Brevet FR2380926A1 — publié le 19780915

L'invention est relative à des maçons dc chemin de fer. Les wagons de chemin dc fer utilises actuellement pour transporter des engrais et autres produits corrosifs sont normalement construits en acier. Les propriétés corrosives de leur chargement obligent à revêtir l'intérieur de ces wagons d'une peinture anti-corrosion de manière à protéger le métal et à assurer une longévité raisonnable au wagon. Il faut aussi protéger l'extérieur du wagon du fait que des dépôts de produits corrosifs pour l'acier s't forment fréquemment au cours du chargement et du déchargement du wagon. Cettc solution classique présente un certain nombre d'inconvénients. En premier lieu, les revêtements protecteurs sont extrêmement coûteux, à la fois à appliquer et à conserver. La préparation de la surface est très critique, en particulier dans les coins et aux emplacements des soudures (intérieurs et exte- rieurs), ce qui oblige à meuler toutes les soudures et tous les coins, ce qui est malaisé et coûteux.D'une part il est essentiel de disposer d'une surface continue pour recevoir le revêtement, du fait que la corrosion peut débuter en n'importe quel petit défaut de surface et se propager vcrs l'extérieur au dessous du revetement, tandis que, d'autre part, il est presque impossible d'obtenir une surface continue, dans les encoignures de plaqucs par exemple o la surface intérieure se raccorde à la surface ex tricurc et où sont fixés des joints d'étanchéité (dans les portes de chargement ct dc déchargement des wagons). fême si on obtient initialement un revêtement satisfaisant, la continuité de la surfacedisparaît facilemcnt, sous l'action dc l'abrasion, au cours dc l'utilisation du wagon. En pratique, il faut renouvoler le revêtement au bout de périodes de temps relativement courtes, au moins tous les cinq ans. Pour appliqucr un nouveau revêtement il faut éliminer complètement l'ancien ct nettoyer et sabler toutes les parties métalliques du wagon. Cet entretien est extrêmement coûteux. Une solution consisterait à construire les wagons en acier inoxydable, mais ce matériau est extrêmement coûteux, et, à cet gard, ne convient pas absolument. L'invention surmonte les inconvenients exposés ci-dessus au moyen d'une caisse de wagon de chemin de fer construite à l'aide d'élements en matière plastique raidie, convenablement renforcés à l'aide d'éléments composants de métal, inaccessibles à la fois de l'intérieur et GO l'extérieur de la caisse, du fait qu'ils sont enrobées dans la matière plastique ou recouverts par cellc-ci, ou par un autre matériau inerte relativement à l'action de produits corrosifs. En d'autres termes la caisse du wagon conforme à l'invention peut être entièrement réalisée en une matière plastique, convenablement raidie ou renforcée à la fibre de verre, qui est absolument insensible à l'action de produits corrosifs ou de tout autre produit acide. Le problème de la continuité de surface se trouve ainsi résolu. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments qui, en service, sont soumis surtout à des contraintes de flexion sont moulés en une matière de composition contenant plus de 50 - en poids de fibres de verre et moins de 50 , en poids de résine, tandis que les éléments soumis en principe à des contraintes de compression contiennent moins de 5C % en poids de fibre de verre. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif nais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lescuels : - la figure i est une vue latérale, en coupe partielle suivant la ligne A-A de la figure 2, d'un wagon de chemin de fer construit conformément à l'invention - la figure 2 est une vue en plan, de dessus, en coupe partielle suivant la ligne B-B de la figure 1 - la figure 3 est une vue en bout suivant la direction ce la flèche s de la figure > ; - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne C-C de la figure 2 ; et - les figures 5 à 8 représentent les détails désignés par "A" à "D'1 sur les figures I et 2. Le wagon de chemin de fer, représenté plus particuliore- ment par les figures 4 à 3, comporte, conformément à l'invention, une caisse désignée dans son ensemble par 1, deux poutrelles latérales ou longerons 2, reliés l'un à l'autre, à leurs extrémités, par des traverses 19 de manière à former un châssis pour supporter la caisse La caisse X est de même forme que celle de wagons classi -ques ; elle comporte des parois latérales 3 incurvées, des parois d'extrémités 4 inclinées et une paroi supérieure 5, 6 é- troite, munie de portes ou de couvercles de chargement 7. De chaque côté des couvercles 7, la paroi supérieure 6 est réalisée à la manière d'une plate-forme sur laquelle on peut marcher. La paroi inférieure de la caisse 1, à ltemplacement où les parois latérales 3 se rapprochent l'une de l'autre, est munie de port de déchargement 6. Les deux parois latérales 3 et les deux parois d'extrémités 4 constituent des pièces de grandes dimensions moulées en une matière plastique renforcée à la fibre de verre et assemblées par des boulons. Bien qu'on puisse utiliser d'autres modes d'assemblage, la figure 5 montre un détail de la figure 2, à l'em- placement où l'une des parois d'extrémités 