Brevet FR3074553A1 — publié le 20190607

JOINT D ' E TANCHE I TE POUR VE H I CULE FERROVIAIRE Le present exposé concerne un joint d'etancheite pour vehicule ferroviaire, moteur ou remorque, notamment une voiture ou wagon de train, metro, tramway. Plus specifiquement, le present exposé concerne un joint 5 destine a realiser l'etancheite entre un caisson d'un tel vehicule ferroviaire et une unite de climatisation surmontant ledit caisson. Un vehicule ferroviaire, destine au transport de voyageurs ou de marchandises, comprend habituellement un caisson delimite par 10 une enveloppe de tale, surmonte verticalement d'une ou plusieurs unite(s) de climatisation, fixee(s) au caisson par des moyens mecaniques, a faible distance de l'enveloppe de tale. L'espace intercalaire, menage entre la face superieure de l'enveloppe de tale et la face inferieure de l'unite de 15 climatisation, abrite des conduits de circulation de fluides de climatisation, mais egalement de nombreux circuits electriques et electroniques du vehicule. Ces conduits et circuits devant etre protégés de la pluie et des intemperies pour eviter les risques electriques et la 20 deterioration des composants, l'espace intercalaire est rendu etanche par des moyens d'etancheite disposes a sa peripherie. On a par exemple envisage de coller ou riveter a la peripherie de l'unite de climatisation, un joint d'etancheite destine a venir s'appuyer sur le caisson sous l'effet du poids de 25 l'unite. Il a toutefois ≦ constate qu'en raison des vibrations importantes du vehicule en utilisation, le joint a tendance a se decoller du caisson, laissant entrer l'eau et la poussiere. Plus recemment, it a ≦ envisage de fixer le joint non plus sur l'unite de climatisation mais sur le caisson, pourvu, a cet 30 effet, d'une nervure continue en saillie sur sa face superieure. Les moyens d'etancheite se presentent dans ce cas sous la forme d'un joint dont la partie superieure vient en appui etanche contre l'unite de climatisation et dont la partie inferieure, munie d'une rainure adaptee, est destinee a s'engager sur la nervure et a la 35 serrer sous l'effet d'un insert metallique precontraint, surmoule a l'interieur du joint. Cette solution permet une fixation efficace mais presente l'inconvenient d'être compliquee et tres 2 couteuse a mettre en oeuvre, du fait de l'integration de l'insert precontraint a l'interieur du joint. La presente invention vise a surmonter les inconvenients des solutions anterieures decrites ci-dessus. Plus precisement, l'invention vise a fournir un joint d'etancheite pour vehicule de transport ferroviaire, permettant d'assurer une bonne etancheite de l'espace intercalaire defini entre la ou les unite(s) de climatisation et le caisson du vehicule, mais de fabrication peu couteuse. L'invention a ainsi pour objet un joint d'etancheite pour realiser l'etancheite entre un caisson d'un vehicule ferroviaire et une unite de climatisation surmontant ledit caisson, ledit joint comportant une partie inferieure de joint munie d'une rainure de reception adaptee pour recevoir une nervure du caisson et une partie superieure de joint opposee a la partie inferieure de joint dans une direction principale, ladite partie superieure etant adaptee pour venir en appui etanche contre l'unite de climatisation, le joint etant caracterise en ce que la durete de la partie inferieure de joint est superieure a celle de la partie superieure de joint. Le joint selon l'invention est un joint presentant au moins deux duretes differentes (bi-durete): Sa partie inferieure, orientee vers le caisson, est suffisamment rigide pour permettre une fixation solide a la nervure du caisson, en particulier lors du montage ou en cas de maintenance, lorsque l'unite de climatisation n'est pas encore en place ou est temporairement retiree. Sa partie superieure, elle, est plus souple pour garantir une bonne etancheite avec l'unite de climatisation. Un tel joint-bi-durete peut notamment etre obtenu par 30 coextrusion de deux elastomeres de duretes differentes, par exemple des silicones. Les duretes des parties inferieure et superieure de joint sont typiquement exprimees en duretes shore A mesurees selon la norme ISO 7619-1:2010. 35 Selon un exemple, la partie superieure de joint a une durete shore A comprise entre 25 et 65, de preference entre 55 et 65. Selon un exemple, la partie inferieure de joint a une durete shore A comprise entre 65 et 95, de preference entre 75 et 85. 