[0001] La présente invention concerne une structure de caisse de voiture de véhicule, notamment
ferroviaire.
[0002] Dans des structures de caisse de véhicule connues, il est connu d'utiliser une pièce
structurelle dite « en col de cygne » faisant la liaison entre un passage d'une porte
d'une voiture du véhicule et un espace de réception d'un bogie du véhicule. Les documents
FR 3 024 117 A1 et
JP 2018 176796 A décrivent des structures de caisse selon l'art antérieur.
[0003] L'appellation « col de cygne » provient de la forme de la pièce qui présente une
partie sensiblement verticale et une partie inclinée par rapport à la partie verticale,
et présentant une découpe arrondie au voisinage d'un bogie du véhicule, et une découpe
sensiblement rectangulaire à bords arrondis au voisinage d'une porte du véhicule.
[0004] Du fait de sa position, cette pièce subit des contraintes élevées et doit donc être
conçue pour résister à ces contraintes.
[0005] La forme particulière et la résistance aux contraintes de la pièce la rendent particulièrement
complexe à réaliser, engendrant en outre un coût élevé.
[0006] Il existe donc un besoin pour une structure de caisse de véhicule plus simple à réaliser,
tout en étant capable de résister à des contraintes importantes.
[0007] A cet effet, la présente invention a pour objet une structure de caisse de voiture
de véhicule, notamment ferroviaire, comprenant au moins deux pièces structurelles
agencées transversalement de part et d'autre de la structure de caisse, dans laquelle
chaque pièce structurelle présente une partie sensiblement verticale et une partie
inclinée par rapport à la partie verticale, et comprend au moins deux profilés assemblés
et réalisés en aluminium ou en matériau composite, la structure de caisse comprenant
une poutre de jonction transversale fixée à chacune des deux pièces structurelles,
la poutre de jonction transversale étant réalisée en acier ou en matériau composite,
chaque pièce structurelle comprenant trois profilés assemblés, le premier profilé
formant une partie supérieure de la pièce structurelle, et présente une forme sensiblement
rectangulaire, le deuxième profilé formant une partie inférieure de la pièce structurelle,
et comprend trois portions, comportant une première portion supérieure, une deuxième
portion intermédiaire et une troisième portion inférieure, la première portion supérieure
s'étendant dans le même plan que le premier profilé, la deuxième portion intermédiaire
s'étendant entre la première portion et la troisième portion, la deuxième portion
intermédiaire formant avantageusement un angle obtus avec la première portion, la
troisième portion inférieure s'étendant depuis la deuxième portion intermédiaire et
formant avantageusement un angle obtus avec la deuxième portion intermédiaire, de
sorte que les trois portions, forment sensiblement un U évasé, et le troisième profilé
s'étendant entre le premier profilé et le deuxième profilé.
[0008] Grâce à la réalisation des pièces structurelles à l'aide d'au moins deux profilés
en aluminium et d'une poutre de jonction en acier, les pièces structurelles et la
poutre de jonction sont simples à produire, et l'ensemble est renforcé de telle sorte
que la structure de caisse est résistante aux contraintes élevées.
[0009] Selon des modes de réalisation de la structure de caisse, pris seuls ou selon toute
combinaison techniquement réalisable :
- un premier profilé est destiné à former une partie encadrant un bogie de véhicule
ferroviaire, un deuxième profilé est destiné à former une partie d'un passage de porte,
et un troisième profilé dit profilé de liaison s'étend entre le premier profilé et
le deuxième profilé ;
- le profilé de liaison présente un bord avant découpé suivant une forme de demi-parabole,
et un bord arrière droit ;
- la poutre de jonction transversale est fixée à chaque pièce structurelle par rivetage
;
- la poutre de jonction transversale est disposée transversalement entre les deux pièces
structurelles et s'étend entre deux extrémités, chaque extrémité de la poutre de jonction
transversale prenant appui sur deux profilés adjacents d'une pièce structurelle ;
- chaque extrémité de la poutre de jonction transversale présente une forme complémentaire
de la forme des deux profilés sur lesquels elle prend appui ;
- les au moins deux pièces structurelles sont symétriques deux à deux par rapport à
un plan.
[0010] L'invention concerne également une voiture de véhicule, notamment ferroviaire, comprenant
une structure de caisse telle que décrite ci-dessus.
[0011] 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 sur lesquels :
- La Figure 1 représente une vue schématique de côté d'une voiture de véhicule comprenant
une structure de caisse selon l'invention ;
- La Figure 2 représente une vue schématique d'une pièce structurelle de la structure
de la Figure 1 ; et
- La Figure 3 représente une vue schématique de deux pièces structurelles de la structure
de la Figure 1 assemblées entre elles par une poutre de jonction.
