Brevet FR2702500A1 — publié le 19940916

Perfectionnements aux dispositifs pour relier horizontale- ment entre elles des lisses de sécurité ou pièces analo- gues. L'invention est relative aux dispositifs pour relier horizontalement entre elles deux pièces allongées horizontalement destinées à former ensemble une portée continue, la liaison entre ces pièces remplissant les deux conditions suivantes: en temps normal, des déplacements horizontaux mutuels relativement lents sont rendus possibles entre les deux pièces, déplacements tels que ceux dus aux déforma- tions thermiques, en cas d'application d'un choc sur l'une au moins des deux pièces, susceptible de solliciter brusque- ment à l'écartement ces deux pièces, celles-ci doivent être solidarisées instantanément entre elles par un effet de blocage qui interdit ladite séparation. L'invention s'applique plus particulièrement au cas o les forces F susceptibles de solliciter brusquement à l'écartement les deux pièces considérées sont relative- ment élevées, étant typiquement supérieures à une tonne: les pièces en question sont par exemple les lisses horizontales constituant des barrières de sécurité disposées en bordure d'un pont, au droit des joints de dilatation de ce pont. Dans les modes de réalisation connus des disposi- tifs de liaison du genre en question, ces dispositifs sont conçus et dimensionnés de façon à encaisser eux-mêmes totalité des forces F mises en jeu lors des chocs, de sorte qu'ils sont relativement encombrants, pesants et coûteux. L'invention a pour but, surtout, de rendre les dispositifs de liaison considérés tels qu'ils répondent mieux que jusqu'à ce jour aux différentes exigences de la pratique, notamment en ce qu'ils sont relativement économiques, légers et peu encombrants: en particulier, dans le cas o ils servent à relier entre elles des lisses constituées par des profilés creux, ils peuvent être logés à l'intérieur de ces profilés. A cet effet, les dispositifs de liaison du genre en question selon l'invention, destinés à relier horizon- talement entre elles deux pièces allongées horizontalement et disposées dans le prolongement l'une de l'autre, comprennent d'une façon connue en soi un tronçon intermé- diaire ayant un profil semblable à celui des deux pièces, monté à glissement doux entre ces deux pièces de façon à maintenir la continuité de la liaison tout en autorisant les variations de l'écartement mutuel des deux pièces et ils sont essentiellement caractérisés en ce qu'ils comprennent un premier bloc solidaire de l'une des pièces, un second bloc solidaire de l'autre pièce, une armature résistant à la traction traversant les deux blocs, des moyens pour ancrer en permanence une extrémité de l'arma- ture sur le premier bloc vis-à-vis de ses sollicitations à la traction en direction du second bloc, un dispositif d'ancrage tronconique à clavettes compris par le second bloc et entourant une portion de l'armature de façon à pouvoir ancrer celle-ci sur ce second bloc vis-à-vis de ses sollicitations à la traction en direction du premier bloc, un dispositif à ressort porté par le second bloc, sollicitant axialement les clavettes dans le sens pour lequel elles libèrent l'armature, une tige prolongeant l'armature au-delà du second bloc, tige solidarisée avec un piston, un pot cylindrique entourant la portion de ll tige qui comprend le piston de façon telle que ce dernier divise l'intérieur dudit pot en deux compartiments étanches reliés entre eux par un passage étranglé au niveau dudit piston, une masse de matériau incompressible et lentement déformable remplissant les deux compartiments du pot et le passage étranglé, un manchon solidaire du pot, interposé axialement entre celui-ci et la base élargie des clavettes et une bague solidaire du second bloc, propre à coopérer avec le manchon de façon à le maintenir, au repos, en sa position axialement juxtaposée contre les clavettes. