Brevet FR3053744A1 — publié le 20180112

Dispositif d'assemblage de deux profilés L'invention concerne un dispositif d'assemblage de deux profilés, permettant notamment d'assembler deux profilés de matériaux différents à température ambiante. Les dispositifs d'assemblage connus nécessitent des tolérances de fabrication très faibles des éléments de l'assemblage, ce qui n'est pas compatible avec l'assemblage de longs panneaux, tels que peuvent en comprendre certaines parties de véhicules ferroviaires, qui peuvent ne pas être rigoureusement rectilignes dans les zones d'assemblage. Les solutions existantes, telles que par exemple WO-A-94/15035 et EP-A- 0 845 604, sont généralement conçues pour supporter les efforts transversaux à la liaison, la résistance aux tractions exercées dans le plan de la liaison étant généralement moins performante. C'est à ces inconvénients qu'entend remédier l'invention en proposant un nouveau dispositif d'assemblage de deux profilés, permettant un assemblage à froid assurant une meilleure résistance aux efforts exercés dans le plan de la liaison et permettant de plus larges tolérances de fabrication. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'assemblage de deux profilés, comprenant deux éléments d'assemblage mâles formés sur un premier profilé et deux éléments femelles d'assemblage formés sur le second profilé et adaptés pour recevoir les éléments d'assemblage mâles. Ce dispositif d'assemblage est caractérisé en ce que les éléments femelles ont une section transversale comprenant une partie large recevant l'extrémité distale des éléments mâles et une partie resserrée entourant une extrémité proximale des éléments mâles, et en ce qu'il comprend un garnissage de matériau de remplissage injecté dans des volumes délimités entre les éléments mâles et la partie large des éléments femelles. Grâce à l'invention, la solidité de l'assemblage est garantie grâce à la forme des parties resserrées des éléments femelles, qui empêchent le matériau de remplissage de sortir des volumes dans lesquels il est injecté. En outre, la géométrie des éléments femelles et des éléments mâles permet une interface importante entre le matériau de remplissage et les éléments de l'assemblage, ce qui réduit les contraintes de cisaillement dans le matériau de remplissage, notamment lors de contraintes dans une direction parallèle à celle de la liaison entre les deux profilés. L'invention permet donc de façon générale un assemblage à température ambiante fiable et résistant dans plusieurs directions, et qui conserve ses propriétés mécaniques avec des pièces à tolérance de fabrication large. 3053744 2 Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel dispositif peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - La partie resserrée des éléments femelles est en contact avec l'extrémité 5 proximale des éléments mâles. - Les éléments mâles présentent des ergots inclinés ouverts en direction de leur extrémité proximale. - La surface des éléments femelles présente des ergots. - Les éléments femelles ont une section transversale en forme de goutte d'eau. 10 - Le dispositif d'assemblage comprend des moyens additionnels de liaison entre le premier profilé et le second profilé. - Les moyens additionnels de liaison comprennent des éléments entourant l'extrémité distale des éléments mâles et dont la dimension transversale est supérieure à la dimension transversale de la partie resserrée des éléments femelles. 15 - Les moyens additionnels de liaison comprennent des nervures à extrémité élargie prévues en regard sur chacun des premier et second profilés et une pièce mécanique de connexion entourant les extrémités élargies des nervures. - Le matériau de remplissage est une résine ou une colle. - Le dispositif d'assemblage comprend en outre des éléments de renfort mâles et femelles de formes complémentaires prévus sur des bords externes du premier et du second profilés, et des parois prévues sur les premier et second profilés, maintenant l'écartement, selon une direction transversale, des éléments de renfort et des parties resserrées des éléments femelles. L'invention concerne également une caisse de véhicule ferroviaire comprenant une paroi latérale et une paroi transversale comprenant chacune un profilé respectif, les profilés étant positionnés en regard l'un de l'autre et assemblés l'un à l'autre par un dispositif d'assemblage. Cette caisse de véhicule est caractérisée en ce que le dispositif d'assemblage est tel mentionné ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus 