WO2022034399A1 - Traverse de chemin de fer a ouvertures elargies - Google Patents

Traverse de chemin de fer a ouvertures elargies Download PDF

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WO2022034399A1
WO2022034399A1 PCT/IB2021/056553 IB2021056553W WO2022034399A1 WO 2022034399 A1 WO2022034399 A1 WO 2022034399A1 IB 2021056553 W IB2021056553 W IB 2021056553W WO 2022034399 A1 WO2022034399 A1 WO 2022034399A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
head
bolt
section
threaded portion
opening
Prior art date
Application number
PCT/IB2021/056553
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre Michel
Original Assignee
Tracknet Management Sa
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/16—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from steel

Definitions

  • the invention relates to railway sleepers arranged on ballast.
  • a state-of-the-art sleeper is generally in the form of a metal profile with several openings, with a more or less U-shaped cross-section.
  • the attachment of a rail to the sleeper is carried out by means of bolts (screws) placed through said openings and retained by means of nuts.
  • Each bolt comprises a head whose section, eg rectangular, is devoid of central symmetry. It further comprises a rod comprising a threaded portion, disposed on the side of the free end of the rod, and a non-threaded portion disposed between the threaded portion and the head.
  • the non-threaded portion has a square section.
  • the cross-section of an opening is substantially the same, or even slightly larger, than the cross-section of the bolt head, thus making it possible to withdraw the bolt through the opening only if the respective cross-sections of the bolt head and the opening are aligned.
  • the head of the bolt is arranged under the crosspiece, in direct contact with the ballast.
  • the nut is placed on the side of the upper face of the crosspiece.
  • the nut When a cross member and/or fastening hardware needs to be replaced, the nut can be easily unscrewed and removed from the cross member.
  • the depth of the covering element must be relatively large. Its height must be at least equivalent to the sum of the thickness of the bolt head and the height of the non-threaded portion of square section.
  • each opening comprises an elongated part of width substantially equivalent to the side of said square section and a widened part whose width is less than the length of the rectangular section of the head and equivalent or greater than the diagonal of said square section.
  • the widened part is a disc portion whose diameter is substantially equivalent to the diagonal of said square section.
  • the widened part can have any other shape, polygonal or not, making it possible to obtain the desired effect.
  • the section of the widened part must however not allow the passage of the head of the bolt. The latter can only be removed from the crosspiece if its head is aligned with the elongated part of the opening.
  • the crosspiece comprises a covering element as disclosed in application PCT/IB2020/053042.
  • the height of the covering element is preferably less than the sum of the thickness of said head and the height of the non-threaded portion of square section.
  • the crosspiece is preferably metallic, but not necessarily.
  • Figure 1 Example of crosspiece according to the invention - Sectional view
  • FIG. 2 Introduction of a bolt in an example of a crosspiece according to the invention
  • the crosspiece 1 illustrated in the figures is in the form of a U-shaped profile with edges inclined downwards, in the direction of the surface on which the crosspiece rests.
  • the ground is most often made up of ballast (not shown). Edges slopes sink into the ballast. In this configuration, the entire underside 9 of the crosspiece 1 is in contact with the ballast.
  • the crosspiece 1 generally comprises two pairs of openings 2, namely a first pair used for fixing a first rail (not shown) and the other pair for fixing a second rail (not shown).
  • Each opening 2 is dimensioned to receive a bolt 3 whose head 5, facing downwards, has a rectangular section 10 (see FIG. 2).
  • Each bolt 3 also comprises a rod 11 comprising a threaded cylindrical portion 12 and an unthreaded portion 13 of square section 16, the latter being placed between the head and the threaded portion.
  • the illustrated bolt 3 also includes an unthreaded cylindrical portion.
  • Each opening 2 has the shape of a keyhole, with an elongated part 14 in the shape of a rectangle and an enlarged part 15 in the shape of a disc portion.
  • the width of the elongated part 14 is substantially equivalent to the width of the rectangular section 10 of the head 5 of the bolt 3.
  • the diameter of the widened part 15 is substantially equivalent to the diagonal of the square section 16 of the non-threaded portion 13.
  • the total length of the opening 2 (elongated part 14 + widened part 15) must be at least equivalent to the length of the rectangular section 10 of the head 5.
  • the height 6 of the cover element 4 is less than the sum of the thickness 7 of the head 5 of the bolt 3 and the height of the non-threaded portion 13 of square section 16.
  • the height of the covering element 4 is substantially equal to the thickness of the head of the bolt.
  • the bolt must not and cannot be driven in towards the ground.
  • This configuration has the advantage of using the bottom of the cover element as support for the bolt, e.g. when tightening the nut.
  • the bolt 3 can be inserted or removed from the crosspiece 1. If the alignment is not respects, the head of the bolt 4 remains cannot pass through the opening 2, even if the head is in the widened part 15.
  • the crosspiece according to the invention can advantageously be used with covering elements 4. These latter are not, however, necessary.
  • Figure 2 shows successive phases of installation of a bolt 3 in a crosspiece 1 according to the invention.
  • Phase 1 The bolt head 5 is aligned with the elongated part 14 and introduced into the opening 2.
  • Phase 2 The bolt 3 is lowered into the opening 2, so that the non-threaded portion 13 of square section 10 is located at least partially between the outer 9 and lower 8 faces of the crosspiece 1. The bolt 3 is then moved towards the widened part 15 and undergoes a rotation.
  • Phase 3 A 90° rotation is imparted to bolt 3, so that head 5 is oriented perpendicular to the main orientation of opening 2.
  • Phase 4 Bolt 3 is brought back into elongated part 14.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Railway Tracks (AREA)