4 est fixée à l'une des parois latérales 3. Comme on le voit sur cette figure, la paroi- latérale 3 présente un bord replié 9 muni d'ouvertures appropriées, destinées à recevoir des boulons 1C qui traversent aussi des ouvertures correspondantes du bord de la paroi d'ex trémité 4.Il y a lieu de noter que la région munie d'ouvertures de la paroi d'e"trémité 4 est évidée, de manière à loger les têtes des boulons 10. Ces évidements peuvent par la suite être remplis de résine du genre utilisé pour la fabrication des piè- ces principales et, de préférence, en vue d'éviter que de l'en- curais ou une matière corrosive puisse être retenu dans les coins ainsi formés, on peut utiliser un bouclier incurvé spar 11 de matière plastique renforcée par des fibres de verre.On voit aussi que le jolnt d'assemblage entre la paroi d'extrémite t. et la paroi latérale 3 est renforcé au moyen d'une barre ou d'une feuille de métal 12, enrobée dans la paroi d'extrémité 4 et munie d'ouvertures pour le passage des boulons 10. bu fait que le poids du matériau corrosif contenu dans la caisse du wagon tend à écarter les parois latérales 3 l'une de l'autre, un certain nombre d'entretoises transversales sont dis posees à une certaine distance l'une de l'autre suivant la longueur de la caisse 1. Chaque entretoise comporte un certain nombre de barres de traction 13 espacées l'une de l'autre suivant la verticale (cf figure 6 qui représente le dtail "B" de la ficure 2). ,u voisinage immédiat de chaque entretoise, sur chaque paroi latérale 3, est prévue une barre ou une plaque de renfor cement 1Z1, enrobe dans la paroi correspondante ou fixée de tout autre manière appropriée.Cette barre 14 est munie d'ouvertures pour recevoir les extrémités filetées des barres de traction 13, cui sont fixées à l'aide d'écrous 15. Ces écrous 15 sont proté gés de l'action des matières corrosives à l'extérieur du wagon au moyen de profilés en U en matiere plastique renforcée à la fibre de verre 16 dont les ailes sont munies de brides permettant de les fixer à la surface extérieure de la paroi latérale 3 correspondante. A l'intérieur du wagon, chaque barre de traction 13 traverse axialement des tubes d'entretoisement 17 en matière plastique renforce à la fibre de verre. Si c'est nécessaire, comme on l'a indiqué sur la figure 6, chaque groupe d'entretoises peut être disposé dans une cloison 18 en matière plastique renforcéeà la fibre de verre. La figure 7 représente le détail "C" de la figure 1 et aussi la cloison 18 et les- barres de traction 13. A l'extrémité inférieure de cette cloison 18 la paroi latérale 3 du wagon est réalisée en forme de tunnel de manière à recevoir, à l'extérieur de la cloison, l'une des traverses d'acier 19 du châssis du wagon. La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne C-C de la figure 2 et montre la cloison 18 partiellement arrachée, de maniera à découvrir l'une des barres de traction 13 et l'un des tubes d'entretoisement 17. La figure O représente le détail "D" de la figure 4 et montre la manière dont est fixée une paroi latérale 3 à un longes ron 2 du châssis. Le longeron 2 se présente sous forme d'un caisson allonge qui est muni, à sa partie supérieure, d'une ail 20 repliée, à l'extérieur du caisson, au-dessus de celui-ci. jre mani-re analogue la pièce moulée en matière plastique ren forcée la fIbre de verre,-cui constitue la paroi laterale 3, est munie d'une aile latérale 21 incline vers l'extérieur et légèrement vers le haut, de manière à être parallèle à l'aile 20 à laquelle elle est fixée au moyen d'une série de boulons 22. Entre les deux ailes 20 et 21 on peut distinguer un élément in termédiaire en "Néoprène"23. S'il est nccessaire ou souhaitable de protéger les boulons 22, leurs extrémités, exposées au milieu extérieur, peuvent être recouvertes de résine ou de toute autre matière résistant à la corrosion. Les portos supérieures de chargement 7 sont également réalisées en ratière plastique renforcée à la fibre de verre et peuvent être munies de nervures de renforcement 7a, pour être plus rigides Si le chargement est très lourd ou si les contraintes de déformation sont très élevées cependant, les portes 7 peuvent être réalisées en matière plastique renforcée à la fibre de verre et être renforcées encore par tout autre matériau approprié. De même, on peut utiliser divers genres de portes de déchargement 8, celles-ci pouvant éventuellement être rendues plus rigides par des nervures formes au moulage ou être réali- SLOS en une matière plastique renforcée. Une autre caractéristique de l'invention porte sur la composition de la matière plastique renforcée à la fibre de verre utilise en fonction dos contraintes subies en service par les diverses pièces. Les parois latérales 3 par exemple, qui sont soumises à des contraintes de flexion considérables, sont de préférence réalisées en une matière comportant GC % en poids de fibres de verre ct 40 ,- en poids seulement de résine (polyester). Les parois d'extrémités 4, au contraire, sont soumises princi palment à des contraintes dc compression, ce pourquoi il est préférable d'inverser les proportions de la composition précé- dente, c'est-à-dire de les réaliser en une matière