20 clairement à la lumière de la description qui va suivre, d'un dispositif d'assemblage de deux profilés conformes à son principe, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe de deux profilés assemblés au moyen d'un dispositif d'assemblage conforme à l'invention ; 25 - la figure 2 est une vue en perspective, selon un autre angle et pour des profilés raccourcis, du dispositif d'assemblage de la figure 1 ; 3053744 3 - les figures 3 à 5 sont des coupes selon un plan transversal de dispositifs d'assemblage conformes à trois autres modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un premier profilé 1 et un second profilé 2 positionnés en regard l'un de l'autre et assemblés l'un à l'autre grâce à un dispositif d'assemblage 3. Le 5 dispositif d'assemblage 3 désigne les éléments répartis sur les profilés 1 et 2 permettant la connexion mécanique entre les profilés 1 et 2, ainsi que les éléments supplémentaires garantissant cette connexion mécanique. Les profilés 1 et 2 sont assemblés l'un à l'autre le long d'une direction longitudinale X. Les profilés 1 et 2 sont de grande longueur. Ces profilés 1 et 2 peuvent par exemple, 10 former deux parties d'une coque externe d'un véhicule ferroviaire. Par exemple, les profilés 1 et 2 peuvent être compris respectivement dans une paroi latérale et une paroi transversale d'une caisse de véhicule ferroviaire. Les profilés 1 et 2, forment un plan général P parallèle à la direction longitudinale X et à des faces latérales respectives 1 a et 2a des profilés 1 et 2. 15 On désigne par Y une direction transversale perpendiculaire au plan général P. Dans la suite, les adjectifs « longitudinal » et « transversal » sont employés en référence aux directions X et Y. On définit également une direction Z perpendiculaire aux directions X et Y et contenue dans le plan général P, la direction Z formant l'axe de connexion entre les profilés 1 et 2, ou en d'autres termes, la direction selon laquelle les profilés 1 et 2 sont 20 rapprochés en vue de leur assemblage. Le dispositif d'assemblage 3 est représenté plus précisément à la figure 2, sur laquelle les profilés 1 et 2 sont de taille et de longueur réduites selon la direction longitudinale X et selon la direction Z. Le profilé 1, qui se situe sur le haut de la figure 2, comprend deux éléments d'assemblage mâles 10 et 12, s'étendant parallèlement au plan général P et le long de la 25 direction longitudinale X. En regard de ces éléments d'assemblage mâles 10 et 12, le profilé 2, qui se situe sur le bas de la figure 2, comprend deux éléments femelles d'assemblage 20 et 22 disposés en regard des éléments mâles 10 et 12 et adaptés pour recevoir les éléments mâles 10 et 12 selon la direction Z. Conformément à l'invention, les éléments femelles 20 et 22 ont une section 30 transversale comprenant une partie large 20a et 22a, qui reçoit une extrémité distale 10a, 12a des éléments mâles 10 et 12. Par convention, on désigne l'extrémité distale des éléments mâles 10 et 12 comme étant l'extrémité libre, c'est-à-dire celle qui s'éloigne le plus de la partie principale du profilé 1, formée par une paroi d'extrémité 1b, et l'extrémité proximale comme étant l'extrémité non libre, c'est-à-dire la partie de l'élément mâle 10 ou 35 12 se trouvant le plus près de la partie principale du profilé 1, c'est-à-dire au bord de sa paroi d'extrémité 1 b. 3053744 4 Les éléments femelles comprennent une partie resserrée 20b et 22b entourant l'extrémité proximale 10b et 12b des éléments mâles 10 et 12. Ainsi, les géométries respectives des éléments mâles et femelles définissent des volumes internes V1 et V2 s'étendant entre les éléments mâles 10 et 12 et la partie large 20a et 22a des éléments 5 femelles 20 et 22. Les parties resserrées 20b et 22b ferment les volumes intérieurs V1 et V2 au niveau des extrémités proximales 10b et 12b. Le dispositif d'assemblage 3 comprend également, en complément des éléments mâle et femelle 10, 12 et 20, 22, un garnissage 5 de matériau de remplissage injecté dans les volumes V1 et V2, qui solidifie l'assemblage entre les profilés 1 et 2 en empêchant la 10 sortie des éléments mâles 10 et 12 des éléments femelles 20 et 22. En outre, les parties resserrées 20b et 22b empêchent le matériau de remplissage de sortir des volumes V1 et V2 et renforcent l'assemblage en empêchant la désolidarisation selon la direction Z. Le matériau de remplissage est de préférence une résine ou une colle. Selon un aspect optionnel, les parties resserrées 20b et 22b sont en contact avec 