FR2971267A1 - Dispositif de fixation d'un rail de chemin de fer sur un support tel qu'une traverse - Google Patents

Abstract

Ce dispositif comprend : - une cale de positionnement (2), destinée à être insérée entre le patin (102) du rail (100) et un épaulement (103) que forme le support d'immobilisation (101); - une plaque métallique courbe (6), et - un tire-fond (4). Selon l'invention, - le dispositif (1) comprend au moins une entretoise (3) en un matériau rigide, apte à résister à un serrage du tire-fond (4) dépassant le couple de serrage requis, et ayant une hauteur telle que, lorsque cette entretoise (3) repose contre le support d'immobilisation (101), sa face supérieure soit située à un niveau correspondant à la hauteur optimale que doit avoir la plaque métallique (6) au droit de cette entretoise (3) ; et - la cale de positionnement (2) a une hauteur inférieure à celle de l'entretoise (3), telle que, lorsque la cale (2) est insérée entre le patin (102) et ledit épaulement (103), elle ne repose pas contre la face du support d'immobilisation (101) recevant le patin (102).

Description

La présente invention concerne un dispositif de fixation d'un rail de chemin de fer sur un support tel qu'une traverse. Les termes "rail 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 "support", doit être compris comme recouvrant des traverses en tous matériaux, ou autres blocs formant des embases d'immobilisation d'un rail par rapport au sol. Il est bien connu qu'un rail de chemin de fer doit être monté de manière légèrement souple sur ses supports d'immobilisation par rapport au sol, afin que les vibrations générées par le passage d'un train soient amorties dans toute la mesure du possible et qu'elles ne se transmettent pas auxdits supports d'immobilisation. Pour ce faire, il est connu de fixer le rail à une pluralité de supports d'immobilisation au moyen de dispositifs de fixation comprenant des plaques métalliques légèrement souples, adaptées à s'étendre entre lesdits supports d'immobilisation et le patin du rail, ces plaques métalliques étant fixées aux supports d'immobilisation, d'une part, et prenant appui contre le patin du rail, d'autre part. Chaque plaque métallique présente une forme doublement courbe, dans un plan parallèle à l'axe longitudinal du rail et dans un plan perpendiculaire à cet axe longitudinal, lui conférant sa capacité recherchée de déformation, et donc d'amortissement.

Plus précisément, chaque dispositif de fixation comprend : - une cale de positionnement transversal, destinée à être insérée de manière ajustée entre le patin du rail et un épaulement que forme le support d'immobilisation, et venant reposer contre la face de ce dernier recevant le rail ; - une plaque métallique telle que précitée, et - un tire-fond adapté à être engagé au travers de ladite plaque métallique et de ladite cale de positionnement, et à être vissé dans une gaine d'ancrage fixée au support. Le document WO 91/11556 illustre un dispositif de ce genre. Une cale de positionnement existante inclut deux extensions supérieures sensiblement planes, situées substantiellement dans un même plan et faisant saillie sur deux côtés opposés de la cale ; l'une de ces extensions forme une plaque d'interface entre la plaque métallique et le patin du rail, qui permet une isolation électrique avec ce patin ; l'autre extension forme une plaque d'appui contre ledit support d'immobilisation et de positionnement de la plaque métallique. L'ensemble est réalisé en une seule et même pièce de matière synthétique.

En pratique, les cales de positionnement sont insérées entre le patin du rail et ledit épaulement jusqu'à reposer contre ladite face du support d'immobilisation, puis les plaques métalliques sont placées sur les cales, et les tire-fonds sont mis en place au moyen de machines de vissage.