comportant 60 ' en poids de polyester et 40 ; en poids de fibres de verre. Au lieu d'utiliser, pour augmenter la rigidité des pièces moulées en matière plastique renforcée à la fibre dc verre, des barres ou des plaques d'acier (par exemple les barres 12 ou 14), on peut utiliser une structure stratifiée pour les pièces exigeant la résistance maximale de section. La figure 6, par exemple, montre une combinaison d'une paroi latérale 3 de structure stratifiée, d'un profilé en U îG et d'une barre ou d'une plaque de renforcement 14, qui donne la rigidité et la résistan- ce raxlmales à la région de onction avec les entretoises.Il va de soi qu'il existe de nombreuses façons de renforcer les pièces moulées et de les assembler; les détails représentés sur les figures 5 à 8 nc constituant que certains agencements pré- férentiels. il est clair évidemment que la principale caractéristique de l'inventIon consiste en la fabrication dc la caisse 1 du wagon de chemin de fer en une matière plastique résistant à la corrosion, qui est rendue plus rigide et/ou renforcée de manie- re d résister aux chars et contraints mises en Jeu. Tout joint d'assemblage ou tout élément de renforcenent susceptible de se corroder, par exemple les barres ou les plaques d'acier et = et les barres de traction 13, doivent être protégés de la corrosion par des revêtements de matière plastique et/ou par des éléments moulés utilisés pour les recouvrir. On pourrait aussi réaliser tout la caisse I sous forme d'une pièce moulée unique munie des éléments de renforcement necessaires et, de préférence, en une matière plastique renforcée d la fibre de verre de composition variant en fonction des contraintes subies en service par ses différentes régions. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application ct de réalisation nui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVEl;9IC;iTIOt3z Caisse de wagon de chemin de fer, pour le transport de matériaux corrosifs, caractérisée en ce qu'elle comporte des éléments de construction en matière plastique raidie, convenablement renforcés à l'aide d'éléments composants métalliques inaccessibles, soit de l'intérieur, soit de l'extérieur de la caisse, du fait qu'ils sont recouverts par un matériau inerte, relativement à l'action des produits corrosifs. 2. Caisse de wagon de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de construction comprennent diverses pièces métalliques qui sont ensuite assemblées les uns avec les autres. 3. Caisse de wagon de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins certains des éléments composants métalliques de renforcement sont enrobés dans les éléments de construction au cours du moulage de ceux-ci. 4. Caisse de wagon de chemin de fer selon la revendica tion 2, caractérisée en ce qu'au moins certains des éléments composants métalliques de renforcement sont disposés dans les joints d'assemblages des éléments de construction de la caisse. 5. Caisse de wagon de chemin de fer selon l'une quelconque des revendications 2 à- 4, caractérisée en cc que certains des joints d'assemblage des éléments de construction comprennent des boulons et des écrous de fixation, les têtes de ces boulons et les ccrous étant ensuite revêtus de matière plastique pour donner de la continuité à la surface de l'élément ou des élé- monts de construction dans la région dudit joint ou étant recouverts par d'autres éléments moulées en la même matière plastique. G. Caisse de wagon de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un seul élément de construction moulé, muni des éléments métalliques de renforcement ncessares. 7. Caisse de wagon de chemin de fer selon l'une quelconque des revendications précédentes et munie d'au moins une porte supÉrieure de chargement et d'au moins une porte infériez r. de déchargement, caractérisée en ce que chacune des portes est réalisée cn la matière plastique raidie précitée, convenablement renforce par des nervures de cette matière et/ou par des éléments métalliques de renforcement enrobés. Caisse de wagon de chemin de fer selon l'une quelconnue dos revendications précédentes, caractérise en ce que certains des éléments de construction sont réalisés en une matière plastique renforcée à la fibre de verre. 9. Caisse de wagon de chemin de fer selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments qui, en service, sont soumis principalement à des contraintes de flexion sont moulés en une matière de composition contenant plus de 50 % en poids de fibrose verre et moins de 50 % en poids de résine, tandis que ceux soumis en service principalement à des contraintes de compression contiennent moins de 50 r, en poids de fibres de verre. 0. Caisse de wagon de chemin de fer selon la revendication 9, caractérisée en ce que ses parois latérales contiennent GO % en poids de fibres de verre et 4C ,o' en poids de résine, tandis que ses parois d'extrémités contiennent 40 en poids de fibres de verre et 60 % en poids de rLsine. 11. Wagon de chemin de fer comportant une caisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis, supportant la caisse, comportant deux longerons latéraux en acier fixés à leurs parties sup tous par un matériau instant à la corrosion.