15 l'extrémité proximale 10b et 12b, ce qui garantit d'autant plus contre le risque que le garnissage 5 sorte des volumes intérieurs V1 et V2. Toutefois, en variante, un jeu existe entre les extrémités proximales 10b et 12b et les parties resserrées 20b, 22b pour permettre l'échappement d'un excédent de garnissage 5, c'est-à-dire, de résine et/ou de polymère de calage/collage, inséré lors de 20 l'assemblage des profilés 1 et 2 en dehors des volumes intérieurs V1 et V2. Le garnissage 5 peut être injecté dans les volumes V1 et V2 après assemblage des profilés 1 et 2. Alternativement, le garnissage peut-être prédisposé avant assemblage, par exemple par coulage dans les éléments femelles 20 et 22. Dans l'exemple représenté, les éléments femelles 20 et 22 ont une section 25 transversale en forme de goutte d'eau. En variante, la section transversale des éléments femelles 20 et 22 peut avoir toute autre forme présentant une partie large et une partie resserrée. Les éléments mâles 10 et 12 présentent de préférence des ergots 10c et 12c inclinés ouverts en direction des extrémités proximales 10b et 12b. Les ergots 10c et 12c 30 s'opposent donc à un mouvement d'arrachement selon la flèche F1 qui serait imposé au profilé 1 par rapport au profilé 2 dans la direction Z. Les ergots 10c et 12c permettent d'augmenter la retenue du garnissage 5 autour des éléments mâles 10 et 12 et son ancrage dans les volumes V1 et V2. Selon un aspect optionnel, le dispositif d'assemblage 3 comprend des éléments de 35 renfort mâle et femelle de formes complémentaires prévus sur des bords externes 1 a et 2a des profilés 1 et 2. Ces éléments de renfort comprennent des rainures 1c ménagées 3053744 5 longitudinalement dans le profilé 1, adaptées pour recevoir des nervures 2b ménagées sur le profilé 2. Les rainures 1c et les nervures 2b s'assemblent selon la direction Z et peuvent par exemple présenter une forme transversale en V. Ces renforts assurent la tenue des éléments mâles 10 et 12 dans les éléments femelle 20 et 22 en empêchant 5 l'ouverture des éléments femelles 20 et 22 sous l'effet de la traction du profilé 1 par rapport au profilé 2. La présence des éléments 2b et 1 c, combinée à la présence de la paroi horizontale d'extrémité 1 b, empêche le bord des parties resserrées 20b et 22b situées du côté des faces latérales 2a de s'écarter vers l'extérieur. En effet, les nervures 2b sont bloquées transversalement par les rainures 1 c, dont l'écartement selon la 10 direction transversale Y est maintenu par la paroi 1 b. La résistance à l'ouverture des éléments femelle 20 et 22 est également améliorée par la présence sur le profilé 2 d'une paroi d'extrémité 2c, s'étendant parallèlement aux directions X et Y et à la paroi d'extrémité 1 b, et qui maintient l'écartement selon la direction Y des parties resserrées 20b et 22b. La paroi d'extrémité 2c empêche les bords des parties resserrées 20b et 22b 15 de s'écarter vers l'intérieur sous l'action d'une traction du profilé 1 par rapport au profilé 2. D'autres modes de réalisation de l'invention sont représentés sur les figures 3, 4 et 5. Dans ces modes de réalisation, les éléments communs au premier mode de réalisation portent les mêmes références et fonctionnent de la même manière. Seules les différences par rapport au premier mode de réalisation sont détaillées ci-après. 20 Comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, le dispositif d'assemblage 3 peut comprendre des moyens additionnels de liaison entre le profilé 1 et le profilé 2. Dans le mode de réalisation de la figure 3, ces moyens additionnels impliquent des nervures à extrémité élargie 15 et 25 prévues en regard sur chacun des profilés 1 et 2. Dans l'exemple représenté, le profilé 1 comprend une nervure 15 s'étendant à partir de la paroi 25 1 b et le profilé 2 comprend une nervure 25 s'étendant en regard de la nervure 15 à partir de la paroi d'extrémité 2c. Les nervures à extrémité élargie 15 et 25 ont une forme transversale en T, le trait horizontal du T formant l'extrémité élargie. Les moyens additionnels de liaison comprennent en outre une pièce mécanique de connexion 30, qui entoure les extrémités élargies des nervures 15 et 25 de manière à les solidariser l'une à 30 l'autre. Les nervures 15 et 25 et la pièce 30 permettent de verrouiller de façon optimale l'assemblage entre le profilé 1 et le profilé 2. Dans le mode de réalisation de la figure 4, qui peut être mis en oeuvre en remplacement du mode de réalisation de la figure 3 ou bien de façon supplémentaire à celui-ci, les