Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02296755 2000-O1-17
WO 99/59856 1 PCT/FR99/01171
Paroi latérale pour véhicule ferroviaire et caisse de
véhicule ferroviaire correspondante
La présente invention concerne une paroi latérale
pour caisse de véhicule ferroviaire comprenant une
ossature de support métallique et un habillage extérieur
métallique soudé sur l'ossature.
L'invention s'applique en particulier aux caisses
de véhicules ferroviaires réalisées en acier.
La tendance actuelle pour améliorer l'aspect visuel
des véhicules ferroviaires est de réaliser des parois
latérales à faces extérieures lisses.
L'aluminium permet de réaliser, grâce à des pièces
profilées, de telles parois avec un aspect visuel
satisfaisant. Cependant, l'utilisation de l'aluminium
pour les véhicules ferroviaires a pour conséquence un
surcoût substantiel par rapport à l'utilisation de
l'acier.
En revanche, dans le cas de l'acier, l'obtention
d'un habillage présentant un aspect visuel satisfaisant
pose de nombreux problèmes, en particulier du fait des
techniques de soudage classiquement utilisées dans le
domaine ferroviaire. En effet, l'utilisation du soudage
à l'arc, fortement énergétique, pour souder des tôles
constituant l'habillage sur l'ossature de support,
induit des déformations importantes dans ces tôles
d'habillage, de sorte que le temps passé à les redresser
a un impact important sur le coût de fabrication des
véhicules ferroviaires.
Par ailleurs, le soudage par points résistifs
provoque 1e marquage de 1a face extérieure des tôles
d'habillage, au niveau des points de contact entre ces
tôles et les électrodes de soudage. En outre, ce type de
soudage est prohibé par certains pays et/ou certaines
entreprises.
L'invention a pour but de résoudre ces problèmes en
fournissant une paroi latérale pour véhicule ferroviaire
permettant de répondre de manière économique aux
contraintes d'aspect visuel mentionnées ci-dessus.
A cet effet, l'invention a pour objet une paroi
latérale pour caisse de véhicule ferroviaire comprenant
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une ossature de support métallique et un habillage
extérieur métallique soudé sur l'ossature, caractérisée
en ce qu'au moins certaines soudures reliant l'habillage
à l'ossature sont des soudures laser réalisées dans des
zones de chevauchement entre l'ossature et l'habillage,
en ce que ces soudures sont obtenues par transparence à
partir de la face intérieure de la paroi latérale, au
travers d'éléments de l'ossature de support, et en ce
que ces soudures sont des soudures non-débouchantes dans
la face extérieure de la paroi latérale.
Selon des modes particuliers de réalisation, la
paroi latérale peut comprendre l'une ou plusieurs des
caractéristiques suivantes, prises isolément ou en
combinaison .
- elle comprend un battant âe pavillon destiné à
être relié au pavillon d'une caisse de véhicule
ferroviaire, et des éléments de l'ossature de support
sont reliés au battant de pavillon par des soudures
laser réalisées dans des zones de chevauchement entre
ces éléments et le battant de pavillon, ces soudures
sont obtenues par transparence à partir de la face
intérieure de la paroi latérale, au travers d'éléments
de l'ossature, et ces soudures sont non-débouchantes
dans la face extérieure de la paroi latérale , et
- ces soudures laser sont des soudures
structurantes de transmission d'effort.
L'invention a également pour objet une caisse de
véhicule ferroviaire, caractérisée en ce qu'elle
comprend deux parois latérales telles que définies ci
dessus .
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description qui va suivre, donnée uniquement à titre
d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés,
sur lesquels .
- La figure 1 est une section transversale et
schématique d'une caisse de véhicule ferroviaire selon
l'invention ;
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- La figure 2 est une vue partielle, schématique et
en perspective extérieure d'une paroi latérale de la
caisse de la figure 1 ;
- La figure 3 est une vue partielle, schématique,
avec arrachement partiel et en perspective intérieure de
la paroi de la figure 2 ; et
- Les figures 4 et 5 sont des sections
schématiques, partielles, prises respectivement suivant
les lignes IV-IV et V-V de la figure 3.
La figure 1 représente schématiquement une caisse 1
de véhicule ferroviaire réalisée en acier et qui
comprend essentiellement un châssis 2, un toit ou
pavillon 3 et deux parois latérales 4 chacune de
concavité dirigée vers l'intérieur de la caisse 1.
Les parois 4 étant symétriques l'une de l'autre par
rapport à un plan longitudinal médian de la caisse 1,
une seule sera décrite ci-après.
Comme illustrë par les figures 1 à 3, la paroi 4
comprend essentiellement un longeron inférieur
longitudinal 6 (en bas sur les figures 1 et 3), une
ossature de support 8, une partie supérieure arquée
d'habillage ou battant de pavillon 10 et un habillage
extérieur 12, qui s'ëtend entre le longeron 6 et le
battant de pavillon 10 et dont la face extérieure 13 est
lisse.
