Brevet FR2633208A1 — publié le 19891229

26332' n ELEMENT D'ANOLE POUR CONTENEURS La présente invention est relative à un élément d'angle en acier au manganèse avec des trous d'assemblage sur ses trois cotes extérieurs. Les différents types de conteneurs classés selon les normes;SO en fonction de la dimension 13 à 12,2 m, soit 10 a 40 pieds de long} et de la capacité de charge f 10, 20, 24 et 30 Mp) sont utilises pour transporter des marchandises à la pièce, des articles enr, vrac, des liquides, etc. Les éléments d'angle sont placés aux a coins des conteneurs, ce qui facilite leur levage ou leur assemblage ensemble et au vehicule de transport, soit horizontalement soit verticalement Les éléments d'angle sort reliés par des supports verticaux ou Horizontaux faits de tôles laminées ou de forrrmes profilées. En plus de leurs caractéristiques de mobilite, levage et fixation, il est important que les conteneurs puissent être empilés (gerbésj les uns sur les autres. Selon les méthodes techniques classiques appliquées jusqu'à maintenant, des eléments d'angle sont des moulages d'acier fabriqués par des fabricants de conteneurs et les mou!aZes finis sont généralement soudés à la main ou avec un faible taux de mécanisation aux supports verticaux ou horizontaux La vérification des soudures est peu commode et pas entièrement sure. Parnmi les éventuels problèmes présentés per les conteneurs, à côté du bris des éléments d'angle, on observe très couramment des ruptures ou des déchirures des soudures résultant d'un; soudure défectueuse. Lorsqu'il doit être réparé (par exempte, lorsque l'élément d'angle cassé doit être remplacé), il est difficile de respecter les dimensions et les écartements originaux et cela requiert beaucoup de temps et d'énergie. De plus, les utilisateurs sont forcés de retirer de la circulation leurs conteneurs défectueux pendant une longue période. Dans le numéro d'octobre 1985 de la revue scier.tifique Cargo Systems, P. Hewitt a décrit des tests concernant des angles moulés, effectués par Sea Containers en coopération avec le!aboratoire de recherche d'lron and Steel Co. et la Trade Association Sheffield Co.. Les examens comprenaient des mesures et ces tests varies effectues sur les angles moulés faits dans difféeentE pays du monde entier. Les nesultats concernant !_-=e-gïe du choc Charp1 à faib!ae température sont donnés dans le tableau suivant Far.icant Energie du choc imoyenne Température de 3 mesures) BC i0 A 4,0 J -40 B 7,5 J -40 _C- 14,5 J -40 D 10,5 J -40 Le bon matériau pour fabriquer des éléments d'angle doit satisfaire a la specification de ISO 1496/1 et/ou LR 1984, o les vaaeurs requises a 40'C, avec une fente en "v" et selon la méthode de Chapw, sont les suivantes: Sur une éprouvette de 10 x ' mm min. 34 J Sur une éprouvette de 10 x 7,5 mm min. 28 J Sur une éprouvette de 10 x 5 mm min. 23 J 2' Le Tableau montre que ces conditions nécessaires ne sont sabtisfaites par aucun des fabricants indiqués. Ceci semble indiquer que l'un des défauts des angles moulés fabriqués selon l'état actuel de la technique, est constitué par la valeur insatisfaisante de l'éner[gie du choc aux faibles températures. Une société britannique dénommeée Blair a récemment mis au point un élément d'angle qui, après un seul traitement thermique normnalisant et à -50"G atteint la valeur d'énergie au choc de KVmin = 21 J. Cependant, ce n'est pas aux basses tempér.atures que survient la majorité des cassures dies éléments d'angle. En fait, seion les données fournies par d'importantes compagnies ferroviaires (comme la DB dcl'Allemagne de l'ouest, la SNCF française, et les BP britanniques), les dégâts des éléments d angle ou les déchirures des soudures de leurs supports ont lieu dans la gamme des températures positives à la suite de manipulations et de rechargements brutaux, ains! qu'au cours des manoeuvres de triage et de classement des wagons ferroviairqs. En raison de la composition du matériau des moulages d'acier et de la tension dynamique supplémentaire résultant d'une manipulation brutale, leurs qualités mécaniques s'amoindrissent c dans la gamme des températures négatives. Il en résu:te des fissures et des ruptures, ce qui diminue la durée d'utilisation des conteneurs. Selon des tests effectués par la Deutsche Bundesbahn, la décélération mesurée au moment du freinage s'élevait à 4 g/m/s2 ou en fait dépassait cette valeur, c'est- à-dire plus du double de la valeur estimée. La DB impose donc dans ses spécifications, la valeur supérieure pour tous les conteneurs qu'elle acrhète. En conséquence, les seuls éléments d'angle servant à 2( la construction des conteneurs doivent être sévèrement