moyens additionnels de liaison comprennent des éléments 40 entourant les 35 extrémités distales 10a et 12a des éléments mâles 10 et 12, et dont la dimension transversale est supérieure à la dimension transversale de la partie resserrée 20b et 22b 3053744 6 des éléments femelles 20 et 22. Les éléments 40 ont une forme homothétique à celle des extrémités distales 10a et 12a et les bords des éléments 40 peuvent donc sortir des éléments femelles 20 et 22, ce qui augmente la solidité de l'assemblage. Dans le mode de réalisation de la figure 5, la surface interne des éléments 5 femelles 20 et 22 présente des ergots 20c, qui sont formés dans la partie large 20a. Ces ergots 20c sont inclinés et ouverts en direction du profilé 1 de telle manière qu'ils s'opposent au déplacement du matériau de remplissage en dehors des éléments femelles 20 et 22. Les ergots 20c ont une forme sensiblement similaire à celle des ergots 10c et 12c et la même orientation. Cela permet d'obtenir que le garnissage 5 soit retenu dans les 10 éléments femelles 20 et 22 ce qui augmente la retenue des éléments mâles 10 et 12 dans les éléments femelles 20 et 22. Les caractéristiques techniques des modes de réalisation et variantes décrits ci- dessus peuvent être combinées pour former de nouveaux modes de réalisation de l'invention. 15 REVENDICATIONS1.- Dispositif d'assemblage (3) de deux profilés (1, 2), comprenant deux éléments d'assemblage mâles (10, 12) formés sur un premier profilé (1) et deux éléments femelles (20, 22) d'assemblage formés sur le second profilé (2) et adaptés pour recevoir les éléments d'assemblage mâles (10, 12), caractérisé en ce que les éléments femelles (20, 22) ont une section transversale comprenant une partie large (20a, 22a) recevant l'extrémité distale (10a, 12a) des éléments mâles (10, 12) et une partie resserrée (20b, 22b) entourant une extrémité proximale (10b, 12b) des éléments mâles (10, 12), et en ce qu'il comprend un garnissage (5) de matériau de remplissage injecté dans des volumes (V1, V2) délimités entre les éléments mâles (10, 12) et la partie large (20a, 22a) des éléments femelles (10, 12). 2.- Dispositif d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie resserrée (20b, 22b) des éléments femelles (20, 22) est en contact avec l'extrémité proximale (10b, 12b) des éléments mâles (10, 12). 3.- Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments mâles (10, 12) présentent des ergots (10c, 12c) inclinés ouverts en direction de leur extrémité proximale (10b, 12b). 4.- Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface des éléments femelles (20, 22) présente des ergots (20c). 5.- Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments femelles (20, 22) ont une section transversale en forme de goutte d'eau. 6.- Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens additionnels (15, 25, 30; 40) de liaison entre le premier profilé (1) et le second profilé (2). 7.- Dispositif d'assemblage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens additionnels de liaison comprennent des éléments (40) entourant l'extrémité distale (10a, 12a) des éléments mâles (10, 12) et dont la dimension transversale est 3053744 8 supérieure à la dimension transversale de la partie resserrée (20b, 22b) des éléments femelles (20, 22). 8.- Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce 5 que les moyens additionnels de liaison comprennent des nervures (15, 25) à extrémité élargie prévues en regard sur chacun des premier et second profilés (1, 2) et une pièce mécanique de connexion (30) entourant les extrémités élargies des nervures (15, 25). 9.- Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce que le matériau de remplissage est une résine ou une colle. 10.- Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des éléments de renfort (1c, 2b) mâles et femelles de formes complémentaires prévus sur des bords externes du premier et du 15 second profilés (1, 2), et des parois (1 b, 2c) prévues sur les premier et second profilés (1, 2), maintenant l'écartement, selon une direction transversale (Y), des éléments de renfort (1c, 2b) et des parties resserrées (20b, 22b) des éléments femelles (20, 22). 11.- Caisse de véhicule ferroviaire comprenant une paroi latérale et une paroi transversale comprenant chacune un profilé respectif (1, 2), les profilés étant positionnés en regard l'un de l'autre et assemblés l'un à l'autre par un dispositif d'assemblage (3), caractérisée en ce que le dispositif d'assemblage (3) est selon l'une quelconque des revendications précédentes.