WO1995003451A1 - Dispositif d'ancrage d'une attache elastique de rail - Google Patents

Dispositif d'ancrage d'une attache elastique de rail Download PDF

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Joël Cailliau
Denis Vallet
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Allevard
Societe Anonyme De Traverses En Beton Arme (Systeme Vagneux)
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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
    • E01B9/04—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry without clamp members
    • E01B9/14—Plugs, sleeves, thread linings, or other inserts for holes in sleepers

Definitions

  • the present invention relates to a device for anchoring an elastic rail fastener in a railway sleeper.
  • Anchoring systems are already known comprising a male threaded element intended to be fixed by screwing in a female element with internal or threaded thread, incorporated in the cross-member.
  • This female element generally consists of a plastic sheath inserted into the cross member during molding of the latter. But this sheath resists poorly the permanent tensile force exerted by the male element, which results in a creep of the material constituting the sheath, that is to say a continuous deformation resulting in a reduction of the force. tightening and therefore compromising the efficiency of the rail fastener.
  • the useful part of the sheath has the same price per unit of length as the remaining part, which is relatively disadvantageous from an economic point of view.
  • the object of the present invention is to satisfactorily solve the technical problems resulting from the preceding drawbacks.
  • a device for anchoring an elastic rail fastener in a cross member comprising a male element with external thread intended to be fixed by screwing in a female element with thread internal incorporated in the cross member, characterized in that the female element is provided with a helical element integral with its external lateral face.
  • the internal diameter of the turns of the helical element is less than or equal to the external diameter of the thread of the male element so as to obtain, in the mounting position, overlapping of the faces opposite the threads respectively. of the helical element and of the male element.
  • the helical element consists of a wire of parallelepipedic section and preferably in diamond shape which is screwed onto said female element.
  • the height of said female element is greater than or equal to the height of the helical element.
  • the device further comprises a collar intended to be received between the upper face of the cross member and the upper edge of the female element.
  • said collar comprises a sealing wall forming a sealing capsule and capable of being perforated by introduction of the male element.
  • the female element and the helical element are provided with a coating of compressible material ensuring the connection with the cross-member.
  • the device also comprises longitudinally extending anti-rotation fins and the outer edge of which is located on or inside the cylinder-envelope of the female element with the helical element or the coating.
  • the helical element is metallic and the female element is made of insulating plastic.
  • the device of the invention makes it possible to limit creep while increasing the range of the external thread of the male element on the internal thread of the female element, which improves the resistance to tearing.
  • the device of the invention can be easily adapted to male elements of different lengths by adjusting the height of the helical element and using a single female element.
  • FIGS la and lb show front views with partial vertical sections of a first embodiment of the anchoring device of the invention, respectively in the disassembled position and in the mounted position;
  • FIG. 2 shows a front view of the helical element of the invention
  • FIG. 3 shows a partial vertical sectional view of a second embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a front view of another embodiment.
  • the anchoring device shown in FIGS. 1a and 1b is intended for anchoring a rail fastener (not shown) in a railway cross member T. It comprises a male element with an external thread 1 intended to be fixed by screwing in a female element or tapped sheath 2 made of insulating plastic material incorporated in the cross-member T, generally during the molding of the latter.
  • the female element 2 comprises a helical element 20 secured to its external lateral face, preferably by screwing onto the body of said element 2.
  • the connection between the female element 2 and the concrete of the cross-member T is thus ensured by means of the helical element 20.
  • the internal diameter of the turns of the helical element 20 is several millimeters less than the external diameter of the external thread of the male element 1. In this way, in the mounting position, an axial overlapping of the facing faces is obtained. screw threads respectively of the helical element 20 and the male element 1.
  • This covering guarantees excellent mechanical resistance in the axial direction, under static or dynamic loading, the force of the male element 1 is thus transmitted to the 'helical element 20 via the side wall of the female element 2 which is formed of a relatively small thickness of elastically deformable plastic material having only a low sensitivity to creep.
  • the male element 1 is blocked upward by virtue of the preceding overlap and any break in the anchoring is thus avoided for force values normal in the field considered. It is also planned to leave, in the radial direction in the mounted position, a clearance between the lateral face of the male element 1 and the internal face of the female element 2 so as to compensate for any manufacturing dispersion or else expansion thermal.
  • the bottom of the female element 2 is blind as shown in FIGS. 1a and 1b but can also be open out according to embodiments not shown.
  • the helical element 20 consists of a metal wire wound helically around an axis XX 'whose section is parallelepipedic and preferably diamond.
  • the diamond section allows good functional cooperation between the thread of the male element 1 and the profile of the helical element 20. It also makes it possible to produce the side wall of the female element 2 with a substantially uniform thickness.
