Brevet FR2970717A1 — publié le 20120727

La présente invention concerne un dispositif d'ancrage servant à la fixation d'un rail de voie de chemin de fer à une traverse. Plus précisément, l'invention se rapporte au dispositif formé, d'une part, par une gaine d'ancrage servant à ancrer à une traverse le tire-fond permettant la fixation du rail à la traverse, et, d'autre part, par un organe de blocage en rotation servant à bloquer la gaine en rotation par rapport à la traverse. L'invention concerne également un ensemble incluant un tel dispositif et un instrument permettant de retirer la gaine que comprend ce dispositif par rapport à une traverse. Les termes "rail de voie de chemin de fer" doivent être compris de manière large, comme recouvrant des rails pour la circulation de trains ou de rames de métro, de tramway ou autres véhicules similaires ; de la même façon, le terme "traverse", doit être compris comme recouvrant tous types de support d'immobilisation d'un rail par rapport au sol, en tous matériaux, et le terme " tire-fond" comme recouvrant tous types d'organes permettant la fixation d'un rail à une traverse ou similaire. Pour assurer la fixation d'un rail de voie de chemin de fer à une traverse, il est bien connu d'utiliser un dispositif incluant notamment une plaque métallique prenant appui contre la traverse et contre le patin du rail, et un tire-fond engagé au travers de cette plaque métallique et dans la traverse, prenant appui sur cette plaque afin d'assurer le serrage de celle-ci sur la traverse et sur le patin du rail. L'ancrage d'un tire-fond à la traverse est réalisé au moyen d'une gaine, généralement en matériau synthétique, comprenant intérieurement un filetage complémentaire du filet du tire-fond et comprenant extérieurement un ou des reliefs de prise d'appui dans le matériau de la traverse. Le document N° US 3,549,090 décrit une telle gaine d'ancrage, qui est légèrement effilée en direction de son extrémité inférieure et qui a un relief extérieur formé par un filet. Il sera compris que l'expression "extrémité inférieure" se réfère à l'extrémité de la gaine destinée à se trouver à l'intérieur de la traverse lorsque la gaine est en place sur la traverse, et que l'expression "légèrement effilée" se réfère à une section transversale de la gaine allant en se réduisant en direction de cette extrémité inférieure. Grâce à ce filet, la gaine peut être dévissée lorsque son interchangement est rendu nécessaire, notamment par suite d'usure de la gaine au niveau de sa partie supérieure ou d'usure du filetage de la gaine, résultant des vibrations et contraintes répétées exercées sur la gaine par le passage des trains ou autres véhicules similaires. La forme effilée de la gaine favorise le décollement de la paroi de la gaine par rapport au matériau de la traverse (fréquemment du béton) dès le début du dévissage. La gaine selon ce document antérieur a cependant pour inconvénient important de ne pas exclure tout risque de dévissage sous l'effet des vibrations et contraintes précitées. De plus, il arrive qu'une rupture du filetage de la gaine se produise dans la partie médiane, voire dans la partie inférieure de la gaine, soit sous l'effet de ces mêmes vibrations et contraintes, soit lors du dévissage de la gaine, ce qui rend problématique l'interchangement de cette gaine. Il a par ailleurs été conçu un organe de blocage en rotation d'une telle gaine, divulgué par le document N° EP 1 726 713. Cet organe se présente sous la forme d'une bague apte à prendre appui dans le matériau de la traverse, qui est pourvue de rainures internes de réception ajustée de nervures correspondantes aménagées sur la partie supérieure de la gaine. En pratique, l'organe de blocage et la gaine sont assemblés l'un à l'autre puis l'ensemble est placé dans un moule de moulage de la traverse, et du béton destiné à constituer la traverse est déposé dans ce moule jusqu'à noyer cet ensemble. Ledit organe de blocage permet de prévenir le risque de dévissage de la gaine. Il ne permet en revanche pas de résoudre les problèmes d'interchangement de la gaine en cas de rupture de cette dernière, et rend au contraire cet interchangement très difficile, voire impossible. La présente invention a pour objectif de remédier à cet inconvénient, important en pratique. Le dispositif d'ancrage concerné comprend, de manière connue en soi, une gaine d'ancrage, permettant l'ancrage à une traverse du tire-fond