Brevet FR3092555A1 — publié le 20200814

Description Titre de l'invention - Charpente et coffre de traction, véhicule et procédé de fabrication associés [0001] La présente invention concerne une charpente d'un coffre d'un véhicule, notamment d'un véhicule ferroviaire. La présente invention se rapporte également à un coffre de traction comportant une telle charpente. La présente invention concerne aussi un véhicule, notamment ferroviaire, équipé d'un tel coffre de traction. La présente invention se rapporte, en outre, à un procédé de fabrication de la charpente. [0002] Dans un véhicule, notamment un véhicule ferroviaire, tous les éléments situés sur le toit sont exposés directement à l'air ambiant et donc soumis aux intempéries. C'est notamment le cas du coffre de traction qui sert à alimenter le système dc traction du véhicule ou du coffre du convertisseur auxiliaire qui sert à alimenter les équipements auxiliaires du véhicule. Il est donc souhaitable de garantir l'étanchéité des éléments formant le coffre dc traction et notamment des chaînettes. [0003] Pour cela, selon une première technique d'assemblage mécanique garantissant une étanchéité, il est connu unc fixation par soudure continue ou discontinue avec mastic entre les chaînettes. [0004] Selon une deuxième technique, il est utilisé un mastic pour réaliser un assemblage mécanique garantissant l'étanchéité. [0005] Toutefois, d'un point de vue industriel, dans les deux cas précédents, la mise en oeuvre dc telle fixation est complexe à mettre en oeuvre. [0006] 11 existe donc un besoin pour une charpente d'un coffre d'un véhicule ferroviaire, notamment un coffre dc traction, dont les pièces soient fixées d'une manière plus aisée tout en garantissant unc bonne étanchéité du coffre. [0007] A cet effet, il est proposé une charpente d'un coffre d'un véhicule, notamment fer- roviaire, tel qu'un coffre dc traction ou un coffre d'un convertisseur auxiliaire, la charpente comportant deux pièces métalliques assemblées par au moins un élément de fixation et un ruban d'adhésif, chaque élément de fixation comportant une tête recouverte par le ruban. [0008] Suivant des modes de réalisation particuliers, le charpente comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : [0009] - chaque élément de fixation est régulièrement espacé le long d'une direction. [0010] - il est défini une zone d'étanchéité entre les deux pièces métalliques, le ruban re- couvrant également la zone d'étanchéité. [0011] - une pièce métallique recouvre partiellement l'autre pièce métallique dans une zone 2 de recouvrement, le ruban recouvrant plus de 50% de la zone de recouvrement. [0012] - chaque élément de fixation est une vis ou un rivet. [0013] - le ruban est un ruban d'un mélange de trois matériaux, le premier matériau étant un matériau de protection, le deuxième matériau étant une mousse et le troisième matériau étant un matériau collant. [0014] TI est aussi proposé un coffre d'un véhicule, notamment ferroviaire, tel qu'un coffre de traction ou un coffre d'un convertisseur auxiliaire, comportant une charpente telle que précédemment décrite. [0015] La description concerne aussi un véhicule, notamment ferroviaire, équipé d'un coffre tel que précédemment décrit. [0016] La description porte également sur un procédé de fabrication d'une charpente d'un coffre d'un véhicule, notamment ferroviaire, tel qu'un coffre de traction ou un coffre d'un convertisseur auxiliaire, le procédé comportant au moins une étape de fourniture de deux pièces métalliques destinées à faire partie de la charpente, les deux pièces métalliques étant à assembler, une étape d'assemblage des deux pièces métalliques à l'aide d'au moins un élément de fixation, chaque élément de fixation comportant une tête, et une étape de dépôt d'un ruban d'adhésif sur les deux pièces métalliques pour recouvrir chaque tête. [0017] Selon un mode de réalisation particulier, à l'étape de fourniture, les deux pièces mé- talliques sont peintes. [0018] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont : [Fig 1] figure 1, une représentation schématique d'un exemple de véhicule ferroviaire alimenté par une caténaire ; [Fig 2] figure 2, une vue schématique en perspective d'un coffre de traction comportant au moins deux pièces métalliques assemblées ; [Fig 3] figure 3, une vue de côté de l'assemblage des