Brevet FR2783226A1 — publié le 20000317

GROUPE DE CLIMATISATION FERROVIAIRE La présente invention concerne un groupe de climatisation ferroviaire, c'est-à-dire une installation compacte comprenant l'ensemble des matériels nécessaires à climatiser tout ou partie d'un compartiment d'un train, I'ensemble desdits matériels étant contenus dans un bâti lui- même compartimenté en caissons. Elle concerne plus particulièrement un groupe de climatisation ferroviaire dont le bâti a une structure particulière, favorisant la construction du groupe et son entretien. Un groupe de climatisation ferroviaire est un ensemble qui doit pouvoir être monté d'un seul tenant dans le compartiment à climatiser, voire qui doit pouvoir être remplacé de manière autonome. Les appareils qui sont nécessaires à la climatisation, tels que notamment évaporateurs, réchauffeurs, condenseurs, ventilateurs, compresseurs, filtres sont agencés, avec différents accessoires et 1 5 moyens de raccordement, pour former d'une part l'unité de traitement de l'air et d'autre part l'unité de condensation. Un bâti général sert de logement à l'ensemble de ces matériels et à leurs moyens de raccordement. Il est compartimenté pour la formation des unités précités. De manière habituelle le bâti est constitué par des panneaux de tôlerie qui sont pliés et assemblés les uns aux autres par soudage et éventuellement rivetage. Il est prévu des trappes d'accès permettant l'entretien ou le remplacement des matériels. Un groupe de climatisation ferroviaire n'est pas un produit totalement standard qui peut être monté sur n'importe quel compartiment de n'importe quel type de train. Selon le type de compartiment et le type de train, la composition définitive du groupe peut varier, sachant qu'il s'agit le plus souvent de différences relativement mineures,la structure générale du groupe restant sensiblement la même. Lorsqu'il doit répondre à une commande importante, le constructeur de climatisation ferroviaire est confronté à un problème de délai lié à la mise en oeuvre d'un ensemble de machines-outils pour la découpe, le pliage, la soudure des tôles destinées à réaliser le bâti, c'est- à-dire l'habillage extérieur du groupe de climatisation. Pour respecter les délais qui sont généralement imposés, il faudrait que le constructeur fabrique par avance un certain nombre de bâtis et les détiennent en stock, ce qui va bien sûr à l'encontre de la politique de flux tendus recherchée dans l'industrie moderne. Un deuxième problème se pose au constructeur du fait de la non- totale standardisation des groupes de climatisation en fonction du type de compartiment et du type de train. Une autre difficulté rencontrée par le constructeur est le manque d'accessibilité à certaines parties du groupe. Il est également à noter qu'un groupe de climatisation ferroviaire fonctionne dans un environnement particulièrement agressif en terme de chocs thermiques, ce qui nécessite que le bâti, supportant et formant l'habillage des matériels de climatisation contenus dans le groupe ne puisse se déformer sous l'effet de ces conditions d'environnement. Le but que s'est fixé le demandeur est de proposer un groupe de climatisation ferroviaire qui permet de pallier l'un et/ou l'autre des inconvénients précités, tout en répondant aux exigences requises, notamment la non-déformation du bâti. Ce but est parfaitement atteint par le groupe de climatisation ferroviaire de l'invention qui comprend, de manière connue, des matériels nécessaires à la climatisation, tels que notamment évaporateurs, réchauffeurs, condenseurs, ventilateurs, compresseurs, filtres et leurs accessoires et moyens de raccordement, I'ensemble étant contenu dans un bâti compartimenté. De manière caractéristique le bâti est constitué d'une part par un châssis formé de tronçons de profilés et de pièces de coin assemblés par collage et d'autre part par des panneaux de tôlerie fixés sur ledit châssis. Sous le terme "pièces de coin" on désigne des pièces, indépendantes des tronçons de profilés, faisant office de pièces de liaison entre deux tronçons de profilés à assembler, I'apport de colle pour l'assemblage étant réalisé au niveau des surfaces de contact entre la pièce de coin et les tronçons. L'assemblage par collage, au contraire de ce qui aurait été obtenu par un assemblage par soudage, évite toute déformation lors de la réalisation du châssis. Bien sûr il est nécessaire de choisir une colle adéquate, permettant un collage rapide, une résistance aux chocs thermiques répétés dans les conditions de fonctionnement du groupe de climatisation et ce pendant une durée suffisante. Il est cependant à noter, s'agissant du vieillissement, que la solidité du bâti tient certes à l'assemblage par collage des tronçons de profilés mais également à la fixation des panneaux de tôlerie sur le châssis, de sorte qu'une certaine dégradation de la colle