Brevet FR2520398A1 — publié le 19830729

La présente invention se rapporte à un ensemble constitué par une traverse de chemin de fer et une attache servant à assujettir un rail à la traverse. L'invention est utilisable avec tous les types de rails d'acier et les traverses devraient pouvoir être assem- blés au moyen d'un système de fixation bon marché au moyen duquel un organe de fixation devrait pouvoir être mis en place et retiré d'une manière simple et rapide. Les dispositifs de fixation de la technique antérieure ont fréquemment nécessité un soudage ou l'emploi de goupilles de retenue, de crampons pour rail et analogues et de tels dispositifs ont été, en règle générale, soit peu satisfaisants soit onéreux. Dans le but de réaliser un système de fixation bon marché et avantageux, il est prévu, conformément à un aspect de la présente invention, une traverse ayant des protubérances qui s'étendent vers le haut au-dessus de sa partie supérieure, les protubérances de chaque paire délimitant entre elles un siège de rail, des ouvertures formées dans la paroi supérieure de la traverse S 'étendant à partir des protubérances sur une courte distance en éloignement du siège de rail, quatre attaches en forme de U étant montées sur chaque traverse, chaque attache en forme de U ayant un doigt supérieur qui appuie vers le bas sur la partie supérieure du rail, un talon en appui contre la surface supérieure de ladite traverse au voisinage de l'ouverture corres- pondante et un doigt inférieur qui s'étend à travers cette ouverture de la traverse et appuie vers le haut sur la surface inférieure de la protubérance respective. Plus précisément, l'invention a pour objet un ensemble de traverse et d'attache pour rail pour fixer la semelle d'un rail à une traverse, cet ensemble comprenant une traverse ayant deux paires de protubérances qui s'étendent vers le haut à partir de sa partie supé- rieure, les protubérances de chaque paire étant espacées l'une de l'autre et délimitant entre elles une partie de siège de rail de la traverse qui porte un rail respectif et le retient en place pour assurer l'écar- tement de voie, plusieurs surfaces de délimitation d'ouverture formées dans la paroi supérieure de la traverse, formant des ouvertures traversant cette paroi, adjacentes aux protubérances respectives et s'étendant en éloignement des parties de siège de rail, une série correspondante d'attaches en forme de U ayant chacune un doigt supérieur, un talon et un doigt inférieur, le doigt supérieur appuyant vers le bas sur une semelle de rail, le doigt inférieur s'étendant à travers l'une des ouvertures qui lui correspond et appuyant vers le haut sur la surface inférieure de la protubérance adjacente et le talon appuyant vers le bas sur la partie supérieure de la traverse adjacente à l'ouverture. Cet agencement présente de nombreux avantages. En premier lieu, il est bon marché étant donné qu'il ne nécessite que le façonnage de la traverse, pour y former les protubérances et les ouvertures requises, et la fabrication d'une série d'attaches et, dans certains modes de réalisation, chaque attache a une forme en section transversale constante. On effectue l'assemblage simplement en poussant les attaches en direction du rail, la disposition naturelle d'une attache avant d'être enfoncée étant telle qu'un marteau la frappe dans la bonne direction et on effectue le démontage en prenant appui contre le rail ou une autre surface de butée et en retirant l'attache concernée. Si les protubérances ne s'étendent que sur une partie de la largeur de la traverse, il n'y a, au plus, qu'une perte négligeable de résistance et, cependant, chaque protubérance constitue une région de flexion qui réduit l'incidence de la concentration des con- traintes autour de l'ouverture adjacente - Si les parois qui délimitent les ouvertures ont des surfaces arrondies dans les angles, il est assuré une inhibition supplémentaire de la concentra- tion des contraintes et, dans tous les cas, les ouvertures sont écartées du bord de la semelle du rail d'une distance telle qu'elles sont situées en dehors de la région de la traverse soumise aux plus fortes contraintes. Les surfaces qui délimitent les ouvertures servent efficacement à retenir l'attache à l'encontre d'un mouvement de torsion ou