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On connaît des dispositifs de fixation de diverses exécutions, que l'on applique, avec ou sans semelle, pour la fixation des deux rails que l'on,pose, à une certaine distance l'un de l'autre (l'é- cartement des voies) sur les traverses en bois disposées au-des- sous des rails, transversalement à ceux-ci, de manière à former des voies ferrées pour chemin de fer à voie normale, à voie étroite, de mines, de campagne et analogues.
De tels systèmes de fixation connus pour rails comportent des crampons' avec ou sans accessoires sous la forme de coins, des
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des vis à bois ou tirefonds, avec plaques de serrage, des boulons en acier à ressorts à tête arrondie, et analogues, qui constituent l'organe de fixation proprement dit. On connaît également des organes de fixation en forme de douilles, que l'on coince dans le trou de la traverse, dans le sens de leur longueur, à l'aide d'un organe en forme de coin. Les organes de fixation connus possèdent à leur extrémité supérieure un ergot qui s'applique contre la surface supérieure du patin du rail, ou bien, deux ergots dont l'un s'applique contre la surface supérieure et l'autre, contre la surface inférieure de ce patin.
Sous l'effet de la circulation des convois ferroviaires, les traverses en bois sont sujettes à une usure prématurée sous le patin du rail, c'est-à-dire, il se forme sous ce patin des renfoncements (entailles) qui - au bout d'un temps qui dépend de la. dureté du bois (essence) et de l'intensité des sollicita- tions - prennent une forme telle que les systèmes de fixation de rails connus deviennent inopérants ou doivent être resserrés à la main, pour autant que cette dernière opération puisse s'effectuer avec les systèmes de fixation de rails connus.
Au cas où l'on ne procède pas à un tel réajustement en temps voulu, ou pas du tout, il en résulte certains dangers pour la circula- tion des convois ferroviaires, c'est-à-dire, il se produit des modifications passagères de l'écartement de la voie,lesquelles accentuent le mouvement de roulis et aboutissent finalement au déraillement des convois.
Le système de fixation de rails selon l'invention agit dans le sens du serrage automatique lorsque la traverse subit une usure au-dessous du patin du rail, de sorte que les incon- vénients cités plus haut sont éliminés.
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Le système de fixation de rails selon l'invention nécessite la présence de deux dispositifs de fixation prévus de part et d'autre du rail, dans les trous, de section voulue quelconque, pratiqués dans la traverse, à angle droit ou oblique par rapport à la surface de celle-ci. Le dispositif de fixation de rails selon l'invention se compose essentiellement d'un fût en une ou en deux parties qui est coincé, dans le sens longitudinal du trou de la traverse, au moyen d'un organe en forme de coin, de telle manière que la pression de serrage s'exerçant contre la paroi du trou de la traverse soit la. même sur toute la longueur.
Selon l'invention, la paroi extérieure du fût est munie, sur tout ou partie de sa longueur, de petits gradins ou dents, répartis à intervalles réguliers. Le flanc supérieur de ces gradins ou dents est orienté perpendiculairement au fût, c'est-à-dire, à l'axe du trou de la traverse, tandis que leur flanc inférieur est orienté obliquement par rapport à ce fût ou à cet axe.
Les faces en contact du fût .et du coin présentent la même pente, laquelle est choisie de telle façon que le coin produit un effet d'auto-calage. L'invention prévoit en outre un verrouillage par clavette.
Le système de fixation de rails selon l'invention fonctionne comme suit:
Sous l'effet de la circulation des convois ferroviaires, les jantes des roues motrices ou porteuses transmettent au champignon du rail-des efforth orientés verticalement et dont la grandeur est déterminée par la charge agissant sur ces roues. De plus, les bou- dins de ces roues transmettent au champignon du rail des efforts orientés horizontalement, soit, les efforts de dressage des rails,
La grandeur de ces derniers efforts dépend de la vitesse de marche, laquelle influence de façon. déterminante les efforts de dressage des rails par suite du mouvement de roulis des convois, et lorsque
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ceux-ci roulent dans les courbes.
Par l'effet conjugué des deux espèces d'efforts, les deux rails de la voie sont sollicités à la pression et, de plus, un de ces rails est sollicité dans le sens du' renversement et d'un décalage latéral (agrandissement de l'écartement des voies).
Le dispositif de fixation de rails selon l'invention est appelé à absorber les effets des forces qui engendrent ces sollicitations.
Parmi ces forces, celles indiquées ci-après doivent être prises en considération en ce qui concerne le fonctionnement de l'objet de l'invention :
1) Les efforts de pression qui n'influencent le dispositif de fixation que pour autant que l'usure croissante de la traverse sous le patin du rail se traduise par un enfoncement de ce dernier.
2) les efforts de traction, engendrés par la solliciation du rail dans le sens du renversement , c'est-à-dire, de son basculement autour du bord extérieur du patin comme centre de rotation.
La sollicitation à la traction agissant sur le dispositif de fixation de rails, sollicitation qui diminue à mesure que la largeur du patin augmente, et qui est nulle dans le cas de larges patins (par exemple S 30 suivant DIN 20501), est notablement inférieure à la solliciation à la pression agissant sur ce dispositif.
L'action de l'objet de l'invention est basée sur l'effet de la différence entre les grandeurs respectives des sollicitations à la pression et à la traction, qui s'exercent sur le dispositif de fixa- tion de rails.