Dans l'idéal, le tire-fond qui assure la fixation d'une plaque métallique est serré de manière optimale, c'est-à-dire en réalisant une certaine déformation de la plaque métallique mais en laissant subsister la double courbure que présente cette plaque. Cependant, il apparaît exister en pratique un certain nombre de facteurs pouvant amener à un serrage non optimal de cette plaque, conduisant à une réduction, voire à une suppression, desdites courbures, et aboutissant ainsi à une capacité d'amortissement fortement réduite, voire éliminée. Ces facteurs sont essentiellement les suivants : - machine de vissage déréglée par rapport au couple de serrage optimal, conduisant à un serrage excessif qui provoque un écrasement de la plaque sur la cale ; - imprécision dans le niveau de la face supérieure de la cale de positionnement, résultant (i) d'imprécisions pouvant exister dans la fabrication du support d'immobilisation, (ii) de l'irrégularité de ladite face de ce support ou (iii) de la présence non détectée de corps étrangers sur cette face, tels qu'un ou plusieurs petits cailloux ; - facteur humain. Un autre inconvénient du dispositif existant est le risque d'usure de la cale par suite de frottements contre ladite face du support sous l'effet des vibrations répétées générées par le passage des trains. Cette usure conduit à une perte de la hauteur nominale de la cale et a par conséquent une incidence sur le serrage, et donc sur la courbure, de la plaque métallique. La présente invention vise à remédier à ces différents inconvénients essentiels. Son objectif principal est donc de fournir un dispositif de fixation qui permette de s'assurer que le serrage de la plaque métallique soit opéré de manière optimale, c'est-à-dire de manière à conserver les courbures de cette plaque après serrage. Un autre objectif de l'invention est de fournir une cale de positionnement qui soit résistante à l'usure générée par le passage répété des trains ou autres véhicules similaires. Le dispositif concerné comprend, de manière connue en soi : - une cale de positionnement, destinée à être insérée de manière ajustée entre le patin du rail et un épaulement que forme le support d'immobilisation ; - une plaque métallique courbe, légèrement souple, adaptée à s'étendre entre ledit support d'immobilisation et le patin du rail, et - un tire-fond, ou autre organe de fixation similaire, adapté à être engagé au travers de ladite plaque métallique et de ladite cale de positionnement, et à être fixé audit support. Selon l'invention, - le dispositif comprend au moins une entretoise en un matériau rigide, apte à résister à un serrage du tire-fond dépassant le couple de serrage requis, et ayant une hauteur telle que, lorsque cette entretoise repose contre le support d'immobilisation, sa face supérieure soit située à un niveau correspondant à la hauteur optimale que doit avoir la plaque métallique au droit de cette entretoise, par rapport audit support d'immobilisation, lorsque le serrage du tire-fond est optimal ; - la cale de positionnement a une hauteur inférieure à celle de l'entretoise, telle que, lorsque la cale est insérée entre le patin du rail et ledit épaulement, elle ne repose pas contre la face du support d'immobilisation recevant le patin du rail. Ainsi, le dispositif comprend deux pièces distinctes pour assurer les deux fonctions distinctes suivantes : - positionner transversalement le rail par rapport à l'épaulement que forme le support d'immobilisation (fonction assurée par la cale de positionnement), et - déterminer la position optimale en hauteur de la plaque métallique par rapport au support d'immobilisation (fonction assurée par l'entretoise) ; cette entretoise reçoit en effet la plaque métallique contre elle lorsque cette plaque métallique atteint sa position optimale et s'oppose ensuite à toute déformation supplémentaire de celle-ci même si un couple de serrage plus élevé que le couple serrage requis est exercé sur le tire-fond, chacune de ces pièces étant réalisée dans un matériau optimisé pour remplir la fonction correspondante.

