Brevet FR3016172A1 — publié le 20150710

La présente invention concerne une gaine d'ancrage de rail ferroviaire équipée d'un insert compressible et un insert compressible pour une gaine d'ancrage de rail ferroviaire. Il est bien connu de fixer un rail ferroviaire à une traverse de voie ferrée au moyen de tirefonds, chaque tire-fond étant vissé dans une gaine correspondante, solidaire de la traverse. La gaine est généralement en matière synthétique et comprend une portion lisse supérieure et une portion filetée inférieure apte à coopérer avec le filet du tire-fond. Il sera compris que les termes "supérieur" et "inférieur" employés ci-dessus ainsi que dans le reste de la présente description, se comprennent par rapport à position qu'a la gaine une fois la traverse installée sur le sol. En d'autres termes, "supérieur" qualifie une portion de la gaine ou de l'insert proche de l'ouverture de la gaine destinée à recevoir le tire-fond, et "inférieur" qualifie une portion de cette gaine éloignée de cette ouverture. Très généralement, une telle gaine a une longueur de 115 mm ; le diamètre interne de ladite portion lisse supérieure est alors de 23 mm, et celui de ladite portion filetée inférieure est de 18 mm. D'autres gaines de plus grande longueur et de plus grands diamètres existent également. Un problème rencontré avec ce type de gaine est le risque d'introduction dans la gaine d'un corps étranger (gravillon(s) ou eau de ruissellement) pendant la période de temps séparant l'installation de la traverse sur un ballast et la mise en place du tire-fond. Ce corps étranger peut, lors de la mise en place du tire-fond, conduire à une fissuration, voire à un éclatement du béton constituant la traverse. Un problème similaire est celui de l'entrée d'eau de ruissellement dans le 25 fond d'une gaine après mise en place du tire-fond ou d'apparition d'eau de condensation à ce même endroit ; cette eau augmente de volume quand elle gèle et peut également conduire à une détérioration de la partie inférieure de la gaine et de la zone de la traverse environnant cette partie inférieure. Pour remédier à ces problèmes, il a été proposé par les demandes de brevet 30 français N° 2 840 928 ou 2 929 299 au nom de la demanderesse, de placer dans le fond de la gaine un élément compressible en matériau deformable. Ces techniques donnent globalement satisfaction mais sont perfectibles. En effet, elles laissent subsister le risque d'insertion d'eau ou de corps étrangers dans la gaine. La présente invention s'est donnée pour objectif de remédier à cet inconvénient, essentiel en pratique et ressenti de longue date. La gaine d'ancrage concernée comprend, de manière connue en soi, une ouverture supérieure, une portion lisse supérieure et une portion filetée inférieure, et est équipée d'un insert compressible de section circulaire, ayant une longueur supérieure au diamètre interne de ladite portion lisse supérieure de la gaine. Selon l'invention, - l'insert comprend une portion longitudinale supérieure de section circulaire dont le diamètre est, à l'état non comprimé de l'insert, au moins égal au diamètre interne de ladite portion lisse supérieure de la gaine ; - l'insert présente une portion longitudinale inférieure de section circulaire, ayant un diamètre inférieur au diamètre interne de ladite portion filetée inférieure de la gaine, cette portion longitudinale inférieure étant coaxiale à ladite portion longitudinale supérieure ; et - l'insert est, avant mise en place du tire-fond que la gaine est destinée à recevoir, positionné au niveau de l'ouverture supérieure de la gaine. Ainsi, grâce à sa portion longitudinale supérieure, l'insert est apte à être mis en place au niveau de l'ouverture supérieure de la gaine et à être maintenu en position sur la gaine au niveau de cette ouverture par des frottements doux existant entre l'insert et la gaine ; ces frottements doux peuvent résulter, lorsque l'insert a un diamètre égal au diamètre interne de ladite portion lisse supérieure de la gaine, d'un matériau à fort coefficient de friction dont est constitué l'insert ; ces mêmes frottements doux peuvent également résulter, lorsque l'insert a un diamètre supérieur au diamètre interne de ladite portion lisse supérieure de la gaine, de la légère compression radiale de l'insert au niveau de cette portion. Lors de la mise en place du tire-fond, l'insert est poussé par le tire-fond et se déplace dans la portion lisse supérieure de la gaine ; l'insert est guidé dans cette portion lisse supérieure du fait que sa longueur prévient tout risque de son basculement dans cette portion ; l'insert passe ensuite dans ladite portion filetée inférieure, sans s'accrocher au filet interne que comprend cette portion, du fait du diamètre de ladite portion longitudinale inférieure et de la coaxialité de cette portion longitudinale inférieure et de ladite portion longitudinale supérieure. L'inventeur a en effet pu concevoir que les inconvénients précités des gaines existantes résultaient du fait que les inserts compressibles étaient toujours placés dans le fond de la gaine lors de la constitution de l'ensemble formé par la gaine et par l'insert. En effet, les inserts existants, de forme cylindrique, ne peuvent être déplacés dans la gaine par le tire-fond sans risque de basculement et surtout d'accrochage au filet interne que comprend