Crampon pour la fixation à une traverse d'un rail de chemin de fer La présente invention a pour objet un crampon pour la fixation à une traverse d'un rail de chemin de fer comportant une tige destinée à être enfoncée dans la traverse et un bras de serrage relié à l'extrémité supérieure de la tige par l'intermédiaire d'une bou cle élastique disposée transversalement par rapport à la tige et dont la partie médiane se trouve à une plus grande distance de cette tige que le bras de ser rage, lequel passe à proximité immédiate de celui-ci.
Ce crampon peut servir notamment à la fixation directe d'un rail à patin à la traverse, ou il peut ser vir à la fixation du rail par l'intermédiaire d'un cous sinet ou d'une plaque d'assise.
Avec les crampons connus de ce genre, il n'est pas possible d'appliquer les coups de masse destinés à enfoncer le crampon dans la traverse, selon une di rection sensiblement en alignement avec l'axe de la tige du crampon, de telle façon que l'effort produit par les coups est sensiblement décalé par rapport à l'axe de la tige et cette dernière est soumise simulta nément à des efforts latéraux et verticaux. L'effort latéral a pour effet d'agrandir le trou de la traverse et de porter préjudice à la prise entre le crampon et la traverse.
Il est même possible que cet effort latéral soit suffisant pour fendre la traverse au voisinage du trou. Ces fentes se produisent plus particulièrement lorsque l'effort est appliqué en direction transversale aux fibres du bois.
En outre, avec ces crampons connus, lorsqu'on désire extraire de la traverse un crampon entièrement en place, il n'est pas possible d'appliquer à l'aide de l'outil d'extraction utilisé une force extractive dirigée vers le haut et qui soit sensiblement dans l'axe de la tige, celle-ci est, par conséquent, également soumise à des efforts latéraux indésirables portant préjudice à la prise entre le crampon et la traverse.
L'invention a pour but d'atténuer les inconvé nients précités, et à cet effet, le crampon selon l'in vention est caractérisé en ce que la boucle est reliée à l'extrémité supérieure de la tige par l'intermédiaire d'une partie recourbée en forme de U située dans un plan contenant l'axe de la tige et inclinée par rapport à ce dernier, de manière que le point le plus élevé de ladite partie se trouve dans le prolongement de la tige et fournisse ainsi un point d'impact pour l'enfonce ment du crampon tel que la tige ne subisse que des efforts de flexion réduits lors de cet enfoncement,
le côté inférieur de ladite partie formant un logement destiné à recevoir un outil d'extraction et à assurer l'engagement dudit outil avec le crampon.
Le dessin représente, à titre d'exemples, deux formes d'exécution du crampon objet de l'invention. Les fig. 1 et 2 montrent, respectivement en élé vation et en plan, la première forme d'exécution uti lisée pour fixer un rail à patin sur une traverse. La fig. 3 est une vue en élévation d'une partie du crampon montré à gauche de la fig. 1, le cram pon étant à l'état non contraint avant son enfonce ment dans la traverse. La fig. 4 est une vue de côté suivant la flèche 4 de la fig. 3, de la -partie du crampon montrée à la îïg. 3.
Les fig. 5 et 6 sont des vues, respectivement en élévation et en plan, de la deuxième forme d'exécu tion, utilisée pour la fixation d'un rail à patin sur une traverse. La fig. 7 est une vue de côté suivant la flèche 8 de la fig. 5, de la partie du crampon montrée à la fig. 5.
Le crampon, représenté dans les fig. 1 à 4 sert à fixer un rail à patin 15 à une traverse de bois 16, deux de ces crampons étant placés de part et d'autre du patin du rail pour fixer celui-ci à la traverse.