dans le temps ne serait pas un obstacle 1 5 rédhibitoire. Le fait de travailler avec des profilés à assembler par collage permet d'éviter l'utilisation de machines-outils qui constituaient jusque-là un goulot d'étranglement pour la fabrication du châssis. Il est ainsi possible de stocker simplement des profilés de grandes longueurs, des pièces de coin et des panneaux de tôlerie standards. Il suffit, pour la fabrication du bâti, de découper les profilés en tronçons de longueurs adéquates et éventuellement certains panneaux de tôlerie en fonction de leur emplacement dans le bâti. De plus il est possible au constructeur de concevoir une gamme de bâtis pour différents types de groupes de climatisation qui s'appuie sur un châssis standard sur lequel sont ensuite rapportés des caissons modulaires en fonction du type de groupe, lesdits caissons étant constitués par des panneaux de tôlerie. De préférence le profilé utilisé est un profilé aluminium de section carrée et la colle est à base de polyuréthanne mono-composant à l'état pâteux. Dans un mode préféré de réalisation, la pièce de coin, pour l'assemblage de n tronçons de profilés creux de section carrée est une pièce comportant a) un corps central cubique, b) et au moins n bras de liaison formant saillie sur des faces adjacentes du corps central, chaque bras étant conformé pour s'emboîter à force dans un tronçon de profilé et comportant au moins une rainure, servant de réservoir pour la colle. On comprend que le nombre n de bras est fonction du nombre de tronçons à assembler, à savoir 2, 3 ou 4. Lors de l'assemblage, la rainure est remplie de colle en quantité suffisante pour qu'elle soit en contact avec la paroi interne du tronçon de profilé, une fois l'emboîtement réalisé. De préférence chaque bras de liaison a une section transversale de forme carrée, cette section ayant sensiblement la même dimension que la section interne du tronçon de profilé au niveau de la base du bras de liaison, les dimensions de cette section transversale s'amenuisant au fur et à mesure de l'éloignement de ladite base. On entend par base du bras de liaison, la partie de celui-ci qui se trouve en contact avec le corps central. Cette disposition particulière permet de faciliter l'introduction du bras de liaison dans l'intérieur du tronçon de profilé, I'emboîtement se faisant à force uniquement dans la zone du bras de liaison proche de sa base. Une difficulté complémentaire peut apparaître compte-tenu des exigences auxquelles doivent répondre les groupes de climatisation ferroviaire. Il s'agit de la nécessaire continuité électrique qui est requise dans le ferroviaire. La mise en oeuvre d'une colle non conductrice pourrait éventuellement constituer des points de discontinuité électrique dans le châssis une fois assemblé. Il est vraisemblable que les panneaux de tôlerie permettraient d'assurer néanmoins cette continuité. Cependant de manière à lever tout risque à ce niveau, de préférence les pièces de coin sont équipées de pointes métalliques s'étendant entre le corps central et les bras de liaison, à l'extérieur de la ou des rainures. Ainsi lors de l'emboîtage à force de la pièce de coin sur le tronçon de profilé, il y a obligatoirement continuité électrique entre le tronçon et le corps central du fait de la présence des pointes métalliques. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite d'un exemple de réalisation d'un groupe de climatisation ferroviaire dont le châssis est formé de tronçons de profilés, assemblés par collage grâce à des pièces de coin, illustré par le dessin annexé dans lequel: - La figure 1 est une représentation schématique en perspective du châssis, formant trois compartiments, - La figure 2 est une représentation schématique en perspective du châssis de la figure 1 sur lequel ont été rapportés deux caissons modulaires, - La figure 3 est une vue schématique en perspective d'une pièce de coin et partielle de trois tronçons de profilés avant emboîtement, - La figure 4 est une vue en plan de dessus du groupe de climatisation correspondant au châssis de la figure 2. L'exemple qui va être décrit concerne un équipement de climatisation spécialement conçu pour la cabine de conduite d'un train. Cet équipement comporte trois types de matériels, à savoir le groupe de climatisation, le réseau de distribution, diffusion et chauffage d'air et l'armoire électrique et de régulation. Le groupe de climatisation est un ensemble monobloc qui est fixé par vissage sur un cadre support soudé sur l'ossature métallique de la cabine, au niveau de pavillon. Le groupe de climatisation se compose d'une unité de traitement d'air et d'une unité de condensation. L'unité de traitement d'air est constituée d'un ensemble moto-ventilateur centrifuge, d'un évaporateur, d'un filtre d'air neuf, d'une prise d'air et de raccordement électrique. L'unité de condensation est constituée