Lorsque la traverse subit une usure sous le patin du rail et vu la prédominance de la sollicitation à la pression, le dispositif de fixation selon l'invention, qui est coincé dans le trou de la traverse, s'enfonce dans ce trou à mesure que la traverse s'use, de sorte que la fixation de rail relâchée se resserre automatiquement.
Selon l'invention, la pression d'application de l'organe de
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fixation coincé, contre la paroi du trou de la traverse, a été choisie de telle façon que la résistance frictionnelle qui en résulte permette aux effets des forces de pression de se manifester, tout en empêchant les forces de traction, notablement moins intenses, de produire leurs effets.
Dans le cas de rails à patin plus étroit, où des efforts de traction quelque peu plus élevés se manifestent, l'invention prévoit, sur la paroi extérieure du dispositif de fixation coincé, des gradins ou dents de retenue, prévus sur tout ou partie de la longueur de ce dispositif et dont les flancs présentent une forme telle qu'ils per- mettent aux efforts de pression de produire leurs effets, tout en empêchant que les effets des efforts de traction ne se manifestent.
Le dispositif de fixation de rails selon l'invention peut être appliqué avec ou sans semelle à face supérieure horizontale ou in- clinée vers l'intérieur.
Plusieurs exemples de réalisations du dispositif de fixation de rails selon l'invention sont représentés dans les dessins annexés, dans lesquels
La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de fixation de rails qui comporte un fût en deux parties, pour un trou de traverse cylindrique, orienté perpendiculairement par rapport à la surface de cette dernière.
La Fig 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de 'fixation de rails selon la ligne a-a de la Fig 1.
La Fig 3 est une vue en coupe longitudinale d'une attache de rail dont le fût ne comporte qu'une branche.
Les Figs 4 et 5 sont des coupes transversales pratiquées res-' pectivernent suivant les lignes h-h et b-b de la Fig 3.
La Fig 6 est une vue partielle en coupe longitudinale du système d'attache de rail selon la Fig 3, cette réalisation compor- tant toutefois deux tenons de guidage.
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La Fig 7 est une vue en coupe transversale suivant la ligne c-c de la. Fig 6.
La Fig 8 est une vue partielle d'une attache de rail selon la Fig 3, mais où l'on prévoit une cavité dans le coin.
La Fig 9 est une vue en,coupe longitudinale d'une attache de rail selon la Fig 3, mais réalisée en vue d'un assemblage rigi- de du fût et du coin dans le trou de la traverse.
Les Figs 10 à 13 sont des vues en coupe transversale, respec- tivement suivant les lignes d-d et e-e de la Fig 9.
La Fig 14 est une vue d'un dispositif servant à rompre la liaison entre le fût et le coin dans le trou de la traverse et à retirer le coin de ce trou.
Les Figs 15 et 16 sont des vues en coupe transversale, respec- tivement suivant les lignes f-f et g-g de la Fig 14.
La Fig 17 est une vue d'un autre dispositif analogue à celui de la Fig 14.
Le dispositif de fixation de rail selon la Fig I est consti- tué par un fût établi sous la forme d'une douille en deux parties, de manière à présenter deux branches 9, 10, dont les extrémités inférieures sont réunies par un élément flexible 4. La branche 10 de la douille, tournée vers le rail, est munie à son extrémité supérieure de deux ergots 6,7. L'ergot supérieur 6 s'engage au- dessus du patin du rail 3, tandis que l'ergot inférieur 7 s'engage au-dessous de ce patin.
Le coincement des deux branches 9, 10 de la douille dans le trou de la traverse est assuré au moyen d'un coin 8, qui présente une longueur telle qu'il atteint, lorsqu'il est enfoncé, le niveau des ergots 6, 7. Les parois extérieures des deux branches 9, 10 de la douille sont parallèles au trou de la traverse. L'épaisseur. de ces parois va en augmentant de haut en bas en conformité avec la pente du coin 8, de sorte que la face extérieure des deux bran- ches 9, 10 de la douille, face qui s'applique contre la paroi du
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trou 12 de la traverse, est serrée avec une pression égale sur toute sa longueur.
Selon une variante, le coin 8 peut présenter une forme cylindrique et constituer une broche de serrage. Dans ce cas, les surfaces intérieures des deux branches, 9, 10 de la douille sont parallèles au trou 12 de la traverse.
L'extrémité supérieure du coin ou de la broche de serrage 8, extrémité quiémerge du trou de la traverse, est munie d'une dépouille circulaire 2 qui, lorsque le coin 8 est enfoncé, vient se placer en regard d'une rainure 5 pratiquée dans la branche 10, pour recevoir, conjointement avec cette rainure, un organe de verrouillage 1.
En outre, la paroi extérieure de la branche 10 ou des deux branches 9, 10 de la douille peut être munie à intervalles unifor- nies de dents ou gradins 11 dont le flanc supérieur est perpendi- culaire à la surface extérieure des branches 9,10 de la 'douille, tandis que le flanc inférieur est oblique par rapport à cette surface.
Lors de la mise en place de l'organe de fixation de rails selon l'invention, les extrémités supérieures des deux branches
9,10 de la douille se rejoignent, de sorte que, le rail étant posé sur la traverse, l'organe de fixation peut être introduit sans difficulté dans le trou 12 de cette dernière, nonobstant l'ergot inférieur 7, appelé à s'engager sous le patin du rail.