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: l'armature est constituée par un toron lui-même composé par un faisceau de brins métalliques entourant un brin métallique central et la tige est constituée par un prolongement du seul brin central de ce toron, les brins périphériques de ce dernier étant interrompus au niveau du manchon, le dispositif à ressort comprend un ressort hélicoïdal de compression entourant la portion d'armature disposée à l'entrée, du second bloc, disposée du côté du premier bloc, un étui cylindrique solidaire de ce second bloc et entourant ledit ressort et une douille épaulée interposée axialement entre le ressort et les extrémités étroites des clavettes, les pièces à relier sont deux tronçons de lisse constitués par des profilés creux et les blocs sont fixés, notamment par vissage, à l'intérieur des extrémités concernées de ces deux tronçons. L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limita- tive. La figure 1, de ces dessins, montre en coupe horizontale selon I-I, figure 2, les extrémités de deux tronçons de lisses reliées entre elles selon l'invention. La figure 2 montre à plus petite échelle une coupe transversale verticale d'une barrière de sécurité de pont qui comprend trois lisses horizontales superposées mettant en application l'invention. La figure 3 est une vue agrandie et plus détaillée d'une portion de la figure 1. Le mode de réalisation ici choisi à titre d'exem- ple concerne une barrière de sécurité 1 propre à équiper un bord d'un pont routier 2 en vue d'empêcher les véhicu- les circulant sur ce pont, ou les chargements de ces véhicules, de basculer accidentellement à l'extérieur du pont. Cette barrière est ici constituée par trois lisses horizontales 3 constituées par des profilés creux de section carrée ou rectangulaire à angles arrondis et portées l'une au-dessus de l'autre par des piètements 4 reposant sur le tablier du pont. Chaque lisse 3 est elle-même composée par une suite de tronçons 31, 32 raccordés entre eux deux à deux par des dispositifs de liaison, lesquels doivent remplir les conditions suivantes: ils assurent la continuité de la liaison entre les tronçons 31 et 32, en temps normal, ils rendent possible la "respiration" de la lisse concernée, c'est-à-dire les déplacements mutuels relativement lents et de faible amplitude observables entre les deux tronçons, et dus notamment aux variations thermiques, enfin, ils doivent solidariser brusquement et fermement ces deux tronçons dès que se manifeste sur l'u. d'entre eux un choc tendant à l'écarter de l'autre. A cet effet, on dispose à l'intérieur des deux extrémités, raccordées entre elles, des deux tronçons 31 et 32 un fourreau 30 ayant le même profil que chacune de ces extrémités, mais un peu plus petit de façon à rendre possibles les coulissements relatifs entre ce fourreau et ces extrémités sans pour autant interrompre la continuité générale de l'ensemble. On fixe en outre respectivement dans ces deux extrémités deux blocs 5 et 6, notamment par vissage à l'aide de vis 7,8. Le bloc 5 est évidé par un trou cylindrique 9 propre à recevoir de façon quasi jointive une armature 10 présentant une forte résistance à la traction. Une extrémité de cette armature 10 est coiffée par un manchon filé 11 solidement fixé sur elle, et ce manchon filé 11 prend appui horizontalement sur la face transver- sale, du bloc 5, la plus éloignée du bloc 6, notamment à l'intérieur d'une cuvette 12 prévue à cet effet. Ledit manchon 11 est avantageusement solidarisé avec le bloc 5 à l'aide d'un étui cylindrique 31 qui l'enveloppe et qui est vissé sur ce bloc. Le bloc 6 est également évidé par un alésage coaxial au trou 9, mais comportant cette fois-ci une portion cylindrique 13 de diamètre supérieur à celui du trou 9, prolongée à son extrémité la plus éloignée du bloc 5 par un alésage tronconique 14 divergeant vers l'exté- rieur. Cet alésage tronconique 14 contient une pluralité de clavettes 15 destinées à former ensemble un mors tronconique fendu entourant l'armature 10. Du fait de son orientation, ce mors est serré contre l'armature et ancre ainsi celle-ci sur le bloc 6 lorsqu'il est sollicité vers le bloc 5 (flèche F sur le dessin). Au contraire, il libère l'armature lorsqu'il est sollicité en sens inverse (flèche G). On prévoit en outre des moyens pour solliciter axialement les clavettes 15, par rapport au bloc 6: en permanence dans le sens de la flèche G, de manière à rendre normalement libres les déplacements axiaux de l'armature 10 par rapport audit bloc 6, et donc les "respirations" normales de la lisse 3, et brusquement dans le sens de la flèche F, dès manifestement d'un effort tendant à écarter axialement l'un de l'autre les deux tronçons 31 et 32 constitutifs de la lisse 3. La première partie de ces moyens comprend un ressort hélicoïdal de compression 16 (figure 3) entourant la portion, de l'armature 10, qui se trouve à l'entrée du bloc 6, c'est-à-dire à proximité de sa face disposée du côté du bloc 5, un étui cylindrique 17, solidaire du bloc 6 et entourant le ressort 16 et donc le tronçon d'armature entouré par ce ressort, une extrémité de cet étui 17 étant extérieurement filetée et