Brevet FR2793463A1 — publié le 20001117

L'invention concerne les véhicules ferroviaires et plus particulièrement une caisse d'un tel véhicule comprenant des éléments de structure métalliques, par exemple des éléments de structure s'étendant en arceau dans un plan transversal du véhicule qui est vertical lorsque le véhicule repose sur un sol horizontal, auxquels sont fixées des tôles de carrosserie dites tôles de face ; elle concerne plus particulièrement la fixation des tôles de face à ces éléments de structure. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle caisse. A l'heure actuelle, sur les véhicules ferroviaires dont la caisse comprend des éléments de structure tels que des éléments en arceau auxquels sont fixées des tôles de face, les tôles, de relativement grandes dimensions, sont fixées aux éléments de structure par des soudures par points effectuées alors que les arceaux sont déjà montés sur le châssis du véhicule ; aussi, on observe, en plus des retraits de soudure, des déformations en auréoles dues à l'échauffement d'une zone assez large autour du point de soudure, et un manque de planéité. Il en résulte un aspect légèrement ondulé inesthétique. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cette fin une caisse de véhicule ferroviaire comprenant des éléments de structure et des tôles de face solidarisés mutuellement, caractérisée en ce que des éléments intercalaires sont disposés entre les éléments de structure et les tôles de face, ces éléments intercalaires étant soudés par points ou collés aux tôles de face pour constituer des ensembles tôle de face / élément (s) intercalaire(s), les éléments intercalaires de ces ensembles étant soudés aux éléments de structure. Ainsi, on peut préparer les ensembles tôle de face / élément(s) intercalaire(s) en maintenant les tôles dans un bon état de planéité au moment où les soudures par points ou les collages sont réalisés, et on évite l'aspect ondulé du tôles de face. La caisse selon l'invention peut de plus présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - les éléments intercalaires sont des bandes ou des plats métalliques ; - les éléments intercalaires sont des tôles ondulées ou gaufrées ; - les éléments intercalaires sont des pontets ; - les éléments intercalaires sont fixés aux tôles de face par des soudures par points ou des collages dans des zones disposées respectivement de part et d'autre de l'élément de structure, dans lesquelles les éléments intercalaires et les tôles de face sont en contact, et les éléments intercalaires sont soudés aux éléments de structure dans des zones des éléments intercalaires qui sont à distance des tôles de face ; - les éléments de structure sont des arceaux fixés à un châssis de véhicule et s'étendant respectivement dans des plans parallèles se succédant le long de l'axe longitudinal du châssis ; - les tôles de face sont solidarisées chacune à au moins deux éléments de structure ; - les éléments intercalaires sont soudés aux éléments de structure par des soudures conventionnelles avec produit d'apport ; - les éléments intercalaires sont soudés aux éléments de structure par des soudures localisées dans certaines zones se succédant alternativement d'un côté et de l'autre de l'élément de structure. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une caisse de véhicule telle que définie précédemment, caractérisé en ce que l'on constitue des ensembles tôle de face / élément(s) intercalaire (s) en soudant par points ou en collant mutuellement, pour constituer chaque ensemble, une tôle de face et au moins un élément intercalaire, puis on soude les éléments intercalaires aux éléments de structure. Le procédé peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - on applique les tôles de face sur un support, et on soude par points les éléments intercalaires aux tôles de face ; - pour souder les éléments intercalaires aux éléments de structure, on apporte un produit de soudure dans les zones à souder. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description de formes de réalisation de l'invention données à titre d'exemples non limitatifs, illustrée par les dessins joints dans lesquels - la figure 1 montre schématiquement, en section par un plan parallèle au plan du châssis du véhicule, un assemblage de pièces entrant dans la constitution d'une caisse de véhicule conforme à la technique antérieure ; - la figure 2 montre schématiquement, en section par un plan parallèle au châssis du véhicule, un assemblage de pièces entrant dans la constitution d'une caisse de véhicule conforme à une première forme de réalisation de l'invention ; et - la figure 3 montre schématiquement, en section par un plan parallèle au plan du châssis du véhicule, un assemblage de pièces entrant dans la constitution d'une caisse de véhicule conforme à une deuxième forme de réalisation de l'invention. Les caisses de véhicule ferroviaire concernées par l'invention comportent plusieurs éléments de structure de caisse en arceau fixés aux châssis, s'étendant respectivement dans des plans parallèles se succédant le long de l'axe longitudinal du châssis, et des tôles de face (appelées dans la technique tôlages de face ) adaptées pour être solidarisées chacune généralement à aux moins deux arceaux du côté extérieur de ceux-ci. Sur l'assemblage de pièces conventionnel de la figure 1, on voit, en section transversale, une partie d'un élément de structure 1 pouvant être un arceau de structure de caisse fixé à un châssis de véhicule ferroviaire (non représenté), s'étendant dans un plan perpendiculaire à celui du châssis et à l'axe longitudinal de celui-ci, ce plan étant vertical lorsque le véhicule est basé sur un plan horizontal. A cet élément de structure 1, est soudée une tôle de face 2, au moyen de soudures par points 3. Les tôles de face, de grandes dimensions, sont soudées sur le site (où se trouve le châssis) et il est difficile de les maintenir parfaitement planes au moment de leur fixation, et de prendre au moment où l'on réalise la soudure toutes les mesures susceptibles d'éviter les déformations dues à l'échauffement du voisinage du point de soudure. Sur les figures 2 et 3, les pièces mécaniques correspondant à des pièces de la figure 1 portent les mêmes références numériques. Selon l'invention, la caisse de véhicule ferroviaire présente des assemblages illustrés à titre d'exemples par les figures 2 et 3, et ainsi des éléments de structure 1 en arceau s'étendant dans des plans parallèles entre eux qui sont perpendiculaires au châssis et à l'axe longitudinal du véhicule, donc verticaux lorsque le châssis s'étend horizontalement, et des tôles de face 2 solidarisées aux éléments de structure par l'intermédiaire d'éléments intercalaires 4. Dans une première forme de réalisation (figure 2), les éléments intercalaires 4 sont des bandes ou des plats métalliques adaptés pour courir le long des arceaux ou plus généralement des éléments de structure 1 et soudés par des soudures par points 5 ou collés aux tôles de face 2 pour constituer des ensembles tôle de face 2 / élément(s) intercalaire (s) 4. Les éléments intercalaires 4 de ces ensembles, en vue de solidariser les tôles de face aux éléments de structure, sont soudés à ceux-ci par des soudures conventionnelles 6 avec métal d'apport. Les soudures peuvent être unilatérales, s'étendre en continu tout le long de l'élément de structure, ou encore être localisées dans certaines zones se succédant régulièrement le long de cet élément de structure, par exemple alternativement d'un côté et de l'autre de lui. Dans une deuxième forme de réalisation (figure 3), les éléments intercalaires 4 sont des tôles ondulées ou gaufrées pouvant s'étendre d'un élément de structure 1 à un autre, ou encore des pontets ; ces éléments intercalaires 4 peuvent avantageusement être fixés aux tôles de face 2 par des soudures par points 5 ou des collages dans des zones disposées respectivement de part et d'autre de l'élément de structure 1, dans lesquelles les éléments intercalaires et les tôles sont en contact, en vue de constituer des ensembles tôle de face / élément (s) intercalaire(s) fixés ensuite, par les éléments intercalaires, aux éléments de structure 1 au moyen de soudures conventionnelles 6 avec produit d'apport, de la même manière que précédemment, mais de préférence dans des zones des éléments intercalaires 4 qui sont à distance des tôles de face 2. Dans les deux cas de figure, la solidarisation mutuelle des éléments de structure et des tôles de face est donc réalisée au moyen des éléments intercalaires 4 disposés entre les éléments de structure 1 et les tôles 2, et celles-ci peuvent être solidarisées chacune de préférence à au moins deux éléments de structure. Cette disposition permet la mise en #uvre d'un procédé spécifique consistant en ce que tout d'abord on constitue des ensembles tôle de face / élément (s) intercalaire(s) en soudant par points ou en collant mutuellement, pour constituer chaque ensemble, une tôle de face 2 et au