. Les deux branches 9,10 de la douille sont ensuite coincées dans . le trou 12 de la traverse à l'aide du coin 8, cependant que les deux ergots 6,7 sont pressés respectivement contre la face supérieure et la face inférieure du patin 3 que ces ergots che- vauchent.
Les efforts de pression engendrés par la circulation des véhicules ferroviaires et agissant sur le champignon du rail sont transmis par le patin 3 à l'ergot inférieur 7. Comme ces efforts de pression l'emportent sur la résistance frictionnelle opposée
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par les deux branches 9,10 de la douille, coincées dans le trou 12 de la traverse, l'organe de fixation de rails selon l'invention s'enfonce de plus en plus dans le trou 12 à mesure que la traverse 13 s'use sous le patin 3, de sorte que le.relâ- chement de l'organe de fixation de rails dû à; cette usure de la traverse, se rattrape automatiquement.
Les efforts de traction engendrés par la. circulation des véhicules ferroviaires sont communiqués à l'ergot 6 de l'organe de fixation de rails. Ces efforts sont - notamment dans le cas de rails à large patin - notablement inférieurs aux efforts de pression qui se manifestent ( 1 : 24 environ) et ne sont donc pas à même de vaincre la résistance frictionnelle des branches
9,10 de la douille coincées dans le trou 12 de la traverse.
Pour les rails à patin étroit, c'est-à-dire, là où les efforts de pression sont un peu plus élevés, et toujours selon l'invention, on prévoit sur la face extérieure des branches 9,10 de la douille des gradins ou dents 11 qui, lors de la mise en place du dispositif de fixation de rails, soit, lors de la mise sous tension des deux branches 9,10, sont imprimés latéralement aux parois du trou 12 de la traverse.
Le fait de disposer les gradins 11 à faibles intervalles uniformes et de donner à leurs flans une forme telle que les flancs supérieurs soient orientés }perpendiculairement et les flancs inférieurs obliquement, par rapport à la surface extérieure des branches 9,10 de la douille, a pour résultat que les efforts de pression qui se manifestent ne rencontrent qu'une faible résistance, tandis que les efforts de traction qui s'exercent sont empêchés de produire leurs effets.
A mesure que la traverse s'use sous le patin 3 du rail, le dis- positif de fixation de rails selon l'invention s'enfonce dans le trou'12. de la traverse par degrés correspondant aux intervalles entre les dents. Ceci a pour effet de resserrer automatiquement la fixation du rail, relâchée par suite de l'usure de la traverse.
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Pour démonter le système de fixation de rails selon l'in- vention, on retire le coin 8 a l'aide d'un dispositif tel qu'un levier qui prend appui sur le champignon du rail et qui saisit le coin par la dépouille 2.' Par suite, les extrémités supérieures des deux branches 9,10 de la douille se rejoignent et la douille est retirée du trou 12 de la traverse, sans qu'il soit nécessaire de modifier la position du rail ou celle de la traverse.
Selon une variante, deux dispositifs defixation de rails, qui constituent ensemble un système d'attache de rails, peuvent être réunis l'un à l'autre pa.r une semelle intercalée entre le patin 3 'du rail et la traverse 13. L'ergot inférieur 7 du dis- positif de fixation peut dans ce cas s'engager sous la semelle; selon une variante, il peut s'engager sous le patin 3, si le trou pratiqué dans la semelle présente une forme appropriée. Si l'on veut que la. semelle présente une inclinaison vers l'inté- rieur, et conformément à cet exemple de réalisation, les trous 12 de la traverse doivent être perpendiculaires non pas par rapport à la surface de la semelle 13, mais par rapport au plan incliné de la semelle.
Selon l'invention, la pente du plan de contact entre les faces intérieures des branches 9,10 de la douille, d'une part et le coin 8, d'autre part, doit être telle que le coin 8 soit à auto-calage. En outre, et pour faire face à des sollicitations particulières, l'invention prévoit un verrouillage du coin, qui consiste à pratiquer une rainure dans l'extrémité supérieure de la branche 10 de la douille, rainure qui se présente en regard de la dépouille circulaire 2 du coin 8, lorsque ce dernier est enfoncé, de sorte que la rainure et la dépouille peuvent recevoir conjointement l'organe de verrouillage 5. Celui-ci peut consister par exemple en un goujon, une vis, une goupille, ou analogue.
La figure -3 représente une autre variante du dispositif de fixation de rails où le fût ne comporte qu'une branche.
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La fût 14 à branche unique, comme représenté dans les figures 3, 4 et 5, est inséré dans le trou de la traverse de telle façon que l'ergot. supérieur 16 vienne s'engage au-dessus du patin 3 du rail, tandis que l'ergot inférieur 18 s'engage sous ce patin. Le coin 19 est enfoncé dans le trou 12 de la traverse derrière le fût 14, c'est-à-dire, sur le côté de celui-ci éloigné du rail à fixer. De cette façon, les dents de retenue 20, qui ne sont prévues que sur le fût 14, s'agrippent à la paroi du trou
12 et pressent simultanément les deux ergots 16, 18 contre le patin 3. La pente du plan de contact entre le fût 14 et le coin 19 est choisie de telle façon (40 : 1 environ) que le coin
19 produit un effet d'auto-calage.
