EP2318588A1 - Dispositif de fixation de rail sur un support de voie - Google Patents

Dispositif de fixation de rail sur un support de voie

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EP2318588A1
EP2318588A1 EP09794022A EP09794022A EP2318588A1 EP 2318588 A1 EP2318588 A1 EP 2318588A1 EP 09794022 A EP09794022 A EP 09794022A EP 09794022 A EP09794022 A EP 09794022A EP 2318588 A1 EP2318588 A1 EP 2318588A1
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rail
shoulder
fastener
lateral
plate
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Joël Cailliau
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Railtech International SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/02—Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
    • E01B9/28—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members
    • E01B9/30—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members by resilient steel clips
    • E01B9/306—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members by resilient steel clips the clip being a shaped plate

Definitions

  • the invention relates to a rail fastening device on a track support having a lateral shoulder parallel to the rail. It relates more particularly to improvement to control the clamping force developed by an elastic fastener part of said fastener.
  • the rails of a railway track are laid and fixed on track supports by means of elastic fasteners.
  • a track support provided with a flat central recess for accommodating such a rail and defining two parallel shoulders, each at a distance from an edge of the lateral shoe of the rail.
  • a resilient under-rail sole is placed on the support and is intended to receive the base of the rail. It transmits the vertical forces in the way, at the passage of the train.
  • a lateral abutment is interposed between the edge of the rail pad and the shoulder adjacent the support. This stop transmits the transverse forces of the rail in the track.
  • Fixing is provided by an elastic fastener generally shaped elastically deformable plate (substantially trapezoidal) bearing between the shoulder and the rail pad.
  • An anchor fixed to the support passes through the fastener and bears on it, at a distance from the pad, to put the elastic fastener under stress.
  • This anchorage (lag screw or bolt) exerts on the elastic attachment a force or displacement in the vertical direction.
  • an insulator without mechanical function, is most often interposed between the elastic fastener on the one hand and the pad and the shoulder on the other hand. It is placed under the clip. It ensures the electrical isolation of the fastener vis-à-vis the rail.
  • the force applied vertically to the rail shoe through the fastener is an important feature of the fastener. It has a direct influence on the longitudinal sliding resistance of the rail relative to the track support, which is important for the use of long welded rails.
  • the elastic fastener is generally made of spring steel that is put under stress by imposing a controlled deformation. This effort must remain as constant as possible despite the natural wear that may occur on the components of the fastener, over the years. These wear tend to reduce the initial value of the stress applied to the resilient spring fastener.
  • the object of the invention is to better control the clamping stress applied to the elastic fastener by blocking said anchoring when a predefined depression has been reached.
  • the invention relates to a rail fastening device on a track support provided with a lateral shoulder, of the type comprising a lateral abutment interposed between said shoulder and the edge of a rail shoe, a resilient fastener generally made of deformable plate form bearing between the shoulder and said pad and an anchor fixed to said support, passing through said fastener and bearing on said elastic fastener, characterized in that said lateral stop rests on said support and comprises at its part upper, a contact zone for said elastic fastener, essentially located between said lateral shoulder and a vertical plane parallel to the rail and passing through an axis of said anchor.
  • the lateral stop plays the additional role of a shim placed between the underside of the elastic clip and the support.
  • the limitation of the depression of the elastic fastener causes a limitation of the bending of the steel plate which constitutes it so that it will support the rail with a controlled intensity effort.
  • the location of the contact zone is such that the fastener can deform freely between the anchor and the bearing zone on the runner of the rail. In this way, most of the elastic fastener can deform elastically (partially relaxing) to accompany the depression of the rail to the passage of the train. This flexibility eliminates the risk of loss of contact between the fastener and the rail when the latter sinks somewhat to the passage of the train.
  • the locking of the fastener during the initial tightening makes it possible to control the tightening without affecting the elasticity of the fastener when the rail is sinking vertically to the passage of a train.
  • the lateral abutment comprises a passage chimney of said anchor and said contact zone is constituted by a portion of the upper surface of this chimney.
  • this upper surface comprises a downwardly inclined portion adjoining said contact zone, the lower level of said inclined portion being in the vicinity of the rail.