Chaque crampon 17 est fabriqué à partir d'un seul tronçon d'une barre de métal de section trans- versale carrée. Une extrémité de la barre forme une tige rectiligne 18 destinée à être enfoncée par dépla cement dans la direction de sa longueur dans la tra verse 16, comme d'habitude, l'extrémité opposée de la barre étant recourbée d'une manière appropriée pour former une tête 19 comprenant un bras 20 appelé par la suite bras de serrage 5> et susceptible de serrer le patin du rail et une partie semblable à une boucle 21 qui sert à relier élastiquement le bras 20 à l'extrémité supérieure de la tige 18 du cram pon.
La tête de crampon 19 est façonnée de manière telle que la boucle 21 soit située dans un plan sen siblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tige du crampon, c'est-à-dire sensiblement horizon tale lorsque le crampon est en place. La boucle 21 est presque, mais incomplètement fermée, et sa par tie médiane est à une distance plus grande de la tige 18 que le bras 20 qui passe immédiatement à côté de cette tige.
La boucle 21 est reliée à l'extrémité supérieure de la tige 18 du crampon par une partie recourbée en U 23 située dans un plan contenant l'axe de la tige 18, et inclinée par rapport à cet axe, de manière que le point le plus élevé 27 de cette partie 23 soit situé sensiblement en alignement vertical avec l'axe de la tige 18.
Le point 27 forme un point d'impact en aligne ment très rapproché avec l'axe vertical de la tige du crampon, de sorte que lorsque le crampon est enfoncé au moyen d'une masse, de la manière connue, la tige du crampon est soumise à une flexion minimum.
La tête du crampon est façonnée de manière telle que le plan de la partie 23, le crampon étant en place, est parallèle à l'axe longitudinal du rail et perpendiculaire à la direction du bras de serrage ad jacent 20, ce bras faisant un angle droit avec l'axe longitudinal du rail lorsque le crampon est enfoncé et dépassant le plan de la partie 23 d'une quantité relativement courte, mais suffisante pour fournir une surface de contact appropriée entre le dessous du bras et la surface adjacente du patin de rail, pour empê cher que le bras ne morde dans la surface du patin de rail.
Le bras 20 a aussi une longueur assez courte afin que le crampon puisse être enfoncé avec sa tige 18 voisine du bord adjacent 28 du patin de rail 29, ce qui fait que la tige du crampon sert à maintenir le rail en place sans qu'il soit nécessaire d'utiliser à cet effet une plaque d'assise avec épaulements.
La forme carrée de la tige du crampon est desti née à empêcher que le crampon enfoncé ne puisse tourner sous l'effet des cheminements longitudinaux du rail et à maintenir le bras de serrage 20 perpen diculaire à l'axe longitudinal du rail et efficacement en contact avec celui-ci.
Dans la forme d'exécution représentée dans les fi-. 1 à 4, la longueur de la boucle 21 développée est comprise entre 125 et 150 mm et la hauteur to tale du crampon est d'environ 150 mm, ce qui per met au bras de serrage, dans l'exemple considéré, d'être fléchi vers le haut à son extrémité libre sur une distance de 8 mm lorsque le crampon est complè tement enfoncé ;
dans cette disposition, la plus courte distance entre la partie active 30 du bras 20, qui serre le rail, et le plan vertical parallèle à l'axe lon gitudinal du rail qui contient l'axe longitudinal de la tige du crampon, peut être d'environ 16 mm, dis tance qui est à peine supérieure à la largeur de la section transversale de la tige du crampon, laquelle est de 15 mm dans le cas représenté et qui garantit que le bras de serrage 20 vienne en contact avec le patin du rail en un point très voisin dudit plan ver tical.
En réalité le bras 20 est à peine plus écarté de l'axe longitudinal de la tige du crampon que de 15 mm, disposition qui garantit que la tige est sou mise à une pression latérale minimum lorsque le crampon est complètement enfoncé, cette pression étant produite par le moment fléchissant exercé sur la tête du crampon par la réaction du patin de rail sur le bras 20 lorsque le crampon est complètement enfoncé.
On est ainsi certain que les contraintes latérales indésirables, exercées par la tige du crampon décrit sur le matériau constituant la traverse et qui ont été déjà mentionnées précédemment, sont réduites au minimum de sorte que la traverse exerce des forces de retenue maxima sur le crampon.