Lorsque, par suite de la circulation des véhicules ferroviai- res, la traverse subit une usure sous le patin 3 du rail, le fût
14 s'enfonce davantage dans le trou 12 de la traverse sous l'ef- fet des efforts de pression engendrés en raison de cette usure et transmis à ce fût par le patin 3 et l'ergot inférieur 18, cet enfoncement correspondant à l'importance de ladite usure. Le coin 19 demeure cependant dans sa position de travail initiale, c'est-à-dire, ne s'enfonce pas davantage.
Afin d'éviter un décalage latéral du fût 14 par rapport au coin.19 dans le trou 12 de la traverse, décalage qui pourrait se produire sous l'effet d'efforts longitudinaux exercés par les rails, on prévoit sur le fût 14 un tenon de guidage 21, comme représenté dans les figures 3 et 5, tenon qui s'engage dans une rainure de guidage 42 du coin 19. Le tenon de guidage 21 soli- daire du fût 14, ainsi que la rainure de guidage 42, pratiquée dans le coin 19, ne s'étendent pas jusqu'aux extrémités supérieu- res respectives de ces éléments. De ce .fait, la profondeur de pénétration du coin 19, lors de l'enfoncement de celui-ci dans le trou 12 de la traverse est limitée et,. de plus, on obtient ainsi avec certitude la position de travail la plus favorable du coin 19.
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Les figures 6 et 7 représentent un autre mode d'exécution du dispositif de fixation de rails selon l'invention, cette varias te visant à empêcher un décalage latéral du fût 14 par rapport au coin 19 dans le trou 12 de la traverse et à limiter la prof on- deur de pénétration de ce coin dans ledit trou. D'après ce der- nier mode d'exécution, le dispositif de fixation de rails comporte un creux 39 agissant comme rainure de guidage et qui renferme un tenon de guidage 40 solidaire du fût 14 et un tenon de guidage ìl solidaire du coin 19, de telle façon que ces tenons limitent conjointement la profondeur de pénétration du coin 19 dans le trou 12 de la traverse.
Comme montré dans la Fig. 3, la, tête 37 du coin 19 corres- pond, . quant à sa. forme et ses dimensions, à l'ergot supérieur 16.
Cette tête et cet ergot ont été conçus et arrondis de telle ma- nière que les véhiculer ferroviaires déraillés doivent nécessai- rement glisser de ces deux éléments, de sorte que le système de fixation de rails ne risque pas de se détériorer. L'épaulement 38, sous lequel on peut engager un dispositif à levier, sert à retirer le coin 19 du trou 12 de la traverse.
Sur les faces du coin 19 qui s'appliquent contre la paroi du trou 12 de la traverse sont prévues des cavités 44, Fig. 8, établies de manière à constituer des poches agissant de façon à n'opposer guère de résistance lors de l'enfoncement du coin 19 dans ce trou, mais qui empêchent, ou du moins rendent difficile, un relâchement fortuit du coin 19. A titre d'exemple, ces cavités peuvent présenter la forme d'un triangle isocèle dont la base 43 est située en bas et la pointe en haut. Les arêtes d'intersection des cavités 44 forment, à la base 43 du triangle, un angle droit avec le, coin 19, tandis que les arêtes d'intersection correspondant aux deux côtés 45 se situent dans un plan oblique par rapport à la médiane du triangle.
Comme montré dans la Fig. 9, un autre mode de réalisation d'un
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dispositif de fixation de rails selon l'invention est muni d'un organe qui fait en sorte qu'une liaison rigide s'établit automa- tiquement entre le fût 14 et le coin 19 dans le trou 12 de la traverse lorsque ce coin, après avoir été enfoncé dans le trou 12 de la traverse, atteint sa position de travail.' Lorsque, dans ce mode d'exécution, la traverse a subi une usure sous le patin 3 du rail, le fût 14 et le coin 19 s'enfoncent davantage, ensemble, dans ce trou. L'organe qui établit automatiquement la liaison entre le fût 14 et le coin 19 dans le trou 12 de la traverse peut être constitué, par exemple, par un encliquetage d'arrêt composé d'un mentonnet 22 faisant corps a,vec le coin 19 et un cran 23 prévu dans le fût 14.
Les flancs supérieurs du menton- net 22 et du cran 23 sont orientés perpendiculairement par rapport aux surfaces de contact du fût 14 et ¯du coin 19, tandis que leurs flans inférieurs sont orientés obliquement par rapport auxdites surfaces. Lorsque, à la suite,-de son enfoncement dans le.trou 12 de la traverse, le coin 19 a atteint sa position de travail, le mentonnet 22 s'engage dans le cran 23 et est ainsi empêché de se déplacer vers le haut. Tout déplacement du coin 19 vers le bas est empêché par le tenon 36 solidaire de l'extrémité inférieu- re du fût 14. Ce dernier, ainsi que le coin 19, sont ainsi soli- darisés rigidement entre eux dans le trou 12 de la traverse.
Conformément au mode de construction représenté dans la Fig. 9, le dispositif de fixation de rails selon l'invention présente un creux cylindrique 39 qui renferme des mentonnets de serrage 24,25, opposés l'un à l'autre et solidaires respective- ment du fût 14 et du coin 19, ces mentonnets étant disposés comme montré dans la Fig. 11. Le creux 39 renferme en outre un .ou plusieurs tenons ou dents de peigne 27 solidaires du coin 19 et dont la forme est représentée dans la Fig. 10.