  • a plate of electrically insulating material is interposed under the elastic fastener between the rail pad and said shoulder.
  • This plate preferably comprises a large central recess through which said chimney engages. In this way, the plate does not interfere with the chimney which plays its full role of abutment limiting the deformation of the elastic fastener.
  • the wafer and the lateral abutment comprise cooperating clipping means. They can therefore be delivered assembled and assembled together along the track.
  • the lateral stop alone (the width of which corresponds to the distance separating the edge of the rail pad from the edge of the shoulder), is put in place to serve as a guide for laying the rail.
  • the insulating plate is clipped on the lateral stop after the laying of the rail.
  • the lateral abutment is made of very hard synthetic material such as for example a polyamide reinforced with glass fibers while the insulating wafer may in all cases be of a less resistant material such as a normal polyamide.
  • FIG. 1 is a partial exploded perspective view, illustrating the mounting of the rail between two fasteners according to the invention
  • - Figure 2 is a cross-sectional view illustrating the mounting of the rail
  • FIG. 3 is a perspective view of a lateral stop according to the invention.
  • FIG. 7 shows the preassembly of the lateral abutment and the wafer of insulating material.
  • a rail 11 placed on a support 13 in a recessed portion 14 thereof, with a flat bottom, defining two lateral shoulders 15.
  • the rail rests on the support via a sole 17 slightly elastically compressible. This sole transmits the vertical forces of the train in the support 13 of the track.
  • a lateral stop 19 placed between one of the shoulders 15 and the edge of a shoe 21 of the rail. This stop 19 transmits the transverse forces of the rail in the track. It occupies the space between the edge of the pad 21 and the edge of the shoulder 15.
  • the rail is fixed to the support 13 via a resilient fastener 23 deformable, generally shaped trapezoidal plate. This metal fastener bears between the shoulder 15 and the shoe 21 by means of a plate 25 of electrically insulating material, interposed, under the elastic fastener, between the rail pad 21 and the shoulder 15.
  • An anchor 27 (cooperating with the elastic fastener 23) here consists of a rod 29 threaded at its upper end and a nut 31.
  • the rod is sealed to the support 13.
  • This rod 29 passes through said lateral stop 19, the insulating plate 25 and the elastic fastener 23.
  • the nut 31 is screwed onto the threaded end of this rod and applies the assembly constituted by the elastic fastener 23 and the insulating plate 25 against the rail pad 21 and the shoulder 15.
  • the tightening of the nut is accompanied by an elastic deformation of the fastener 23, ensuring a proportional clamping to the depression of the nut.
  • the lateral stop 19 bears on the support 13 between the shoulder and the edge of the pad and comprises, at its upper part, a contact zone 33 for the elastic fastener 23.
  • This zone contact 33 is essentially located between the lateral shoulder 15 and a vertical plane parallel to the rail and passing through the axis of the rod 29 forming part of said anchor. In the example, said contact zone is between the shoulder and the rod 29.
  • the lateral abutment 19 comprises a passage chimney 35 for the rod 29 of the anchor.
  • Said contact zone 33, limiting the deformation of the fastener 23 consists of a part of the surface 37 as shown in Figure 3, the upper surface 37 of the chimney has a horizontal portion forming said contact zone 33, adjacent an inclined portion 41 and extending away from the rail from the upper level of this one. More specifically, the lower level of the inclined portion 41 is in the vicinity of the rail.
  • the elastic fastener 23 is free in this area facing the inclined portion 41 and retains all its elasticity between the anchor 27 and the rail 11 despite the presence of the contact zone 33 which allowed to control precisely the deformation and consequently the tightening provided by the elastic fastener 23.
  • the plate 25 has a relatively wide central recess 45 through which the chimney 35 engages. In this way, the plate 25 does not interfere with the chimney when it accompanies the deflection. down the elastic fastener 23 at the time of passage of a train.
  • the plate 25 comprises two clipping legs 47 cooperating with notches 49 of the lateral stop. Thanks to these cooperating clipping means, these two elements can be preassembled before being installed along the rail.