  • the points of the diamond section which are oriented radially towards the cross-member T in the concrete participate in the retention of the female element 2 in its housing.
  • the height of the female element 2 is greater than or equal to the height of the helical element 20 when it is screwed onto the body of said element 2. It is clear however that, given its helical winding, the element 20 has a certain elasticity, especially in the direction XX '. In a particular embodiment, the upper edge of said element 2 is flush with the upper face of the cross member T. It is then provided to have in the mouth of the housing a flange 12 as shown in FIG. 3. The flange 12 then constitutes an extension of the female element 2 by coming to be connected to its upper edge. However, it does not participate in anchoring since it has no thread. In addition, the helical element 20 is not in screwing contact with the flange 12.
  • a cylindrical or frustoconical profile will be given at the mouth of the housing so as not to put the flange 12 only after molding of the cross member and drying of the concrete.
  • the risks of cracking due to the phenomenon of shrinkage of the concrete are eliminated.
  • the collar 12 advantageously comprises a sealing wall 12a forming a sealing capsule.
  • the wall 12a is capable of being perforated by introduction of the lower end of the male element 1 during assembly.
  • the female element 2 and the helical element 20 are provided with a coating 22 made of compressible material (such as certain elastomeric or plastic materials) which ensures the connection with the concrete of the sleeper T.
  • This coating 22 is produced for example by overmolding and makes it possible to absorb the expansion differences between the material constituting the female element 2 and / or the helical element 20 and the concrete of the cross-member T.
  • the external lateral face of the coating 22 comprises fins 220 which extend in a longitudinal direction in a discontinuous manner between two adjacent turns of the helical element 20. These fins have the function to prohibit the rotation of the lower part of the anchoring device with respect to the cross member T.
  • the devices are produced by molding or overmolding and have a radial width less than or equal to the depth of the helical groove delimited by the envelope cylinder of the coating 22.
  • the width radial of the fins 220 is less than or equal to the projecting part of the helical element 20.
  • the outer edge of the fins is located on or inside the cylinder-envelope of the lower part of the device anchoring.
  • the device will comprise several series of fins 220 aligned or offset on the external lateral face.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'ancrage d'une attache élastique de rail dans une traverse (T) comprenant un élément mâle à filetage externe (1) destiné à venir se fixer par vissage dans un élément femelle à filetage interne (2) incorporé dans la traverse (T), caractérisé en ce que l'élément femelle (2) est pourvu d'un élément hélicoïdal (20) solidaire de sa face latérale externe.

Description

DISPOSITIF D'ANCRAGE D UNE ATTACHE ELASTIQUE DE RAIL
La présente invention concerne un dispositif d'ancrage d'une attache élastique de rail dans une traverse de chemin de fer.
On connaît déjà des systèmes d'ancrage comprenant un élément mâle fileté destiné à venir se fixer par vissage dans un élément femelle à filetage interne ou taraudé, incorporé dans la traverse. Cet élément femelle est généralement constitué d'une gaine en matière plastique insérée dans la traverse lors du moulage de cette dernière. Mais cette gaine résiste mal à l'effort permanent de traction exercé par l'élément mâle, ce qui se traduit par un fluage du matériau constitutif de la gaine, c'est-à-dire une déformation continue entraînant une diminution de l'effort de serrage et donc compromettant l'efficacité de l'attache de rail. De plus, dans un souci d'uniformisation, on est amené à utiliser une gaine unique pour des éléments mâles de longueurs diverses. Or, la partie utile de la gaine a le même prix par unité de longueur que la partie restante, ce qui est relativement pénalisant sur le plan économique. La présente invention a pour but de résoudre de manière satisfaisante les problèmes techniques résultant des inconvénients précédents.
Ce but est atteint, conformément à l'invention, au moyen d'un dispositif d'ancrage d'une attache élastique de rail dans une traverse comprenant un élément mâle à filetage externe destiné à venir se fixer par vissage dans un élément femelle à filetage interne incorporé dans la traverse, caractérisé en ce que l'élément femelle est pourvu d'un élément hélicoïdal solidaire de sa face latérale externe.
Selon une caractéristique avantageuse, le diamètre intérieur des spires de l'élément hélicoïdal est inférieur ou égal au diamètre extérieur du filetage de l'élément mâle de façon à obtenir en position de montage un recouvrement des faces en vis-à-vis des filets respectivement de l'élément hélicoïdal et de l'élément mâle.