testés et fabriqués selon des réglementations qualitatives sévères. Les inconvénients des éléments d'angle classiques en acier moulé sont ies suivants; - la technologie de l'acier moulé nécessite une habileté, une 2 5 technique, des matériaux de départ et supplémentaires spéciaux et elle est de plus coûteuse et consommatrice d'énergie; - les défauts externes des moulages (par exemple des cavités de retrait, des inclusions, des fissures) ne se révèlent qu'au cours du traitement des éléments d'angle. La réparation correcte de ces défauts est compliquée et peu commode puisqu'elle nécessite un préchauffage, une électrode à souder spéciale et un traitement thermique répété. G'est encore plus compliqué lorsqu'on constate le défaut sur le produit fini; - pour produire la structure et les qualités mécaniques specif;ees, il faut un traitement trermique qui implique une consommation d'energie supplémentaire; - au moins trois côtés de l'élément d'ang!e moulé doivent être traités, ce qui en fait représente tous les six côtés, en raison des plans de base; - les 8 eléments d'angle requis pour chaque conteneur ne peuvent être fabriqués qu'avec quatre modèles, façonnés et mnoulés séparément 11 s'ensuit de ce qui précede, que la fabrication des éléments d'angle selon les spécifications n'est pas facile. L'invention a pour but de fournir, afin d'éliminer les irnconvénients de la méthode connue, un nouveau type d'élément d'angie qui 1 _. - convient pour une production en serie en ce qui concerne le matériau,!a structure et la tecnnologie, - économise l'énegie et ne requiert ras de traitement tnermique r&pGté, - convient pour être empiié et - a une énergie du choc aux faibles températures en accord avec les spécifications. L'invention repose sur la constatation selon laquelle toutes ies caractéristiques énumérées plus haut peuvent être réalisees, si les éléments d'angle sont faits a partir d'une tôle or d'acier ayant un rapport Mn/C de 8 à 12, une teneur en (P+5) de 0,04%. max. en poids et une teneur en C de 0,2%. max. en poids. Le matériau des tôles d'acier de cette composition est homogène, il a des bords pliables fRmin= a/2 rrmm, ou "a" représente l'épaisseur de!a tôle] et sa valeur d'énergie du choc (KVmin) à -40'C s'élève a 21 J. L 'épaisseur de la paroi des éléments d'angle faits à partir de ce matériau sera plus faible que celle du moulage, si bien qu'il est judicieux de disposer des pièces d'écartement rapportées sur les faces intérieures des trous d'assemblage. pour assure, le raccordement avec les éléments de fixation. La tôle d'acier qui sert de matériau de base de l'élément d'angle se!onl'invention, a une structure granulaire homogène même dans une direction perpendiculaire à la direction du laminage. et convient pour subir une technologie d'écrouissage. Sa valeur d'allongement {As) est supérieure à 22% et ses bords sont passablement pliables. Les dimensions et les degrés de tolérance - des éléments d'angle faits à partir d'un tel matériau, satisfont même aux spécifications les plus sévères (par exemple ISO 1161J. La masse de ces éléments d'angle est d'au moins 10% inférieure à celle de leurs analogues en acier moulé et sa dispersion est de 2% inférieure à celle de la valeur estimée. Ils requièrent peu d'usinage supplémentaire et peuvent être remplacés à l'intérieur du conteneur de façon simple et rapide. Les étapes individuelles de leur fabrication peuvent être mécanisées à un niveau élevé, si bien qu'une robotisation est aussi possible, ce qui permet de hautes précision et reproductibilité de la production. La production de l'élément d'angle peut reposer sur la technologie de l'écrouissage qui est plus simple et consomme peu d'énergie. Les tôles découpées (embouties) sont pliées et assemblées à froid. La soudure des éléments peut être effectuée horizontalement par des robots, par un simple tracé géométrique. Le pied de la soudure est fixé et la soudure peut être reproduite avec une précision élevée. Le produit fini ne nécessite pas de traitement thermique supplémentaire et la technologie de son remplacement est beaucoup plus simple. Deux versions d'assemblage de l'élément d'angle selon l'invention sont montrées dans les Figures 1 à 6. Dans le cas de la seconde version, les six faces de l'élément d'angle sont formées à partir de deux éléments trilatéraux en coquille, dont les côtés 310 convergent vers trois bords et un pic commun, tandis les faces de l'elément d'angle de la première version se rencontrent sur deux bords, et ainsi ces éléments sont en forme de U. La Figure 1 montre les vues d'en haut et de côté de la version 2 de l'élément d'angle et sa section le long de la ligne