Dispositif de fixation d'un rail à patin à une traverse Cette invention a pour objet un dispositif de fixation d'un rail à patin à une traverse, du type comprenant une cale métallique élastique présentant deux branches superposées reliées par une partie coudée de la cale à leurs extré mités postérieures et qui ont une longeur telle qu'elles recouvrent toutes deux, par leurs ex trémités antérieures, le patin du rail, ces branches étant percées d'une ouverture pour le passage d'un organe de blocage qui tire la cale vers la traverse de manière qu'elle exerce une pression sur le patin du rail.
L'invention a pour but de fournir un dis positif de ce genre conçu plus particulièrement pour éviter tout serrage exagéré de la cale.
Le dispositif objet de l'invention est carac térisé en ce que la branche supérieure de la cale présente entre l'ouverture destinée au pas sage de l'organe de blocage et son extrémité antérieure, une première partie conformée de manière à doubler la branche inférieure et qui est en contact avec cette dernière, et une se conde partie repliée vers le haut qui, avant ser rage de la cale, s'écarte de la branche inférieure sous un angle sensiblement égal à l'angle d'in clinaison de la face supérieure du patin<B>du</B> rail, cette seconde partie étant destinée à limi ter la déformation de la branche inférieure de la cale lors du serrage du dispositif. Lesdites première et seconde parties de la branche supérieure de la cale se rejoignent, de préférence, en un point voisin du bord du patin du rail.
Cette disposition permet à ladite première partie de jouer le rôle d'un levier de renforce ment pour la branche inférieure lors du flé chissement vers le haut de la cale qui se pro duit du fait de l'onde qui parcourt le rail en avant d'un train en marche, et à la seconde partie de la branche supérieure, de jouer le rôle d'une butée qui limite le serrage préalable de la cale à une valeur déterminée lors de la mise en place du dispositif.
Le dispositif objet de l'invention se dis tingue, de préférence, également par le fait que la branche supérieure de la cale est plus courte que la branche inférieure de la cale. Cette diminution de la longueur de la branche supérieure non seulement économise du métal, mais encore produit un changement dans le taux d'augmentation de la force de soulèvement exercée sur la traverse par l'intermédiaire de la cale et de l'organe de blocage du dispositif pendant que se fait sentir l'effet de l'onde pré cessionnelle dans le rail, changement qui a pour effet de réduire le taux d'augmentation de cette force et ainsi de réduire la sollicitation imposée à la cale et à l'organe de blocage du fait de l'inertie de la traverse.
Cette disposition supprime, ou diminue tout au moins, les ris ques de rupture de la cale ou d'extraction de l'organe de blocage qui se présentent à ce moment.
Le dispositif peut également comporter une cale inférieure présentant un logement dans lequel est engagée l'extrémité postérieure dé calée vers le bas de la cale supérieure élastique, le bord antérieur de cette cale inférieure cons tituant par ailleurs une butée qui assure la mise en position latérale du rail.
Le dessin représente, à titre d'exemples, deux formes d'exécution du dispositif objet de l'invention. Les fig. 1 et 2 sont des vues en élévation et en plan d'une cale élastique isolée.
Les fig. 3 et 4 sont des vues en élévation et en plan de la première forme du dispositif comprenant la cale représentée aux fig. 1 et 2.
La fig. 5 est une vue en élévation d'une variante de cette forme d'exécution.
Les fig. 6 et 7 sont des vues en élévation et en plan d'une seconde forme.
La cale élastique représentée aux fig. 1 et 2, formée par une barre d'acier à ressort repliée sur elle-même, présente une branche inférieure 10 et une branche supérieure 11 qui sont tou tes deux percées d'une ouverture 12 destinée au passage de la tige d'un organe de blocage (vis, tire-fond, boulon, etc.) qui permettra, une fois la cale en place, d'exercer une pression sur la face supérieure de la branche supé rieure 11. Ces branches sont reliées par la partie coudée 13 de la cale qui constitue, avec les parties 15 et 16 desdites branches, une partie postérieure de la cale décalée vers le bas, destinée à prendre appui sur la traverse ou sur un organe de support intermédiaire porté par cette dernière.
Il n'est pas indispensable que les branches inférieure 10 et supérieure 11 soient, comme représenté, contiguës l'une à l'autre entre l'ouverture 12 et leurs extrémités arrière si tuées en 13 par lesquelles -elles se joignent. Dans certains cas, il peut être avantageux de laisser un jour entre les parties 15 et 16 de manière qu'elles forment un oeillet sur la partie décalée vers le bas de la cale.