d'un mouvement longitudi- nal. Si la paroi intérieure de l'ouverture et une face de l'attache ont une forme complémentaire, il est ainsi formé une limite empêchant un enfoncement excessif qui réduit le risque d'un enfoncement excessif de l'attache vers l'intérieur, un tel enfoncement excessif de l'attache étant empêché par la venue en butée de cette face de l'attache contre cette paroi intérieure. Dans tous les modes de réalisation, il y a une plus petite distance latérale entre les surfaces d'appui supérieure et inférieure de l'attache qu'entre la surface d'appui inférieure de l'attache et son talon, de sorte que la plus grande partie de la charge de pression engendrée par la tension de l'attache est appliquée à la semelle du rail et une très petite charge de pression, sans grand effet, est appliquée au talon de l'attache Ceci se traduit par une excellente constante de ressort et réduit à la fois-les contraintes dans le métal de l'attache et la fatigue de ce métal. L'engagement du doigt inférieur au-dessous de la protubérance a pour résultat une action d'enclenchement brusque qui s'oppose à un décrochage accidentel de l'attache. On décrira maintenant de manière plus détaillée des modes de réalisation de l'invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue partielle, en coupe longitudinale, d'un rail, cette vue montrant un petit rail retenu en appui contre son siège de rail par une attache élastique; La figure 2 est une vue en coupe semblable d'un rail plus gros; La figure 3 est une vue en coupe horizontale, prise suivant les lignes 3-3 de la Figure 2; La figure 4 représente un second mode de réalisation dans lequel l'ouverture de montage de l'attache est formée dans une partie de la traverse qui a un moment de résistance accru; La figure 5 est une vue en coupe, semblable à celle des figures 1 et 2, qui représente un rail pour "transports lourds" isolé de sa traverse qui est une traverse en acier; et La figure 6 est une vue en coupe semblable à celle des figures 1 et 2 qui représente un rail pour "transports lourds" isolé de sa traverse, cette traverse ayant une base en béton. Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2, un rail 10 est retenu en appui contre une partie de siège 11 de rail d'une traverse 12 en acier, la partie de siège 11 de rail étant formée entre deux protubérances 13 qui font saillie vers le haut, les protubérances 13, cependant, se prolongeant vers le bas sous forme de protubérances 14 de paroi latérale qui s'étendent sur une courte distance vers le bas le long des parois latérales et renforcent ainsi les parois latérales de la traverse 12 à l'emplacement du rail. Deux ouvertures s'étendent en éloignement de chaque protubérance 13 (par rapport au siège il de rail), une de chaque côté du siège il de rail, ces ouvertures étant désignées par la référence 16 et étant délimitées par des parois latérales 17, une paroi 18 d'extrémité extérieure et une paroi 19 d'extrémité intérieure (par rapport au siège il de rail) Les angles des ouvertures sont arrondis. Bien qu'on n'ait représenté que deux attaches 21 sur la figure 1, quatre attaches 21 qui sont en appui contre les côtés opposés des talons des deux rails 10 de la voie sont utilisées avec chaque-tra - verse Chaque attache 21 comporte un doigt supérieur 22, un doigt inférieur 23 et elle a une forme générale en U ayant un talon 24. Le doigt inférieur 23 est formé de façon à avoir une surface convexe orientée vers le haut qui vient en appui vers le haut contre la surface inférieure d'une protubérance respective 13 lorsque l'attache est enfoncée à fond et, de ce fait, le doigt inférieur 23 comporte une surface de came 25 inclinée vers le bas et vers l'intérieur L'extrémité intérieure du doigt supérieur 22 est incurvée vers le haut de sorte que le doigt supérieur comporte également une surface de came qui a été désignée par la référence 26 On fabrique la traverse en découpant à l'emporte-pièce la paroi supérieure pour former les ouvertures 16 puis en déformant la traverse de façon à former les protubérances 13 et 14 (bien que cet ordre puisse être inversé). Lorsqu'une attache est enfoncée en place de façon à venir en appui contre la surface supérieure de la semelle d'un rail, sa surface de came 25 se déplace par une action de came sous