deux pièces métalliques de la figure 2, et [Fig 4] figure 4, une vue de dessus de l'assemblage des deux pièces métalliques de la figure 2. [0019] Un véhicule ferroviaire 10 est représenté sur la figure 1. [0020] Le véhicule 10 est, par exemple, un métro équipé d'une ventilation de secours, un train ou un tramway. [0021] Le véhicule 10 est alimenté en électricité par l'intermédiaire d'un pantographe 12 qui frotte une caténaire 14 d'alimentation. La caténaire 14 est alimentée en haute tension, c'est-à-dire typiquement une tension contenue d'une valeur nominale supérieure ou égale à 600 Vdc. Par exemple, dans l'exemple représenté, la tension d'alimentation de 3 la caténaire 14 est égale à 1500 Vdc. [0022] Par le terme « caténaire 14 », il est entendu aussi bien des fils aériens suspendus au- dessus des voies de chemin de fer et permettant d'alimenter le véhicule 10 qu'un troisième rail au sol s'étendant le long des voies de chemin de fer et sur lequel frotte un patin, de manière à alimenter le véhicule 10 en énergie électrique. [0023] Le véhicule 10 est équipé d'un coffre de traction 16 placé sur le toit 18 du véhicule 10. Le coffre de traction 16 est l'armoire électrique comportant des composants électroniques de puissance destinés à alimenter le ou les moteurs du véhicule 10. [0024] Comme visible sur la figure 2, le coffre de traction 16 comporte une charpente 20 dé- limitant un intérieur dans lequel les composants électroniques sont situés. La charpente 20 est un assemblage de plusieurs pièces métalliques. [0025] Dans l'exemple représente, la charpente 20 comporte des parois latérales 22 et un capot 24. [0026] En l'espèce, le capot 24 est formé par un ensemble de pièces métalliques 26 sous forme de plaques. L'assemblage de deux des pièces métalliques 28 et 30 du capot 24, dénommées dans la suite première pièce métallique 28 et deuxième pièce métallique 30, est plus spécifiquement décrit en référence aux figures 3 et 4. [0027] Comme visible sur la figure 3, la première pièce métallique 28 recouvre partiellement la deuxième pièce de métallique 30 dans une zone de recouvrement ZR. [0028] Les deux pièces métalliques 28 et 30 sont assemblées par trois éléments de fixation 32, 34 et 36. [0029] Comme visible sur la figure 4, chaque élément de fixation 32, 34 et 36 est régu- lièrement espacé le long d'une direction. [0030] Plus généralement, les emplacements des éléments de fixation 32, 34 et 36 sont choisis de manière à limiter les contraintes mécaniques dans une zone d'étanchéité ZE définie entre les deux pièces métalliques 28 et 30. [0031] Dans l'exemple présenté, chaque élément de fixation 32, 34 et 36 est une vis. [0032] En variante, chaque élément de fixation 32, 34 et 36 est un rivet. [0033] Les éléments de fixation 32, 34 et 36 comportent chacun une tête 40 et une tige 42. [0034] La tête 40 affleure d'une des pièces métalliques 28 et la tige 42 traverse la première pièce métallique 28 et la deuxième pièce métallique 30. [0035] Chaque tête 40 est recouverte d'un ruban 44, le ruban 44 étant un ruban d'adhésif. [0036] Le ruban 44 est agencé pour couvrir chaque tête 40. [0037] Plus précisément, le ruban 44 est agencé pour couvrir entièrement la zone d'étanchéité ZE définie entre les deux pièces métalliques 28 et 30. [0038] Selon l'exemple décrit, le ruban 44 recouvre plus de 50% de la zone de recouvrement ZR. [0039] De préférence, le ruban 44 recouvre plus de 70% de la zone de recouvrement ZR. [0040] En outre, le ruban 44 couvre une surface supérieure à l'aire de la zone de re- couvrement ZR. [0041] Le ruban 44 est réalisé en une matière présentant une élasticité, de manière à ne pas présenter de risque de rupture sous les contraintes mécaniques dans la zone d'étanchéité ZE. Les contraintes mécaniques proviennent en particulier des déplacements relatifs et déformations des éléments assemblés lors du fonctionnement du véhicule 10. [0042] Dans l'exemple décrit, le ruban 44 est réalisé en un mélange de trois matériaux, le premier matériau étant un matériau de protection, le deuxième matériau étant une mousse et le troisième matériau étant un matériau collant. [0043] Plus précisément, le ruban 44 comporte une mousse acrylique intercalée entre une partie adhésive thermocollante et une partie adhésive absorbant la pression, la mousse étant réalisée en un matériau thermoréticulé. [0044] A