3 Selon un exemple, la difference de durete shore A entre la partie inferieure et la partie superieure de joint est d'au moins 10, de preference d'au moins 15, de preference d'au moins 20. Selon un exemple, le joint est eguipe de moyens de retenue 5 faisant saillie a l'interieur de la rainure de reception. Ces moyens de retenue assurent un serrage efficace de la nervure, empechant son desengagement. Ces moyens de retenue comprennent par exemple au moins une languette ou dent, de preference une pluralite de languettes ou dents, orientee(s) vers le fond de la 10 rainure de reception, s'opposant ainsi a un deplacement de la nervure dans la direction opposee. Selon un exemple, la partie superieure de joint comprend au moins une levre d'etancheite a son extremite destinee a venir en contact avec l'unite de climatisation. La au moins une levre 15 d'etancheite est serree contre l'unite de climatisation, par son elasticite propre. De preference, la partie superieure de joint comprend a son extremite deux levres d'etancheite orientees dans des sens differents, et destinees a venir en contact avec l'unite de climatisation. 20 Selon un exemple, la partie superieure de joint comprend une partie elastigue adaptee pour se deformer elastiguement dans la direction principale. Avantageusement, cette partie elastigue forme une partie intermediaire entre la partie inferieure de joint et l'extremite (comprenant le cas echeant la ou les levres 25 d'etancheite) destinee a creer le contact etanche avec l'unite de climatisation. La partie elastigue est par exemple une structure alveolaire. Une telle structure alveolaire comprend de preference au moins une alveole formant soufflet, definissant une cavite fen-nee delimitee 30 par des parois laterales en V ou U. La structure alveolaire comprend, de preference, au moins deux alveoles juxtaposees dans la direction principale. L'invention concerne egalement un vehicule ferroviaire, moteur ou remorgue, comprenant un caisson et au moins une unite de 35 climatisation surmontant ledit caisson dans une direction verticale, le caisson comprenant au moins une nervure continue situee en regard de l'unite de climatisation dans la direction verticale, et le vehicule ferroviaire comprenant entre outre au 4 moins un joint d'etancheite tel que defini precedemment entre ledit caisson et ladite unite de climatisation avec sa direction principale parallele a la direction verticale, la rainure de la partie inferieure de joint recevant la nervure du caisson, et la 5 partie superieure de joint etant en appui etanche contre l'unite de climatisation. Plusieurs exemples de realisation sont decrits dans le present exposé. Sauf precision contraire, les caracteristiques decrites en relation avec un exemple de realisation quelconque 10 peuvent etre appliquees a un autre exemple de realisation. L'invention dans ses details sera mieux comprise a la lecture de la description qui suit d'un mode de realisation de l'invention. Dans le cadre de la presente invention, d'autres modes de realisation sont bien entendu possibles, la description 15 qui suit etant uniquement fournie a titre d'illustration et ne devant etre consideree comme limitative sous aucun de ses aspects decrits. - La figure 1 est une section transversale schematique d'un vehicule ferroviaire selon l'invention ; 20 - La figure 2 est une vue de dessus, en perspective, du caisson de la figure 1 (les elements surmontant le caisson etant omis) ; - La figure 3 est une vue agrandie du detail III de la figure 1 ; 25 - La figure 4 est une vue de detail du joint de la figure 1, a l'etat non comprise ; - La figure 5 montre le joint de la figure 4 dans son etat de compression maximale. La figure 1 illustre une section transversale d'un wagon 10 30 de train selon la presente invention. Le wagon 10 comprend : - un caisson 20 destine a abriter des voyageurs ou des marchandises, comprenant une enveloppe principale 24 generalement faite de tale, montre sur une pluralite de 35 roues 22 adaptees pour cooperer avec les rails d'une voie ferree (non representee), et - au moins une unite de climatisation 30 disposee au-dessus du caisson 20 dans la direction verticale Z du wagon, et 5 fixee au caisson 20 par des moyens mecaniques connus en soi (non representes). La direction verticale Z du wagon, generalement orthogonale a la face superieure 24a de l'enveloppe 24 ou encore au plan de 5 contact P des roues 22, correspond generalement, en pratique, a la direction de la pesanteur. Une direction horizontale est orthogonale a cette direction verticale Z. L'unite de climatisation 30 presente habituellement un carter 10 metallique de forme sensiblement parallelepipedique de dimensions horizontales inferieures a celles du caisson 20, typiquement 2m * 4 a 5m. Un espace intercalaire 40 est forme verticalement entre l'unite de climatisation 30 et le caisson 20. 