servant à la fixation du rail à la traverse, et un organe de blocage de cette gaine par rapport à la traverse, la gaine étant pourvue extérieurement d'un filet ou autre saillie hélicoïdale similaire, permettant son dévissage par rapport à la traverse. Selon l'invention, - la gaine comprend, au niveau de son extrémité inférieure, des premiers moyens d'assemblage, et, du côté de son extrémité supérieure, une zone de prise en rotation ; et - l'organe de blocage comprend des deuxièmes moyens d'assemblage, complémentaires desdits premiers moyens d'assemblage, ces premiers et deuxièmes moyens d'assemblage permettant un assemblage réversible de la gaine à l'organe de blocage, dans le sens axial de cette gaine, sans liaison en rotation de la gaine par rapport à l'organe de blocage, lesdits premiers et/ou deuxièmes moyens d'assemblage étant aptes à être actionnés depuis l'ouverture supérieure de la gaine, dans le sens du désassemblage de la gaine d'avec l'organe de blocage. Ainsi, l'organe de blocage ne se trouve pas du côté de l'extrémité supérieure de la gaine, comme selon la technique antérieure, mais du côté de l'extrémité inférieure de cette gaine, et est destiné à être immobilisé par rapport à la traverse, dans le sens axial de la gaine, notamment en étant noyé dans le béton constituant cette traverse. La gaine se trouve alors immobilisée en rotation par rapport à la traverse par le fait qu'elle est retenue axialement par son assemblage à l'organe de blocage. Lorsqu'un interchangement de la gaine est rendu nécessaire, après le retrait du tire-fond, l'instrument selon l'invention, décrit plus loin, peut être introduit dans la gaine et être vissé dans cette dernière, jusqu'à venir, par son extrémité inférieure, actionner lesdits premiers et/ou deuxièmes moyens d'assemblage dans le sens du désassemblage de la gaine d'avec l'organe de blocage ; la gaine se trouve ainsi libérée de sa liaison axiale avec l'organe de blocage et peut donc être dévissée au moyen du même instrument, par venue d'un organe de prise en rotation, que comprend ce même instrument, en prise avec ladite zone de prise en rotation que comprend la gaine. L'interchangement de la gaine peut ainsi être réalisé de manière particulièrement simple et rapide, même en cas de rupture de la gaine dans sa partie médiane, voire dans sa partie inférieure : l'instrument peut en tout état de cause être amené en prise avec les quelques spires du filet subsistant au niveau de la partie inférieure de la gaine et permettre ainsi l'extraction du moignon inférieur de la gaine, au contraire de ce qu'impliquent les techniques selon l'art antérieur. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, - lesdits premiers moyens d'assemblage sont constitués par une ouverture que comprend la gaine à son extrémité inférieure et par un rebord délimitant cette ouverture ; - lesdits deuxièmes moyens d'assemblage sont constitués par au moins une dent d'encliquetage que comprend l'organe de blocage, cette dent d'encliquetage présentant une rampe supérieure venant porter contre ledit rebord lors de l'introduction de la dent dans ladite ouverture, et permettant ainsi la déformation radialement interne de cette dent, puis cette dernière étant apte à se verrouiller derrière ledit rebord. Ledit instrument est à même de venir en appui contre cette rampe lorsqu'il est vissé dans la gaine, ramenant de cette façon la dent dans sa position de déformation radialement interne, et réalisant ainsi le désassemblage axial de la gaine d'avec l'organe de blocage. L'organe de blocage se présente avantageusement sous la forme d'une plaquette, et est ainsi apte à prendre un appui selon une surface étendue contre le matériau constituant la traverse. De préférence, l'organe de blocage comprend un fût apte à recevoir de manière ajustée l'extrémité inférieure de la gaine. Ce fût permet de s'opposer efficacement au risque d'introduction de béton dans la zone destinée à être occupée par lesdits premiers et deuxièmes moyens d'assemblage, et donc de s'opposer à tout risque que ce béton ne vienne gêner le désassemblage de ces moyens. De préférence, ladite zone de prise en rotation est formée par une portion hexagonale aménagée à l'ouverture supérieure de la gaine. De préférence, la gaine présente une forme légèrement effilée en direction de son extrémité inférieure, c'est-à-dire a une section transversale allant en se réduisant en direction de cette