Pour permettre la séparation du fût 14 d'avec le coin 19 dans le trou 12, de la traverse ainsi que le retrait'du coin hors
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de ce trou, l'invention prévoit un dispositif représenté dans la Fig. 14. Ce dispositif comporte une tige 28 à laquelle sont fixés des tenons en dents de peigne 29 dont la forme ressort de la Fig. 15. Les tenons en dents de peigne 29 de la tige 28 selon la Fig. 15, d'une part, et les tenons en dents de peigne 27 prévus dans le creux 39 du coin 19 selon la Fig. 10, pré- sentent conjointement une section transversale circulaire.
Dans cette position, la tige 28 peut être introduite dans le creux 39 du dispositif de fixation de rails selon la Fig. 9. L'extré- mité inférieure de la. tige 28 est pourvue d'une came 30, comme celle représentée dans la Fig. 16 et qui, après l'introduction de la tige 28 dans le creux 39, s'engage entre les deux mentonnets de serrage 24. 25. -Lorsque, à ce moment, on imprime une rotation de 90 à la tige 28 introduite dans le creux 39, la came 30 agit de façon que les deux mentonnets de serrage 24, 25 s'écar- . tent l'un de l'autre, ce qui peut s'opérer dans une mesure suffi- sante grâce à l'élasticité du bois de fil qui constitue la tra- verse. Par conséquent, le bec 22 peut se dégager de son cran 23, ce qui supprime le verrouillage entre le coin 19 et le fût 14.
Au cours de cette rotation de 90 de la. tige 28, les tenons en dents de peigne 29 de la tige 28 viennent se placer sous les tenons en dents de peigne 27 du coin 19. En appliquant un effort de traction à la tige 28, par exemple à l'aide d'un système à levier, on peut retirer le coin 19 du trou 12 de la traverse, après avoir rompu la liaison entre ce coin et le fût 14.
La Fig. 17 représente un autre mode d'exécution du disposi- tif pour rompre la liaison entre le coin 19 et le fût 14 et pour retirer ce dernier hors du trou 12 de la traverse, ce dispo- .sitif étant applicable à un système de fixation de rails selon . la Fig. 9. Dans ce dispositif, la tige 28 est pourvue d'un filet 31 à pas simple ou multiple, ainsi qu'un cône de pression 32. Les tenons en dents de peigne 27, prévus dans le creux 39,
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sont établis de manière à constituer des segments de filet femelle 33, comme indiqué dans la Fig. 12.
Les mentonnets de serrage 24, 25 présentent une forme adaptée à celle du cône de pression 32, comme indiqué dans la Fig. 13, Dans ce dispositif; la tige 28 est vissée dans le creux 39 du système de fixation de rails selon la Fig. 9 jusqu'à ce que le cône de pression 32 ait rompu la liaison 22,23 entre le fût 14 et le coin 19.
Le retrait du coin 19 hors du trou 12 de la traverse s'opère de la même façon que plus haut.
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There are known fixing devices of various executions, which are applied, with or without a sole, for fixing the two rails which are placed at a certain distance from each other (the e- railing) on wooden sleepers arranged below the rails, transversely to them, so as to form railways for normal gauge, narrow gauge, mining, country and the like .
Such known fastening systems for rails comprise spikes' with or without accessories in the form of wedges,
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wood screws or lag screws, with clamping plates, spring steel bolts with rounded heads, and the like, which constitute the fixing member itself. There are also known fixing members in the form of sleeves, which are wedged in the hole of the cross member, in the direction of their length, using a wedge-shaped member. Known fasteners have at their upper end a lug which rests against the upper surface of the shoe of the rail, or else two lugs, one of which rests against the upper surface and the other against the lower surface. of this skate.
Under the effect of the movement of railway convoys, the wooden sleepers are subject to premature wear under the shoe of the rail, that is to say, it forms under this shoe recesses (notches) which - at the end of a time which depends on the. hardness of the wood (species) and the intensity of the stresses - take such a form that known rail fastening systems become inoperative or must be tightened by hand, provided that the latter operation can be carried out with the known rail fastening systems.
In the event that such a readjustment is not carried out on time, or not at all, certain dangers for the movement of railway convoys result, that is to say, transient modifications occur. track gauge, which accentuates the rolling movement and ultimately results in the derailment of the convoys.
The rail fastening system according to the invention acts in the direction of automatic tightening when the cross member undergoes wear below the shoe of the rail, so that the disadvantages mentioned above are eliminated.
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The rail fixing system according to the invention requires the presence of two fixing devices provided on either side of the rail, in the holes, of any desired section, made in the cross member, at right or oblique angles with respect to the surface thereof. The rail fixing device according to the invention essentially consists of a barrel in one or in two parts which is clamped, in the longitudinal direction of the hole in the cross member, by means of a wedge-shaped member, of such so that the clamping pressure exerted against the wall of the hole of the cross member is there. even over the entire length.
According to the invention, the outer wall of the barrel is provided, over all or part of its length, with small steps or teeth, distributed at regular intervals. The upper flank of these steps or teeth is oriented perpendicular to the shaft, that is to say, to the axis of the hole in the cross member, while their lower side is oriented obliquely with respect to this shaft or to this axis.
The surfaces in contact with the barrel and the wedge have the same slope, which is chosen such that the wedge produces a self-leveling effect. The invention further provides a key locking.