moins un élément intercalaire 4. La réalisation de ces ensembles peut être effectuée sur des postes de préparation dans lesquels les tôles de face sont appliquées sur un support par exemple horizontalement dans le cas de tôles planes, ce qui conserve une bonne planéité aux tôles, et toutes les précautions peuvent alors être prises pour éviter les déformations potentiellement liées aux soudures par points, dues notamment à l'échauffement au voisinage de la soudure ou du collage dans le cas d'un collage à chaud. Ensuite, on transporte les ensembles tôle de face / élément(s) intercalaire (s) sur le site, et on soude les éléments intercalaires 4 aux éléments de structure 1 de manière conventionnelle comme mentionné plus haut, en apportant un produit de soudure dans les zones à souder. Grâce au fait que les ensembles tôle de face 2 / élément (s) intercalaire(s) 4 sont plus rigides que de simples tôles de face, et qu'ainsi moins de précautions sont nécessaires sur le site, le temps des opérations effectuées sur le site est notablement réduit. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes et aux modes de réalisation décrits ci-dessus, et on pourra en prévoir d'autres sans sortir de son cadre, et notamment des formes de réalisation dans lesquelles les éléments intercalaires ou /et les éléments de structure ont des formes différentes, ou encore les tôles de face sont par exemple des tôles ondulées. REVENDICATIONS 1. Caisse de véhicule ferroviaire comprenant des éléments de structure (1) et des tôles de face (2) solidarisés mutuellement, caractérisée en ce que des éléments intercalaires (4) sont disposés entre les éléments de structure et les tôles de face, ces éléments intercalaires étant soudés par points ou collés aux tôles de face pour constituer des ensembles tôle de face / élément (s) intercalaire(s), les éléments intercalaires de ces ensembles étant soudés aux éléments de structure. 2. Caisse de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments intercalaires (4) sont des bandes ou des plats métalliques. 3. Caisse de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments intercalaires (4) sont des tôles ondulées ou gaufrées. 4. Caisse de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments intercalaires (4) sont des pontets. 5. Caisse de véhicule selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que les éléments intercalaires (4) sont fixés aux tôles de face par des soudures par points (5) ou des collages dans des zones disposées respectivement de part et d'autre de l'élément de structure (1), dans lesquelles les éléments intercalaires et les tôles de face sont en contact, et les éléments intercalaires sont soudés aux éléments de structure (5) dans des zones des éléments intercalaires qui sont à distance des tôles de face. 6. Caisse de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les éléments de structure (1) sont des arceaux fixés à un châssis de véhicule et s'étendant respectivement dans des plans parallèles se succédant le long de l'axe longitudinal du châssis. 7. Caisse de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les tôles de face (2) sont solidarisées chacune à au moins deux éléments de structure (1). 8. Caisse de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les éléments intercalaires (4) sont soudés aux éléments de structure (1) par des soudures conventionnelles (6) avec produit d'apport. 9. Caisse de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les éléments intercalaires (4) sont soudés aux éléments de structure (1) par des soudures (6) localisées dans certaines zones se succédant alternativement d'un côté et de l'autre de l'élément de structure. 10. Procédé de fabrication d'une caisse de véhicule ferroviaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on constitue des ensembles tôle de face (2) / élément(s) intercalaire(s) (4) en soudant par points ou en collant mutuellement, pour constituer chaque ensemble, une tôle de face (2) et au moins un élément intercalaire (4), puis on soude les éléments intercalaires aux éléments de structure (1). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pour souder les éléments intercalaires (4) aux tôles de face (2), on applique les tôles de face sur un support, et on soude par points les éléments intercalaires (4) aux tôles de face (2). 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pour souder les éléments intercalaires (4) aux éléments de structure, on apporte un produit de soudure dans les zones à souder.