15 Comme explique precedemment, cet espace intercalaire 40 abrite des conduits de circulation de fluides de climatisation 42 et/ou des circuits electriques 44 et/ou des circuits electroniques 46, qui doivent etre protégés des agressions exterieures (air, eau, poussiere). 20 L'espace intercalaire 40 est donc rendu etanche par des moyens d'etancheite decrit ci-apres. Comme illustre sur la figure 1, l'enveloppe principale 24 du caisson 20 porte, sur sa face superieure (toit) 24a, au moins une nervure 26 continue et refermee sur elle-meme illustree plus en 25 detail sur la figure 2. La nervure 26, qui delimite l'etendue horizontale de l'espace intercalaire 40, fait face sur toute sa longueur a la face inferieure 30b de l'unite de climatisation 30, dans la direction verticale Z. La nervure 26 s'etend verticalement (et orthogonalement a la face superieure 24a de l'enveloppe 24). Elle se presente sous la forme d' un ruban, notamment en acier, par exemple soude a la face superieure 24a de l'enveloppe 24, d'epaisseur 11 constante comprise entre 2 et 6 mm, de preference entre 2 et 4 mm, et de hauteur hl (mesuree verticalement) typiquement comprise entre 10 et 30 mm. La nervure 26 forme typiquement un cadre rectangulaire, aux angles de preference legerement arrondis, de dimensions 6 horizontales generalement sensiblement egales a celles de l'unite de climatisation. De preference, la nervure est decalee horizontalement d'une distance d, par exemple de plusieurs centimetres, par rapport aux bords lateraux de l'unite de 5 climatisation. Les moyens assurant l'etancheite entre le caisson 20 et l'unite de climatisation 30 comprennent un joint 50 continu et referme sur lui-meme, destine a cooperer avec cette nervure 26. Le joint d'etancheite 50, illustre plus en detail sur la 10 figure 3, se compose d'une partie inferieure de joint 60 destinee a sa fixation sur le caisson 20, et d'une partie superieure de joint 70 destinee a realiser l'etancheite avec l'unite de climatisation 30, ladite partie superieure 70 etant opposee a la partie inferieure de joint 60 dans une direction dite direction 15 principale de joint Zl. En pratique, apres montage, cette direction principale de joint Z1 est parallele a la direction verticale Z du wagon 10 et donc, generalement, a la direction de la pesanteur. On definit, en tout point du joint 50, une direction 20 longitudinale Y1 s'etendant dans la direction de la longueur du joint, orthogonalement a la direction principale Zl. Sauf indication contraire, les longueurs mentionnees ci-apres sont mesurees dans cette direction longitudinale. On definit enfin une direction laterale Xl, orthogonale aux 25 directions principale Z1 et longitudinale Y1 precitees. Sauf indication contraire, les largeurs definies ci-apres sont mesurees dans cette direction laterale. Selon l'invention, la partie inferieure 60 et la partie superieure 70 de joint presentent des duretes differentes. La 30 partie superieure 70 est plus flexible, pour assurer une bonne etancheite. La partie inferieure 60 est plus rigide, pour garantir une fixation solide sur le caisson, resistante aux vibrations et aux chocs, et garantie meme en cas de retrait de l'unite de climatisation 30 dans le cadre d'operations de maintenance. 35 Le joint 50 est par exemple obtenu par coextrusion de deux materiaux elastomeres differents, un pour chaque partie inferieure ou superieure du joint. 7 Le materiau constituant la partie superieure de joint 70 presente avantageusement une durete shore A comprise entre 25 et 65, de preference entre 55 et 65, encore plus preferentiellement 60, et le materiau constituant la partie inferieure de joint 60, 5 une durete shore A comprise entre 65 et 95, de preference comprise entre 75 et 85, encore plus preferentiellement 80. On rappelle que la durete shore A est mesuree selon la norme ISO 7619-1:2010. La difference de durete shore A entre la partie inferieure 60 et la partie superieure 70 de joint est de preference d'au moins 10 10, de preference d'au moins 15, de preference d'au moins 20. Comme illustre sur la figure 3, la partie inferieure de joint 60 a par exemple une largeur minimale 12 comprise entre 10 et 20 mm, et une hauteur h2 typiquement comprise entre 12 et 20 mm. Elle presente globalement un profil en U inverse