Brevet FR2485579A1 — publié le 19811231

La présente invention concerne un dispositif élas- tique de fixation d'un rail sur son support, du type com- portant un ressort qui est mis en tension entre une pièce d'ancrage et le patin du rail au moment du montage, et qui ainsi exerce une force de serrage sur ce patin sans l'uti- lisation de boulons, de vis ou autres organes analogues. Il est bien connu que les dispositifs de fixation de ce genre présentent le grand avantage d'éviter les ris- ques d'excès de serrage, ainsi que les risques de desser- rage accidentels. Toutefois l'utilisation de ces disposi- tifs se heurte à l'inconvénient important constitué par la difficulté de mise en place du rail sur son support à son emplacement exact. En outre le ressort et la pièce d'ancrage étant deux constituants métalliques, il est gé- néralement nécessaire d'intercaler une pièce isolante en- tre le patin du rail et chacun de ces deux organes. Or cette pièce isolante subit des conditions de travail très sévères, car elle est soumise à la fois à des efforts de compression élevés et à une usure résultant des mouvements relatifs entre le patin du rail reposant sur une semelle élastique et la pièce d'ancrage fixée au support. Elle risque donc d'être détériorée de manière prématurée et dangereuse. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant un dispositif élastique de fixa- tion de rail, qui permette la mise en place sûre et facile du rail à son emplacement exact et dans lequel les mouve- ments du patin du rail par rapport au support ne risquent plus de provoquer une usure excessive des pièces. Cette invention a en effet pour objet un dispositif élastique de fixation d'un rail sur son support, qui com- porte un ressort rendu solidaire du support à l'une de ses extrémités, et recourbé en direction du rail, dont la branche dirigée vers le rail a une épais- seur progressivement décroissante et une longueur infé- rieure à la distance qui sépare la courbe du ressort du patin du rail, et un palonnier qui appuie à une extrémité sur le patin du rail et, à son extrémité opposée, sur le support et qui est serré par l'extrémité mince du ressort en un point intermédiaire voisin du bord du patin du rail. Dans un tel dispositif le ressort n'appuie pas di- rectement sur le patin du rail mais appuie sur le palon- nier, en un point situé à l'extérieur de ce patin. Par suite le ressort peut être mis en place sur le support avant l'installation du rail luimême, le palonnier étant ensuite glissé entre le patin et le ressort. Le rail peut donc être monté avec précision à son emplacement exact, sans difficulté. Par ailleurs lorsqu'une pièce isolante est nécessaire, cette pièce peut être constituée par le palonnier lui-même, ce qui réduit le nombre des pièces du dispositif. Selon un mode de réalisation préféré, le palonnier présente à sa-partie supérieure une surface incurvée,de forme correspondant à celle de l'extrémité mince du res- sort, de sorte que ces deux organes peuvent pivoter l'un par rapport à l'autre autour d'un axe horizontal, lors des déplacements du rail. Les risques d'usure prématurée et dangereuse sont ainsi pratiquement supprimés. La description ci-dessous de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avan- tages et caractéristiques de l'invention. Sur les dessins: - la fig. 1 est une vue en coupe d'un dispositif élastique de fixation de rail selon l'invention; - la fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la fig. 3 est une vue schématique illustrant un moyen de mise sous tension d'un ressort selon l'invention; - la fig. 4 est une vue à plus grande échelle, éga- lement en coupe, d'une variante de réalisation du disposi- tif de la figure 1; - les fig. 5 et 6 sont des vues analogues à la figure 4, de deux autres modes de réalisation du dispositif de l'invention. Comme le montre la figure 1, le dispositif de l'in- vention est destiné à la fixation d'un rail 1 sur un sup- port 2, qui est par exemple une traverse en béton, une se- melle élastique 4 étant interposée entre le rail et son support. Dans le mode de réalisation représenté sur cette figure, la semelle élastique 4 comporte