ladite portion filetée inférieure. Un tel basculement et/ou accrochage conduit immédiatement à un déchiquetage de l'insert entre le tire-fond et la gaine lors de la mise en place du tire-fond, ce dont il résulte une absence de matière compressible dans le fond de la gaine, et donc une impossibilité d'absorber la dilatation de l'eau présente dans la gaine lorsque cette eau gèle. Au contraire, grâce à l'invention, l'introduction de corps étrangers dans la gaine est impossible du fait de la présence de l'insert au niveau de l'ouverture supérieure de la gaine, et le déplacement guidé de l'insert dans la gaine lors de la mise en place du tire-fond permet que l'insert arrive intact, ou substantiellement intact, dans le fond de la gaine et qu'il remplisse son rôle de réserve de compressibilité. L'invention concerne également un insert compressible tel que précité, en lui-même ; cet insert a, de manière connue en soi, une portion longitudinale supérieure de section circulaire et une longueur supérieure au diamètre de cette portion longitudinale supérieure. Selon l'invention, - le diamètre de ladite portion longitudinale supérieure de l'insert est, à l'état non comprimé de l'insert, au moins égal à 23 mm ; - l'insert présente une portion longitudinale inférieure de section circulaire, ayant un diamètre inférieur à 18 mm, cette portion longitudinale inférieure étant coaxiale à ladite portion longitudinale supérieure. Cet insert est ainsi apte à être mis en place dans une gaine de 115 mm telle que précitée, la plus généralement employée. La portion longitudinale supérieure et/ou la portion longitudinale inférieure de l'insert pourrait avoir un diamètre constant, de sorte que ces portions auraient des formes cylindriques. Selon toutefois une forme de réalisation préférée de l'insert, la portion longitudinale supérieure, ou la portion longitudinale inférieure de l'insert, ou ces deux portions, présentent un diamètre évolutif sur leur longueur, le diamètre précité étant le diamètre maximal de cette ou ces portions. Ladite portion longitudinale inférieure peut notamment présenter une forme arrondie sur son côté inférieur. Ladite portion longitudinale supérieure peut notamment présenter une forme conique ou évasée. Globalement, l'insert peut présenter une forme générale conique ou une forme générale en obus. La portion longitudinale inférieure de l'insert peut être creusée d'une cavité, notamment sensiblement hémisphérique, favorisant la déformabilité de cette portion inférieure et/ou permettant d'accueillir un insert selon la technique antérieure déjà présent dans le fond de la gaine. L'insert pourrait être en matière cellulaire et être revêtu d'une couche lisse de 10 revêtement, formant une surface de glissement. De préférence, l'insert est entièrement en un gel, notamment de polyuréthane. Cette matière s'avère bien adaptée à la réalisation d'un insert déplaçable dans la gaine, conforme à l'invention. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de 15 celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation possible de l'insert concerné. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'insert selon une forme de réalisation, ainsi qu'une vue en coupe longitudinale de la gaine destinée à recevoir 20 cet insert et d'un tire-fond destiné à être vissé dans cette gaine ; les figures 2 à 5 sont des vues de ces trois pièces, similaires à la figure 1, au cours de quatre étapes successives de la mise en place du tire-fond dans la gaine ; et les figures 6A à 6E sont des vues de l'insert en coupe longitudinale selon 25 quatre autres formes de réalisation de cet insert. La figure 1 représente une gaine 1 et un tire-fond 2 destinés à assurer la fixation d'un rail ferroviaire à une traverse de voie ferrée, et un insert compressible 3 destiné à être mis en place sur la gaine 1. Cette dernière est en matière synthétique et est insérée dans le matériau de 30 la traverse, généralement noyée dans le béton constituant cette traverse. La gaine 1 représentée est d'un type très fréquemment utilisé, comprenant une ouverture supérieure la, une portion lisse supérieure 1b et une portion filetée inférieure lc, avec laquelle le tire-fond 2 vient en prise de vissage lorsqu'il est mis en place dans la gaine. La gaine 1 a une longueur de 115 mm, la portion lisse supérieure 1b a un diamètre interne de 23 mm, et la portion filetée inférieure lc a un diamètre interne (défini par le sommet du filet) de 18 mm. Cette gaine 1 et le tire-fond 2 sont bien connus en eux-mêmes et ne seront donc pas décrits plus en détails. L'insert 3 est en un gel de polyuréthane. Il a une forme générale conique, à portion longitudinale inférieure 3a arrondie. Il comprend ladite portion longitudinale inférieure 3a arrondie, dont le diamètre maximal est de 18 mm, et une portion longitudinale supérieure 3b dont le diamètre maximal est, à l'état non comprimé de l'insert, de 23 mm. L'insert 3 a une longueur de l'ordre de 30 mm. Comme le montre la figure 2, l'insert 3 est, avant mise en place du tire-fond 2, positionné au niveau de l'ouverture supérieure la de la gaine 1. Grâce au diamètre de sa portion supérieure 3b et à son matériau constitutif, l'insert 3 est apte à être maintenu en position sur la gaine 1 au niveau de l'ouverture la par les frottements doux existant entre l'insert 3 et la gaine 1 du fait de