De plus, dans la disposition décrite ci-dessus, la dimension verticale totale de la tête du crampon, celui-ci étant complètement enfoncé, est d'environ 38 mm de sorte que la tête présente le minimum d'encombrement dans une direction verticale, résul tat qui est dû à ce que la boucle 21, est horizontale sur toute sa longueur.
La face inférieure de la partie 23 constitue une surface de prise susceptible de recevoir un tenon ou une cheville d'un outil extracteur engagé dans l'ou verture de cette partie 23, la disposition étant telle que ce tenon ou cette cheville vient en contact avec le dessous de ladite partie en un point très voisin de l'axe vertical de la tige du crampon, ce qui permet à la force d'extraction d'être exercée par l'outil ex tracteur en ce point et à la tige du crampon de su bir le minimum de contrainte latérale pendant l'ex traction du crampon hors de la traverse, d'où il ré sulte un minimum de dégât causé au matériau de la traverse pendant l'extraction du crampon.
Dans la forme d'exécution des fig. 5 à 7 l'extré mité de la boucle 21 adjacente au point où celle-ci est raccordée au bras de serrage 20, est recourbée sensi- blement sur 180,) dans un plan horizontal, ce bras 20 est rectiligne et, comme indiqué en 20 à la fig. 6, il s'étend parallèlement à l'axe longitudinal du rail et vient en contact avec le patin de rail.
La face inférieure du bras 20 a une forme con vexe et elle est susceptible de venir en contact avec le patin de rail en 36 (fig. 7) c'est-à-dire en un point très voisin de l'axe longitudinal de la tige du crampon, ainsi que du plan vertical contenant cet axe et paral lèlement à l'axe longitudinal du rail.
Dans la forme d'exécution décrite en dernier lieu, la boucle est reliée à l'extrémité supérieure de la tige du crampon par une partie 23 de forme identique à celle de celle montrée à la fig. 4.
Dans chacune des formes d'exécution décrites ci- dessus_, une fraction importante de la totalité du métal de la boucle est placée dans la position indiquée par 37, (fig. 2 et 6) où elle est située à la distance maximum de la partie du bras 20 qui serre le rail, de sorte que le métal, dans cette partie particulière de la boucle, subit une contrainte maximum sensible ment uniforme et peut donc être dimensionné de ma nière à être utilisé avec le maximum d'économie.
La contrainte est produite, en partie, par un effort de flexion, mais principalement par un effort de tor sion, le crampon étant considéré comme étant com plètement enfoncé.
Dans chacune des formes d'exécution décrites ci- dessus, le point d'impact 27 de la tête du crampon sert de surface de référence suivant la manière con nue, pour s'assurer que le crampon est enfoncé à la profondeur requise dans la traverse et que le fléchis sement correct est donné au bras 20 du crampon. Le plan vertical de la partie 23 présentant ce point de référence 27 est écarté d'une très courte distance ho rizontale du bras de serrage qui serre le rail, d'où il résulte que si le crampon, à cause d'un défaut de verticalité du trou de la traverse par exemple, est en foncé avec sa tige inclinée par rapport à la verticale, l'erreur de profondeur d'enfoncement ainsi introduite est faible.
Crampon for fixing to a sleeper of a railroad rail The present invention relates to a crampon for fixing to a sleeper of a railroad rail comprising a rod intended to be driven into the sleeper and an arm clamp connected to the upper end of the rod by means of an elastic loop arranged transversely to the rod and the middle part of which is at a greater distance from this rod than the clamping arm, which passes in the immediate vicinity of it.
This crampon can be used in particular for the direct fixing of a shoe rail to the cross member, or it can be used for fixing the rail by means of a cushion or a base plate.
With known crampons of this type, it is not possible to apply the mass blows intended to drive the crampon into the cross member, in a direction substantially in alignment with the axis of the shank of the crampon, in such a way that the force produced by the blows is substantially offset with respect to the axis of the rod and the latter is simultaneously subjected to lateral and vertical forces. The lateral force has the effect of enlarging the hole in the cross member and damaging the grip between the stud and the cross member.