vissée dans un alésage fileté complémentaire 18 du bloc et son autre extrémité consti- tuant un fond perforé sur lequel prend appui le ressort 16, et une douille épaulée 19 interposée axialement entre l'autre extrémité du ressort 16 et les bases étroites des clavettes 15, ladite douille étant logée avec jeu dans l'alésage cylindrique 13. L'armature 10 est ici un toron métallique consti- tué par un faisceau de brins périphériques torsadés 10, entourant un brin ou âme centrale 102. A sa sortie du bloc 6, les brins périphériques 10 l sont coupés et seul le brin central 102 prolonge l'arma- ture 10 au-delà du bloc 6, dans le sens de la flèche G. Ce brin 102 est solidarisé avec un piston 20 et une portion dudit brin, comprenant le piston 20, est entourée par un pot cylindrique 21 agencé de la façon suivante: le piston 20 divise le volume intérieur au pot 21 en deux compartiments étanches A et B qui sont réunis entre eux par un passage étranglé 22 au niveau dudit piston, les deux extrémités du pot 21 forment des fonds perforés 23, 24 traversés de façon étanche par le brin 102 constituant "tige de piston", l'étanchéité des traversées de ces fonds par cette tige étant assurée à l'aide de joints toriques 25, 26, les deux compartiments A et B ainsi que le passage étranglé 22 sont remplis par un matériau M pâteux, plastique ou huileux dont le volume global est invariable, mais qui est lentement déformable de façon à rendre possibles les déplacements lents du piston 20 dans le pot 21, moyennant un refoulement à très petite vitesse du matériau considéré à travers l'étranglement 22, les déplacements rapides dudit matériau dans ledit étrangle- ment étant par contre impossibles. Le fond 24, du pot 21, disposé du côté des blocs est prolongé par un manchon 27 solidarisé avec lui, manchon terminé à son extrémité la plus éloignée dudit fond 24 par un bourrelet annulaire 28. L'extrémité de grand diamètre de l'alésage tronconique 14 évidé dans le bloc 6 est prolongée dans le sens de la flèche G par un alésage cylindrique fileté 29 dans lequel est vissée une bague épaulée 30 propre, d'une part, à limiter la course des clavettes 15 dans ledit sens de la flèche G et, d'autre part, à entourer le bourrelet 28 de façon à le maintenir appliqué axialement contre les grandes bases de ces clavettes 15. On voit encore sur la figure 3 un capuchon 31 qui coiffe le fond 23, du pot 21, le plus éloigné du bloc 6, ainsi que l'extrémité correspondante de la tige de piston 102 traversant ce fond 23, ce qui assure ainsi la ferme- ture étanche dudit fond. Le fonctionnement du dispositif de liaison ainsi décrit est le suivant. En temps normal, c'est-à-dire tant qu'aucune sollicitation brusque n'est exercée sur l'un des deux tronçons 31, 32 par rapport à l'autre dans le sens de leur écartement relatif, la détente du ressort 16 a pour effet de repousser le mors 15 dans le sens de la flèche G, par l'intermédiaire de la bague 19, contre le bourrelet 28. L'armature 20 est alors libre de se déplacer par rapport au bloc 6 et les déplacements relatifs des deux blocs 5 et 6, ainsi que ceux des deux tronçons 31 et 32, sont rendus possibles moyennant des déplacements lents du piston 20 dans le pot 22, qui font intervenir des refoule- ments progressifs de petits volumes du matériau M à travers le passage étranglé 22. Dès qu'une forte sollicitation horizontale l'écartement est exercée sur l'un des deux tronçons 31 et 3 par rapport à l'autre, la portion de l'armature 10 qui traverse le bloc 6 est brusquement sollicitée vers le bloc dans le sens de la flèche F, ainsi que son prolongement 102 et que le piston 20. Les déformations possibles du matériau M étant trop lentes pour permettre son refoulement brusque dans le passage étranglé 22, le piston 20 peut alors être considéré comme solidarisé avec le pot 21, de sorte que ce pot 21 est lui-même sollicité dans le sens de la flèche F et repousse le mors 15 dans son logement tronconique 14, en lui faisant serrer l'armature 10. Cette armature 10 est donc brusquement solidarisée avec le bloc 6, et en définitive avec le tronçon 31 de sorte que l'écartement mutuel des deux tronçons 31 et 32 de la lisse 3 est rendu impossible. On observe donc automatiquement et instantanément une solidarisation extrêmement efficace des deux tronçons 31 et 32. Il est à noter que cette solidarisation, qui fait intervenir la forte résistance à la traction de l'armature , est obtenue moyennant une simple sollicitation axiale du mors 15, mettant en jeu un effort extrêmement faible transmis de l'armature 