Selon une autre caractéristique, l'élément hélicoïdal est constitué d'un fil de section parallelepipedique et de préférence en losange qui est vissé sur ledit élément femelle. Selon encore une autre caractéristique, la hauteur dudit élément femelle est supérieure ou égale à la hauteur de l'élément hélicoïdal.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif comporte en outre une collerette destiné à venir se loger entre la face supérieure de la traverse et le bord supérieur de l'élément femelle.
De préférence, ladite collerette comporte une paroi obturante formant capsule d'étanchéité et susceptible d'être perforée par introduction de l'élément mâle.
Selon un autre mode de réalisation, l'élément femelle et l'élément hélicoïdal sont pourvus d'un enrobage en matériau compressible assurant la liaison avec la traverse.
Selon encore un autre mode de réalisation, le dispositif comporte également des ailettes anti-rotation s'étendant longitudinalement et dont le bord extérieur est situé sur ou à l'intérieur du cylindre- enveloppe de l'élément femelle avec l'élément hélicoïdal ou de l'enrobage.
Selon l'invention, il est prévu que l'élément hélicoïdal est métallique et l'élément femelle est en matière plastique isolante.
Le dispositif de l'invention permet de limiter le fluage tout en augmentant la portée du filetage externe de l'élément mâle sur le filetage interne de l'élément femelle, ce qui améliore la résistance à l'arrachement. De plus, le dispositif de l'invention peut être adapté facilement à des éléments mâles de longueurs différentes en ajustant la hauteur de l'élément hélicoïdal et en utilisant un unique élément femelle.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre accompagnée des dessins sur lesquels :
- les figures la et lb représentent des vues de face avec coupes verticales partielles d'un premier mode de réalisation du dispositif d'ancrage de l'invention, respectivement en position démontée et en position montée ;
- la figure 2 représente une vue de face de l'élément hélicoïdal de l'invention ;
- la figure 3 représente une vue en coupe verticale partielle d'un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 représente une vue de face d'un autre mode de réalisation.
Le dispositif d'ancrage représenté sur les figures la et lb est destiné à l'ancrage d'une attache de rail (non représentée) dans une traverse T de chemin de fer. Il comprend un élément mâle à filetage externe 1 destiné à venir se fixer par vissage dans un élément femelle ou gaine taraudé 2 en matière plastique isolante incorporé dans la traverse T, généralement lors du moulage de cette dernière.
Selon l'invention, l'élément femelle 2 comporte un élément hélicoïdal 20 solidaire de sa face latérale externe, de préférence par vissage sur le corps même dudit élément 2. La liaison entre l'élément femelle 2 et le béton de la traverse T est ainsi assurée par le biais de l'élément hélicoïdal 20.
Le diamètre intérieur des spires de l'élément hélicoïdal 20 est inférieur de plusieurs millimètres au diamètre extérieur du filetage externe de l'élément mâle 1. De cette façon, en position de montage, on obtient un recouvrement axial des faces en vis-à-vis des filets respectivement de l'élément hélicoïdal 20 et de l'élément mâle 1. Ce recouvrement garantit une excellente résistance mécanique dans la direction axiale, sous chargement statique ou dynamique, l'effort de l'élément mâle 1 est ainsi transmis à l'élément hélicoïdal 20 via la paroi latérale de l'élément femelle 2 qui est formée d'une épaisseur relativement faible de matière plastique élastiquement déformable ne présentant qu'une faible sensibilité au fluage. Si l'ensemble élément hélicoïdal 20/élément mâle 1 est sollicité par un effort d'arrachement, l'élément mâle 1 est bloqué vers le haut grâce au recouvrement précédent et toute rupture de l'ancrage est ainsi évitée pour des valeurs d'effort normales dans le domaine considéré. Il est également prévu de laisser, dans la direction radiale en position montée, un jeu entre la face latérale de l'élément mâle 1 et la face interne de l'élément femelle 2 de façon à compenser une éventuelle dispersion de fabrication ou bien une dilatation thermique.