comprenant 15 deux branches laterales 66a, 66b et une base 66c, delimitant une rainure 62 debouchant sur sa face inferieure 60b, la rainure 62 etant delimitee par deux parois laterales en regard 62a, 62b, et un fond 62c reliant lesdites parois laterales. La largeur 13 de la rainure 62 a son extremite debouchante 20 est par exemple comprise entre 2 et 6mm. A noter que les parois laterales 62a, 62b peuvent etre paralleles comme dans l'exemple illustre, ou non. Selon un autre exemple, la rainure peut notamment s'evaser en direction du fond 62c. 25 La profondeur h3 de la rainure 62, mesuree dans la direction principale Z1 entre l'extremite de la partie inferieure de joint 60 oil elle est debouchante jusqu'au fond 62c, est typiquement comprise entre 10 et 20 mm. La partie inferieure de joint 60 est engagee, par cette 30 rainure 62 dite rainure de reception, sur la nervure 26 du caisson 20. En pratique, apres montage, l'extremite distale de la nervure 26 est en butee contre le fond 62c de la rainure 62, comme illustre sur la figure 3. A minima, la nervure 62 est retenue par l' adherence avec les 35 parois de la rainure 62. Toutefois, de fabon preferentielle, les largeurs respectives de la nervure 26 et de la rainure 62 sont choisies pour realiser un effet de pincement de la nervure 26. En pratique, la largeur 13 de la rainure 62 est alors choisie 8 inferieure a la largeur de la nervure 26, au moins a son extremite debouchante. Comme explique precedemment, la rainure 62 peut alors presenter soit une largeur constante sur toute son etendue dans la direction principale Z1, soit une largeur variable, generalement 5 superieure ou egale a la valeur minimale mesuree a l'extremite debouchante. En consequence, les deux branches 66a, 66b sont ecartees lors du montage sur la nervure 26, et du fait de l'elasticite du materiau, forment ladite pince qui vient appliquer un effort de pincement lateral sur la nervure 26. 10 Du fait de sa durete, la partie inferieure de joint 60 permet de serrer, de retenir fermement la nervure 26, et d'eviter le detachement du joint 50 en cas de fortes sollicitations, ou lorsque l'unite de climatisation n'est pas en place, par exemple au montage ou lors d'operations de maintenance. Une telle liaison 15 doit typiquement resister a une force d'arrachement d'au moins 30 N. Selon une disposition avantageuse de l'invention illustree sur la figure 4, des moyens de retenue supplementaires, augmentant la resistance a l'arrachement du joint 50, font saillie a 20 l'interieur de la rainure de reception 62. Ces moyens de retenue peuvent se presenter sous la forme d'une ou plusieurs languette(s) 64 continues sur toute la longueur du joint 50, formees sur une ou les deux face(s) laterale(s) 62a, 62b de la rainure 62, et orientees ici vers le fond 62c. Lors 25 d'une sollicitation en traction, le joint 50 et la nervure 26 sont empeches de se desengager du fait des languettes 64, qui, suffisamment rigides, ne se deferment pas et retiennent la nervure 26. Dans l'exemple illustre, les languettes 64 sont situees en 30 regard l'une de l'autre dans la direction laterale Xl. Comme alternative, elles peuvent aussi etre decalees l'une par rapport a l'autre dans la direction principale Zl. Comme alternative, les moyens de retenue peuvent se presenter sous la forme de dents localisees, orientees, de preference, vers 35 le fond de la rainure. Les moyens de retenue peuvent aussi etre formes d'une combinaison de languettes et dents, ou de tout autre moyen adapte 9 a empecher le desengagement de la nervure 26 et du joint 50, dans la direction principale Zl. La partie superieure de joint 70 est destinee a reprendre les efforts lies aux chocs et aux vibrations du wagon 10, tout en 5 assurant un appui etanche sur l'unite de climatisation 30, continu sur toute la longueur du joint 50. La partie superieure de joint 70 est adaptee pour se deformer dans la direction verticale Z en cas de chocs ou de vibrations du wagon 10. Elle forme pour ainsi dire un ressort, comprime en 10 permanence, rappele contre l'unite de climatisation 30 par son elasticite propre. Selon un exemple de realisation, la partie superieure de joint 70 comprend au voisinage de la partie inferieure 60, une partie elastique alveolaire 80. 