10 au mors 15 par l'intermédiaire de la tige de piston 102, du piston 22, du matériau M, du pot 21 et du manchon 27. A titre illustratif, cette sollicitation axiale peut mettre en jeu des efforts qui se chiffrent simplement à quelques dizaines de kilogrammes alors que les efforts d'écartement mutuel auxquels sont soumis les deux tronçons 31 et 32 et auxquels s'oppose l'armature 10 peuvent être de l'ordre de plusieurs tonnes. En définitive, le blocage instantané de l'armature est ici obtenu par un effort réduit de "pilotage", cet effort, qui se traduit par la solidarisation de l'armature avec le bloc 6 par l'intermédiaire du mors 15, mettant simplement en oeuvre une sollicitation dudit mors 15 à l'enfoncement axial dans son logement tronconique. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif de liaison dont la constitution, le fonctionnement et les avantages résultent suffisamment de ce qui précède. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles o les pièces allongées horizontalement à relier mutuellement seraient autres que des tronçons de lisses, étant par exemple les tronçons successifs constituant le tablier d'un pont de chemin de fer, tronçons qu'il convient d'ancrer solidement les uns sur les autres lors de sollicitations horizontales relatives brusques telles que celles pouvant être engendrées par le freinage de véhicu- les ferroviaires. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour relier horizontalement entre elles deux pièces ( 31, 32) allongées horizontalement et disposées dans le prolongement l'une de l'autre, compren- nant un tronçon intermédiaire ( 30) ayant un profil sembla- ble à celui des deux pièces, monté à glissement doux entre ces deux pièces de façon à maintenir la continuité de la liaison tout en autorisant les variations de l'écartemen- mutuel des deux pièces, caractérisé en ce qu'il comprend un premier bloc ( 5) solidaire de l'une des pièces ( 31), un second bloc ( 6) solidaire de l'autre pièce ( 32), une armature résistant à la traction ( 10) traversant les deux blocs, des moyens ( 11) pour ancrer en permanence une extrémité de l'armature sur le premier bloc vis-à-vis de ses sollicitations à la traction en direction du second bloc, un dispositif d'ancrage tronconique ( 15) à clavettes compris par le second bloc et entourant une portion de l'armature de façon à pouvoir ancrer celle-ci sur ce second bloc vis-à-vis de ses sollicitations à la traction en direction du premier bloc, un dispositif à ressort ( 16- 19) porté par le second bloc, sollicitant axialement les clavettes dans le sens (G) pour lequel elles libèrent l'armature, une tige ( 102) prolongeant l'armature au-delà du second bloc, tige solidarisée avec un piston ( 20), un pot cylindrique ( 21) entourant la portion de la tige qui comprend le piston de façon telle que ce dernier divise l'intérieur dudit pot en deux compartiments étanches reliés entre eux par un passage étranglé ( 22) au nivea- dudit piston, une masse de matériau incompressible et lentement déformable remplissant les deux compartiments du pot et le passage étranglé, un manchon ( 27) solidaire du pot, interposé axialement entre celui-ci et la base élargie des clavettes ( 15) et une bague ( 29) solidaire du second bloc, propre à coopérer avec le manchon ( 27) de façon à le maintenir, au repos, en sa position axialement il juxtaposée contre les clavettes. 2 Dispositif de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature est constituée par un toron ( 10) lui-même composé par un faisceau de brins métalliques ( 10) entourant un brin métallique central ( 102) et en ce que la tige est constituée par un prolonge- ment du seul brin central de ce toron, les brins périphé- riques ( 10) de ce dernier étant interrompus au niveau du manchon ( 27). 3 Dispositif de liaison selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le dispositif à ressort comprend un ressort hélicoïdal de compression ( 16) entourant la portion d'armature disposée à l'entrée, du second bloc ( 6), disposée du côté du premier bloc ( 5), un étui cylindrique ( 17) solidaire de ce second bloc et entourant ledit ressort et une douille épaulée ( 19) interposée axialement entre le ressort et les extrémités étroites des clavettes ( 15). 4 Dispositif de liaison selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les pièces à relier sont deux tronçons de lisse ( 31,32) constitués par des profilés creux et en ce que les blocs ( 5,6) sont fixés, notamment par vissage, à l'intérieur des extrémités concernées de ces deux tronçons.