titre d'exemple, la partie adhésive thermocollante est un film ionomère. Par le terme « film », il est entendu une couche d'épaisseur inférieure à 50 micromètres. [0045] En variante ou en complément, la partie adhésive absorbant la pression est un matériau polyacrylique. Le poly(méthacrylate de méthyle) (aussi désigné sous le sigle PMMA) est un exemple particulier de matériau polyacrylique. [0046] La manière dont une telle charpente 20 est obtenue est maintenant décrite en référence à un exemple de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication de la charpente 20 du coffre de traction 16. [0047] Le procédé de fabrication comporte une étape de fourniture, une étape d'assemblage et une étape de dépôt. [0048] Lors de l'étape de fourniture, il est fourni deux pièces métalliques 28 et 30 destinées à faire partie de la charpente 20, les deux pièces métalliques 28 et 30 étant à assembler. [0049] Les deux pièces métalliques 28 et 30 sont peintes. [0050] Lors de l'étape d'assemblage, les deux pièces métalliques 28 et 30 sont positionnées de manière que la première pièce métallique 28 surmonte la deuxième pièce métallique 30 sur la zone de recouvrement ZR. [0051] Les deux pièces métalliques 28 et 30 sont ensuite assemblées à l'aide des éléments de fixation 32, 34 et 36. [0052] Par exemple, des trous d'insertion sont réalisés dans les deux pièces métalliques 28 et 30 puis les éléments de fixation 32, 34 et 36 sont insérés et fixés (en l'occurrence, visés). [0053] Ensuite, lors de l'étape de dépôt, le ruban 44 d'adhésif est déposé sur les deux pièces métalliques 28 et 30 pour recouvrir chaque tête 42. [0054] En l'espèce, le ruban 44 est déposé en partie sur la zone de recouvrement ZR et recouvre une partie de la deuxième pièce métallique 30. [0055] L'assemblage ainsi obtenu permet de garantir l'étanchéité entre les deux pièces mé- talliques 28 et 30 et ainsi du coffre de traction 16. [0056] De plus, par rapport au cas du mastic, la surface d'adhésion est beaucoup plus im- portante qu'avec un mastic. La tolérance aux contraintes mécaniques est aussi plus importante (le ruban adhésif peut tolérer un déplacement relatif des pièces plusieurs fois supérieur à la limite acceptée par un mastic). L'assemblage assure ainsi une tolérance de la qualité de l'étanchéité aux contraintes mécaniques provenant des chocs et vibrations qui ont lieu en fonctionnement du véhicule 10. [0057] L'assemblage est propre à résister à l'exposition aux conditions environnementales du domaine ferroviaire, notamment les conditions de température ou d'humidité. [0058] L'assemblage est bien reproductible et n'affecte pas l'esthétique. [0059] De plus, lorsque des matériaux différents (par exemple mousse acrylique et parties adhésive thermocollante et adhésive absorbant la pression) sont utilisés pour former le ruban 44, celui-ci confère à la charpente 20 des propriétés industrielles et environnementales particulièrement intéressantes vis-à-vis de la pose possible ou non de peinture, du niveau d'étanchéité obtenu, d'une bonne résistance aux ultraviolets, aux variations de température et aux produits lessiviels et donc d'une grande durabilité. [0060] Le procédé n'impose pas d'utiliser de la soudure, ce qui rend le procédé compatible avec tous les traitements contre la corrosion. [0061] Le procédé est, en outre, plus simple à mettre en oeuvre comparé à la pose d'un mastic. [0062] De plus, le procédé de fabrication permet de faciliter la fabrication des coffres de traction puisque l'étanchéité de la charpente 20 est réalisée après la peinture, ce qui n'est pas possible avec les techniques de l'état de la technique. [0063] Le procédé de fabrication précédemment cité est également utilisable pour d'autres coffres d'un véhicule ferroviaire 10. A titre d'exemple particulier, le coffre est un coffre d'un convertisseur auxiliaire. [0064] Cela permet d'obtenir une charpente 20 de coffre de convertisseur auxiliaire comportant deux pièces métalliques 28 et 30 assemblées par au moins un élément de fixation 32, 34 et 36 et un ruban 44 d'adhésif, chaque élément de fixation 32, 34 et 36 comportant une tête 40 recouverte par le ruban 44. [0065] L'invention concerne la combinaison de tous les modes de réalisation techniquement possibles. 6 [Revendication 1] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9]