Vis à bois La présente invention a pour objet une vis à bois, particulièrement utilisable comme tire- fond, notamment pour la fixation des rails sur les traverses de chemin de fer.
Il a déjà été proposé de réaliser des vis à bois donnant lieu, au fur et à mesure de leur vissage, à un accroissement de la compression du bois engagé entre les filets de vis. Par exem ple, on connaît des vis comportant un noyau cylindrique et munies d'un filetage également limité par une surface extérieure cylindrique, mais ayant un pas variable diminuant depuis la pointe jusqu'à la tête de la vis. D'autres vis connues de ce genre comportent également un noyau cylindrique et un filetage extérieure ment cylindrique d'un pas constant, mais dont l'arête est progressivement tronquée de façon à présenter une largeur croissante depuis la pointe jusqu'à la tête de la vis.
Dans les deux cas, le vissage provoque une compression accrue du bois engagé entre les filets de la partie supé rieure de la vis du fait de la diminution pro gressive de la largeur de la gorge du filetage. Toutefois, ce serrage accru, dû uniquement à une compression axiale du bois entre les filets de la vis, compression qui n'est pas transmise dans la zone de la pièce de bois avoisinant la vis, a pour effet, en raison de sa localisation, une transition brusque, à la surface cylindrique limitant extérieurement le filetage, entre le bois soumis à une forte compression axiale et le bois dont les fibres ne sont pratiquement pas sous tension.
Aussi, malgré un fort serrage initial obtenu de cette façon, cette discontinuité peut provoquer, particulièrement sous l'effet des vibrations, une rapide détérioration et une rup ture des fibres du bois sur la surface de sépara tion de la zone de compression et de la zone non comprimée, rendant ainsi illusoire les effets de l'accroissement du serrage initial.
En outre, la réalisation des filetages rap pelés ci-dessus est difficile et exige un usinage dont les frais sont incompatibles avec le bas prix des articles courants de ce genre qui doi vent être fabriqués en grande série par roulage à chaud.
On connaît également des vis ayant un noyau conique et un filetage à pas constant à arête non tronquée, présentant une gorge de largeur constante et une profondeur décrois sante de la pointe à la tête : ces vis provoquent une compression radiale du bois identique à celle obtenue par les vis coniques ordinaires, seule la hauteur accrue du filet au voisinage de la pointe augmentant quelque peu leur ré sistance à l'arrachement, dans une mesure d'ailleurs assez faible car le bois ne se trouve pas sensiblement comprimé dans cette zone. La présente invention a pour objet une vis ne présentant aucun des inconvénients ci- dessus et permettant d'obtenir une résistance très élevée à l'arrachement et au desserrage par les vibrations.
La vis à bois conforme à l'invention com porte un noyau conique et un filetage qui est limité extérieurement par une surface cylin drique, la largeur de la gorge du filetage, mesu rée suivant sa génératrice cylindrique, décrois sant progressivement de la pointe à la tête de la vis.
La largeur décroissante de la gorge du file tage peut être réalisée à l'aide d'un filetage dé rivant d'un filetage conique ayant, par exem ple, un filet à profil isocèle, dont on aurait di minué la conicité extérieure jusqu'à le rendre éventuellement cylindrique, ce quia pour effet de tronquer progressivement de la pointe à la tête l'arête du filet et de diminuer ainsi pro gressivement l'écartement entre les bords des arêtes des spires successives compté suivant une génératrice du filetage, soit encore en uti lisant un filetage à pas variable, diminuant progressivement de la pointe à la tête du tire- fond et ayant, grâce à la conicité du noyau, une profondeur également décroissante de bas en haut.
On peut également réaliser, sur un noyau conique, un filetage extérieurement cylindrique à arête non tronquée, à profondeur et largeur de gorge décroissante de bas en haut.
Dans les deux cas, on obtient une com pression verticale croissante de la matière en tre les spires du filetage au fur et à mesure du vissage du tire-fond: Comme, en outre, le noyau du tire-fond est conique, on obtient éga lement une compression radiale croissante du fait de la profondeur décroissante de la gorge tendant à refouler vers l'extérieur la matière dans laquelle se visse le tire-fond.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme de réalisation de la vis faisant l'objet de l'invention, constituée par un tire- fond pour traverses de chemins de fer.