  • the lateral abutment alone can serve as guiding means for laying the rail. In this case, the plate is clipped in situ, after installation of the rail.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Fixation d'un rail sur un support de voie muni d'un épaulement latéral par un dispositif à attache élastique. Le dispositif comporte une butée latérale (19) intercalée entre l'épaulement (15) et le bord d'un patin (21) du rail une attache élastique (23) en forme de plaque et un ancrage (27), ladite butée latérale (19) comportant à sa partie supérieure une zone de contact (33) pour l'attache élastique permettant de délimiter la déformation de celle-ci.

Description

Dispositif de fixation de rail sur un support de voie
L'invention se rapporte à un dispositif de fixation de rail sur un support de voie muni d'un épaulement latéral parallèle au rail. Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement permettant de maîtriser l'effort de serrage développé par une attache élastique faisant partie dudit dispositif de fixation.
Les rails d'une voie de chemin de fer sont posés et fixés sur des supports de voie par l'intermédiaire d'attaches élastiques. Par exemple, on connaît un tel support de voie muni d'un évidement central plat pour accueillir un tel rail et définissant deux épaulement parallèles, chacun à distance d'un bord du patin latéral du rail. Une semelle sous rail, élastique, est placée sur le support et est destinée à recevoir la base du rail. Elle transmet les efforts verticaux dans la voie, au passage du train. De chaque côté du rail, une butée latérale est intercalée entre le bord du patin de rail et Pépaulement voisin du support. Cette butée transmet les efforts transversaux du rail dans la voie.
La fixation est assurée par une attache élastique globalement en forme de plaque élastiquement déformable (sensiblement trapézoïdale) prenant appui entre Pépaulement et le patin de rail. Un ancrage fixé au support passe au travers de l'attache et prend appui sur celle-ci, à distance du patin, pour mettre l'attache élastique sous contrainte. Cet ancrage (tire-fond ou boulon) exerce sur l'attache élastique un effort ou un déplacement dans la direction verticale. En outre, un isolant, sans fonction mécanique, est le plus souvent interposé entre l'attache élastique d'une part et le patin et Pépaulement d'autre part. Il est placé sous l'attache. Il assure l'isolement électrique de l'attache vis-à-vis du rail.
L'effort appliqué verticalement sur le patin de rail par l'intermédiaire de l'attache est une caractéristique importante du dispositif de fixation. Elle a une influence directe sur la résistance au glissement longitudinal du rail par rapport au support de voie, ce qui est important pour l'emploi de longs rails soudés. L'attache élastique est généralement réalisée en acier à ressort que l'on met sous contrainte en lui imposant une déformation contrôlée. Cet effort doit rester le plus constant possible malgré l'usure naturelle susceptible de se produire sur les constituants du dispositif de fixation, au fil des ans. Ces usures ont tendance à réduire la valeur initiale de la contrainte appliquée à l'attache élastique formant ressort.
L'objectif de l'invention est de mieux maîtriser la contrainte de serrage appliquée à l'attache élastique par blocage dudit ancrage lorsqu'un enfoncement prédéfini a été atteint.
Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de fixation de rail sur un support de voie muni d'un épaulement latéral, du type comportant une butée latérale intercalée entre ledit épaulement et le bord d'un patin de rail, une attache élastique globalement en forme de plaque déformable prenant appui entre l'épaulement et ledit patin et un ancrage fixé audit support, passant au travers de ladite attache et prenant appui sur ladite attache élastique, caractérisé en ce que ladite butée latérale repose sur ledit support et comporte à sa partie supérieure, une zone de contact pour ladite attache élastique, essentiellement localisée entre ledit épaulement latéral et un plan vertical parallèle au rail et passant par un axe dudit ancrage.
Ainsi, la butée latérale joue le rôle supplémentaire d'une cale d'épaisseur placée entre le dessous de l'attache élastique et le support. La limitation de l'enfoncement de l'attache élastique entraîne une limitation de la mise en flexion de la plaque d'acier qui la constitue en sorte que celle-ci appuiera sur le rail avec un effort d'intensité maîtrisé. Cependant, la localisation de la zone de contact est telle que l'attache peut se déformer librement entre l'ancrage et la zone d'appui sur le patin du rail. De cette façon, la plus grande partie de l'attache élastique peut se déformer élastiquement (en se détendant partiellement) pour accompagner l'enfoncement du rail au passage du train. Cette flexibilité élimine les risques de perte de contact entre l'attache et le rail lorsque ce dernier s'enfonce quelque peu au passage du train.