It is even possible that this lateral force is sufficient to split the cross member in the vicinity of the hole. These cracks occur more particularly when the force is applied in the transverse direction to the fibers of the wood.
In addition, with these known crampons, when it is desired to extract a crampon entirely in place from the cross member, it is not possible to apply, using the extraction tool used, an upwardly directed extractive force. and which is substantially in the axis of the rod, the latter is therefore also subjected to undesirable lateral forces which are detrimental to the engagement between the stud and the cross member.
The object of the invention is to alleviate the aforementioned drawbacks, and to this end, the stud according to the invention is characterized in that the loop is connected to the upper end of the rod by means of a U-shaped bent part located in a plane containing the axis of the rod and inclined relative to the latter, so that the highest point of said part is in the extension of the rod and thus provides a point of 'impact for the insertion of the crampon such that the rod only undergoes reduced bending forces during this insertion,
the lower side of said part forming a housing intended to receive an extraction tool and to ensure the engagement of said tool with the clamp.
The drawing shows, by way of examples, two embodiments of the stud which is the subject of the invention. Figs. 1 and 2 show, respectively in elevation and in plan, the first embodiment used to fix a shoe rail on a cross member. Fig. 3 is an elevational view of part of the stud shown to the left of FIG. 1, the cram pon being in the unconstrained state before it is inserted into the cross member. Fig. 4 is a side view along arrow 4 of FIG. 3, of the -part of the crampon shown at ilg. 3.
Figs. 5 and 6 are views, respectively in elevation and in plan, of the second embodiment, used for fixing a shoe rail on a cross member. Fig. 7 is a side view along arrow 8 of FIG. 5, of the part of the crampon shown in FIG. 5.
The crampon, shown in fig. 1 to 4 is used to fix a shoe rail 15 to a wooden cross member 16, two of these crampons being placed on either side of the rail shoe to fix the latter to the cross member.
Each stud 17 is made from a single section of a metal bar of square cross section. One end of the bar forms a straight rod 18 intended to be driven by displacement in the direction of its length into the crossbar 16, as usual, the opposite end of the bar being bent in an appropriate manner to form a head 19 comprising an arm 20 called hereinafter clamping arm 5> and capable of clamping the shoe of the rail and a part similar to a loop 21 which serves to elastically connect the arm 20 to the upper end of the rod 18 of the cram pon.
The crampon head 19 is shaped such that the loop 21 is situated in a plane substantially perpendicular to the longitudinal axis of the shank of the crampon, that is to say substantially horizontal when the crampon is in place. The loop 21 is almost, but incompletely closed, and its middle part is at a greater distance from the rod 18 than the arm 20 which passes immediately next to this rod.
The loop 21 is connected to the upper end of the rod 18 of the crampon by a curved U-shaped portion 23 located in a plane containing the axis of the rod 18, and inclined with respect to this axis, so that the point higher 27 of this part 23 is located substantially in vertical alignment with the axis of the rod 18.
Point 27 forms a point of impact in very close alignment with the vertical axis of the shank of the crampon, so that when the crampon is depressed by means of a mass, in the known manner, the shank of the crampon is subjected to minimum bending.
The head of the spike is shaped such that the plane of part 23, with the spike in place, is parallel to the longitudinal axis of the rail and perpendicular to the direction of the adjacent clamping arm 20, this arm forming an angle straight with the longitudinal axis of the rail when the stud is depressed and protruding the plane of part 23 by a relatively short amount, but sufficient to provide a suitable contact area between the underside of the arm and the adjacent surface of the rail shoe , to prevent the arm from biting into the surface of the rail shoe.
The arm 20 is also of a sufficiently short length so that the spike can be driven in with its shank 18 adjacent to the adjacent edge 28 of the rail shoe 29, so that the shank of the spike serves to hold the rail in place without it being pulled in. it is necessary to use a base plate with shoulders for this purpose.