deux rebords laté- raux 6 destinés à jouer le rôle de butées latérales du rail pour maintenir l'écartement correct de la voie, et l'en- semble de cette semelle 4 avec ses rebords 6 est placé dans un évidement du support 2. A une- distance relativement importante du rebord 6, c'est-à-dire à une distance d'environ 10 cm au minimum, est encastrée une lame d'acier à ressort 8 qui comporte une branche 10 sensiblement perpendiculaire à la face su- périeure-du support 2, et encastrée dans celui-ci. A l'ex- térieur de ce support la lame 8 est recourbée en forme de col de cygne pour constituer une seconde branche, ou bras, 12 sensiblement horizontale qui est dirigée vers le patin du rail 1. La longueur de la branche 12 est toutefois in- férieure à la distance entre la branche 10 et le patin 11 du rail, de sorte que son extrémité est en retrait par rapport à la verticale du flanc vertical 13 de ce patin 11. La branche 12 a en outre une épaisseur qui décroît progres- sivement en direction du rail 1. Par exemple l'épaisseur maximale de la lame de ressort 8, c'est-à-dire l'épaisseur de la branche encastrée 10, peut être de l'ordre de 10 à mm, tandis que son épaisseur minimale, c'està-dire l'épaisseur de l'extrémité libre 14 de la branche 12, est de l'ordre de 4 à 5 mm. Le ressort a ainsi une épaisseur qui varie en fonction du moment fléchissant auquel il est soumis et constitue un ressort sensiblement d'égale résis- tance à la flexion. Par suite, pour un poids minimum d'acier il offre à la fois la force maximum et la flexi- bilité la plus grande. L'extrémité mince 14 de la branche 12 appuie sur la surface supérieure d'un palonnier 16, qui repose à l'une de ses extrémités, en 17, sur le patin 11 du rail et à son autre extrémité, en 18, sur le support 2 au voisinage de la branche d'encastrement 10 du ressort. Les points d'ap- pui 17 et 18 sont situés de part et d'autre de la verticale du point 15 d'application sur le palonnier 16 de la force F de serrage exercée par le ressort 8, mais à des distances nettement différentes de cette verticale. Par suite le bras de levier 1i séparant le point d'appui sur le patin du rail du point d'application de la force de serrage du ressort est beaucoup plus court (environ quatre fois au moins) que le bras de levier 12 séparant ce même point 15 d'applica- tion de la force de serrage du point d'appui sur le support du rail, ce qui assure une bonne répartition de l'effort de serrage sur ces deux organes. De préférence l'extrémité mince 14 du ressort 8 est incurvée de façon à présenter une forme sensiblement cy- lindrique, tandis que le palonnier 16 présente une cour- bure correspondante. Dans le mode de réalisation représen- té sur la figure 1, l'extrémité mince 14 présente une con- cavité tournée vers l'extérieur et le palonnier 16 com- porte une gorge de diamètre analogue. Le palonnier est ainsi à la fois guidé et maintenu par rapport au ressort 8, dans le sens perpendiculaire au rail 1, ce qui l'empé- che de tourner par rapport à ce railtandis qu'il peut pivoter légèrement par rapport à l'extrémité 14 et répar- tir ainsi la force de serrage F sur une surface suffisante. De préférence l'extrémité cylindrique 14 du ressort 8 comporte une déformation ou bossage 20 (fig. 2), qui coo- père avec un cran homologue ménagé dans la gorge cylin- drique du palonnier 16, de façon à empêcher ce palonnier de glisser parallèlement au rail 1. Le palonnier 16 peut être réalisé en tout matériau approprié et notamment en métal. Toutefois, lorsqu'il est désirable d'isoler électriquement le ressort 8 du rail 1 ce palonnier est réalisé en un matériau électriquement iso- lant. Son épaisseur peut alors être suffisamment impor- tante pour permettre de le réaliser en une matière bon marché, utilisant le moins possible de dérivés du pétrole, telle qu'un-bois résinifié et/ou lamellé, ou des fibres agglomérées. La coopération des surfaces cylindriques du palonnier et de l'extrémité 14 du ressort 8 permet de ré- partir la force de serrage sur une surface suffisante pour que la pression subie par ce palonnier soit compatible avec une telle matière sans qu'il soit nécessaire de la renforcer par une