La branche inférieure 10, entre l'ouver ture 12 et son extrémité antérieure, est, comme représenté en 17, de forme rectiligne et la partie correspondante de la branche supérieure 11, de moindre longueur, comprend une pre mière partie 18 conformée pour doubler la branche inférieure 10 et qui est en contact avec cette dernière, et une seconde partie 19 qui est repliée vers le haut de manière à s'écar ter de ladite branche inférieure.
L'extrémité antérieure 20 de la partie 19 est, en plan, de forme arrondie, sa face ter minale étant convexe.
Les dimensions de la cale et la matière uti lisée peuvent varier selon les conditions d'em ploi. La cale sera, par exemple, constituée au moyen d'une barre d'acier à ressort de 5,5 mil limètres d'épaisseur et de 65 millimètres de largeur, la longueur hors tout de la cale étant d'environ 115 millimètres.
L'ouverture 12, de forme circulaire, aura dans ce cas un diamètre de 25 millimètres environ.
L'angle sous lequel la partie 19 de la branche supérieure 11 est repliée vers le haut est tel qu'une fois la cale en position sur le patin d'un rail, cette partie 19 présente la même inclinaison par rapport à l'horizontale que la face supérieure du patin du rail.
La longueur de la partie 18 doit être égale ou sensiblement égale à la distance qui sépare l'organe de blocage qui passe par l'ouverture 12 et le bord du patin du rail, la partie 19 com mençant ainsi à s'écarter de la branche infé rieure 17 en un point situé verticalement ou sensiblement verticalement au-dessus du bord du patin du rail.
Les fig. 3 et 4 montrent la cale représentée isolément aux fig. 1 et 2 incorporée dans la première forme d'exécution du dispositif la quelle comprend, en outre, une cale infé rieure 21.
Cette cale 21 est formée à partir d'une bande d'acier (qui peut être de l'acier ordi naire), d'une épaisseur de 10 millimètres par exemple, et son extrémité antérieure 22 cons titue une butée latérale pour le patin 23 du rail qui repose sur une semelle de caoutchouc 24 portée par une traverse 25.
Au voisinage de son extrémité postérieure, la cale inférieure 21 présente une gorge 26 formée par matriçage à chaud de la cale, gorge dans laquelle est logée la partie coudée postérieure 13 décalée vers le bas de la cale supérieure élastique. La partie 27 de la cale 21 qui présente ladite gorge est, de préférence, de la forme semi-cylindrique représentée et vient se loger dans une creusure semi-cylin- drique 28 pratiquée dans la traverse.
Cette forme d'exécution est destinée essen tiellement à être employée avec des traverses en béton.
La cale élastique représentée aux fig. 1 et 2 peut, cependant, être utilisée en combi naison avec une traverse présentant un loge ment ou d'autres moyens destinés à supporter son extrémité postérieure, ces moyens étant de préférence agencés de manière à assurer la mise en position de la cale dans le plan perpendiculaire au rail.
La cale supérieure est tirée vers la tra verse au moyen d'une vis 29 présentant une tête carrée 30 pourvue d'une collerette 31 qui porte sur la branche supérieure 11 de la cale.
Pendant le serrage de cette vis 29, la par tie 17 de la branche inférieure fléchit vers le haut, comme représenté à la fig. 3, jusqu'à venir en contact avec la face inférieure de la partie 19 de la branche supérieure 11.
A ce moment, la résistance au serrage offerte par la cale devient brusquement beau coup plus élevée, ce qui donne une indica tion qui permet d'interrompre le serrage une fois ce dernier ayant atteint une valeur déter minée, soit sur la base du changement ressenti dans l'effort, soit du fait que l'outil utilisé est dimensionné de sorte qu'il ne permette plus de tourner la vis une fois que la résistance à vaincre est due à la flexion conjuguée des deux parties 17 et 19.
Il est à remarquer que la partie 17 a été pliée d'un angle appréciable (égal à l'angle d'inclinaison de la face supérieure du patin 23), de telle sorte que, lorsque le rail est enfoncé à la suite de la compression de la semelle de caoutchouc 24 lors du passage d'un train, la partie 17 redescend en continuant à exercer une partie notable de la pression qu'elle exer çait auparavant sur le patin, ce qui empêche le cheminement du rail.