15 Dans l'exemple illustre sur la figure 4, la structure alveolaire 80 presente une forme d'accordeon. Elle est for-nee par deux alveoles 82a, 82b, definissant chacune une cavite fen-nee 84a, 84b, delimitee lateralement par des parois deformables 86a, 88a ; 86b, 88b a section en V ou en U. Chaque alveole forme un soufflet, 20 adapte pour se comprimer ou s'etendre dans la direction principale Z1, et absorber ainsi les vibrations du wagon en fonctionnement. Une telle structure alveolaire presente une compressibilite optimale dans la direction principale Z1 avec un elargissement restreint dans la direction laterale Xl. 25 La figure 5 illustre le joint 50 de la figure 4 dans son etat de compression maximale. Le joint n'est que tres legerement elargi, et n'empiete donc que tres moderement sur le volume interieur de l'espace intercalaire 40. La partie superieure de joint 70 comporte en outre, 30 surmontant la partie elastique 80, une partie d'extremite superieure 90 for-nee ici par deux levres d'etancheite 92, 94 orientees dans des sens opposes, et destinees a former un contact etanche avec la face inferieure 30b de l'unite de climatisation 30. 35 Comme variante, la partie superieure de joint peut comporter un nombre de levres different de deux, par exemple une seule levre ou une pluralite de levres orientees dans le meme sens ou dans des 10 sens opposes, ou encore tout autre element adapte pour realiser l'etancheite avec l'unite REVENDICATIONS1. Joint d'etancheite pour realiser l'etancheite entre un caisson d'un vehicule ferroviaire (10) et une unite de climatisation (30) surmontant ledit caisson, ledit joint (50) comportant une partie inferieure de joint (60) munie d'une rainure de reception (62) adaptee pour recevoir une nervure du caisson et une partie superieure de joint (70) opposee a la partie inferieure de joint dans une direction principale (Z1) et adaptee pour venir 10 en appui etanche contre l'unite de climatisation (30), le joint etant caracterise en ce que la durete de la partie inferieure de joint (60) est superieure & celle de la partie superieure de joint (70). 2. Joint (50) selon la revendication 1, dans lequel la partie 15 superieure de joint (70) a une durete shore A comprise entre 25 et 65, de preference entre 55 et 65. 3 Joint (50) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la partie inferieure de joint (60) a une durete shore A comprise entre 65 et 95, de preference entre 75 et 85. 20 4. Joint (50) selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, dans lequel la difference de durete shore A entre la partie inferieure (60) et la partie superieure (70) de joint est d'au mains 10, de preference d'au moms 15, de preference d'au moms 20. 25 5. Joint (50) selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, dans lequel le joint (50) est equipe de moyens de retenue (64) faisant saillie a l'interieUr de la rainure de reception (62). 6. Joint (50) selon la revendication 5, dans lequel les moyens de retenue (64) comprennent au moms une languette ou dent 30 orientee vers le fond de la rainure de reception (62). 7. Joint (50) selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, dans lequel la partie superieure de joint (70) comprend au moms une levre d'etancheite (92, 94) a son extremite destinee a venir en contact avec l'unite de climatisation (30). 35 8. Joint (50) selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, dans lequel la partie superieure de joint (70) comprend une structure alveolaire elastique (80) adaptee pour se deformer elastiquement dans la direction principale (Z1). 12 9. Joint (50) selon la revendication 8, dans lequel la structure alveolaire elastique (80) comprend au moins une alveble (82a, 82b) formant soufflet, definissant une cavite fermee (84a, 84b) delimitee par des parois laterales (86a, 88a ; 86b, 88b) en V ou U. 10. Joint (50) selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la structure alveolaire (80) comprend au moins deux alveoles (82a, 82b) juxtaposees dans la direction principale (Z1). 11. Vehicule ferroviaire (10), moteur ou remorque, comprenant un caisson (20) et au moins une unite de climatisation (30) surmontant ledit caisson dans une direction verticale (Z), le caisson (20)comprenant au moins une nervure (26) continue situee en regard de l'unite de climatisation (30) dans la direction verticale (Z), et le vehicule ferroviaire comprenant entre outre au moins un joint d'etancheite selon l'une quelconque des revendications 1 A 10 entre ledit caisson (20) et ladite unite de climatisation (30) avec sa direction principale (Zi) parallele a la direction verticale (Z), la rainure de la partie inferieure de joint (60) recevant la nervure (26) du caisson (20), et la partie superieure de joint (70) etant en appui etanche contre l'unite de climatisation (30):