extrémité inférieure. Cette forme effilée favorise le décollement de la paroi de la gaine par rapport au 20 matériau de la traverse dès le début du dévissage. L'instrument précité comprend, selon l'invention : - une tige dont l'extrémité inférieure comprend un filetage apte à venir en prise avec un filetage intérieur que comprend la gaine ; - une partie inférieure d'actionnement desdits premiers et/ou deuxièmes 25 moyens d'assemblage, et - un organe de prise, apte à venir en prise avec ladite zone de prise que comprend la gaine. De préférence, ladite partie inférieure d'actionnement est formée par l'extrémité inférieure de ladite tige, dans laquelle est aménagée une cavité, le bord radialement 30 intérieur de cette tige qui délimite cette cavité étant apte à venir en appui contre ladite rampe de chaque dent d'encliquetage de manière à amener cette dernière dans sa position de déformation radialement interne, de déverrouillage. De préférence, ledit organe de prise est constitué par une pièce apte à coulisser sur la partie supérieure de ladite tige et en prise de rotation avec cette tige. Cet organe de prise peut ainsi coulisser le long de cette tige, entre une position inactive, dans laquelle il n'est pas engagé dans ladite zone de prise que comprend la gaine, et n'interfère donc pas avec le vissage de la tige sur le filet de la gaine, et une position active, dans laquelle il est engagé dans ladite zone de prise et permet le dévissage de la gaine. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée du dispositif d'ancrage et de l'instrument concernés. La figure 1 est une vue en perspective de ce dispositif d'ancrage et de cet instrument ; la figure 2 est une vue sous un autre angle d'un organe de blocage que comprend le dispositif ; la figure 3 est une vue du dispositif, de côté et en coupe longitudinale ; la figure 4 est une vue en coupe d'un rail de voie de chemin de fer, d'une traverse supportant ce rail, et des ensembles de fixation de ce rail à cette traverse, dont chacun inclut un dispositif selon l'invention ; et les figures 5 et 6 sont des vues du dispositif et de l'instrument, en coupe longitudinale, au cours de deux étapes successives de retrait de la gaine que comprend le dispositif par rapport à une traverse dans laquelle cette gaine est noyée. Les figures 1 et 3 représentent un dispositif d'ancrage 1 servant à la fixation d'un rail de voie de chemin de fer à une traverse, ce dispositif comprenant une gaine 2 et un organe de blocage 3. La figure 4 montre deux dispositifs 1 tels qu'ils sont utilisés pour la fixation d'un rail 100 à une traverse 101. Chaque dispositif 1 fait partie d'un ensemble de fixation comprenant un tire-fond 102, une plaque métallique 103 et une cale 104. La traverse 101 est en béton et comprend les dispositifs 1 noyés en elle, avec les ouvertures supérieures des gaines 2 débouchant dans sa face supérieure. La traverse 101 reçoit une semelle métallique supérieure 105, comprenant des trous venant en regard des ouvertures supérieures des gaines 2. Chaque tire-fond 102 traverse la plaque 103, la cale 104 et la semelle 105 puis est vissé dans la gaine 2, laquelle comprend un filetage interne. Il permet ainsi de serrer la plaque 103 et la cale 104 contre la semelle 105 et contre le patin du rail 100. Comme le montrent les figures 1 et 3, chaque gaine 2 comprend un filet extérieur 5, un fond ouvert 6 et une portion hexagonale supérieure 7. Le filet 5 s'étend sur environ les deux tiers supérieurs de la gaine 2 ; il assure la prise d'appui de la gaine 2 dans le béton de la traverse 101 tout en permettant le 5 dévissage de cette gaine par rapport à cette traverse. Le fond ouvert 6 présente une ouverture axiale circulaire 8 (cf. figure 6) faisant que ce fond se réduit à un rebord périphérique. La portion hexagonale supérieure 7 est aménagée dans l'extrémité supérieure de la gaine 2 et débouche sur l'extérieur de cette gaine. 10 Chaque gaine 2 présente en outre une forme générale légèrement effilée en direction de son extrémité inférieure, c'est-à-dire a une section transversale allant en se réduisant en direction de cette extrémité inférieure. L'organe de blocage 3 se présente sous la forme d'une plaquette en croix 10 surmontée d'un fût 11. 