plaque ou armature métallique. Le nombre des éléments constituant le dispositif de fixation,et-tout particulièrement des constituants métal- liques, est ainsi limité ce qui réduit le poids total du dispositif et bien entendu son cot. La mise en place exacte du rail peut par ailleurs s'effectuer sans problème. En effet, lors de cette instal- lation le ressort 8 est tout d'abord encastré dans la tra- verse 2 et l'élasticité de la branche 12 tend à la rappro- cher de cette traverse 2, de sorte que l'extrémité cylin- drique 14 prend la position représentée en trait mixte sur la figure 1, c'est-à-dire une position proche de la traverse et du bord latéral 6 de la semelle élastique 4, mais en retrait par rapport à la face interne de ce bord latéral. Le rail 1 est ensuite mis en place sur la se- melle 4, entre les deux bords latéraux 6 qui le guident et règlent sa position. L'extrémité 14 du ressort 8 doit alors être soulevée pour permettre l'introduction du palonnier 16 par translation parallèle au rail 1, puis cette extrémité est appuyée sur le palonnier lui-même, dans la position représentée en trait plein sur la figure 1. Il est clair que la déformation élastique du ressort 8, résultant du passage de l'extrémité 14 de la position initiale de repos indiquée en trait mixte à la position d'utilisation indi- quée en trait plein, détermine la valeur de la force de serrage exercée par ce ressort. L'épaisseur et la forme du palonnier sont donc choisies en fonction de la force de serrage désirée. Le soulèvement de la partie cylindrique mince 14 du ressort 8 en vue de l'introduction du palonnier 16 peut être obtenu à l'aide de ce palonnier lui-même en donnant à la gorge 21 de logement de l'extrémité cylindrique 14 des génératrices inclinées, comme le montre la figure 2. Dans ce cas l'extrémité cylindrique 14 a elle-même des gé- nératrices inclinées de la même valeur. Cette inclinaison est par exemple de l'ordre de 10%. Le palonnier 16 est alors introduit sous l'extrémité 14, à la manière d'un coin, et soulève progressivement le ressort au fur et à mesure de son déplacement parallèle au rail. Lorsque le bossage 20 pénètre dans le cran correspondant de la gorge 21 du palonnier 16, le soulèvement du ressort a atteint l'amplitude voulue pour obtenir la force de serrage dé- sirée. Bien entendu il peut, dans certains cas, être jugé préférable de soulever le ressort au moyen d'une machine extérieure placée sur le rail, ou au moyen d' un levier ou d'un pied de biche suffisamment long, tel que celui représenté en 22 sur la figure 3. L'extrémité mince du ressort 8 est alors repliée pour former un crochet 24 dans lequel peut s'emboîter l'extrémité du levier 22 qui, en prenant appui sur l'extrémité 25 la plus épaisse de la branche 12 du ressort, soulève ce crochet d'une amplitude légèrement supérieure à celle nécessaire pour obtenir la force de serrage désirée. La course du levier 22 peut, par exemple, être limitée par une butée 26 venant s'appliquer contre le support 2 pour éviter' une déformation excessive du ressort 8. Le palonnier 16 est alors facilement intro- duit sous le crochet 24 qui est libéré pour venir s'ap- pliquer sur lui, de la même manière que l'extrémité 14. Quelle que soit la solution choisie pour soulever l'extrémité du ressort 8 et le mettre sous tension, le dispositif de fixation permet une mise en place précise et exacte du rail à côté du ressort, puis un serrage ef- ficace de ce rail par l'intermédiaire du palonnier. Bien entendu ce dispositif de fixation peut être utilisé tout aussi efficacement lorsque la semelle élas- tique sur laquelle est posé le rail ne comporte pas de - rebords latéraux, et notamment dans le cas o le support est constitué par une plaque ou selle d'acier, ou par une traverse métallique plate, ainsi que le montre la fi- gure 4. Dans ce cas le rail 1 est posé sur une semelle isolante plate 28, placée à la surface du support plat 30. Au lieu d'être encastrée dans le béton la branche de fixa- tion du ressort 31 est maintenue contre la surface supé- rieure du support par l'intermédiaire de rivets ou vis à tête fraisée 32, et d'une contre-plaque métallique 34, qui maintiennent