d'un ensemble moto-ventilateur hélico'de, d'un condenseur, d'un compresseur, d'un clapet anti-retour, d'une bouteille accumulatrice d'un liquide réfrigérant, d'une tuyauterie de by-pass de gaz chaud, de capteurs de pression, de vannes d'arrêt, de bouteille anti-coup de liquide, d'une vanne solénoïde anti- migration, d'un tableau de contrôle, de raccordements électriques et de différents accessoires. Dans un groupe de climatisation classique, I'ensemble de ces matériels sont agencés dans un bâti qui est formé de tôles d'acier au cuivre, découpées, pliées et soudées. Selon la caractéristique de l'invention, le bâti du groupe de climatisation est constitué d'une part par un châssis 1 qui est formé par 1 5 I'assemblage, par collage, de tronçons 2 de profilé et de pièces de coin 3 et d'autre part par des panneaux de tôlerie qui sont fixés sur ledit châssis. Sur la figure 1 on a représenté le châssis 1 qui sert de structure de base au bâti du groupe de climatisation. Il délimite trois compartiments 4,5,6. Le premier 4 de plus grande dimension est destiné à recevoir l'unité de condensation tandis que les deux autres 5,6 de plus petite dimension sont destinés à recevoir l'unité de traitement d'air. L'ensemble du châssis 1 a la forme d'un parallélépipède rectangle, composé de vingt-huit tronçons 2 de profilés et de seize pièces de coin 3, parmi lesquelles huit sont prévues pour l'assemblage de trois tronçons de profilée entre-eux et huit sont prévues pour l'assemblage de quatre tronçons de profilé entre entre-eux. Sur la figure 3 on a représenté la structure d'une pièce de coin 3 destinée à l'assemblage de trois tronçons 2 de profilé. Le profilé dont il est question est creux et de section transversale carrée, avec une épaisseur e. La pièce de coin 3 est constituée d'un corps central 7, de forme cubique, et de trois bras de liaison 8 venant en saillie sur trois faces adjacentes 70 du corps central 7. La longueur I de l'arête 71 du corps central correspond sensiblement à la longueur du côté extérieur 21 du profilé de sorte que le corps central 7 constitue un prolongement pour chaque tronçon 2. Chaque bras de liaison 8 est prévu pour pénétrer dans l'évidement 22 du tronçon 2 à assembler jusqu'à son emboîtement à force. Pour cela, dans l'exemple illustré, le bras de liaison 8 a, en section transversale, une forme carrée dont la longueur du côté va en s'amenuisant depuis la base 80 jusqu'au sommet 81 du bras. La base du bras de liaison 8 est la partie dudit bras qui se trouve au niveau de la face correspondante 70 du corps central 7, tandis que le sommet 81 du bras 8 est la partie la plus éloignée du corps central 7. Au niveau de la base 80, les dimensions extérieures du bras 8 sont égales, voire même très légèrement supérieures aux dimensions intérieures du tronçon 2 de profilé. Dans chacune des quatre faces latérales 82 du bras de liaison 8 sont creusées des rainures 83, sur toute la hauteur séparant la base et le sommet, chaque rainure 83 faisant office de réservoir pour la colle 9. Pour réaliser l'assemblage des trois tronçons 2, on remplit préalablement chaque rainure 83 de chaque bras de liaison d'une colle qui, dans un exemple pratique de réalisation, est une colle de polyuréthanne mono-composant à l'état pâteux, commercialisée sous la dénomination SIKAFLEX 221. L'état pâteux de cette colle permet de mettre, dans chaque rainure 83 une quantité excédentaire de colle par rapport à la profondeur de la rainure. Pour réaliser l'assemblage il suffit de présenter l'extrémité 23 d'un tronçon 2 de profilé face au sommet 81 d'un bras de liaison 8, de faire pénétrer le bras de liaison 8 dans l'évidement 22 jusqu'à réaliser un emboîtement à force de sorte que l'extrémité 23 se trouve en contact avec la face correspondante 70 du corps central 7. La colle 9, débordant des rainures 83 est en contact d'une part avec le bras de liaison 8 et d'autre part avec les quatre faces intérieures du tronçon 2 sur une distance qui correspond à la hauteur du bras 8: on a donc une répartition homogène de la surface de collage, qui globalement s'avère suffisante pour obtenir une très bonne résistance mécanique de l'assemblage ainsi réalisé. Ce qui vient d'être dit pour la mise en oeuvre d'une pièce de coin 3 à trois bras de liaison est bien sûr tout-à-fait transposable aux têtes de coin destinées à l'assemblage de quatre tronçons 2, voire de deux ou éventuellement cinq ou six tronçons. Seul le nombre de bras de liaison change. Les tronçons de profilé 2 et les pièces de coin 3 sont dans un métal, de préférence en aluminium. La pièce de coin 3 est avantageusement une pièce moulée monobloc. i15 Dans l'exemple illustré à la figure 3, cette pièce de coin 3 est munie de pointes métalliques 10 dont le rôle est de garantir la continuité électrique, exigée dans l'utilisation ferroviaire des groupes de climatisation. Ces pointes