L'inventeur a en effet pu déterminer que, dans le dispositif selon la technique antérieure, la cale de positionnement remplit ces deux fonctions simultanément ; or, le matériau de constitution d'une telle cale existante (en général du polyamide), s'il est adapté à former ladite cale et lesdites extensions supérieures, n'est en revanche pas suffisamment rigide pour s'opposer à un serrage excessif du tire-fond, et ne fait donc pas obstacle à la perte de courbures de la plaque métallique en cas d'un tel serrage excessif. Selon l'invention, au contraire, un serrage excessif du tire-fond est supporté non pas par la cale de positionnement mais par ladite entretoise, laquelle est en un matériau rigide adapté à résister à un tel serrage excessif. Le dispositif assure par conséquent le positionnement optimal de la plaque métallique même en cas d'un serrage excessif du tire-fond. La cale de positionnement, n'ayant pas pour fonction de recevoir la plaque métallique contre elle et de supporter l'effort de serrage de cette plaque, peut donc avoir une hauteur telle qu'elle ne vient pas en appui contre la face du support d'immobilisation destinée à recevoir le patin du rail ; il en résulte qu'une éventuelle imprécision dans la fabrication du support d'immobilisation, une éventuelle irrégularité de cette face de ce support ou une éventuelle présence non détectée de corps étrangers sur cette même face, n'affecte pas cette cale et est donc sans incidence sur le positionnement de la plaque métallique après serrage du tire-fond ; l'entretoise repose certes contre le support d'immobilisation mais elle a des dimensions nettement plus réduites que la cale de positionnement et est donc nettement moins sensible, et en général pas sensible du tout, à ces éventuelles imprécision, irrégularité ou présence de corps étrangers.

Par conséquent, grâce au dispositif selon l'invention, la plaque métallique conserve une forme courbe optimale, et un opérateur peut être affranchi du souci d'avoir une machine de vissage éventuellement déréglée, risquant d'opérer un serrage excessif du tire-fond. En outre, ladite entretoise est en un matériau plus à même de résister à l'usure que celui de la cale de positionnement, et a une surface de contact avec ladite face du support d'immobilisation plus réduite que celle d'une cale de positionnement selon la technique antérieure ; la cale de positionnement selon l'invention n'est quant à elle pas en contact avec cette face du support d'immobilisation ; il résulte de ces deux dispositions que le dispositif selon l'invention a une résistance à l'usure nettement augmentée par rapport au dispositif selon la technique antérieure. Ledit matériau rigide constituant la cale peut notamment être un matériau composite comprenant une résine chargée de fibres, notamment de la fibre de verre. Un tel matériau est apte à résister à un serrage du tire-fond supérieur à 40 m.kg, donc dépassant largement le couple de serrage préconisé, en général de l'ordre de 22,5 m. kg.

La cale de positionnement peut, quant à elle, être en polyamide. Ladite entretoise pourrait ne pas être fixée à ladite cale de positionnement ; de préférence, toutefois, cette entretoise et cette cale sont munies de moyens d'assemblage de l'une à l'autre, permettant à ces deux pièces de former un ensemble unitaire. Avantageusement, dans ce cas, lesdits moyens d'assemblage sont à encliquetage, permettant un montage facile de l'entretoise sur la cale. De préférence, la cale de positionnement présente au moins un trou de réception de ladite entretoise, ne débouchant pas dans les faces latérales de cette cale. Ainsi, l'entretoise n'est en contact ni avec le patin du rail ni avec ledit épaulement. De préférence, ladite face supérieure de l'entretoise est formée par une paroi supérieure étendue que comprend cette entretoise, dont la courbure correspond à la courbure optimale que doit présenter, au droit de cette paroi supérieure, la plaque métallique une fois le serrage du tire-fond opéré. Une surface de contact élargie entre la plaque métallique et l'entretoise est ainsi définie, permettant un appui réparti de cette plaque sur cette entretoise. Cet appui réparti permet un bon contrôle de la courbure que doit présenter la plaque une fois le serrage opéré. Ladite paroi supérieure peut notamment être sous forme d'une collerette, laquelle forme également une face de positionnement de l'entretoise par rapport à la cale. Ladite entretoise pourrait être située en un emplacement distinct du trou que comprend la cale de positionnement pour le passage du tire-fond au travers d'elle ; selon une forme de réalisation préférée de l'invention, toutefois, le trou que comprend la cale de positionnement pour la réception de l'entretoise est aménagé au niveau de ce trou, et l'entretoise comprend une partie formant un canon de réception du tire-fond et au moins une partie latérale épaisse, d'appui supplémentaire contre ledit support d'immobilisation. Le tire-fond traverse ainsi l'entretoise et non directement la cale de positionnement, ce qui réduit ou élimine le risque d'une usure entre ce tire-fond et cette cale de positionnement. Le canon peut être complet, c'est-à-dire être circulaire, lorsque la largeur de la cale (c'est-à-dire la dimension de celle-ci dans le sens transversal du rail) le permet ; il peut également être partiel lorsque cette largeur est trop réduite pour accepter un canon complet. De préférence, l'entretoise comprend deux parties latérales épaisses, situées en deux emplacements diamétralement opposés dudit canon.

Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, dans ce cas : - chaque partie latérale épaisse se présente sous la forme d'un pilier, dont la face radialement extérieure présente une nervure, et - la cale comprend, au niveau du trou destiné à recevoir cette partie latérale épaisse, une dent d'encliquetage destinée à venir en prise avec cette nervure.

Le montage de l'entretoise sur la cale est ainsi réalisé de manière simple et rapide. 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 qu'elle concerne. La figure 1 est une vue en perspective d'une cale de positionnement et d'une entretoise que comprend le dispositif, en position non montée ; la figure 2 est une vue sous un autre angle de la cale de positionnement et de l'entretoise, en position montée ; la figure 3 est une vue d'un rail de tramway, d'une traverse supportant ce rail et du dispositif selon l'invention en cours de mise en place, en coupe prise transversalement au rail et passant par l'axe d'un tire-fond que comprend le dispositif ; la figure 4 est une vue partielle, similaire à la figure 3, des mêmes éléments, en position de serrage du dispositif ; la figure 5 est une vue similaire à la figure 4, en coupe passant par un pilier latéral que comprend l'entretoise, et la figure 6 est une vue partielle des mêmes éléments, en position de serrage du dispositif, en coupe parallèle au rail et passant par l'axe d'un tire-fond que comprend le dispositif. Les figures 1 et 2 représentent une cale de positionnement 2 et une entretoise 3 faisant partie d'un dispositif de fixation d'un rail de tramway à une traverse, ce dispositif 1, ce rail 100 et cette traverse 101 étant visibles sur la figure 3. Dans le sens longitudinal, le rail 100 est fixé à une pluralité de traverses 101 au moyen d'une pluralité de dispositifs 1 installés de proche en proche le long du patin 102 du rail 100. La figure 3 montre un dispositif 1 sur un seul des côtés de ce patin 102 mais, bien entendu, des dispositifs 1 sont installés du côté opposé de ce patin 102. Le dispositif 1 comprend, outre la cale 2 et l'entretoise 3, un tire-fond 4, une gaine 5, et une plaque métallique 6. En référence aux figures 3 à 6, il apparaît que la cale 2 est destinée à être insérée de manière ajustée entre le patin 102 et un épaulement 103 que forme la traverse 101, et qu'elle comporte deux extensions 15, 16, décrites plus loin, respectivement d'appui contre la traverse 101 et d'appui contre le patin 102 du rail.

L'entretoise 3 est destinée à s'étendre entre la plaque 6 et la surface de la traverse 101 recevant le rail 100, et à recevoir le tire-fond 4 au travers d'elle. Le tire-fond 4 est destiné à traverser la plaque 6, la cale 2 via l'entretoise 3 et à être ancré dans la traverse 101 au moyen de la gaine 5, celle-ci étant noyée dans la traverse et comprenant un filetage interne permettant le vissage du tire-fond 4.

