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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.