ce diamètre et du fort coefficient de friction qu'a son matériau constitutif. Lors de la mise en place du tire-fond 2, l'insert est poussé par le tire-fond et se déplace dans la portion lisse supérieure lb de la gaine ; l'insert est guidé dans cette portion lisse supérieure du fait que sa longueur prévient tout risque de son basculement dans cette portion ; l'insert 3 passe ensuite dans ladite portion filetée inférieure lc, sans s'accrocher au filet interne que comprend cette portion, cf. figure 3, du fait de la forme arrondie et du diamètre maximal de la portion longitudinale inférieure 3a de l'insert 3 et de la coaxialité de cette portion 3a avec lesdites portions 3b et 3c. Le déplacement guidé de l'insert 3 permet que cet insert 3 reste intact, ou substantiellement intact lors de son cheminement dans la portion filetée inférieure lc, cf. figure 4, de sorte qu'une fois dans le fond de la gaine 1, il remplisse parfaitement son rôle de réserve de compressibilité, cf. figure 5. Les figures 6A à 6E montrent que l'insert 3 peut avoir des formes différentes de celle représentée sur la figure 1, notamment avoir : - une forme en cône tronqué ayant une extrémité inférieure plane (cf. figure 6A), - une forme en obus (cf. figure 6B), - une forme à portion 3a en obus et à portion 3b cylindrique, ces portions 35 étant séparées par un épaulement conique (cf. figure 6C), - une forme à portion 3a en obus et portion 3b conique (cf. figure 6D), ou - une forme en cône tronqué ayant une extrémité inférieure creusée d'une cavité 4 sensiblement hémisphérique (cf. figure 6E), cette cavité 4 favorisant la déformabilité de la portion inférieure 3a de l'insert 3. L'invention fournit par conséquent un ensemble gaine d'ancrage 1 / élément compressible 3 permettant de rendre impossible l'introduction de corps étrangers dans la gaine du fait de la présence de l'insert 3 au niveau de l'ouverture supérieure 1 a de la gaine, et permettant le déplacement guidé de l'insert 3 dans la gaine 1 lors de la mise en place du tire-fond 2 de telle sorte que l'insert 3 arrive intact, ou substantiellement intact, dans le fond de la gaine 1 et remplisse son rôle de réserve de compressibilité. L'invention a été décrite ci-dessus en référence à des formes de réalisation fournies à titre d'exemples. Il va de soi qu'elle n'est pas limitée à ces formes de réalisation mais qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisations couvertes par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS1 - Gaine (1) d'ancrage de rail ferroviaire comprenant une ouverture supérieure (1a), une portion lisse supérieure (1 b) et une portion filetée inférieure (1c), et équipée d'un insert compressible (3) de section circulaire, ayant une longueur supérieure au diamètre interne de ladite portion lisse supérieure (lb) de la gaine, caractérisée en ce que : - l'insert comprend une portion longitudinale supérieure (3b) de section circulaire dont le diamètre est, à l'état non comprimé de l'insert (3), au moins égal au diamètre interne de ladite portion lisse supérieure (1b) de la gaine (1) ; - l'insert (3) présente une portion longitudinale inférieure (3a) de section circulaire, ayant un diamètre inférieur au diamètre interne de ladite portion filetée inférieure (1c) de la gaine, cette portion longitudinale inférieure (3a) étant coaxiale à ladite portion longitudinale supérieure (3b) ; et - l'insert (3) est, avant mise en place du tire-fond (2) que la gaine (1) est destinée à recevoir, positionné au niveau de l'ouverture supérieure (1a) de la gaine (1). 2 - Insert compressible (3) pour une gaine (1) d'ancrage de rail ferroviaire, comprenant une portion longitudinale supérieure (3b) de section circulaire et une longueur supérieure au diamètre de cette portion longitudinale supérieure (3b), caractérisé en ce que : - le diamètre de ladite portion longitudinale supérieure (3b) de l'insert (3) est, à l'état non comprimé de l'insert (3), au moins égal à 23 mm ; - l'insert (3) présente une portion longitudinale inférieure (3a) de section circulaire, ayant un diamètre inférieur à 18 mm, cette portion longitudinale inférieure (3a) étant coaxiale à ladite portion longitudinale supérieure (3b). 3 - Insert (3) selon la revendication 2, caractérisé en ce que sa portion longitudinale supérieure (3b), ou sa portion longitudinale inférieure (3a), ou ces deux portions, présentent un diamètre évolutif sur leur longueur, le diamètre 30 précité étant le diamètre maximal de cette ou ces portions (3b, 3a). 4 - Insert (3) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite portion longitudinale inférieure (3a) présente une forme arrondie sur son côté inférieur. - Insert (3) selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que ladite portion longitudinale supérieure (3b) présente une forme conique ou 5 évasée. 6 - Insert (3) compressible selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il présente une forme générale conique ou en obus. 7 - Insert (3) compressible selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que sa portion longitudinale inférieure (3a) est creusée d'une cavité, 10 notamment sensiblement hémisphérique, favorisant la déformabilité de cette portion inférieure (3a). 8 - Insert (3) compressible selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il est entièrement en un gel, notamment de polyuréthane.