Ainsi, grâce à l'invention, le blocage de l'attache lors du serrage initial permet de maîtriser le serrage sans nuire à l'élasticité de l'attache lorsque le rail s'enfonce verticalement au passage d'un train.
Selon un mode de réalisation possible, la butée latérale comporte une cheminée de passage dudit ancrage et ladite zone de contact est constituée par une partie de la surface supérieure de cette cheminée. Avantageusement, cette surface supérieure comporte une partie inclinée vers le bas jouxtant ladite zone de contact, le niveau inférieur de ladite partie inclinée se situant au voisinage du rail.
Avantageusement, une plaquette en matériau électriquement isolant est interposée sous l'attache élastique entre le patin de rail et ledit épaulement.
Cette plaquette comporte de préférence un large évidement central au travers duquel s'engage ladite cheminée. De cette façon, la plaquette n'interfère pas avec la cheminée qui joue pleinement son rôle de butée limitant la déformation de l'attache élastique.
Avantageusement, la plaquette et la butée latérale comportent des moyens de clipsage coopérants. Ils peuvent donc être livrés assemblés et montés ensemble le long de la voie. Cependant, à certains emplacements régulièrement espacés, la butée latérale seule (dont la largeur correspond à la distance qui sépare le bord du patin de rail du bord de l'épaulement), est mise en place pour servir de guide à la pose du rail. Dans ce cas, la plaquette isolante est clipsée sur la butée latérale après la pose du rail. Avantageusement, la butée latérale est en matériau synthétique très dur comme par exemple un polyamide renforcé de fibres de verre tandis que la plaquette isolante peut dans tous les cas être en un matériau moins résistant comme par exemple un polyamide normal.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celles-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre d'un dispositif de fixation de rail sur un support de voie conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle en perspective éclatée, illustrant le montage du rail entre deux dispositifs de fixation selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale illustrant le montage du rail ;
- la figure 3 est une vue en perspective d'une butée latérale selon l'invention ;
- la figure 4 est une vue de dessous de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en perspective d'une plaquette en matériau isolant ; - la figure 6 est une vue de dessous de la figure 4 ; et
- la figure 7 montre le préassemblage de la butée latérale et de la plaquette en matériau isolant.
Sur les dessins, on a représenté un rail 11 posé sur un support 13 dans une partie évidée 14 de celui-ci, à fond plat, définissant deux épaulements latéraux 15. Le rail repose sur le support par l'intermédiaire d'une semelle 17 légèrement compressible élastiquement. Cette semelle transmet les efforts verticaux du train dans le support 13 de la voie. De chaque côté du rail est installé une butée latérale 19 placée entre l'un des épaulements 15 et le bord d'un patin 21 du rail. Cette butée 19 transmet les efforts transversaux du rail dans la voie. Elle occupe l'espace compris entre le bord du patin 21 et le bord de l'épaulement 15. Le rail est fixé au support 13 par l'intermédiaire d'une attache élastique 23 déformable, globalement en forme de plaque trapézoïdale. Cette attache métallique prend appui entre l'épaulement 15 et le patin 21 par l'intermédiaire d'une plaquette 25 en matériau électriquement isolant, interposée, sous l'attache élastique, entre le patin 21 de rail et l'épaulement 15.
Un ancrage 27 (coopérant avec l'attache élastique 23) est ici constitué d'une tige 29 filetée à son extrémité supérieure et d'un écrou 31. La tige est scellée au support 13. Cette tige 29 traverse ladite butée latérale 19, la plaquette isolante 25 et l'attache élastique 23. L'écrou 31 est vissé sur l'extrémité filetée de cette tige et applique l'ensemble constitué par l'attache élastique 23 et la plaquette isolante 25 contre le patin 21 de rail et l'épaulement 15. Le serrage de l'écrou s'accompagne d'une déformation élastique de l'attache 23, assurant un serrage proportionnel à l'enfoncement de l'écrou.