The rail fastening system according to the invention operates as follows:
Under the effect of the movement of railway convoys, the rims of the driving or carrying wheels transmit vertically oriented efforth to the head of the rail, the size of which is determined by the load acting on these wheels. In addition, the curls of these wheels transmit horizontally oriented forces to the head of the rail, that is to say, the efforts of straightening the rails,
The magnitude of these last efforts depends on the walking speed, which influences. determining the rail dressing forces as a result of the rolling motion of the convoys, and when
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these roll in the curves.
By the combined effect of the two kinds of forces, the two rails of the track are subjected to pressure and, moreover, one of these rails is requested in the direction of overturning and of a lateral offset (enlargement of the 'track gauge).
The rail fixing device according to the invention is called upon to absorb the effects of the forces which generate these stresses.
Among these forces, those indicated below must be taken into consideration with regard to the operation of the object of the invention:
1) The pressure forces which influence the fastening device only insofar as the increasing wear of the sleeper under the rail shoe results in a depression of the latter.
2) the tensile forces, generated by the stress of the rail in the direction of overturning, that is to say, of its tilting around the outer edge of the shoe as the center of rotation.
The tensile stress acting on the rail fastening device, which decreases as the width of the shoe increases, and which is zero in the case of large shoes (for example S 30 according to DIN 20501), is notably less than the pressure solicitation acting on this device.
The action of the object of the invention is based on the effect of the difference between the respective magnitudes of the compressive and tensile stresses, which are exerted on the rail fastening device.
When the cross member undergoes wear under the shoe of the rail and given the predominance of the pressure stress, the fixing device according to the invention, which is stuck in the hole of the cross member, sinks into this hole as the cross member wears out, so the released rail fastener automatically tightens.
According to the invention, the application pressure of the
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wedged fastener, against the wall of the crosshead hole, has been chosen such that the resulting frictional resistance allows the effects of pressure forces to occur, while preventing the significantly less intense tensile forces from producing their effects.
In the case of rails with a narrower pad, where somewhat higher tensile forces are manifested, the invention provides, on the outer wall of the jammed fixing device, steps or retaining teeth, provided on all or part of the length of this device and the sides of which have a shape such that they allow the pressure forces to produce their effects, while preventing the effects of the tensile forces from appearing.
The rail fixing device according to the invention can be applied with or without a sole having a horizontal upper face or inclined inwards.
Several examples of embodiments of the rail fixing device according to the invention are shown in the accompanying drawings, in which
Figure 1 is a longitudinal sectional view of a rail fastening device which comprises a barrel in two parts, for a cylindrical through hole, oriented perpendicularly to the surface of the latter.
Fig 2 is a cross-sectional view of the rail fastener taken along line a-a of Fig 1.
FIG. 3 is a view in longitudinal section of a rail fastener, the barrel of which has only one branch.
Figs 4 and 5 are cross sections taken respectively along lines h-h and b-b of Fig 3.
FIG. 6 is a partial view in longitudinal section of the rail fastening system according to FIG. 3, this embodiment, however, comprising two guide pins.
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Fig 7 is a cross-sectional view taken along the line c-c of the. Fig 6.
Fig 8 is a partial view of a rail clip according to Fig 3, but with a recess in the corner.
Fig 9 is a longitudinal sectional view of a rail clip according to Fig 3, but made with a view to rigid assembly of the shank and the wedge in the hole in the cross member.
Figures 10 to 13 are cross-sectional views taken respectively along lines d-d and e-e of Figure 9.
Fig. 14 is a view of a device for breaking the connection between the barrel and the wedge in the hole in the crossbar and removing the wedge from this hole.
Figures 15 and 16 are cross-sectional views taken respectively along lines f-f and g-g of Figure 14.
Fig 17 is a view of another device similar to that of Fig 14.
The rail fixing device according to Fig. I is constituted by a barrel established in the form of a socket in two parts, so as to have two branches 9, 10, the lower ends of which are joined by a flexible element 4. The branch 10 of the socket, facing the rail, is provided at its upper end with two lugs 6, 7. The upper lug 6 engages above the shoe of the rail 3, while the lower lug 7 engages below this shoe.
The two branches 9, 10 of the socket are wedged in the hole in the crossbar is ensured by means of a wedge 8, which has a length such that it reaches, when it is pushed in, the level of the pins 6, 7 The outer walls of the two branches 9, 10 of the socket are parallel to the hole in the cross member. The thickness. of these walls increases from top to bottom in accordance with the slope of the corner 8, so that the outer face of the two branches 9, 10 of the bush, which face rests against the wall of the
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hole 12 of the cross member, is clamped with equal pressure along its entire length.
According to a variant, the wedge 8 may have a cylindrical shape and constitute a clamping pin. In this case, the inner surfaces of the two branches, 9, 10 of the socket are parallel to the hole 12 of the cross member.
The upper end of the wedge or of the clamping pin 8, the end which emerges from the hole in the cross member, is provided with a circular relief 2 which, when the wedge 8 is pushed in, is placed opposite a groove 5 made in branch 10, to receive, together with this groove, a locking member 1.
In addition, the outer wall of the branch 10 or of the two branches 9, 10 of the socket may be provided at uniform intervals with teeth or steps 11, the upper flank of which is perpendicular to the outer surface of the branches 9,10. of the 'sleeve, while the lower side is oblique with respect to this surface.
When installing the rail fixing member according to the invention, the upper ends of the two branches
9,10 of the socket join together, so that, the rail being placed on the cross member, the fixing member can be introduced without difficulty into the hole 12 of the latter, notwithstanding the lower lug 7, called s' engage under the rail shoe.