métalliques 10 sont en contact d'une part avec le corps central 7 et d'autre part avec une face latérale 82 d'un bras de liaison 8, extérieurement aux rainures 83. Ainsi lors de l'emboîtement à force du tronçon 2 correspondant, les pointes métalliques 10 pénètrent dans le métal constitutif du tronçon. Il y a donc obligatoirement une continuité électrique entre le corps central 7 et le tronçon 2. Ceci veut éviter le cas o la colle 9 se serait répandue tout autour des faces latérales 82 des bras de liaison de sorte que le contact entre le tronçon et la pièce de coin 3 ne se ferait que par l'intermédiaire de la colle 9, ce qui pourrait créer une discontinuité électrique. Le mode de réalisation illustré à la figure 3 n'est qu'une variante parmi d'autres d'une pièce de coin 3. Par exemple il serait envisageable que chaque bras de liaison 8 ne soit pas plein, comme illustré, et ait un évidement intérieur cylindrique. De même la partie du bras de liaison ayant la même dimension que l'évidement intérieur 22 du tronçon 2 pourrait s'étendre sur une certaine distance et non plus être uniquement au niveau de la base 80 du bras 8; cette disposition particulière assurerait une résistance plus importante de l'assemblage à force des deux pièces. Le châssis 1 formé de l'assemblage de tronçons de profilés 2 et de pièces de coin 3 est complété, pour constituer le bâti du groupe de climatisation par des plaques de tôlerie qui sont fixées sur ledit châssis 1. Cette fixation peut être faite par rivetage ou de préférence vissage lorsqu'il est envisagé de pouvoir retirer le panneau correspondant pour un accès aux constituants du groupe. Sur la figure 2 est illustré le cas o les plaques de tôlerie fixées sur le châssis 1 sont préformées pour constituer des caissons 11, 12. Dans l'exemple illustré, chaque caisson 1 1,12 prolonge à la fois l'unité de traitement d'air et l'unité de condensation. Le premier caisson 11 est destiné, s'agissant de l'unité de traitement d'air, à créer un volume de soufflage et son insonorisation et, s'agissant de l'unité de condensation, à supporter le condenseur. Le second caisson 12 est destiné, s'agissant de l'unité de traitement d'air, à créer un volume d'aspiration de l'air neuf et de l'air recyclé et s'agissant de l'unité de condensation à supporter un ventilo- condenseur. La figure 4 montre, en vue de dessus, le châssis 1, non encore recouvert avec les plaques de tôlerie, mais équipé des deux caissons 11,12 fixés sur le châssis 1. On a représenté uniquement dans le compartiment 4 de l'unité de condensation le compresseur 13 et ses différents accessoires. Les tronçons 24 de profilé qui séparent les deux compartiments 5,6, constituant l'unité de traitement d'air sont prévus pour supporter un réchauffeur. Le compartiment 5 contient quant à lui J'ensemble moto-ventilateur centrifuge et le compartiment 6 l'évaporateur. REVENDICATIONS 1. Groupe de climatisation ferroviaire comprenant des matériels nécessaires à la climatisation, tels que notamment évaporateurs, réchauffeurs, condenseurs, ventilateurs, compresseurs, filtres et leurs accessoires et moyens de raccordement, I'ensemble étant contenu dans un bâti compartimenté, caractérisé en ce que le bâti est constitué d'une part par un chassis (1) formé de tronçons (2) de profilé et de pièces de coin (3) assemblés par collage et d'autre part par des panneaux de tôlerie fixés sur ledit châssis (1). 2. Groupe selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profilé est un profilé aluminium de section carrée. 3. Groupe selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les pièces de coin sont en aluminium. 4. Groupe selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la colle est à base de polyuréthanne mono-composant à l'état pâteux. 5. Groupe selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la pièce de coin (3), pour l'assemblage de n tronçons de profilés creux de section carrée est une pièce comportant a) un corps central (7) cubique, b) et au moins n bras de liaison (8) formant saillie sur des faces adjacentes (70) du corps central (7), chaque bras (8) étant conformé pour s'emboîter à force dans un tronçon (2) de profilé et comportant au moins une rainure (83), servant de réservoir pour la colle (9). 6. Groupe selon la revendication 5 caractérisé en ce que chaque bras de liaison (8) a une section transversale de forme carrée, cette section ayant sensiblement la même dimension que la section interne du tronçon (2) de profilé au niveau de la base (80) du bras de liaison (8), les dimensions de cette section transversale s'amenuisant au fur et à mesure de I'éloignement de ladite base (80). 7. Groupe selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que les pièces de coin (3) sont équipées de pointes métalliques (10) s'étendant entre le corps central (7) et les bras de liaison (8), à l'extérieur de la ou des rainures (83).