Abstract

Traverse de chemin de fer (1) comprenant une face supérieure (8) sur laquelle un rail peut être fixé et une face inférieure (9) sous laquelle du ballast peut être disposé, ladite traverse (1) comportant plusieurs ouvertures de forme allongée (2) au travers desquelles des boulons de fixation de rail (3) peuvent être introduits ou retirés, chaque boulon (3) étant constitué d'une tête (5) de section rectangulaire (10), dont la longueur se situe entre la longueur et la largeur des ouvertures (2), et d'une tige (11) comprenant une portion filetée (12) et une portion non-filetée (13) de section carrée (16), cette dernière étant disposée entre la tête (5) et la portion filetée (12); caractérisée par le fait que chaque ouverture (2) comprend une partie allongée (14) de largeur sensiblement équivalente au côté de ladite section carrée (16) et une partie élargie (15) dont la largeur est inférieure à la longueur de la section (10) de la tête (5) et équivalente ou supérieure à la diagonale de ladite section carrée (16).

Description

TRAVERSE DE CHEMIN DE FER A OUVERTURES ELARGIES
Domaine de l’invention
L’invention concerne les traverses de chemin de fer disposées sur du ballast.
Etat de la technique
Une traverse de l’état de la technique se présente généralement sous la forme d’un profil métallique comportant plusieurs ouvertures, avec une section transversale plus ou moins en forme de U. La fixation d’un rail à la traverse est réalisée au moyen de boulons (vis) disposés à travers lesdites ouvertures et retenus au moyen d’écrous. Chaque boulon comprend une tête dont la section, p.ex. rectangulaire, est dépourvue de symétrie centrale. Il comporte en outre une tige comprenant une portion filetée, disposée du côté de l’extrémité libre de la tige, et une portion non- filetée disposée entre la portion filetée et la tête. La portion non-filetée a une section carrée. La section d’une ouverture est sensiblement identique, voire légèrement supérieure, à la section de la tête du boulon, rendant ainsi possible le retrait du boulon à travers l’ouverture seulement si les sections respectives de la tête du boulon et de l’ouverture sont alignées.
Pour chaque ensemble boulon-écrou, la tête du boulon est disposée sous la traverse, en contact direct avec le ballast. L’écrou est quant à lui disposé du côté de la face supérieure de la traverse.
Lorsqu’une traverse et/ou le matériel d’attache doit être remplacé, l’écrou peut être aisément dévissé et retiré de la traverse.
En revanche, l’introduction ou le retrait du boulon n’est pas aisé, voire impossible, à cause de la forte résistance exercée par le ballast sur la tête du boulon. Le boulon ne peut être déplacé vers le bas et à fortiori effectuer une rotation qui permettrait d’aligner sa tête avec l’ouverture, condition nécessaire pour le retrait du boulon. Ce problème a toutefois ete résolu par la demanderesse, en disposant un element de recouvrement sous les ouvertures. Un espace dépourvu de ballast est ainsi créé. Cette invention est divulguée dans la demande de brevet PCT/IB2020/053042 dont l’objet est intégralement incorporé dans la présente demande.
La profondeur de l’élément de recouvrement doit toutefois être relativement importante. Sa hauteur doit être au moins équivalente à la somme de l’épaisseur de la tête de boulon et de la hauteur de la portion non-filetée de section carrée.
En effet, pour effectuer une rotation de 90° de la tête du boulon, en vue de son retrait, il est nécessaire de l’enfoncer au préalable en direction du sol, d’une profondeur au moins équivalente à la hauteur de la portion non-filetée de section carrée.
Pour différentes raisons, en particulier de stabilisation des traverses et de minimisation de la quantité des matériaux utilisés, il est souhaitable de réduire autant que possible la profondeur de l’élément de recouvrement.
Et plus généralement, qu’un élément de recouvrement soit présent ou non, il est souhaitable de minimiser l’enfoncement des boulons en direction du sol.
Description générale de l’invention
La minimisation de l’enfoncement des boulons en direction du sol, lorsque l’on doit retirer les boulons de la traverse, est rendue possible grâce à la traverse selon l’invention.
Celle-ci comprend une face supérieure sur laquelle un rail peut être fixé et une face inférieure sous laquelle du ballast peut être disposé. La traverse comporte plusieurs ouvertures de forme allongée au travers desquelles des boulons peuvent être introduits ou retirés. Chaque boulon est constitué d’une tête de section rectangulaire, dont la longueur se situe entre la longueur et la largeur des ouvertures, et d’une tige comprenant une portion filetée et une portion non-filetée de section carree, cette derniere étant disposée entre la tete et la portion filetee. La traverse selon l’invention se caractérise par le fait que chaque ouverture comprend une partie allongée de largeur sensiblement équivalente au côté de ladite section carrée et une partie élargie dont la largeur est inférieure à la longueur de la section rectangulaire de la tête et équivalente ou supérieure à la diagonale de ladite section carrée.
De préférence, la partie élargie est une portion de disque dont le diamètre est sensiblement équivalent à la diagonale de ladite section carrée.