Pendant le soulèvement du rail qui résulte de l'onde qui précède le passage d'un train, le dispositif de fixation et la traverse sont sou levés comme un tout à la suite de la traction exercée sur la traverse par l'intermédiaire de la cale, et la vis 29 est quelque peu modifiée du fait que la branche supérieure 11 de la cale est plus courte que sa branche inférieure 10, de manière à réduire la tendance de la vis 29 à s'extraire de la traverse et à réduire la valeur maximum des tensions de cisaille ment dans la section de la cale située dans le plan vertical passant par le bord du patin du rail.
La plus. petite longueur de la branche supé rieure 11 permet, en outre, de réaliser une économie de métal appréciable.
La fig. 5 représente une variante dans la- quelles les branches supérieure et inférieure de la cale supérieure sont d'une forme géné rale incurvée, convexes vers le haut, de telle sorte qu'un écrou 36 monté sur la vis 29 trouve place sous le pont constitué par lesdites bran ches. Cet écrou 36 est destiné, d'une part, à maintenir fermement la vis 29 dans la position qu'elle occupe par rapport à la traverse 25 et, d'autre part, à maintenir en position la cale inférieure 21 lorsque la cale supérieure est enlevée ou que l'écrou 32 est desserré.
La partie 17 de la branche inférieure 10 occupe, à l'état libre, la position représentée en pointillé à la fig. 5.
La partie 19 de la branche supérieure, à l'état libre, est repliée vers le haut sous la même inclinaison par rapport à l'horizontale que la face supérieure du patin 23 du rail.
Dans la deuxième forme d'exécution du dispositif représenté aux fig. 6 et 7, le dispo sitif ne comprend plus de cale inférieure et le rail repose sur une plaque métallique 33 par l'intermédiaire d'une semelle de caoutchouc 24, la plaque 33 présentant une encoche suf fisamment profonde pour loger la semelle de caoutchouc 24 et une partie du patin du rail dont l'épaulement 34 de la plaque 33 assure la position latérale. La plaque présente, en outre, une gorge 35 qui joue le même rôle que la gorge précédemment prévue dans la cale inférieure de la forme d'exécution déjà décrite.
La cale élastique supérieure présente comme précédemment des branches inférieure 10 et supérieure 11 qui sont incurvées (bien que de courbure moins prononcée que celle de la cale de la fig. 5), et la partie 19 de la branche supérieure, à l'état libre, est repliée vers le haut de manière qu'elle présente, une fois la cale en place, la même inclinaison que la face supérieure du patin du rail.
Il peut se présenter, lors de la mise en place de la cale, un certain manque de paral lélisme entre la face inférieure de la partie 19 de la branche supérieure et la face supérieure du patin du rail. Bien qu'il faille éviter que la face inférieure de la partie 19 ait une incli naison notablement plus grande que la face supérieure du patin, une tolérance de lo est quand même acceptable. Si son inclinaison est plus faible, une tolérance se montant jusqu'à environ 30 est acceptable.
Dans la forme d'exécution représentée par les fig. 3 et 4, la largeur de la cale élastique supérieure est égale ou inférieure au double de la distance mesurée entre le centre de l'ou verture 12 et le bord du patin du rail ou l'ex trémité 22 de la cale inférieure, de sorte qu'une fois la vis 29 desserrée, la cale supé rieure peut être tournée de 90,1 de manière à amener l'un de ses bords latéraux parallèle ment au bord du patin du rail, ce dernier pouvant alors être librement soulevé en vue de son remplacement.
Dans cette position dégagée de la cale, deux dispositifs disposés face à face de part et d'au tre du - rail délimitent l'emplacement du patin du rail, ce qui facilite le montage d'un nouveau rail à l'écartement voulu.
Il n'est, en outre, pas nécessaire de retirer complètement les vis 29 des traverses.
Device for fixing a shoe rail to a sleeper This invention relates to a device for fixing a shoe rail to a sleeper, of the type comprising an elastic metal wedge having two superimposed branches connected by a bent part of the wedge at their posterior ends and which have a length such that they both cover, by their anterior ends, the shoe of the rail, these branches being pierced with an opening for the passage of a blocking member which pulls the wedge towards the sleeper so that it exerts pressure on the rail shoe.
The object of the invention is to provide a positive device of this kind designed more particularly to avoid any excessive tightening of the wedge.