la branche 31 étroitement serrée sur le support 30. Une plaque 36,en appui à une extrémité con- tre le bord 13 du patin du rail 1 et à son autre extrémité contre le bord 33 de la branche 31 du ressort, assure le maintien latéral du rail. La longueur de cette plaque 36, mesurée perpendiculairement au rail, non seulement est" supérieure à la distance entre le bord extrême 33 de la branche 31 et l'extrémité mince 14 du ressort, mais est suffisamment grande pour que la plaque 36 puisse jouer sensiblement le rôle d'une bielle suivant les petits mou- vements verticaux du patin du rail, sans qu'il y ait frot- tement relatif et usure, l'appui sur le bord extrême 33 du ressort jouant alors le rôle d'une semi articulation. Dans ce mode de réalisation le palonnier 16 est en appui, à une extrémité, sur le patin du rail et, à son extrémité oppo- sée, sur la contre-plaque 34 qui est solidaire du support 30. La plaque 36 est en une matière résistant bien à la compression et, de préférence, électriquement isolante. Une plaque de maintien latéral du rail peut égale- ment être utilisée avec un ressort 8 encastré dans un sup- port en béton, ainsi que le montre la figure 5. Dans le mode de réalisation représenté sur cette figure, le rail 1 est posé sur une semelle élastique plate 38 recouvrant une partie de la surface supérieure du support ou traverse en béton 2. Une plaque de butée latérale 40 appuie, à une de ses extrémités, d'une part oentre la branche de fixation 10 du ressort 8, et d'autre part sur le support en béton 2 lui-même, et repose à son extrémité opposée sur la se- melle élastique 38. Cette plaque 40 détermine l'emplace- ment exact du patin du rail 1 et permet son installation avant la mise en place du palonnier 16. Elle peut toute- fois être d'une seule pièce avec ce palonnier, ce qui a l'avantage d'en simplifier l'exécution et le montage en voie, tout en donnant à l'ensemble une meilleure résis- tance mécanique et diélectrique. Dans ce dernier cas il est particulièrement avantageux de donner à la partie in- férieure de l'ensemble palonnier plus plaque de butée 16, 40 une forme carrée, la largeur du palonnier 16 paral- lèlement à l'axe longitudinal du rail étant égale à la longueur de la plaque 40, c'est-à-dire à la distance qui doit séparer la branche 10 de fixation du ressort du bord 13 du patin du rail. La pièce combinée 16-40 est alors mi- se en place contre la branche 10, dans une position ini- tiale perpendiculaire à sa position de fonctionnement nor- mal, c'est-à-dire de façonque son bord extrême de faible épaisseur 41 soit perpendiculaire à la branche 10 et aille de cette branche à la position désirée pour le bord 13 du patin du rail. Une rainure cylindrique 42, ménagée dans la surface supérieure du palonnier 16, au voisinage du bord extrême 41, reçoit l'extrémité cylindrique 14 du ressort 8 1o sans la soulever, c'est-à-dire dans sa position basse de repose ou en la soulevant légèrement pour l'immobiliser pendant les transports et manutentions. Lorsque le rail 1 a été mis en place à son emplace- ment correct, grâce au guidage de la face latérale de la pièce 16-40, cette pièce est retirée par une translation parallèle au rail, puis tournée de 900 autour d'un axe vertical, et réintroduite de manière que son bord 41 vien- ne en application contre la branche d'encastrement 10,tan- dis que son extrémité opposée s'applique sur le bord du patin du rail, comme le montre la figure 5. Dans cette po- sition l'extrémité cylindrique 14 du ressort est soulevée et exerce la force de serrage désirée. Bien entendu la butée du bord mince 41 du palonnier 16 contre la branche de fixation 10 du ressort 8 peut être remplacée par une butée contre-un épaulement du support 2. La figure 6 montre un exemple de réalisation de ce type dans lequel un palonnier 46,formant également plaque de butée latérale, est en appui contre un épaulement 44 du support 2, tandis que la branche de fixation 10 du ressort 8 est encastrée dans ce support au-delà de cet épaulement. De la même manière, l'extrémité mince sensiblement cylindrique du ressort 8 peut avoir sa concavité tournée vers le support. Une telle extrémité 48 coopère