. The two branches 9,10 of the socket are then stuck in. the hole 12 of the cross member using the wedge 8, while the two lugs 6, 7 are pressed respectively against the upper face and the lower face of the pad 3 which these lugs overlap.
The pressure forces generated by the movement of railway vehicles and acting on the head of the rail are transmitted by the shoe 3 to the lower lug 7. As these pressure forces outweigh the opposing frictional resistance
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by the two branches 9,10 of the sleeve, wedged in the hole 12 of the cross member, the rail fixing member according to the invention is inserted more and more into the hole 12 as the cross member 13 s' wears under the shoe 3, so that the release of the rail fixing member due to; this wear of the cross member is automatically compensated for.
The tensile forces generated by the. movement of rail vehicles are communicated to the lug 6 of the rail fastener. These forces are - particularly in the case of rails with a wide runner - notably lower than the pressure forces which occur (approximately 1:24) and are therefore not able to overcome the frictional resistance of the branches.
9,10 of the socket stuck in hole 12 of the cross member.
For rails with a narrow shoe, that is to say, where the pressure forces are a little higher, and still according to the invention, there is provided on the outer face of the branches 9,10 of the sleeve of the steps or teeth 11 which, when the rail fixing device is put in place, or, when the two branches 9,10 are put under tension, are printed laterally on the walls of the hole 12 of the cross member.
The fact of arranging the steps 11 at small uniform intervals and of giving their blanks a shape such that the upper sides are oriented} perpendicularly and the lower sides obliquely, relative to the outer surface of the arms 9,10 of the socket, has as a result, the pressure forces which occur encounter only a small resistance, while the tensile forces which are exerted are prevented from producing their effects.
As the cross member wears under the shoe 3 of the rail, the rail fastening device according to the invention is inserted into the hole 12. of the crosspiece by degrees corresponding to the intervals between the teeth. This has the effect of automatically tightening the rail fastening, which is released due to the wear of the cross member.
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To dismantle the rail fastening system according to the invention, the wedge 8 is removed using a device such as a lever which bears on the head of the rail and which grips the wedge by the relief 2 . ' As a result, the upper ends of the two branches 9,10 of the sleeve meet and the sleeve is withdrawn from the hole 12 of the cross member, without it being necessary to modify the position of the rail or that of the cross member.
According to a variant, two rail fixing devices, which together constitute a rail fastening system, can be joined to one another by a sole interposed between the shoe 3 'of the rail and the cross member 13. L the lower lug 7 of the fixing device can in this case engage under the sole; according to a variant, it can engage under the pad 3, if the hole made in the sole has an appropriate shape. If we want the. sole has an inward inclination, and in accordance with this exemplary embodiment, the holes 12 of the cross member must be perpendicular not with respect to the surface of the sole 13, but with respect to the inclined plane of the sole.
According to the invention, the slope of the contact plane between the inner faces of the arms 9,10 of the socket, on the one hand and the wedge 8, on the other hand, must be such that the wedge 8 is self-leveling . In addition, and in order to cope with particular stresses, the invention provides for locking the wedge, which consists in making a groove in the upper end of the branch 10 of the sleeve, which groove is presented opposite the circular relief. 2 of the corner 8, when the latter is depressed, so that the groove and the undercut can jointly receive the locking member 5. This may consist, for example, of a stud, a screw, a pin, or the like.
FIG. -3 represents another variant of the rail fixing device where the barrel has only one branch.
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The single leg barrel 14, as shown in Figures 3, 4 and 5, is inserted into the hole in the cross member such that the lug. upper 16 comes engages above the shoe 3 of the rail, while the lower lug 18 engages under this shoe. The wedge 19 is driven into the hole 12 of the cross member behind the barrel 14, that is to say, on the side thereof remote from the rail to be fixed. In this way, the retaining teeth 20, which are provided only on the shank 14, grip the wall of the hole.
12 and simultaneously press the two pins 16, 18 against the pad 3. The slope of the plane of contact between the barrel 14 and the wedge 19 is chosen in such a way (approximately 40: 1) that the wedge
19 produces a self-leveling effect.
When, as a result of the movement of railway vehicles, the sleeper undergoes wear under the shoe 3 of the rail, the barrel
14 sinks further into the hole 12 of the cross member under the effect of the pressure forces generated due to this wear and transmitted to this barrel by the pad 3 and the lower lug 18, this depression corresponding to the importance of said wear. The wedge 19 however remains in its initial working position, that is to say, does not sink further.
In order to avoid a lateral offset of the barrel 14 with respect to the wedge. 19 in the hole 12 of the cross member, an offset which could occur under the effect of longitudinal forces exerted by the rails, a tenon is provided on the barrel 14 guide 21, as shown in Figures 3 and 5, tenon which engages in a guide groove 42 of the wedge 19. The guide tenon 21 integral with the barrel 14, as well as the guide groove 42, made in the corner 19, do not extend to the respective upper ends of these elements. As a result, the depth of penetration of the wedge 19, when the latter is driven into the hole 12 of the cross member is limited and ,. in addition, the most favorable working position of the wedge 19 is thus obtained with certainty.