la paroi intérieure 19 pendant qu'elle passe à travers l'ouverture concernée. En même temps, la surface de came 26 du doigt supérieur 22 se déplace par une action de came au-dessus de la surface supérieure de la semelle du rail (ou, dans le cas du mode de réalisation des figures 5 et 6 du patin isolant 28) et, de ce fait, l'assemblage est effectué d'une manière extrêmement facile L'enfoncement est facilité étant donné que, lorsque l'attache commence à pénétrer dans son ouverture, elle est placée dans une disposition inclinée de sorte qu'elle est alignée avec la tangente de l'arc de balancement d'une masse. On peut effectuer le démontage en accrochant un outil dans l'attache en forme d'épingle à cheveu et en prenant appui contre la protubérance ou contre le rail pour déplacer l'attache vers l'extérieur dans une direction transversale. Les flèches A, B et C des figures 1 et 2 indiquent les forces qui sont appliquées à l'attache et on peut voir que ces forces ont tendance à ouvrir l'attache de façon à accroître l'espace délimité entre les branches de l'attache. Dans le mode de réalisation de la figure 1, étant donné que le rail est un rail léger, la traverse 12 a une faible épaisseur de paroi et, par conséquent, les surfaces des protubérances peuvent être formées de façon à s'étendre à une plus forte inclinaison que dans les autres modes de réalisation La forte pente de la surface 30, à l'emplacement o elle vient en butée contre le bord 19, comme représenté sur la figure 1, est suffisante pour empêcher que l'attache 21 soit enfoncée excessivement, ce qui pourrait avoir pour effet qu'elle serait positionnée d'une manière incorrecte ou tendue au-delà de sa limite élastique. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, les parois latérales 17 qui déli- mitent l'ouverture 16 convergent en direction du rail (et, par conséquent, en direction de la zone de la traverse soumise à de fortes contraintes) de façon (a) à réduire la surface totale de l'ouvertureet réduire ainsi la perte de résistance mécanique, (b) à éloigner davantage du rail le plan de faiblesse et (c) à fournir des moyens supplémentaires pour empêcher un enfoncement excessif des attaches 21 Suivant une variante, on peut utiliser une ouverture rectangulaire et réduire la largeur du doigt inférieur 23 pour former des épaule- ments de butée qui viennent en appui contre les parois 19 pour limiter l'enfoncement de l'attache. En outre, dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, un déplacement accidentel vers l'exté- rieur de l'attache 21 est empêché par une surface supérieure inclinée 31 de la traverse 10. Dans le mode de réalisation de la figure 4, la paroi supérieure de la traverse 12 est surélevée à l'emplacement de l'ouverture 16 de manière à comporter une plateforme 32 qui fournit une surface de plus grand moment de résistance que le reste de la traverse et c'est dans cette région qu'est formée l'ouverture 16. Dans le mode de réalisation de la figure 6, une traverse 33 a une base en béton dans laquelle sont encastrés quatre épaulements 34 ayant chacun la forme d'un U retourné Des épaulements identiques 34 peuvent être encastrés à différentes profondeurs pour différentes traverses Les surfaces inférieures des parties de pont des épaulements sont écartées de la surface supérieure du béton pour laisser l'espace nécessaire ppur recevoir le doigt inférieur 23. On notera que la présente invention offre les avantages ci-après par rapport à la technique antérieure ( 1) les surfaces des protubérances maintiennent l'écartement de la voie ainsi que la position des attaches; ( 2) un enfoncement excessif de l'attache est empêché (ainsi que l'endommagement de l'attache qui en résulte); ( 3) la pression A du talon est plus faible que l'une et l'autre des pressions d'appui B et C ( 4) il n'est pas nécessaire que les ouvertures aient des angles vifs avec la concentration de contrain- tes qui en résulte; ( 5) l'invention est applicable à des traverses ayant une base en béton aussi bien qu'à des traverses en acier; ( 6) les attaches sont faciles à enfoncer et faciles à retirer; ( 7) les attaches s'accrochent à la traverse d'une manière extrêmement sûre et avec une action d'enclenchement brusque ( 8) les ouvertures sont écartées des zones de la traverse qui