La partie élargie peut avoir toute autre forme, polygonale ou non, permettant d’obtenir l’effet recherché. La section de la partie élargie ne doit toutefois pas permettre le passage de la tête du boulon. Ce dernier ne peut être retiré de la traverse que si sa tête est alignée avec la partie allongée de l’ouverture.
Avantageusement, la traverse comprend un élément de recouvrement tel que divulgué dans la demande PCT/IB2020/053042.
Dans ce cas, la hauteur de l’élément de recouvrement est de préférence inférieure à la somme de l’épaisseur de ladite tête et de la hauteur de la portion non-filetée de section carrée.
A relever que dans le présent document, par « hauteur de l’élément de recouvrement », on entend la distance entre le fond de l’élément de recouvrement et la face inférieure 8 de la traverse 1.
La traverse est de préférence métallique, mais pas nécessairement.
Description détaillée de l’invention
L’invention est décrite de manière plus détaillée dans ce chapitre, notamment au moyen d’un exemple illustré par des figures qui sont brièvement résumées ci- dessous.
Figure 1 : Exemple de traverse selon l’invention - Vue en coupe
Figure 2 : Introduction de boulon dans un exemple de traverse selon l’invention
Références numériques utilisées dans les figures :
1. Traverse
2. Ouverture
3. Boulon (vis)
4. Élément de recouvrement
5. Tête de boulon
6. Hauteur élément de recouvrement
7. Épaisseur tête de boulon
8. Face supérieure
9. Face inférieure
10. Section de tête de vis
11. Tige
12. Portion filetée
13. Portion non-filetée
14. Partie allongée d’ouverture
15. Partie élargie d’ouverture
La traverse 1 illustrée sur les figures se présente sous la forme d’un profile en U avec des bords inclinés vers le bas, en direction de la surface sur laquelle repose la traverse. Le sol est constitué le plus souvent de ballast (non illustré). Les bords inclines s’enfoncent dans le ballast. Dans cette configuration, toute la face inférieure 9 de la traverse 1 est en contact avec le ballast.
La traverse 1 comporte en général deux paires d’ouvertures 2, soit une première paire utilisée pour la fixation d’un premier rail (non-illustré) et l’autre paire pour la fixation d’un deuxième rail (non-illustré).
Chaque ouverture 2 est dimensionnée pour recevoir un boulon 3 dont la tête 5, orientée vers le bas, possède une section rectangulaire 10 (voir figure 2).
Chaque boulon 3 comprend également une tige 11 comprenant une portion cylindrique filetée 12 et une portion non-filetée 13 de section carrée 16, cette dernière étant disposée entre la tête et la portion filetée. Le boulon 3 illustré comprend également une portion cylindrique non-filetée.
Chaque ouverture 2 a une forme de trou de serrure, avec une partie allongée 14 en forme de rectangle et une partie élargie 15 en forme de portion de disque. Comme on peut le voir sur la figure 2, la largeur de la partie allongée 14 est sensiblement équivalente à la largeur de la section rectangulaire 10 de la tête 5 du boulon 3. Le diamètre de la partie élargie 15 est sensiblement équivalent à la diagonale de la section carrée 16 de la portion non-filetée 13.
La longueur totale de l’ouverture 2 (partie allongée 14 + partie élargie 15) doit être au minimum équivalente à la longueur de la section rectangulaire 10 de la tête 5.
Comme on peut le voir sur la figure 1 dans laquelle un élément de recouvrement 4 est disposé sous l’ouverture 2, la hauteur 6 de l’élément de recouvrement 4 est inférieur à la somme de l’épaisseur 7 de la tête 5 du boulon 3 et de la hauteur de la portion non-filetée 13 de section carrée 16.
Selon une variante non-illustrée, la hauteur de l’élément de recouvrement 4 est sensiblement égale à l’épaisseur de la tête du boulon. Dans ce cas, le boulon ne doit et ne peut être enfoncé en direction du sol. Cette configuration présente l’avantage d’utiliser le fond de l’élément de recouvrement comme support du boulon, p.ex. lors du serrage de l’écrou.
Lorsque la tête 5 du boulon 4 est alignée avec la partie allongée 14 de l’ouverture 2, le boulon 3 peut être introduit ou retiré de la traverse 1. Si l’alignement n’est pas respecte, la tete du boulon 4 reste ne peut traverser l’ouverture 2, meme si la tete se trouve dans la partie élargie 15.
La traverse selon l’invention peut être avantageusement utilisée avec des éléments de recouvrement 4. Ces derniers ne sont toutefois pas nécessaires.
La figure 2 présente des phases successives de mise en place d’un boulon 3 dans une traverse 1 selon l’invention.
Phase 1 : La tête 5 de boulon est alignée avec la partie allongée 14 et introduite dans l’ouverture 2.
Phase 2 : Le boulon 3 est abaissé dans l’ouverture 2, de manière à ce que la portion non-filetée 13 de section carrée 10 se situe au moins partiellement entre les faces extérieure 9 et inférieure 8 de la traverse 1. Le boulon 3 est ensuite déplacé vers la partie élargie 15 et subit une rotation.
Phase 3 : Une rotation de 90° est impartie au boulon 3, de manière à ce que la tête 5 soit orientée perpendiculairement par rapport à l’orientation principale de l’ouverture 2.
Phase 4 : Le boulon 3 est ramené dans la partie allongée 14.
Dans des phases suivantes (non-illustrées) un écrou est serré sur le boulon 3.
Il va de soi que l’invention ne se limite pas aux exemples illustrés.