15 La plaquette 10 permet à l'organe de blocage 3 de prendre un appui selon une surface étendue contre le béton constituant la traverse 101, et donc d'être parfaitement immobilisé, dans la direction axiale du fût 11, par rapport à cette dernière. Les branches de cette plaquette 10 sont reliées au fût 11 par des goussets 12, qui assurent la stabilisation de l'organe de blocage 3 en rotation par 20 rapport à la traverse 101. Le fût 11 présente un diamètre interne tel qu'il est apte à recevoir de manière ajustée la partie inférieure de la gaine 2. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, il comprend quatre dents d'encliquetage 13 solidaires de son fond, réparties selon un cercle, avec leurs épaulements d'accrochage tournés du côté radialement 25 externe. Ces dents sont disposées de telle manière qu'elles puissent être engagées dans l'ouverture 8 et s'encliqueter derrière le rebord que forme le fond 6, réalisant ainsi un assemblage axial de l'organe de blocage 3 à la gaine 2, comme le montre la figure 3. La figure 1 montre également un instrument 20 permettant de retirer la gaine 2 30 par rapport à la traverse 101. Cet instrument 20 comprend une tige 21 et un coulisseau 22 de section transversale hexagonale. La tige 21 comprend une partie supérieure 23 en forme de T et une partie inférieure cylindrique 24. La branche supérieure de la partie supérieure 23 permet une saisie manuelle 35 de l'instrument 20 en vue de son actionnement en rotation. La branche inférieure de cette même partie, de section carrée, reçoit les coulisseaux 22, lequel est lié à elle en rotation ; elle a une longueur telle qu'elle permet le positionnement de ce coulisseau 22 entre une position inactive supérieure, visible sur la figure 5, et une position active inférieure, visible sur la figure 6. La partie inférieure 24 présente un filetage distal 25, apte à venir en prise avec le filetage intérieur que comprend la gaine 2. Elle est tubulaire et, ainsi que cela apparaît sur les figures 5 et 6, présente un diamètre interne tel qu'elle peut venir en appui contre les rampes supérieures que comprennent les dents d'encliquetage 13, de manière à opérer un déverrouillage de ces dents 13 par rapport au rebord formé par le fond 6 (cf. figure 5). En pratique, les dispositifs 1 sont constitués par assemblage des gaines 2 avec les organes de blocage 3 au moyen des dents d'encliquetage 13, puis ces dispositifs sont placés et maintenus dans un moule de moulage d'une traverse 101 et le béton devant constituer cette traverse est coulé dans ce moule. Le fût 11 s'oppose efficacement au risque d'introduction de béton dans la zone destinée à être occupée par les dents d'encliquetage 13 et donc à ce que du béton vienne gêner la mobilité radiale de ces dents. Après le durcissement du béton, l'organe de blocage 3 est parfaitement immobilisé par rapport à ce béton, tant dans le sens axial qu'en rotation, de par sa forme précitée. La gaine 2 se trouve alors immobilisée en rotation par rapport à la traverse 101, par la combinaison du filet extérieur 5 qu'elle comprend et de sa rétention axiale par l'organe de blocage 3. Lorsqu'un interchangement de la gaine 2 est rendu nécessaire, après le retrait du tire-fond 102, l'instrument 20 est introduit dans la gaine 2 et est vissé dans celle-ci jusqu'à venir, par son extrémité inférieure tubulaire, porter contre les rampes supérieures des dents d'encliquetage 13, et donc actionner ces dernières dans le sens du désassemblage de la gaine 2 d'avec l'organe de blocage 3 (cf. figure 5) ; lors de ce vissage, le coulisseau 22 est bien entendu dans la position supérieure précitée. La gaine 2 se trouve ainsi libérée de sa liaison axiale avec l'organe de blocage 3. Le coulisseau 22 peut alors être engagé dans la portion hexagonale 7 de manière à lier l'instrument 20 en rotation avec la gaine 2, laquelle peut donc être dévissée au moyen de ce même instrument 20 (cf. figure 6). L'interchangement de la gaine 2, rendu nécessaire par une usure du filetage de la gaine, peut ainsi être réalisé de manière particulièrement simple et rapide, même en cas de rupture de la gaine dans sa partie médiane, voire dans sa partie inférieure : l'instrument 20 peut en tout état de cause être amené en prise avec les quelques spires du filetage interne subsistant au niveau de la partie inférieure de la gaine 2 et permettre ainsi l'extraction du moignon inférieur de celle-ci. Comme cela apparaît de ce qui précède, l'invention fournit un dispositif d'ancrage 1 permettant d'assurer un parfait maintien de la gaine 2 dans la traverse 101 tout en permettant, si cela est nécessaire, un retrait