Le longeron 6 relie le châssis 2 à la paroi 4. Le
battant de pavillon 10 relie le pavillon 3 à la paroi
latérale 4.
L'ossature 8 en acier comprend essentiellement des
montants 14 et des profilés longitudinaux ou longrines
16 orthogonales aux montants 14.
Les montants 14 sont des profilés en U (figure 4)
de forte épaisseur (3 à 5 mm) dont les extrémités
inférieures (en bas sur la figure 3) sont fixées, par
exemple par soudage MIG (Metal Inert Gas), sur le
longeron 6 et dont les extrémités supérieures sont
soudées sur le battant de pavillon 10, comme décrit
ultérieurement.
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Ces montants 14 sont disposés régulièrement le long
de la paroi latérale 4 et sensiblement orthogonalement
au longeron 6.
Les longrines 16 sont des profilés de forte
épaisseur (3 à 5 mm) et de section courante en S2 (figure
5) .
Les éléments 14 et 16 de l'ossature 8 sont
assemblés entre eux, par exemple par soudage MIG, au
niveau de leurs zones de rencontre en formant des noeuds
d'assemblage. Ces éléments 10 et 12 sont par ailleurs
emboutis et découpés au niveau de ces noeuds
d'assemblage pour présenter des surfaces planes de pose
de l'habillage 12.
L'habillage extérieur 12 comprend, par exemple, des
tôles fines en acier assemblées entre elles par soudage
bord à bord. L'épaisseur de ces tôles est typiquement
inférieure à 3 mm.
L'habillage 12 est prédécoupé pour ménager des
ouvertures 19 pour des fenêtres.
L'habillage 12 est disposé sur le côté extérieur de
l'ossature 8 et il est fixé sur les montants 14 par des
cordons de soudure laser 20. Comme illustré par la
figure 4, ces cordons de soudure laser 20 sont réalisés
dans des zones de chevauchement 21 entre l'habillage 12
et les âmes centrales planes 22 des montants 14. Ces
cordons de soudure 20 sont obtenus par transparence à
partir de la face intérieure 24 de la paroi latérale 4
(en bas sur la figure 4). En d'autres termes, un
faisceau laser est venu traverser l'âme 22 du montant 14
pour ensuite faire fondre localement l'habillage 12 et
ainsi souder le montant 14 et l'habillage 12 au niveau
de leurs surfaces en regard dans la zone de
chevauchement 21. Ainsi, chaque cordon de soudure 20
traverse totalement l'âme 22 correspondante puis
partiellement l'habillage 12 chevauchant l'âme 22. Ces
cordons de soudure 20 sont non-débouchants dans la face
extérieure 13 de l'habillage 12.
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De manière analogue, l'habillage 12 est fixé sur
les longrines 16 par des cordons de soudure laser 26
réalisés dans des zones de chevauchement 27 entre les
pattes 28 latérales des longrines 16 et l'habillage 12.
5 Les pattes 28 ont été agrandies sur la figure 3 pour
plus de clarté. Ces cordons de soudure 26 sont réalisés
par transparence à partir de la face intérieure 24 de la
paroi 4 (à droite sur la figure 5) et sont non
débouchants dans la face extérieure 13 de l'habillage
12 .
Comme illustré schématiquement par arrachement sur
la figure 3, les montants 14 sont soudés sur le battant
de pavillon 10 en des zones de chevauchement 30 entre ce
dernier et les montants 14, par prolongement des cordons
de soudure 20.
Enfin, l'habillage 12 est soudé le long de sa
partie inférieure sur le longeron 6, par exemple par
soudage MIG. Ce soudage, effectué après le soudage de
l'habillage 12 sur l'ossature 8, induit des déformations
limitées du fait de la rigidité conférée à l'habillage
12 par l'ossature 8.
Les cordons de soudure 20 et 26, reliant
l'habillage 12 à l'ossature 8, sont des soudures
structurantes de transmission d'effort. Ainsi
l'habillage 12 participe, avec l'ossature 8, à la
rigidification de la paroi latérale 4 et donc de la
caisse 1.
La structure décrite ci-dessus permet d'obtenir de
manière relativement économique des parois latérales 4 à
face extérieure 13 lisse.
En effet, le type de soudage choisi permet de
limiter les déformations induites dans l'habillage 12
lors de son soudage sur l'ossature 8. Ainsi, les
opérations nécessaires pour rétablir un aspect visuel
satisfaisant sont limitées ; les cordons de soudure 20
et 26 non-débouchants, ne marquent pas la face
extérieure 13 de la paroi 4, ce qui permet d'obtenir
l'aspect visuel recherché. Par ailleurs, la structure
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choisie de la paroi latérale ~ permet l'assemblage
automatisé de ces parois en des temps relativement
réduits, le soudage laser permettant d'atteindre des
vitesses de soudage de 20 m/mn.
Selon des variantes non représentées, les cordons
de soudure 20 et 26 peuvent être discontinus et l'empïoi
du soudage laser peut être 7_imité aux zones nécessaires
pour assurer un aspect visuel satisfaisant.