Claims

Revendications Traverse de chemin de fer (1) comprenant une face supérieure (8) sur laquelle un rail peut être fixé et une face inférieure (9) sous laquelle du ballast peut être disposé, ladite traverse (1) comportant plusieurs ouvertures de forme allongée
(2) au travers desquelles des boulons de fixation de rail (3) peuvent être introduits ou retirés, chaque boulon
(3) étant constitué d’une tête (5) de section rectangulaire (10), dont la longueur se situe entre celle de la longueur et de la largeur des ouvertures (2), et d’une tige (11) comprenant une portion filetée (12) et une portion non-filetée (13) de section carrée (16), cette dernière étant disposée entre la tête (5) et la portion filetée (12); caractérisée par le fait que chaque ouverture (2) comprend une partie allongée (14) de largeur sensiblement équivalente au côté de ladite section carrée (16) et une partie élargie (15) dont la largeur est inférieure à la longueur de la section (10) de la tête (5) et équivalente ou supérieure à la diagonale de ladite section carrée (16). Traverse selon la revendication 1 dans laquelle la partie élargie (15) est une portion de disque dont le diamètre est sensiblement équivalent à la diagonale de ladite section carrée (16). Traverse selon la revendication 1 ou 2 comprenant un élément de recouvrement (4), fixé contre la face inférieure (9), de manière à recouvrir au moins une ouverture (2), la hauteur (6) de l’élément de recouvrement (4) étant au moins égale à l’épaisseur (7) de ladite tête (5). Traverse selon la revendication 3 dans laquelle la hauteur (6) de l’élément de recouvrement
(4) est inférieure à la somme de l’épaisseur (7) de ladite tête (5) et de la hauteur de la portion non-filetée (13) de section carrée (16).
5. Traverse selon la revendication 4 dans laquelle la hauteur (6) de l’élément de recouvrement (4) est sensiblement équivalente à l’épaisseur (7) de ladite tête (5)
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US1586479A (en) * 1925-09-03 1926-05-25 John G Snyder Tie and fastener
FR2541700A1 (fr) * 1983-02-26 1984-08-31 Kloeckner Werke Ag Dispositif de fixation de rails sur des traverses d'acier
CN203602969U (zh) * 2013-12-03 2014-05-21 冯吉晓 一种煤矿井下矿车铁道用钢制轨枕
EP3290584A1 (fr) * 2016-09-01 2018-03-07 Schwihag Ag Dispositif de fixation d'un rail pour véhicules sur rails

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