facile de cette gaine. Ce dispositif 1 remédie de cette manière aux inconvénients des dispositifs homologues existants. L'invention a été décrite ci-dessus en référence à une forme de réalisation donnée à titre d'exemple. Il va de soi qu'elle n'est pas limitée à cette forme de réalisation et qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisation couvertes par les revendications annexées. REVENDICATIONS1 - Dispositif d'ancrage (1) servant à la fixation d'un rail (100) de voie de chemin de fer à une traverse (101), comprenant une gaine d'ancrage (2) et un organe (3) de blocage de cette gaine par rapport à la traverse (101), la gaine (2) présentant une ouverture supérieure et étant pourvue extérieurement d'un filet (5) ou autre saillie hélicoïdale similaire, permettant son dévissage par rapport à la traverse (101) ; caractérisé en ce que : - la gaine (2) comprend, au niveau de son extrémité inférieure, des premiers 10 moyens d'assemblage (6, 8), et, du côté de son extrémité supérieure, une zone (7) de prise en rotation ; et - l'organe de blocage (3) comprend des deuxièmes moyens d'assemblage (13), complémentaires desdits premiers moyens d'assemblage (6, 8), ces premiers et deuxièmes moyens d'assemblage (6, 8, 13) permettant un assemblage réversible de 15 la gaine (2) à l'organe de blocage (3), dans le sens axial de cette gaine (2), sans liaison en rotation de la gaine (2) par rapport à l'organe de blocage (3), lesdits premiers et/ou deuxièmes moyens d'assemblage (6, 8, 13) étant aptes à être actionnés depuis l'ouverture supérieure de la gaine (2), dans le sens du désassemblage de la gaine (2) d'avec l'organe de blocage (3). 20 2 - Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - lesdits premiers moyens d'assemblage sont constitués par une ouverture (8) que comprend la gaine (2) à son extrémité inférieure et par un rebord (6) délimitant cette ouverture (8) ; - lesdits deuxièmes moyens d'assemblage sont constitués par au moins une 25 dent d'encliquetage (13) que comprend l'organe de blocage (3), cette dent d'encliquetage (13) présentant une rampe supérieure venant porter contre ledit rebord (6) lors de l'introduction de la dent (13) dans ladite ouverture (8), et permettant ainsi la déformation radialement interne de cette dent. 3 - Dispositif (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en 30 ce que l'organe de blocage (3) se présente sous la forme d'une plaquette (10), et est ainsi apte à prendre un appui selon une surface étendue contre le matériau constituant la traverse (101). 4 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de blocage (3) comprend un fût (11) apte à recevoir de manière ajustée 35 l'extrémité inférieure de la gaine (2). 5 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite zone de prise en rotation est formée par une portion hexagonale (7) aménagée à l'ouverture supérieure de la gaine (2). 6 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la gaine (2) présente une forme légèrement effilée en direction de son extrémité inférieure, c'est-à-dire a une section transversale allant en se réduisant en direction de cette extrémité inférieure. 7 - Ensemble incluant un dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 6 et un instrument (20) permettant de retirer la gaine (2) de ce dispositif (1) par rapport à une traverse (101), caractérisé en ce que l'instrument comprend : - une tige (21) dont l'extrémité inférieure comprend un filetage (25) apte à venir en prise avec un filetage intérieur que comprend la gaine (2) ; - une partie inférieure (24) d'actionnement desdits premiers et/ou deuxièmes moyens d'assemblage (13), et - un organe de prise (22), apte à venir en prise avec ladite zone de prise (7) que comprend la gaine (2). 8 - Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie inférieure d'actionnement (24) est formée par l'extrémité inférieure de ladite tige (21), dans laquelle est aménagée une cavité, le bord radialement intérieur de cette tige (21) qui délimite cette cavité étant apte à venir en appui contre ladite rampe de chaque dent d'encliquetage (13) de manière à amener cette dernière dans sa position de déformation radialement interne, de déverrouillage. 9 - Ensemble selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que ledit organe de prise est constitué par une pièce (22) apte à coulisser sur la 25 partie supérieure (23) de ladite tige (21) et en prise de rotation avec cette tige (21).