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Figures 6 and 7 show another embodiment of the rail fixing device according to the invention, this variation aimed at preventing a lateral offset of the barrel 14 with respect to the wedge 19 in the hole 12 of the cross member and to limit the depth of penetration of this wedge into said hole. According to the latter embodiment, the rail fixing device comprises a recess 39 acting as a guide groove and which contains a guide pin 40 integral with the barrel 14 and a guide pin ìl integral with the wedge 19, in such a way that these tenons jointly limit the depth of penetration of the wedge 19 in the hole 12 of the cross member.
As shown in Fig. 3, the, head 37 of corner 19 corresponds,. as for his. shape and dimensions, at the upper lug 16.
This head and this lug have been designed and rounded in such a way that the derailed rail vehicles must necessarily slide from these two elements, so that the rail fastening system does not run the risk of deteriorating. The shoulder 38, under which a lever device can be engaged, serves to remove the corner 19 from the hole 12 of the cross member.
On the faces of the wedge 19 which rest against the wall of the hole 12 of the crosspiece are provided cavities 44, FIG. 8, established so as to constitute pockets acting in such a way as to offer little resistance when the wedge 19 is driven into this hole, but which prevent, or at least make it difficult, a fortuitous release of the wedge 19.. for example, these cavities may have the shape of an isosceles triangle, the base 43 of which is located at the bottom and the point at the top. The intersection edges of the cavities 44 form, at the base 43 of the triangle, a right angle with the corner 19, while the intersection edges corresponding to the two sides 45 lie in an oblique plane with respect to the median of the triangle.
As shown in Fig. 9, another embodiment of a
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rail fastening device according to the invention is provided with a member which ensures that a rigid connection is automatically established between the shaft 14 and the wedge 19 in the hole 12 of the cross member when this wedge, after having been inserted into the hole 12 of the crosspiece, reaches its working position. ' When, in this embodiment, the cross member has suffered wear under the shoe 3 of the rail, the shank 14 and the wedge 19 sink further together in this hole. The member which automatically establishes the connection between the shank 14 and the wedge 19 in the hole 12 of the cross member can be constituted, for example, by a stop catch composed of a chin 22 forming a body with the wedge 19 and a notch 23 provided in the barrel 14.
The upper flanks of the chin 22 and the notch 23 are oriented perpendicularly with respect to the contact surfaces of the barrel 14 and ¯ of the wedge 19, while their lower flanks are oriented obliquely with respect to said surfaces. When, as a result, -de its depression in the hole 12 of the cross member, the wedge 19 has reached its working position, the chin 22 engages the notch 23 and is thus prevented from moving upwards. Any downward movement of the wedge 19 is prevented by the tenon 36 integral with the lower end of the barrel 14. The latter, as well as the wedge 19, are thus rigidly joined together in the hole 12 of the cross member. .
According to the mode of construction shown in FIG. 9, the rail fastening device according to the invention has a cylindrical hollow 39 which contains clamping chins 24,25, opposed to each other and secured respectively to the shaft 14 and to the wedge 19, these chins being arranged as shown in FIG. 11. The hollow 39 further contains one. Or more tenons or comb teeth 27 integral with the wedge 19 and whose shape is shown in FIG. 10.
To allow the separation of the barrel 14 from the wedge 19 in the hole 12, from the cross member as well as the withdrawal of the wedge
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of this hole, the invention provides a device shown in FIG. 14. This device comprises a rod 28 to which are fixed comb tooth tenons 29, the shape of which emerges from FIG. 15. The comb tooth tenons 29 of the rod 28 according to FIG. 15, on the one hand, and the comb tooth tenons 27 provided in the hollow 39 of the wedge 19 according to FIG. 10, together have a circular cross section.
In this position, the rod 28 can be inserted into the recess 39 of the rail fixing device according to FIG. 9. The lower end of the. rod 28 is provided with a cam 30, like that shown in FIG. 16 and which, after the introduction of the rod 28 into the hollow 39, engages between the two clamping chins 24. 25. -When, at this time, a rotation of 90 is imparted to the rod 28 introduced into the hollow 39, the cam 30 acts so that the two clamping chins 24, 25 move apart. of each other, which can be achieved to a sufficient extent thanks to the elasticity of the wood grain which constitutes the crosspiece. Consequently, the spout 22 can be released from its notch 23, which eliminates the locking between the wedge 19 and the barrel 14.
During this rotation of 90 of the. rod 28, the comb-toothed tenons 29 of the rod 28 come to be placed under the comb-toothed tenons 27 of the wedge 19. By applying a tensile force to the rod 28, for example using a system With a lever, the wedge 19 can be removed from the hole 12 of the cross member, after having broken the connection between this wedge and the barrel 14.
Fig. 17 shows another embodiment of the device for breaking the connection between the wedge 19 and the barrel 14 and for removing the latter from the hole 12 of the cross member, this device being applicable to a fixing system of rails according to. Fig. 9. In this device, the rod 28 is provided with a thread 31 with a single or multiple pitch, as well as a pressure cone 32. The comb tooth tenons 27, provided in the hollow 39,
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are established so as to constitute female thread segments 33, as shown in FIG. 12.
The clamping bars 24, 25 have a shape adapted to that of the pressure cone 32, as indicated in FIG. 13, In this device; the rod 28 is screwed into the recess 39 of the rail fixing system according to FIG. 9 until the pressure cone 32 has broken the connection 22,23 between the barrel 14 and the wedge 19.
The withdrawal of the wedge 19 from the hole 12 of the crosspiece takes place in the same way as above.