'atta che s'emboîte dans la portée sensiblement cylindrique 32 d'un coussinet 31 qui s'engage dans un logement correspondant 12 de la tra verse 6. On évite les déplacements du cous sinet 31. grâce à deux pattes diamétrales 33 et 34 dont, il est muni. Une échancrure 35 (fir% 7) est méxiagée dans la patte 34 pour le passage du tire-fond 30.
Le coussinet 31 peut être constitué par une lame métallique ou par une feuille en matière élastique ou plastique, par exemple en caoutchouc.
L'interposition de ce coussinet d'appui 31 est très importante lorsque l'on utilise des tra verses de bois ou de ciment, car il permet, d'éviter la dégradation de ces traverses lors de la. transmission d'efforts brusques.
Dans le cas de traverses métalliques, la surface d'appui de la boucle 1 de l'attache dans le logement peut être ménagée dans une pièce spéciale rapportée sur la traverse, par exemple par boulonnage, rivetage, soudure ou autrement.
Dans le cas de traverses en bois, la dureté et la résistance à l'usure des logements de la boucle ou du coussinet peut être accrue par un procédé connu tel que compression des fibres de bois, durcissement. à chaud, impré gnation à l'aide d'une, résine ou d'une laque, collage d'une pièce en bois dur, en fibre ou en matière plastique.
Cette disposition particulière peut être en outre combinée avec l'interposition d'une fourrure métallique ou autre entre la boucle et la traverse améliorée.
Elastic device for fixing railroad tracks to sleepers. The devices normally used up to now. to fix the rail to the wooden sleepers (lag bolts, crampons) are rigid. As a result, when the fastener has just been tightened (lag screw for example), the rail is held on the cross member with the maximum force; but if the slightest play occurs, as a result of wear or a slight tightening, the force for maintaining the rail on the cross member becomes zero or almost.
The deletion of the. The stress of the attachment allows the running movements and the beating to occur, and the clearances increase according to a rapidly increasing law, which it is necessary to periodically put an end to by a maintenance intervention.
We can. say that, in practice, the rail is effectively fixed to the sleepers and hand held by the fasteners only during the ephemeral periods following the tightening or revisions of the fasteners and that, between these periods, the rail is free and takes the opportunity to walk, wear out and dislocate. If wood, by its nature, resists shock enough and. to vibrations, it is not the same for reinforced concrete sleepers which disintegrate quickly and irreparably.
To avoid these - rave shortcomings of rigid fasteners, elastic fasteners have already been proposed, but they did not provide sufficient stress or satisfactory maintenance of the rail to oppose transverse and tracking movements.
The present invention relates to a resilient device for fixing the spokes to the sleepers, achieving satisfactory maintenance of the rail on the sleepers and preventing transverse movement and the path of the rail as well as the overturning of the fastening bolt.
This device is remarkable in that it comprises an elastic fastener consisting of a curved and angled leaf spring, so as to form a loop extending by two unequal branches superimposed, both drilled for the passage of a positive fixing and tightening device, such as a bolt, said fastener being supported by said loop on the.
crosses and carrying, on the one hand, by its branch the long phis on the upper face of the shoe of the rail, so as to exert on this shoe a vertical elastic pressure and resting, on the other hand, by the key section of its shorter branch against the lateral edge of the pad, so as to form a lateral stop for said pad, the loop of the fastener projecting from the side of the cross member and interlocking. in accommodation. correspondingly shaped hollow formed in the cross member.
Under the effect of the loads, the device according to the invention constitutes a permanent stopper and, for this purpose, the upper branch of the fastener bearing on the shoe preferably has a length such that it extends almost to the point of 'to the web of the rail, so that the inner face of this long branch bears, at the end of tightening, on the upper face of the rail shoe, along two lines, one of which is located near the outer edge of the pad <B> and </B> the other in the vicinity of the web of the rail.
In order to distribute the. pressure if the support surface of the buckle on the cross member and to reduce the wear of this surface, the seat of the cross member receiving the elastic fastener buckle may include a protective part, for example - the pad .
For the same purpose, the surface of the housing can be directly treated by local hot curing in the wooden case.
According to a preferred embodiment, the pad is placed in the housing of the cross member under said buckle and has a shape which simultaneously matches the profiles of the housing and of the buckle and -comporte side tabs facilitating its maintenance.
This fastener is particularly well suited to fixing rails resting on concrete sleepers by means of an elastic sole.
The attached dessili represents, by way of nonlimiting example, one embodiment of the device according to the invention.
Fig. 1 shows the elastic clip, side view.
Fig. 2 shows, in dirty cross section, a rail with its attachment device. Fig. 3 is a section through III-III of FIG. 2.
Fig. 4 is a plan view of the attachment device, on a smaller scale.
Fig. 5 represents a variant.
Fig. 6 shows a similar device with lag screw fixing and interposition of a pad between the buckle and the support, and FIG. 7 is a partial -nie, in plan, of the device of FIG. 6, tie and lag screw removed.
The fastener shown in FIG. 1 is constituted by a sheet of treated spring steel, pierced by punching and hot-shaped by bending, then stamping, so as to present a rounded loop 1, a long upper branch 2 and a shorter lower branch 3, the two branches each comprising a hole 4 whose diameter is greater than that of the fastening bolt, so as to spare iui clearance.
As shown in particular in FIG. 2, the rail 5 rests on the cross member 6 by soli pad 7, preferably with the interposition of a plate 8 of rubber or other flexible and elastic material. On each side of the rail, a clip is held in place by a bolt 9 engaged in a hole 10 of the cross member and fitted with a nut 11; in addition, the loop 1 of the fastener fits into a rounded cavity 12 of the. crosses.