sont soumises aux plus fortes con- traintes; ( 9) les attaches ont un profil bas ( 10) les ouvertures sont situées à l'extérieur d'une zone qui fléchit facilement. REVENDICATIONS 1. Un ensemble de traverse de chemin de fer et d'attache pour rail pour fixer la semelle d'un rail ( 10) à une traverse comprenant: une traverse ( 12, 33) ayant des protubé- rances ( 13) s'étendant vers le haut à partir de sa partie supérieure, les protubérances délimitant entre elles une partie de siège ( 11) de rail qui porte un rail respectif et le retient de façon à maintenir l'espacement de voie, cet ensemble étant caractérisé en ce qu'il comporte: plusieurs surfaces ( 17, 18, 19) délimitant une ouverture ( 16) disposées dans la paroi supérieure de la traverse, formant des ouvertures ( 16) qui la tra- versent, adjacentes aux protubérances et s'étendant en éloignement des parties de siège de rail; une série correspondante d'attaches ( 21) en forme de U ayant chacune un doigt supérieur ( 22), un talon ( 24) et un doigt inférieur ( 23), le doigt supérieur appuyant vers le bas sur une semelle de rail, le doigt inférieur s'étendant à travers une ouverture respective ( 16) et appuyant vers le haut sur la surface inférieure de la protubérance adjacente et le talon appuyant vers le bas sur la partie supérieure de la traverse au voisinage de l'ouverture. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les protubérances ( 13) sont disposées en deux paires, les protubérances de chaque paire étant espacées l'une de l'autre et délimitant entre elles la partie de siège ( 11) de rail. 3 Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacune des protubérances ( 13) ne s'étend que sur une partie de la largeur de la surface supérieure de la traverse. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacune des protubérances ( 13, 14) s'étend sur toute la largeur de la surface supérieure de la traverse et sur une partie de la hauteur des parties latérales à partir de la surface supérieure. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune des surfaces délimitant une ouverture ( 16) est située dans la partie de la paroi supérieure de la traverse qui s'étend en éloignement de la protubérance adjacente. 6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque doigt infé- rieur ( 23) comprend une surface de came ( 25) qui s'incline vers le bas jusqu'à une extrémité et qui se prolonge par une partie s'étendant vers le haut, cette partie s'étendant vers le haut étant cette partie du doigt qui appuie vers le haut sur la surface inférieure de la protubérance adjacente. 7 Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque doigt supérieur ( 22) comporte une surface de came ( 26) qui s'incline vers le haut en direction de son extrémité. 8. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure de la traverse ( 12) comprend plusieurs plateformes ( 32) dont chacune s'étend en éloignement d'une protubérance res- pective ( 13) et dont chacune comporte une ouverture respective ( 16), le moment de résistance de la tra- verse étant plus grand à l'emplacement de la plateforme qu'à d'autres emplacements de la longueur de la traverse. 9. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque attache ( 21) comporte une surface ( 30) fortement inclinée qui est en butée contre une paroi de bord intérieure ( 19) de l'ouverture correspondante ( 16), empêchant un enfoncement excessif de l'attache. 252 C 398 10. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois latérales ( 17) de chacune des ouvertures ( 16) convergent en direction de la protubérance adjacente correspondante ( 13). 11 Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que les parois latérales de la branche inférieure de l'attache ( 21) convergent en direction de l'extrémité du doigt inférieur ( 23). 12. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la traverse ( 33) comporte une base en béton et des épaulements ( 34) s'étendant vers le haut au-dessus de la base en béton, la partie supérieure de la traverse étant constituée par les parties supérieures des épaulements. 13 Ensemble selon la revendication 12, caractérisé en ce que chacun des Épaulements ( 34) a une forme en U retourné et comporte des branches qui s'étendent vers le bas dans la base en béton et y sont retenues.