alors avec un bossage de surface correspondante 50 du palon- nier 46 (fig. 6). Dans ce mode de réalisation, comme dans les précédents, la force de serrage F exercée par le res- sort se décompose en une réaction F, qui est la force ef- fective de serrage sur le rail, en 17, et une réaction F2 en 18 sur le support 2, et il est clair que la fixation élastique sera d'autant meilleure que le rapport entre les longueurs des deux bras de levier du palonnier sera plus grand. Or les conditions de travail de ce palonnier per- mettent facilement d'allonger le bras de levier en appui sur le support. En outre, la possibilité pour le palonnier d'assurer à la fois le report sur le rail de la majeure partie de la force de serrage exercée par le ressort et également la transmission au support des forces latérales exercées par le rail, ainsi éventuellement que-l'isolement élec- trique du rail par rapport au ressort, permet la réalisa- tion d'un dispositif de fixation comportant un très faible nombre de pièces constitutives et, par suite, d'un co t réduit, bien que particulièrement efficace et facile à met- tre en place. il - REVENDICATIONS -. 1 - Dispositif élastique de fixation d'un rail sur son support, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort (8), rendu solidaire du support (2) à l'une de ses extrémités, et recourbé en direction du rail (1) dont la branche (12) dirigée vers le rail a une épaisseur progressivement décroissante et une longueur inférieure à la distance entre la courbure et le patin du rail; et un pa- lonnier (16) qui appuie à une extrémité sur le patin du rail (en 17), et à l'autre sur le support (en 18) et qui est serré par l'extrémité mince (14) du ressort en un point intermédiaire voisin du-bord du patin du rail, mais exté- rieur à ce dernier. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte une butée (6, 36, 40) de main- tien latéral du patin du rail. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le palonnier (16, 46) est for- tement dissymétrique, le.bras de levier séparant le point d'application de la force de serrage,par l'extrémité mince du ressortdu point d'appui sur le patin du rail étant net- tement plus court que l'autre bras de levier. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité mince du ressort a une forme incurvée sensiblement cylindrique et coopère avec une partie de forme homologue de la surface supé- rieure du palonnier sur laquelle elle s'appuie. - Dispositif suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que les génératrices de l'extrémité cylindri- que du ressort et de la surface homologue du palonnier sont inclinées par rapport à l'horizontale, de sorte que le palonnier forme un coin de soulèvement de l'extrémité du ressort. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caracté- risé en ce que l'extrémité mince du ressort est recourbée de façon à constituer un crochet d'introduction d'un ou- til de soulèvement. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la butée latérale de maintien du rail est constituée par une plaque dont l'extrémité oppo- sée au rail est en appui sur le support et en butée contre un épaulement solidaire de ce support, le palonnier étant posé sur cette plaque. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caracté- risé en ce que le palonnier et la plaque de butée du rail sont d'une seule pièce, la plaque de butée ayant une sur- face sensiblement carrée. 9 - Dispositif suivant la revendication 8, caracté- risé en ce que le palonnier comporte, dans sa surface supé- rieure, au voisinage de son bord extrême le plus mince, une rainure de section cylindrique correspondant à la fonme de l'extrémité mince du ressort, et permettant le blocage de cette extrémité en position de repos. 10 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité (31) de fixation du ressort est repliée parallèlement au support et serrée contre ce dernier par au moins une vis ou rivet (32). 11 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le palonnier est réalisé en un matériau isolant, tel qu'un bois imprégné de résine, lamel- lé ou non, un matériau en fibres agglomérées par une ré- sine, ou analogue.