Brevet FR2704507A1 — publié le 19941104

Caisse de véhicule ferroviaire formée par assemblaae modulaire La présente invention concerne une caisse de véhicule ferroviaire formée par assemblage modulaire. On connaît, par le document FR-A-2 613 995, une caisse autoportante de véhicule ferroviaire permettant un gain de poids par rapport aux solutions les plus légères basées sur l'utilisation de profilés en alliage d'aluminium. Selon ce document, on proposait de réaliser la caisse de façon simple et économique tout en ayant une excellente résistance à la corrosion ainsi que des propriétés d'isolation thermique et acoustique. La caisse devait permettre aussi une intégration des accessoires et équipements ou supports d'équipement dans la structure de caisse proprement dite. La caisse, selon le document FR-A-2 613 995, est constituée de parties moulées en matériau composite qui comportent les revêtements ou parements intérieurs et extérieurs de la caisse de véhicule. Dans le mode de réalisation proposé cette caisse comprend une demi-coque supérieure et une demi-coque inférieure réalisées chacune en une seule pièce et assemblées l'une à l'autre suivant un plan de joint sensiblement horizontal, et des extrémités avant et arrière réalisées également chacune en une seule pièce et fixées sur les extrémités longitudinales des demicoques. Ces parties sont assemblées entre elles par boulonnage et par collage. Une telle caisse est représentée à la figure 1 annexée à la présente demande. Comme on peut le constater, l'assemblage des deux demi-coques entre elles se fait selon un joint longitudinal et central qui pose beaucoup de problèmes de réalisation et d'esthétique. Pour avoir un assemblage correct des deux demi-coques, il faut en effet que les portées à assembler soient très nettes. Cette contrainte est très difficile à satisfaire pour l'homme du métier étant donné la longueur d'une caisse et les longueurs à solidariser. Pour pallier cet inconvénient, on propose selon la présente invention un véhicule ferroviaire formé par assemblage modulaire d'éléments en matériau composite réunis entre eux selon des joints discrets, situés en parties basses et hautes du véhicule. L'invention a donc pour objet une caisse de véhicule ferroviaire constituée à partir de matériau composite et montée par assemblage modulaire de différents éléments reliés entre eux par collage et par des moyens de fixation mécanique, caractérisée en ce que les différents éléments, réalisés chacun en une ou plusieurs parties, comprennent un châssis, deux faces latérales, un pavillon et des extrémités de caisse. Chaque face latérale étant réalisée en plusieurs parties, chaque partie peut comporter une portion d'au moins une baie de porte, la liaison de deux parties adjacentes d'une face latérale constituant la baie de porte. Ceci procure l'avantage de réaliser la liaison dans une zone qui est peu soumise aux contraintes. Le châssis peut avantageusement comporter dans son épaisseur des logements constituant des coffres pour les appareillages du véhicule ferroviaire. Ces logements peuvent comprendre des premiers logements accessibles à partir de l'une des faces latérales du véhicule et des deuxièmes logements accessibles à partir de l'autre face latérale du véhicule, les premiers et deuxièmes logements laissant entre eux un espace libre situé le long de l'axe longitudinal du véhicule. Les faces latérales peuvent comporter des parties constitutives de l'équipement intérieur du véhicule. Le châssis peut avoir une section en forme de I dont la barre verticale est centrée sur l'axe longitudinal du véhicule et dont les barres horizontales forment avec la barre verticale des cavités de réception des parties basses des faces latérales, ces parties basses formant des logements constituant des coffres pour les appareillages du véhicule ferroviaire. Dans ce cas, les parties hautes desdites faces latérales peuvent comporter des parties constitutives de l'équipement intérieur du véhicule. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une caisse de véhicule ferroviaire selon l'art connu, - la figure 2 est une vue partielle en coupe d'un panneau de matériau composite, - la figure 3 illustre une caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention dont les faces latérales comportent plusieurs parties, - la figure 4 illustre une caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention dont les faces latérales sont réalisées en une seule partie, -la figure 5 représente une caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention pourvue de l'une de ses extrémités, - la figure 6 est une vue de côté partielle d'un châssis de véhicule ferroviaire selon l'invention, - les figures 7 et 8 illustrent une caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention dont le châssis est pourvu de logements, - les figures 9 et 10 illustrent une variante de caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention. La figure 1 est illustrative de l'art antérieur constitué par le document FR-A-2 613 995. Sur cette figure, la caisse 10 d'un