The device which is the subject of the invention is characterized in that the upper branch of the wedge has between the opening intended for the step of the locking member and its front end, a first part shaped so as to double the lower branch. and which is in contact with the latter, and a second part folded upwards which, before tightening of the wedge, departs from the lower branch at an angle substantially equal to the angle of inclination of the face upper of the <B> of the </B> rail shoe, this second part being intended to limit the deformation of the lower branch of the wedge when the device is tightened. Said first and second parts of the upper branch of the wedge meet, preferably, at a point close to the edge of the shoe of the rail.
This arrangement allows said first part to play the role of a reinforcing lever for the lower branch during the upward deflection of the wedge which is produced due to the wave which travels along the rail in front of it. a moving train, and to the second part of the upper branch, to play the role of a stop which limits the preliminary tightening of the wedge to a value determined during the installation of the device.
The device which is the subject of the invention is preferably distinguished also by the fact that the upper branch of the wedge is shorter than the lower branch of the wedge. This decrease in the length of the top leg not only saves metal, but also produces a change in the rate of increase of the lifting force exerted on the cross member through the wedge and the blocking member of the cross member. device while the effect of the pre-cessation wave is felt in the rail, a change which has the effect of reducing the rate of increase of this force and thus of reducing the stress imposed on the wedge and on the blocking due to the inertia of the cross member.
This arrangement eliminates, or at least reduces, the risks of rupture of the wedge or of extraction of the locking member which arise at this time.
The device may also include a lower wedge having a housing in which is engaged the rear end wedged towards the bottom of the elastic upper wedge, the front edge of this lower wedge also constituting a stop which ensures the lateral positioning. rail.
The drawing represents, by way of examples, two embodiments of the device which is the subject of the invention. Figs. 1 and 2 are elevation and plan views of an isolated elastic wedge.
Figs. 3 and 4 are elevation and plan views of the first form of the device comprising the wedge shown in FIGS. 1 and 2.
Fig. 5 is an elevational view of a variant of this embodiment.
Figs. 6 and 7 are elevation and plan views of a second form.
The elastic wedge shown in fig. 1 and 2, formed by a spring steel bar folded back on itself, has a lower branch 10 and an upper branch 11 which are both pierced with an opening 12 intended for the passage of the rod of an organ locking device (screw, lag bolt, bolt, etc.) which will allow, once the wedge is in place, to exert pressure on the upper face of the upper branch 11. These branches are connected by the bent part 13 of the the wedge which constitutes, with the parts 15 and 16 of said branches, a rear part of the wedge offset downwards, intended to bear on the cross member or on an intermediate support member carried by the latter.
It is not essential that the lower 10 and upper 11 branches are, as shown, contiguous to each other between the opening 12 and their rear ends if killed at 13 by which they join. In some cases, it may be advantageous to leave a gap between parts 15 and 16 so that they form an eyelet on the downwardly offset part of the wedge.
The lower branch 10, between the opening 12 and its front end, is, as shown at 17, of rectilinear shape and the corresponding part of the upper branch 11, of shorter length, comprises a first part 18 shaped to double the lower branch 10 and which is in contact with the latter, and a second part 19 which is folded upwards so as to move away from said lower branch.
The front end 20 of the part 19 is, in plan, rounded in shape, its end face being convex.
The dimensions of the shim and the material used may vary depending on the conditions of use. The wedge will, for example, be formed by means of a spring steel bar 5.5 milimeters thick and 65 millimeters wide, the overall length of the wedge being about 115 millimeters.
The opening 12, of circular shape, will in this case have a diameter of approximately 25 millimeters.
The angle at which part 19 of upper branch 11 is folded upwards is such that once the wedge is in position on the shoe of a rail, this part 19 has the same inclination with respect to the horizontal as the upper face of the rail shoe.
The length of part 18 must be equal or substantially equal to the distance between the blocking member which passes through the opening 12 and the edge of the shoe of the rail, the part 19 thus beginning to move away from the branch lower 17 at a point located vertically or substantially vertically above the edge of the rail shoe.
Figs. 3 and 4 show the shim shown in isolation in FIGS. 1 and 2 incorporated in the first embodiment of the device which further comprises a lower wedge 21.
This wedge 21 is formed from a steel strip (which may be ordinary steel), with a thickness of 10 millimeters for example, and its front end 22 constitutes a lateral stop for the pad 23 of the rail which rests on a rubber sole 24 carried by a cross member 25.