The square shape of the shank of the crampon is intended to prevent the depressed crampon from rotating under the effect of the longitudinal paths of the rail and to keep the clamping arm perpendicular to the longitudinal axis of the rail and effectively in contact. with this one.
In the embodiment shown in fi-. 1 to 4, the length of the developed loop 21 is between 125 and 150 mm and the total height of the crampon is approximately 150 mm, which allows the clamping arm, in the example considered, to be flexed upwards at its free end for a distance of 8 mm when the clamp is fully inserted;
in this arrangement, the shortest distance between the active part 30 of the arm 20, which clamps the rail, and the vertical plane parallel to the longitudinal axis of the rail which contains the longitudinal axis of the shank of the crampon, can be d 'approximately 16 mm, a distance which is hardly greater than the width of the cross section of the shank of the crampon, which is 15 mm in the case shown and which ensures that the clamping arm 20 comes into contact with the shoe of the crampon. rail at a point very close to said vertical plane.
In reality the arm 20 is hardly more spaced from the longitudinal axis of the shank of the crampon than 15 mm, an arrangement which ensures that the shank is subjected to a minimum lateral pressure when the crampon is fully seated, this pressure being produced. by the bending moment exerted on the head of the stud by the reaction of the rail shoe on the arm 20 when the stud is fully depressed.
It is thus certain that the undesirable lateral stresses exerted by the rod of the stud described on the material constituting the cross member and which have already been mentioned above, are reduced to a minimum so that the cross member exerts maximum retaining forces on the stud.
In addition, in the arrangement described above, the total vertical dimension of the head of the spike, the latter being fully inserted, is about 38 mm so that the head has the minimum bulk in a vertical direction, result which is due to the loop 21 being horizontal over its entire length.
The lower face of part 23 constitutes a gripping surface capable of receiving a tenon or an ankle of an extracting tool engaged in the opening of this part 23, the arrangement being such that this tenon or this ankle comes into contact with the underside of said part at a point very close to the vertical axis of the shank of the crampon, which allows the extraction force to be exerted by the ex-tractor tool at this point and the shank of the crampon to Observe the minimum lateral stress during the pulling of the stud out of the cross member, resulting in minimal damage to the material of the cross member during the removal of the stud.
In the embodiment of FIGS. 5 to 7 the end of the loop 21 adjacent to the point where the latter is connected to the clamping arm 20, is curved appreciably over 180,) in a horizontal plane, this arm 20 is rectilinear and, as indicated in 20 in fig. 6, it extends parallel to the longitudinal axis of the rail and comes into contact with the rail shoe.
The lower face of the arm 20 has a convex shape and it is capable of coming into contact with the rail shoe at 36 (fig. 7) that is to say at a point very close to the longitudinal axis of the rail. stud rod, as well as the vertical plane containing this axis and parallel to the longitudinal axis of the rail.
In the embodiment described last, the loop is connected to the upper end of the shank of the crampon by a part 23 of identical shape to that shown in FIG. 4.
In each of the embodiments described above, a substantial fraction of the entire metal of the loop is placed in the position indicated by 37, (Figs. 2 and 6) where it is located at the maximum distance from the part. of the arm 20 which clamps the rail, so that the metal, in this particular part of the loop, is subjected to a maximum substantially uniform stress and can therefore be dimensioned so as to be used with the maximum economy.
The stress is produced, in part, by a bending force, but mainly by a torsional force, the stud being considered to be fully depressed.
In each of the embodiments described above, the point of impact 27 of the head of the stud serves as a reference surface in the manner known, to ensure that the stud is driven to the required depth in the cross member. and that the correct flex is given to the crampon arm 20. The vertical plane of the part 23 having this reference point 27 is spaced a very short horizontal distance from the clamping arm which clamps the rail, from which it follows that if the crampon, because of a defect in verticality of the hole in the cross member, for example, is dark with its rod inclined relative to the vertical, the insertion depth error thus introduced is low.