véhicule ferroviaire est constituée essentiellement d'une demi-coque supérieure 12, d'une demicoque inférieure 14 et de deux parties d'extrémité 16 et 18 qui sont chacune moulées en une seule pièce en un matériau composite. Ce matériau composite comprend, comme on le voit à la figure 2, une âme 20 en mousse à base de résine phénolique et des parements ou revêtements 22 extérieur et intérieur en résine phénolique armée de fibres de verre. Le matériau composite a des caractéristiques intrinsèques de résistance mécanique telles que la caisse du véhicule est autoportante sans qu'il soit nécessaire de la monter sur une ossature métallique. Les quatre parties 12, 14, 16 et 18 constitutives de la caisse du véhicule sont reliées entre elles par boulonnage et collage. La demi-coque supérieure 12 constitue le pavillon 24 et les parties supérieures 26 des deux parois latérales du véhicule qui comportent donc les baies 28 et les parties supérieures 30 des ouvertures de portes. Les parois latérales de la demi-coque inférieure 14 comprennent les parties inférieures 52 des ouvertures de porte. Comme on le voit bien sur la figure 1, l'assemblage des deux demi-coques se fait sur des portées longues (par exemple celles situées entre deux portes) qui sont difficiles à joindre sur toute la longueur du véhicule. La figure 3 représente une première variante de caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention. Les différents éléments constituant la caisse consistent en un châssis 1 en une seule partie, un pavillon en trois parties 2, 3 et 4 et deux faces latérales en plusieurs parties. La face latérale la mieux visible sur la figure 3 est ainsi formée de quatre parties 5, 6, 7 et 8. On remarque que chaque partie de face latérale comporte une portion d'au moins une baie de porte. La mise en place de deux parties de face latérale adjacentes constituant une baie de porte. La liaison entre les différents éléments constituant la caisse peut être réalisée par collage et boulonnage ou rivetage permettant d'assurer la pression nécessaire au collage. La figure 4 représente une deuxième variante de caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention. Dans cet exemple, la châssis 9 est également en une seule partie de même que les faces latérales 11 et 13. Le pavillon comprend trois parties 15, 17 et 19. Les caisses de véhicules représentées aux figures 3 et 4 sont selon les besoins pourvus d'extrémités ouvertes pour permettre une intercirculation entre véhicules ou d'extrémités fermées totalement. La figure 5 illustre une caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention pourvue d'une extrémité fermée. Il s'agit d'une variante du type représenté à la figure 3 où chaque partie de face latérale comporte une portion d'au moins une baie de porte. On distingue le châssis 21 qui se prolonge au delà de la partie de face latérale extrême 23 pour recevoir le bout de véhicule 25. On distingue encore une deuxième partie de face latérale 27 et une partie de pavillon 29. Le bout 25 est rendu solidaire du reste de la caisse par collage et boulonnage ou rivetage. Le châssis, les faces latérales, le pavillon et les bouts de caisse éventuellement présents peuvent être tous réalisés en matériau composite. Le matériau composite utilisé pour élaborer ces éléments de caisse peut comprendre un coeur en polychlorure de vinyle ou en nid d'abeilles entre deux peaux en fibres de verre liées par de la résine époxy. Le châssis de la caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention peut comporter dans son épaisseur des logements pour les appareillages du véhicule ferroviaire. Les dimensions de ces logmeents peuvent être adaptées en fonction des appareillages que l'on prévoit d'y installer. La figure 6 montre une partie de châssis 31 pourvue de deux logements 32 et 33 situés entre le plancher du châssis et une paroi inférieure 34. Localement, la zone de logement des appareillages peut être renforcée par des voiles 35, 36 verticaux et transversaux pour des raisons structurelles ou pour isoler totalement un équipement particulier. Les liaisons entre les appareillages et le câblage ou les tuyauteries peuvent se faire par des connexions appropriées au niveau de la zone centrale du châssis. Les appareillages peuvent être montés dans ces logements sur des glissières. Ceci autorise des interventions de maintenance aisées. La fixation de ces glissières peut se faire grâce à des inserts disposés dans la structure du châssis. On distingue encore sur la figure 6 des nervures longitudinales 37 et 38 délimitant des zones de passage pour les câbles et les tuyauteries. Ces nervures contribuent aussi à renforcer la structure du châssis. La figure 7 est une vue en coupe transversale d'une caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention. Elle comprend un châssis 39 en matériau composite, formé d'une seule pièce. Ce châssis pourrait également être réalisé en métal, par exemple en aluminium. La caisse comprend aussi un pavillon 40 et deux faces latérales 41 et 42. Comme précédemment l'assemblage de la caisse peut