La plaque métallique 6 présente une forme doublement courbe, dans un plan parallèle à l'axe longitudinal du rail 100 et dans un plan perpendiculaire à cet axe longitudinal, lui conférant une capacité de déformation, et donc d'amortissement des vibrations générées par le passage des tramways ou véhicules similaires. En référence aux figures 1 et 2, il apparaît que l'entretoise 3 comprend une collerette supérieure 8, une partie centrale 9 formant un canon partiel de réception du tire-fond 4 et deux parties latérales épaisses 10 situées en deux emplacements diamétralement opposés de ce canon 9. La courbure de la collerette 8 correspond à la courbure optimale que doit présenter, au droit de cette collerette 8, la plaque métallique 6 une fois le serrage du tire-fond 4 opéré. La collerette 8 forme également une face de positionnement de l'entretoise 3 par rapport à la cale de positionnement 2. Le canon de réception 9 présente une section circulaire sur environ les trois quarts de sa circonférence. Chaque partie latérale épaisse 10 se présente sous la forme d'un pilier 12, dont la face radialement extérieure est creusée et présente une nervure transversale 13. L'entretoise 3 est notamment réalisée en un matériau composite constitué d'une matrice en résine et de charges sous forme de fibre de verre. La cale de positionnement 2 est constituée d'une seule et même pièce réalisée en polyamide. Elle comprend une partie centrale de base 14, deux extensions supérieures 15 et 16, et un trou 17 aménagé dans sa partie centrale 14, de réception de l'entretoise 3. La partie centrale de base 14 est celle destinée à être insérée de manière ajustée entre le patin 102 du rail et l'épaulement 103, et forme la cale proprement dite. Sa hauteur est telle que, lorsqu'elle est insérée entre le patin 102 et l'épaulement 103 et que lesdites extensions 15 et 16 sont en appui respectivement contre la traverse 101 et le patin 102, sa paroi inférieure ne vient pas au contact de la paroi de la traverse 101 recevant le rail 100 , ainsi que le montre la figure 3. Cette paroi inférieure est inclinée de manière à ce que la partie centrale 14 puisse prendre un appui étendu contre l'épaulement 103 et un appui suffisant contre l'épaisseur du patin 102, sans dépasser en dessous de cette épaisseur. Ainsi, un éventuel dépassement de la couche de matériau 104 supportant le rail 100 au-delà du bord du patin 102 n'interfère pas avec ladite partie centrale 14. Les extensions 15 et 16 sont sensiblement planes, sont situées substantiellement dans un même plan et font saillie sur deux côtés opposés de la partie centrale de base 14. L'extension 15 forme une plaque d'appui de la cale 2 contre la traverse 101 et de positionnement de la plaque métallique 6, comprenant un évidement arrondi 18 qui reçoit une partie arrondie correspondante que forme la plaque 6. L'extension 16 forme une plaque d'interface entre la plaque métallique 6 et le patin 102 du rail 100, et permet une isolation électrique avec ce dernier. Le trou 17 constitue un passage pour le tire-fond 4 au travers de la cale 2. Il comprend une partie centrale de réception ajustée du canon 9 et deux cavités diamétralement opposées, de réception ajustée des parties latérales épaisses 10. Dans ces cavités, sont aménagées deux dents d'encliquetage 20, aptes à s'encliqueter sur les nervures 13 lorsque l'entretoise 3 est insérée dans le trou 17, réalisant ainsi un assemblage de l'entretoise 3 et de la cale 2, l'ensemble formant alors un ensemble unitaire. En référence aux figures 4 à 6, il apparaît que l'entretoise 3 présente une hauteur telle que, lorsqu'elle repose contre la traverse 101, la collerette 8 qu'elle comprend est située à un niveau correspondant à la hauteur optimale que doit avoir la plaque métallique 6 au droit de cette entretoise 3, par rapport à la traverse 101, lorsque le serrage du tire-fond 4 est optimal. Ainsi, un serrage excessif du tire-fond 4 est supporté non pas par la cale de positionnement 2 mais par l'entretoise 3, dont la fabrication en matériau composite est adaptée à résister à un tel serrage excessif.