La figure unique représente, en coupe axiale, le tire-fond mis en place dans une tra verse de chemin de fer. Comme visible au dessin, le tire-fond com porte, comme les tire-fond classiques, une tête 1 s'appliquant sur le patin de rail 2 et munie d'un carré 3. Le noyau 4 est conique. Cette conicité est indiquée par la ligne poin tillée C. Ce noyau 4 présente une partie supé rieure 5 lisse, tandis que le restant du noyau est muni d'un filetage 6 limité extérieurement par un cylindre marqué en traits mixtes D.
Le filet du filetage a, en profil, la forme habi tuelle d'un triangle, par exemple isocèle, qui a été limité de manière à s'inscrire dans un cy lindre, de sorte que la forme du filet, trian gulaire à la pointe du noyau, devient un tra pèze également isocèle dans le cas présent, dont la petite base, extérieure, va constam ment en augmentant de longueur. De même, du fait de la conicité du noyau et de la surface externe cylindrique du filetage, ce dernier com porte une gorge 7 de profondeur décroissante de la pointe à la tête, en même temps que l'arête du filetage qui est effilée à la pointe du tire-fond comme celle d'un filetage habituel, est progressivement abattue ou tronquée de façon à présenter une largeur croissante.
Ceci a pour effet que l'écartement entre deux spires consécutives, mesuré le long d'une génératrice du cylindre D, diminue de la pointe à la tête. Il en résulte dans la zone supérieure du file tage, c'est-à-dire dans la partie centrale de l'épaisseur de la traverse, compte tenu de la partie lisse du noyau, une compression verti cale et radiale des fibres du bois pendant le vissage du tire-fond, ayant pour effet d'aug menter dans des proportions très importantes la résistance à l'arrachement et au desserrage susceptibles d'être provoqués par les vibrations du rail causées par le passage des trains, tout en évitant l'éclatement du bois provoqué dans les tire-fond habituels par une pression cons tante exercée sur toute la longueur du noyau.
De plus, l'arrachement du tire-fond, lorsqu'il se produit, ne cause aucune détérioration des couches supérieures du bois de la traverse, ce qui permet un nombre de resserrages beaucoup plus élevé. C'est ainsi que, alors qu'après le cinquième arrachement, le tire-fond à noyau cylindrique habituel ne peut plus être réutilisé, le tire-fond représenté présente encore, lors qu'il est resserré après le cinquième arrache ment, une résistance à l'arrachement de l'or dre de 5 tonnes. D'autre part, soumis dans les mêmes conditions d'essai à des vibrations, ce tire-fond résiste beaucoup plus longtemps que les tire-fond classiques.
En outre, la conicité du tire-fond repré senté permet d'augmenter le diamètre du noyau et, partant, la résistance à la flexion, en sup primant le point faible se trouvant, dans les tire-fond classiques, au raccordement du cône supérieur avec la tige filetée cylindrique.
Dans une variante, le noyau conique peut se composer de deux cônes successifs ayant des conicités différentes, la partie inférieure s'éten dant jusqu'à la pointe ayant une conicité plus faible que celle de la partie supérieure du noyau.
Le filet du tire-fond peut présenter en sec tion longitudinale un profil dissymétrique, la surface de l'un de ses flancs étant sensiblement perpendiculaire à l'axe du tire-fond.
Le tire-fond peut enfin comporter dans sa partie filetée seulement, le long d'une ou de plusieurs génératrices, des encoches de profil triangulaire dissymétrique semblables à celles des dents d'une roue à rochet.
Wood screw The present invention relates to a wood screw, which can be used in particular as a lag screw, in particular for fixing rails on railway sleepers.
It has already been proposed to produce wood screws giving rise, as they are screwed, to an increase in the compression of the wood engaged between the screw threads. For example, screws are known comprising a cylindrical core and provided with a thread also limited by a cylindrical outer surface, but having a variable pitch decreasing from the point to the head of the screw. Other known screws of this type also comprise a cylindrical core and an external thread that is cylindrical with a constant pitch, but the edge of which is progressively truncated so as to present an increasing width from the point to the head of the screw. screw.
In both cases, the screwing causes an increased compression of the wood engaged between the threads of the upper part of the screw due to the progressive reduction in the width of the groove of the thread. However, this increased tightening, due solely to axial compression of the wood between the threads of the screw, compression which is not transmitted in the area of the piece of wood adjacent to the screw, has the effect, due to its location, an abrupt transition, with the cylindrical surface limiting the external thread, between wood subjected to strong axial compression and wood whose fibers are practically not under tension.
Also, despite a strong initial tightening obtained in this way, this discontinuity can cause, particularly under the effect of vibrations, a rapid deterioration and breakage of the wood fibers on the surface of separation of the compression zone and of the uncompressed zone, thus rendering illusory the effects of increasing the initial tightening.