être réalisé par collage et boulonnage ou rivetage. On remarque sur cette figure la forme particulière que présente la section du châssis. Cette forme offre des logements 43 et 44 accessibles à partir de chaque face latérale. Ces coffres peuvent comporter des cloisons transversales de séparation. Ils sont constitués des parois 45 et 46 en forme de cornière prolongeant le châssis 39 vers le bas. Les parties verticales de ces parois 45 et 46 délimitent un espace central 47, longitudinal au véhicule. Cet espace central 47 permet le passage de câbles électriques et de tuyauteries. Des trappes 48 et 49 permettent de fermer les coffres ou logements 43 et 44. La figure 8 montre l'extrémité d'un châssis tel que celui de la figure 7. Le châssis 39 est vu de côté et on n'a pas représenté la trappe de fermeture du logement 44. Le logement 44 se termine avant l'extrémité du châssis 39 par une cloison de fermeture 50 reliant les faces inférieure et supérieure du logement 44. Cette extrémité de châssis repose sur un bogie figuré par une roue 51. Dans ce but, l'extrémité du châssis comporte une partie 53 conçue pour recevoir le bogie. La figure 9 est une vue en coupe transversale d'une autre variante de caisse de véhicule ferroviaire selon l'invention. La caisse comporte un châssis 54 de préférence métallique et qui a une section en forme de I dont la barre verticale 55 est centrée sur l'axe longitudinal du véhicule et dont les barres horizontales supérieure 56 et inférieure 57 forment avec la barre verticale 55 des cavités de réception 58 et 59. Ces cavités de réception reçoivent en emboîtement les parties basses, de forme correspondante, des faces latérales 60 et 61. Ces parties basses forment des logements pouvant recevoir des appareillages comme à la figure 7. Les parties hautes des faces latérales comportent des éléments constitutifs de l'équipement intérieur du véhicule: éléments de séparation interne 62 et 63, préformes de sièges 64, etc.... Les faces latérales 60 et 61 peuvent également comprendre des parties latérales de toiture 65 et 66 réduisant ainsi la largeur du pavillon 67. La figure 10 est une vue en perspective illustrant l'emboîtement d'une face latérale 60 sur le châssis 54. On remarque que le châssis 54 comporte des prolongements transversaux 68, 69, 70 et 71 de la barre supérieure 56 dont les bords arrivent, lorsque l'emboîtement des faces latérales est réalisée, jusqu'aux ouvertures de portes 72 et 73. Ces prolongements transversaux améliorent le maintien des faces latérales sur le châssis. Un tel châssis offre de grandes surfaces sur lesquelles les faces latérales peuvent être collées. Si le châssis 54 est métallique, il est également possible de réaliser la fixation mécanique par vissage direct des faces latérales sur le corps du châssis. REVENDICATIONS 1/ Caisse de véhicule ferroviaire constituée à partir de matériau composite et montée par assemblage modulaire de différents éléments reliés entre eux par collage et par des moyens de fixation mécanique, caractérisée en ce que les différents éléments, réalisés chacun en une ou plusieurs parties, comprennent un châssis (39), deux faces latérales (41, 42), un pavillon (40) et des extrémités de caisse. 2/ Caisse de véhicule ferroviaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que, chaque face latérale étant réalisée en plusieurs parties (5, 6, 7, 8), chaque partie comporte une portion d'au moins une baie de porte, la liaison de deux parties adjacentes d'une face latérale constituant la baie de porte. 3/ Caisse de véhicule ferroviaire selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le châssis (39) comporte dans son épaisseur des logements (43, 44) constituant des coffres pour les appareillages du véhicule ferroviaire. 4/ Caisse de véhicule ferroviaire selon la revendication 3, caractérisée en ce que les logements comprennent des premiers logements (43) accessibles à partir de l'une (41) des faces latérales du véhicule et des deuxièmes logements (44) accessibles à partir de l'autre face latérale (42) du véhicule, les premiers et deuxièmes logements laissant entre eux un espace libre (47) situé le long de l'axe longitudinal du véhicule. 5/ Caisse de véhicule ferroviaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les faces latérales (60, 61) comportent des parties (62, 63, 64) constitutives de l'équipement intérieur du véhicule. 6/ Caisse de véhicule ferroviaire selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le châssis (54) a une section en forme de I dont la barre verticale (55) est centrée sur l'axe longitudinal du véhicule et dont les barres horizontales (56, 57) forment avec la barre verticale (55) des cavités de réception (58, 59) des parties basses des faces latérales (60, 61), ces parties basses formant des logements constituant des coffres pour les appareillages du véhicule ferroviaire. 7/ Caisse de véhicule ferroviaire selon la revendication 6, caractérisée en ce que les parties hautes desdites faces latérales comportent des parties constitutives (62, 63, 64) de l'équipement intérieur du véhicule.