Le fond de l'élément femelle 2 est aveugle comme représenté sur les figures la et lb mais peut être également débouchant selon des modes de réalisation non représentés. Comme représenté sur la figure 2, l'élément hélicoïdal 20 est constitué d'un fil métallique enroulé en hélice autour d'un axe XX' dont la section est parallelepipedique et de préférence en losange. La section en losange permet une bonne coopération fonctionnelle entre le filetage de l'élément mâle 1 et le profil de l'élément hélicoïdal 20. Elle permet également de réaliser la paroi latérale de l'élément femelle 2 avec une épaisseur sensiblement uniforme. De plus, les pointes de la section en losange qui sont orientées radialement vers la traverse T dans le béton participent à la retenue de l'élément femelle 2 dans son logement. La hauteur de l'élément femelle 2 est supérieure ou égale à la hauteur de l'élément hélicoïdal 20 lorsqu'il est vissé sur le corps dudit élément 2. Il est clair cependant que, compte tenu de son enroulement en hélice, l'élément 20 possède une certaine élasticité, notamment dans la direction XX'. Dans un mode de réalisation particulier, le bord supérieur dudit élément 2 affleure la face supérieure de la traverse T. On prévoit alors de disposer dans l'embouchure du logement une collerette 12 comme représenté sur la figure 3. La collerette 12 constitue alors un prolongement de l'élément femelle 2 en venant se raccorder à son bord supérieur. Cependant, elle ne participe pas à l'ancrage puisqu'elle ne comporte aucun filetage. De plus, l'élément hélicoïdal 20 n'est pas en contact de vissage avec la collerette 12. De préférence, on donnera dans ce mode de réalisation un profil cylindrique ou tronconique à l'embouchure du logement de façon à ne mettre en place la collerette 12 qu'après moulage de la traverse et séchage du béton. Ainsi, les risques de fissuration due au phénomène de retrait du béton sont écartés.
La collerette 12 comporte avantageusement une paroi obturante 12a formant capsule d'étanchéité. La paroi 12a est susceptible d'être perforée par introduction de l'extrémité inférieure de l'élément mâle 1 lors du montage. Toujours sur la figure 3, l'élément femelle 2 et l'élément hélicoïdal 20 sont pourvus d'un enrobage 22 en matériau compressible (tel que certains matériaux élastomères ou plastiques) qui assure la liaison avec le béton de la traverse T. Cet enrobage 22 est réalisé par exemple par surmoulage et permet d'absorber les écarts de dilatation entre la matière constitutive de l'élément femelle 2 et/ou de l'élément hélicoïdal 20 et le béton de la traverse T. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, la face latérale externe del'enrobage 22 comporte des ailettes 220 qui s'étendent selon une direction longitudinale de manière discontinue entre deux spires adjacentes de l'élément hélicoïdal 20. Ces ailettes ont pour fonction d'interdire la rotation de la partie inférieure du dispositif d'ancrage par rapport à la traverse T.
Elles sont réalisées par moulage ou surmoulage et possèdent une largeur radiale inférieure ou égale à la profondeur de la cannelure en hélice délimitée par le cylindre enveloppe de l'enrobage 22. Dans le cas où il n'est pas prévu d'enrobage, la largeur radiale des ailettes 220 est inférieure ou égale à la partie en saillie de l'élément hélicoïdal 20. Dans tous les cas, le bord extérieur des ailettes se situe sur ou à l'intérieur du cylindre-enveloppe de la partie inférieure du dispositif d'ancrage. Eventuellement, le dispositif comportera plusieurs séries d'ailettes 220 alignées ou décalées sur la face latérale extérieure.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'ancrage d'une attache élastique de rail dans une traverse (T) comprenant un élément mâle à filetage externe (1) destiné à venir se fixer par vissage dans un élément femelle à filetage interne (2) incorporé dans la traverse (T), caractérisé en ce que l'élément femelle (2) est pourvu d'un élément hélicoïdal (20) solidaire de sa face latérale externe, constitué d'un fil de section parallelepipedique et de préférence en losange et dont le diamètre intérieur des spires est inférieur ou égal au diamètre extérieur du filetage de l'élément mâle (1) de façon à obtenir en position de montage un recouvrement des faces en vis-à-vis des filets respectivement de l'élément hélicoïdal et de l'élément mâle.
2. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément hélicoïdal (20) est vissé sur le corps dudit élément femelle (2).
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur dudit élément femelle (2) est supérieure ou égale à la hauteur de l'élément hélicoïdal (20).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une collerette (12) destiné à venir se loger entre la face supérieure de la traverse (T) et le bord supérieur de l'élément femelle (2).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite collerette (12) comporte une paroi obturante (12a) formant capsule d'étanchéité et susceptible d'être perforée par introduction de l'élément mâle (1).
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément femelle (2) et l'élément hélicoïdal (20) sont pourvus d'un enrobage (22) en matériau compressible assurant la liaison avec la traverse (T).
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte également des ailettes (220) anti¬ rotation s'étendant longitudinalement et dont le bord extérieur est situé sur ou à l'intérieur du cylindre-enveloppe de l'élément femelle (2) avec l'élément hélicoïdal (20) ou de l'enrobage (22).
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu que l'élément hélicoïdal (20) est métallique et l'élément femelle (2) est en matière plastique isolante.
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un jeu radial entre la face latérale de l'élément mâle (1) et la face interne de l'élément femelle (2).
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