Selon une caractéristique importante de l'invention, la butée latérale 19 prend appui sur le support 13 entre l'épaulement et le bord du patin et comporte, à sa partie supérieure, une zone de contact 33 pour l'attache élastique 23. Cette zone de contact 33 est essentiellement localisée entre l'épaulement latéral 15 et un plan vertical parallèle au rail et passant par l'axe de la tige 29 faisant partie dudît ancrage. Dans l'exemple, ladite zone de contact se situe entre l'épaulement et la tige 29.
La butée latérale 19 comporte une cheminée de passage 35 pour la tige 29 de l'ancrage. Ladite zone de contact 33, limitant la déformation de l'attache 23 est constituée par une partie de la surface supérieure 37 de cette cheminée 35. Comme le montre la figure 3, la surface supérieure 37 de la cheminée comporte une partie horizontale formant ladite zone de contact 33, jouxtant une partie inclinée 41 et la prolongeant en éloignement du rail à partir du niveau supérieur de celle- ci. Plus précisément, le niveau inférieur de la partie inclinée 41 se situe au voisinage du rail. Ainsi, l'attache élastique 23 est libre dans cette zone en regard de la partie inclinée 41 et conserve toute son élasticité entre l'ancrage 27 et le rail 11 malgré la présence de la zone de contact 33 qui a permis de maîtriser avec précision la déformation et par conséquent le serrage procuré par l'attache élastique 23.
Par ailleurs, comme le montre la figure 5, la plaquette 25 comporte un évidement central 45 relativement large au travers duquel s'engage la cheminée 35. De cette façon, la plaquette 25 n'interfère pas avec la cheminée lorsqu'elle accompagne le fléchissement vers le bas de l'attache élastique 23 au moment du passage d'un train. Le rail s'enfonce légèrement en comprimant la semelle mais le contact entre le patin de rail et l'attache élastique 23 subsiste ce qui maintient le positionnement entre le rail et la butée latérale.
La plaquette 25 comporte deux branches de clipsage 47 coopérant avec des encoches 49 de la butée latérale. Grâce à ces moyens de clipsage coopérants, ces deux éléments peuvent être préassemblés avant d'être installés le long du rail. En revanche, la butée latérale seule peut servir de moyen de guidage pour la pose du rail. Dans ce cas, la plaquette est clipsée in situ, après mise en place du rail.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de fixation de rail sur un support de voie muni d'un épaulement latéral, du type comportant une butée latérale (19) intercalée entre ledit épaulement (15) et le bord d'un patin (21) de rail, une attache élastique (23) globalement en forme de plaque déformable prenant appui entre l'épaulement et ledit patin et un ancrage (27) fixé audit support, passant au travers de ladite attache et prenant appui sur ladite attache élastique, caractérisé en ce que ladite butée latérale (19) repose sur ledit support et comporte à sa partie supérieure, une zone de contact (33) pour ladite attache élastique, essentiellement localisée entre ledit épaulement latéral (15) et un plan vertical (P) parallèle au rail et passant par un axe dudit ancrage.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite butée latérale (19) comporte une cheminée (35) de passage dudit ancrage et en ce que ladite zone de contact (33) est constituée par une partie de la surface supérieure de ladite cheminée.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite surface supérieure comporte une partie (41) inclinée vers le bas, le niveau inférieur de ladite partie inclinée se situant au voisinage dudit rail.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite surface supérieure comporte une partie horizontale formant ladite zone de contact (33), jouxtant la partie inclinée et la prolongeant à partir du niveau supérieur de celle-ci.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une plaquette (25) en matériau électriquement isolant interposé sous ladite attache élastique entre ledit patin de rail et ledit épaulement.
6. Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 et 5, caractérisé en ce que ladite plaquette (25) comporte un évidement central
(45) au travers duquel s'engage ladite cheminée, en sorte que la plaquette n'interfère pas avec ladite cheminée.
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite plaquette et ladite butée latérale comporte des moyens de clipsage (47, 49) coopérants.
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