D-E. La Figure 2 montre le modèle de l'élement en coquille "A" de la version 2. La Figure 3 mont-e le modèle de l'ilément en coquille B" de ia version 2. La Figure 4 montre des éléments de coquille A et B avec les pièces d'écartement rapportées de la version 2. La Figure 5 représente les pièces d'écarterrent rapportees CI 1, C2, C3 et C4 de la version 2. La Figure 6 représente l'élément d'angle assemblé à partir des éléments en coquille A et E et des pièces d'écartement rapportées de la version 1. La Figure 7 montre la vue explosée de la version 2 de "'élément d'angle selon l'invention, dans laquelle A et B sont les deux éléments en coquille, C1, G2 et C4 sont les pièces d'écartement rapportées et les lignes h-h représentent les bords de flexion. L-3% Les éléments d'angle disposés dans les plans supérieur et inférieur du conteneur ne diffèrent que par la dimension des trous sur leurs ctés plus courts, les éléments en coquille "A" sont donc fabriqués avec deux trous différents. Les éléments en coquilie "B" sont identiques dans des rangées supérieure et 0 inferieure et sont façonn s de telle sorte qu'ils formnent l'élément d'angle avec leurs contre-parties "A". On peut considérer que l'élément en coquille "A" avec une légère modification est un produit fini en ce qu'il peut servir de'lement d'angle de conteneurs à cuves. Les valeurs des dimensions et de tolérance de ,ement d'angle représenté dans les Figures 1 a 6 satisfont aux sDécifications 1984 de 150 1 161. Ainsi, la longueur est de I = 178 + 1 mm la largeur est de w = 162 + 1 mm O0 la hauteur est de h = 1 18 + 1 mm la masse est de 9,60 - 9,75 kg + 2% tselon la version) Les éléments d'angle sont interchangeables, de plus, ils peuvent être fabriqués en dimensions graduelles pour les réparations. Selon la version 1, I'élément d'angle consiste en un é7e!er.t en coquille "A" fait d'une plaque de 10 mm d'épaisseur pliée pour former un profil en U avec un rayon de courbure intérieure de rrmin = a/2 mm et un élément en coquille "B" fait d'une plaque de 8 mrr d'epaisseur pour former un profil en "L" avec un rayon de courbure intérieure de Pmin = a/2 mm. Les trous conve.ab'fes se trr-,ouvent sur i'eiément en coquille "A", tandis qu'il n'y a pas de trou du tout sur l'élement en coquille "B". Les pièces d'écartement rapportées C l, C2 et C4 des éléments en coqui!le "A" des angles dans la rangée inférieure sont placées sur;e côté intérieur des trous, leur position est définie par un gabarit d'assemblage. Sur les éléments en coquille "A" des aneres dans la rangée supérieure, il y a des pièces d'écartement -aMportées C2. C3 et C4. En définissant la dimension des trous sur l'élément en coquille "A". on determine si l'élément d'angle doit être placé sur la partie superieure ou inférenieure du conteneur. L'image dans un miroir de l'élément en coquille peut être produite soit par rchangement de 'a direction de pliage dans une direction opposée soit oan inversion de la tôle. Les pieces detachées énumérées plus haut sont assemblées dans le gabarit d'assemblage et, la d menson étarnt vérfiée, sont fixées par - des soudures de mise en place. L'operation suivante consiste a souder en continu les soudures à 4ilet simple, La errnière phase est l'usinage des pentes d'erntrée 6x45' sur la face extérieure des trous. Lorsque les éléments d'angle sont finis, leur surface est nettoyée. La version 2 repose aussi sur la conception selorn laquelle des éiéments d'angle doivent être construits à partir de deux éléments en coquille et trois pièces d'écartement rapportées. L'élément en coquille "A" a un trou sur cheque face. Ils sont découpés dans la tôle étalée avant flexion. L'élément de coquille "B" n'a pas de trou. Les deux élémerts en coquille sont assemDilés pour construire l'élément d'angle de la façon décrite pour la versiorn 1. P VEND7CATIO. IS i. E:mrnt d'angle pour contcnrur, er, acier au marnganrese. avec oes trous d'assemblage sur ses trois côtés extremeurs, -aractérieé en ce qu'i! est fait à partir d'rne tôle d'ac.;-. ayar.t ur.apport Min/C e 8 a 12, une teneur en tP+S) de G.C, rmiax. en pocis et une teneur en C ae 0,2%. max en poids. 2. EI!ment d'angle suivant ia revendication 1, oret_"s,_ gr ce aO'i est assemblt par soudure à partir d',errnnt. e- coqui!ie fA. et ' pr.oduits par écrouissage de la tôle d'aer. et de pièces d'écartement rapportées iC1, C2, 03 et C41. 3 Elément d'angie suivant la revendication 2, :.c.-=:temsé par des é__rnts en coquille faits par flexon et/ou er.n- o uti5s ae. 4. E.érrent d'angle suivanrt ia reven;caton 2, caractérisé par des éiements en coquille soudes automatiquement toboftI et des pieces décatement rapportées