In addition, the production of the above peeled threads is difficult and requires machining the costs of which are incompatible with the low price of common articles of this type which must be mass-produced by hot rolling.
Screws are also known having a conical core and a constant pitch thread with a non-truncated edge, having a groove of constant width and a decreasing depth from the point to the head: these screws cause a radial compression of the wood identical to that obtained. with ordinary conical screws, only the increased height of the thread in the vicinity of the point somewhat increasing their resistance to tearing, to a rather low extent, moreover, since the wood is not noticeably compressed in this zone. The present invention relates to a screw exhibiting none of the above drawbacks and making it possible to obtain a very high resistance to tearing and loosening by vibrations.
The wood screw according to the invention has a conical core and a thread which is limited on the outside by a cylindrical surface, the width of the groove of the thread, measured along its cylindrical generatrix, progressively decreasing from the tip to the tip. screw head.
The decreasing width of the thread groove can be achieved using a thread deriving from a conical thread having, for example, a thread with an isosceles profile, the external taper of which would have been reduced to possibly make it cylindrical, which will have the effect of progressively truncating the edge of the thread from the tip to the head and thus progressively reducing the distance between the edges of the edges of the successive turns counted along a generatrix of the thread, or again in using a variable pitch thread, gradually decreasing from the point to the head of the lag screw and having, thanks to the taper of the core, a depth also decreasing from bottom to top.
It is also possible to produce, on a conical core, an externally cylindrical thread with a non-truncated edge, with a depth and width of the groove which decreases from bottom to top.
In both cases, an increasing vertical compression of the material is obtained between the turns of the thread as the lag screw is screwed in: As, in addition, the core of the lag screw is conical, we also obtain Lely an increasing radial compression due to the decreasing depth of the groove tending to push the material into which the lag screw is screwed outwards.
The appended drawing shows, by way of example, an embodiment of the screw forming the subject of the invention, constituted by a lag bolt for railway sleepers.
The single figure represents, in axial section, the lag bolt placed in a railway sleeper. As visible in the drawing, the com carries lag, like conventional lag bolts, a head 1 applying to the rail shoe 2 and provided with a square 3. The core 4 is conical. This taper is indicated by the dotted line C. This core 4 has a smooth upper part 5, while the remainder of the core is provided with a thread 6 bounded on the outside by a cylinder marked in phantom D.
The thread of the thread has, in profile, the usual shape of a triangle, for example isosceles, which has been limited so as to fit into a cylinder, so that the shape of the thread, triangular at the tip of the nucleus, becomes a trapezoid also isosceles in the present case, of which the small base, outside, is constantly increasing in length. Likewise, due to the taper of the core and of the cylindrical outer surface of the thread, the latter has a groove 7 of decreasing depth from the tip to the head, at the same time as the edge of the thread which is tapered at the the point of the lag screw like that of a usual thread, is progressively lowered or truncated so as to present an increasing width.
This has the effect that the distance between two consecutive turns, measured along a generatrix of cylinder D, decreases from tip to head. This results in in the upper zone of the thread, that is to say in the central part of the thickness of the cross member, taking into account the smooth part of the core, a vertical and radial compression of the wood fibers during the screwing of the lag bolt, having the effect of increasing in very large proportions the resistance to tearing and loosening likely to be caused by the vibrations of the rail caused by the passage of trains, while avoiding the splitting of the wood caused in the usual lag screws by a constant pressure exerted on the whole length of the core.
In addition, the pullout of the lag bolt, when it occurs, does not cause any deterioration of the upper layers of the wood of the cross member, which allows a much higher number of retightenings. Thus, while after the fifth pullout, the usual cylindrical core lag screw can no longer be reused, the lag screw shown still presents, when it is tightened after the fifth pullout, a resistance. the tearing off of gold of 5 tons. On the other hand, subjected under the same test conditions to vibrations, this lag bolt resists much longer than conventional lag bolts.
In addition, the taper of the lag screw shown increases the diameter of the core and hence the bending resistance, eliminating the weak point in conventional lag screws at the connection of the upper cone. with the cylindrical threaded rod.
In a variant, the conical core may consist of two successive cones having different taper, the lower part extending to the point having a smaller taper than that of the upper part of the core.
The thread of the lag screw may have an asymmetrical profile in longitudinal section, the surface of one of its sides being substantially perpendicular to the axis of the lag screw.
Finally, the lag screw can include in its threaded part only, along one or more generatrices, notches of asymmetrical triangular profile similar to those of the teeth of a ratchet wheel.