In the vicinity of its rear end, the lower wedge 21 has a groove 26 formed by hot forging of the wedge, a groove in which is housed the rear bent portion 13 offset downwards from the elastic upper wedge. The part 27 of the wedge 21 which has said groove is preferably of the semi-cylindrical shape shown and is received in a semi-cylindrical recess 28 made in the cross member.
This embodiment is primarily intended for use with concrete sleepers.
The elastic wedge shown in fig. 1 and 2 may, however, be used in combination with a cross member having a housing or other means intended to support its rear end, these means preferably being arranged so as to ensure the positioning of the wedge in the plane perpendicular to the rail.
The upper wedge is pulled transversely by means of a screw 29 having a square head 30 provided with a flange 31 which bears on the upper branch 11 of the wedge.
During the tightening of this screw 29, the part 17 of the lower branch flexes upwards, as shown in FIG. 3, until it comes into contact with the lower face of part 19 of upper branch 11.
At this moment, the resistance to tightening offered by the wedge suddenly becomes much higher, which gives an indication which makes it possible to interrupt the tightening once the latter has reached a determined value, or on the basis of the change felt. in the effort, or because the tool used is dimensioned so that it no longer allows the screw to be turned once the resistance to be overcome is due to the combined bending of the two parts 17 and 19.
It should be noted that the part 17 has been bent at an appreciable angle (equal to the angle of inclination of the upper face of the shoe 23), so that when the rail is depressed as a result of the compression of the rubber sole 24 during the passage of a train, the part 17 goes down again while continuing to exert a significant part of the pressure which it previously exerted on the shoe, which prevents the rail from moving.
During the lifting of the rail which results from the wave which precedes the passage of a train, the fixing device and the cross member are lifted as a whole as a result of the traction exerted on the cross member by means of the wedge , and the screw 29 is somewhat modified because the upper leg 11 of the wedge is shorter than its lower leg 10, so as to reduce the tendency of the screw 29 to come out of the crossmember and reduce the value maximum shear stresses in the section of the wedge located in the vertical plane passing through the edge of the rail shoe.
Most. small length of the upper branch 11 allows, moreover, to achieve an appreciable saving of metal.
Fig. 5 shows a variant in which the upper and lower branches of the upper wedge are of a generally curved shape, convex upwards, so that a nut 36 mounted on the screw 29 is placed under the bridge formed. by said branches. This nut 36 is intended, on the one hand, to firmly hold the screw 29 in the position it occupies relative to the cross member 25 and, on the other hand, to maintain the lower wedge 21 in position when the upper wedge is removed or nut 32 is loose.
Part 17 of lower branch 10 occupies, in the free state, the position shown in dotted lines in FIG. 5.
Part 19 of the upper branch, in the free state, is folded upwards at the same inclination with respect to the horizontal as the upper face of the shoe 23 of the rail.
In the second embodiment of the device shown in FIGS. 6 and 7, the device no longer comprises a lower wedge and the rail rests on a metal plate 33 by means of a rubber sole 24, the plate 33 having a notch deep enough to accommodate the rubber sole 24 and a part of the shoe of the rail whose shoulder 34 of the plate 33 ensures the lateral position. The plate also has a groove 35 which plays the same role as the groove previously provided in the lower wedge of the embodiment already described.
The upper elastic wedge has, as before, lower 10 and upper 11 branches which are curved (although of less pronounced curvature than that of the wedge of FIG. 5), and part 19 of the upper branch, in the free state. , is bent upwards so that it has, once the wedge is in place, the same inclination as the upper face of the rail shoe.
During the installation of the wedge, there may be a certain lack of parallelism between the lower face of part 19 of the upper branch and the upper face of the rail shoe. Although it is necessary to prevent the lower face of the part 19 from having a significantly greater inclination than the upper face of the pad, a tolerance of lo is still acceptable. If it is less inclined, a tolerance of up to about 30 is acceptable.
In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the width of the upper elastic wedge is equal to or less than twice the distance measured between the center of the opening 12 and the edge of the rail shoe or the end 22 of the lower wedge, so that once screw 29 has been loosened, the upper wedge can be turned by 90.1 so as to bring one of its side edges parallel to the edge of the rail shoe, the latter can then be freely lifted for its replacement.
In this position released from the wedge, two devices arranged face to face on either side of the rail delimit the location of the rail shoe, which facilitates the mounting of a new rail at the desired spacing.
Furthermore, it is not necessary to completely remove the screws 29 from the cross members.