Le dispositif 1 assure par conséquent le positionnement optimal de la plaque métallique 6 même en cas d'un serrage excessif du tire-fond 4. Le trou 17 de réception de l'entretoise 3 ne débouchant pas dans les faces latérales de cette cale 2, l'entretoise 3 n'est ainsi en contact ni avec le patin 102 ni avec l'épaulement 103. Comme cela apparaît de ce qui précède, l'invention fournit un dispositif 1 de fixation d'un rail 100 à une traverse 101, ou autre support d'immobilisation similaire, permettant d'assurer un positionnement transversal du rail 100 par rapport à l'épaulement 103 et de déterminer la position optimale en hauteur de la plaque métallique 6 par rapport à la traverse 101, remédiant ainsi aux inconvénients des dispositifs homologues de la technique antérieure. 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.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1 - Dispositif (1) de fixation d'un rail de chemin de fer (100) sur un support d'immobilisation (101) tel qu'une traverse, comprenant : - une cale de positionnement (2), destinée à être insérée de manière ajustée entre le patin (102) du rail (100) et un épaulement (103) que forme le support d'immobilisation (101) ; - une plaque métallique courbe (6), légèrement souple, adaptée à s'étendre entre ledit support d'immobilisation (101) et le patin (102) du rail (100), et - un tire-fond (4), ou autre organe de fixation similaire, adapté à être engagé au travers de ladite plaque métallique (6) et de ladite cale de positionnement (2), et à être fixé audit support (101) ; caractérisé en ce que : - le dispositif (1) comprend au moins une entretoise (3) en un matériau rigide, apte à résister à un serrage du tire-fond (4) dépassant le couple de serrage requis, et ayant une hauteur telle que, lorsque cette entretoise (3) repose contre le support d'immobilisation (101), sa face supérieure soit située à un niveau correspondant à la hauteur optimale que doit avoir la plaque métallique (6) au droit de cette entretoise (3), par rapport audit support d'immobilisation (101), lorsque le serrage du tire-fond (4) est optimal ; - la cale de positionnement (2) a une hauteur inférieure à celle de l'entretoise (3), telle que, lorsque la cale (2) est insérée entre le patin (102) du rail (100) et ledit épaulement (103), elle ne repose pas contre la face du support d'immobilisation (101) recevant le patin (102) du rail (100).
2. 2 - Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce q ue ladite entretoise (3) et la cale de positionnement (2) sont munies de moyens d'assemblage (13, 20) de l'une à l'autre, permettant à ces deux pièces (2,
3. 3) de former un ensemble unitaire. 3 - Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'assemblage (13, 20) sont à encliquetage.
4. 4 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cale de positionnement (2) présente au moins un trou (17) de réception de ladite entretoise (3), ne débouchant pas dans les faces latérales de cette cale.
5. 5 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite face supérieure de l'entretoise (3) est formée par une paroi supérieureétendue (8) que comprend cette entretoise (3), dont la courbure correspond à la courbure optimale que doit présenter, au droit de cette paroi supérieure (8), la plaque métallique (6) une fois le serrage du tire-fond (4) opéré.
6. 6 - Dispositif (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite paroi supérieure (8) est sous forme d'une collerette.
7. 7 - Dispositif (1) selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le trou (17) que comprend la cale de positionnement (2) pour la réception de l'entretoise (3) est aménagé au niveau du trou que comprend la cale pour le passage du tire-fond (4) au travers d'elle, et en ce que l'entretoise (3) comprend une partie (9) formant un canon de réception du tire-fond (4) et au moins une partie latérale épaisse (10), d'appui supplémentaire contre ledit support d'immobilisation (101).
8. 8 - Dispositif (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'entretoise (3) comprend deux parties latérales épaisses (10), situées en deux emplacements diamétralement opposés dudit canon.
9. 9 - Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que : - chaque partie latérale épaisse (10) se présente sous la forme d'un pilier (12), dont la face radialement extérieure présente une nervure (13), et - la cale (2) comprend, au niveau du trou (17) destiné à recevoir cette partie latérale épaisse (10), une dent d'encliquetage (20) destinée à venir en prise avec cette nervure (13).