The upper branch 2 of the clip is capped with iuie intermediate part 13; it is on this part 13 that the action of the nut 11 is exerted. At the start of tightening, the end of the. branch 2 comes into contact at 15, near the web 16 of the rail 5, with the shoe 7 of the latter; as the tightening increases, the branch 2 bends and abuts at 17 against the edge @ of the pad 7.
As for the short lower branch 3 ,. its length is provided such that its end 18 is in contact. with. the lateral edge of the pad 7, and thus forms a stopper, preventing. or limiting the transverse movements of the rail.
This branch 3 does not carry sir tra verse 6, and no fur is interposed between the fastener and the cross member.
In addition, a clearance is left between the two branches 2 and 3 of the fastener, .de so as to. increase: the elasticity of the fastener.
It can be seen that one obtains in an effort. of well-determined elastic pressure which remains substantially constant as the loads pass, the latter only having the effect of elastically crushing the rubber sole 8.
On the other hand, the pressure at 17 is largely eliminated, as a result of the lowering of the rail when the loads pass, which compensates for the compression of the sole 8 due to this wise pitch. As a result, in the absence of any charm to the law.
(the cross member, the stress of the attachment is. high and prevents any lateral or loxi movement, - itucliixal said rail, but when a load passes, the table of the cross member f and the flange 8 only support 'a limited pressure and not the sum of the resulting pressures. <B> (the </B> rolling load and. maximum stresses (the tightening of the fastener.
To appreciate the useful limit of the tightening (1st the fastener, it should be noted that as soon as contact has been reached in <B> 17, </B> the worker who has to tighten the nut 11. quickly.
a great resistance which indicates to him that it is useless (to seek him to block more: the employment of a specially educated labor force is. therefore: useless.
The forces supported by the rail at a slow pitch (the cliar <, es are of three types: the longitudinal forces (tracking), the transverse forces and the overturning forces tending to cause corresponding displacements of the rail.
Loxllgitudinal movements are prevented by the pressure exerted on the shoe of the rail. by the long branch 2. On the other hand, the embedding of the. loop of the fastener in the corresponding housing 12 of the cross member prevents any rotation of the fastener in the horizontal plane, due to the driving force of the. branch 21 by the rail during its movement (the tracking.
The ,, transverse displacements are. em caught by the short branch 3 (it comes up against the branch of the rail runner; during this transverse thrust, the lower part of the fastener, which is free, because it does not bear on the cross member and has a hole 4 with a diameter greater than that of bolt 9, can. move slightly and thus the <I> ci </I> part of the. buckle acts as a spring; this arrangement makes it possible to avoid wear by friction . and especially the shear of the bolt 9.
Finally, the overturning of the bolt is suppressed by the fact that during an overturning of the rail, for example in the direction of the arrow f "during the passage of a load, the edge b of the shoe has a tendency: ï to rise in <B> the </B> direction of the arrow f. ,, but its movement is stopped by stopping this edge b against the upper branch 2 of the attachment at point 17.
Moreover, the holes 4- of the fastener being, of a diameter greater than that of the bolt 9, the fastener can oscillate slightly, around its point of support on the cross member (buckle), without causing shearing of the bolt 9.
The intermediate piece 13 could be omitted, the nut 11 then acting directly on the branch 2 of the fastener; in addition, the bolt 9 could be replaced by a usual lag screw. Finally, the diameter of the holes 4 of the attachment will be chosen so as to avoid contact. between bolt and clip under normal conditions of use.
Fig. 5 shows one possible variant among others. The elastic clip 19 is, like the clip 1, constituted by a curved steel blade, its lower branch not differing from that of the clip 1. On the other hand. her. upper branch is. curved downwards, on the side of the rail, to form a sort of hook 20, the end 21 of which is itself folded upwards and which bears against the shoe 7 in a single line 222. When continuing to tighten the nut 11., a second stop contact occurs at 23 between the nose 21 and the body of the clip 19. The contacts 22 and 23 play the same role, respectively, as the contacts 15 and 17 of the clip 1.
Instead of giving the blade which constitutes the attachment 1 or 19 a constant section, one can. give it a variable thickness, for example continuously decreasing from the lower branch to the upper branch.
Fig. 6 shows a fixing by a lag screw 30 in which the loop of the fastener fits into the substantially cylindrical bearing surface 32 of a pad 31 which engages in a corresponding housing 12 of the rail 6. One avoids displacements of the cous sinet 31. thanks to two diametral legs 33 and 34 with which it is provided. A notch 35 (fir% 7) is placed in the tab 34 for the passage of the lag screw 30.
The pad 31 may be formed by a metal blade or by a sheet of elastic or plastic material, for example rubber.
The interposition of this bearing pad 31 is very important when using wooden or cement sleepers, because it makes it possible to avoid the degradation of these sleepers during the. transmission of sudden forces.
In the case of metal cross members, the bearing surface of the loop 1 of the fastener in the housing can be provided in a special part attached to the cross member, for example by bolting, riveting, welding or otherwise.
In the case of wooden sleepers, the hardness and wear resistance of the buckle or pad housings can be increased by a known process such as compression of wood fibers, hardening. hot, impregnation with resin or lacquer, gluing of a piece of hardwood, fiber or plastic.
This particular arrangement can also be combined with the interposition of a metallic or other fur between the loop and the improved cross member.