[0012] Sur la figure 1, on a représenté une voiture 10 de véhicule.
[0013] Dans la suite de la description, les termes « longitudinal », « transversal », «
avant », « arrière », « gauche » et « droite » s'entendent par rapport au sens normal
de circulation d'un véhicule.
[0014] Les termes « intérieur » et « extérieur » s'entendent par rapport au sens normal
de l'intérieur de la voiture 10 et de l'extérieur de la voiture 10.
[0015] Le véhicule est par exemple un véhicule ferroviaire.
[0016] En variante, le véhicule est un autobus.
[0017] La voiture 10 comprend une caisse 12.
[0018] La caisse 12 comprend un châssis 13.
[0019] La voiture 10 comprend au moins une porte 14 destinée à la montée ou la descente
de voyageurs ou de personnel à bord de la voiture 10.
[0020] La voiture 10 comprend au moins un bogie 16 au voisinage de la porte 12.
[0021] La caisse 12 comprend une structure de caisse 18.
[0022] La structure de caisse 18 comprend notamment deux pièces structurelles 20, 21 agencées
transversalement de part et d'autre de la structure de caisse et une poutre de jonction
transversale 22 fixée à chacune des deux pièces structurelles 20, 21 comme cela est
visible sur la figure 3.
[0023] Chaque pièce structurelle 20, 21 dont une est représentée sur la figure 2 présente
une partie sensiblement verticale et une partie inclinée par rapport à la partie verticale
et comprend au moins deux profilés 24, 26, 28 assemblés comme cela sera décrit plus
en détail ci-après.
[0024] Chaque pièce structurelle 20, 21 est par exemple destinée à être placée entre un
bogie 16 et une porte 12 de voiture de véhicule ferroviaire.
[0025] Les profilés 24, 26, 28 sont réalisés en aluminium ou en matériau composite. De préférence,
les profilés 24, 26, 28 sont réalisés en aluminium.
[0026] La pièce structurelle 20, 21 est donc légère et n'alourdit pas la voiture 10.
[0027] Les profilés 24, 26, 28 sont par exemple assemblés les uns aux autres par soudage.
[0028] En particulier, chaque pièce structurelle 20, 21 comprend trois profilés 24, 26,
28 assemblés.
[0029] Parmi les trois profilés 24, 26, 28, un premier profilé 24 forme une partie supérieure
de la pièce structurelle 20, 21.
[0030] Le premier profilé 24 présente par exemple une forme sensiblement rectangulaire dont
les deux grands côtés s'étendent sensiblement suivant la direction longitudinale L
définie par rapport à un sens normal de circulation d'un véhicule.
[0031] Le premier profilé 24, et en particulier les deux grands côtés du premier profilé
24, s'étend entre un bord d'extrémité avant 30 et un bord d'extrémité arrière 32.
[0032] Un deuxième profilé 26 forme une partie inférieure de la pièce structurelle 20, 21.
[0033] Le deuxième profilé 26 comprend par exemple trois portions 34, 36, 38 comportant
une première portion supérieure 34, une deuxième portion intermédiaire 36 et une troisième
portion inférieure 38.
[0034] La première portion supérieure 34 s'étend avantageusement dans le même plan que le
premier profilé 24.
[0035] La deuxième portion intermédiaire 36 s'étend avantageusement entre la première portion
34 et la troisième portion 38.
[0036] La deuxième portion intermédiaire 36 forme avantageusement un angle obtus avec la
première portion 34.
[0037] La troisième portion inférieure 38 s'étend depuis la deuxième portion intermédiaire
36.
[0038] La troisième portion inférieure 38 forme avantageusement un angle obtus avec la deuxième
portion intermédiaire 36 de sorte que les trois portions 34, 36, 38 forment sensiblement
un U évasé.
[0039] Un troisième profilé 28 dit profilé de liaison s'étend entre le premier profilé 24
et le deuxième profilé 26.
[0040] Le profilé de liaison 28 s'étend dans le même plan que le premier profilé 24 et que
la première portion supérieure 30 du deuxième profilé 26.
[0041] Le profilé de liaison 28 présente par exemple un bord avant 40 découpé suivant une
forme de demi-parabole, et un bord arrière 42 droit.
[0042] Le sommet de la demi-parabole se situe en partie supérieure du troisième profilé
28.
[0043] La forme en demi-parabole permet notamment d'encadrer le bogie 16 se trouvant sous
la pièce structurelle 20, 21 lorsque celle-ci est en place sur une voiture 10 de véhicule
ferroviaire.
[0044] Le bord arrière 42 s'étend dans le prolongement du bord d'extrémité arrière 32 du
premier profilé 24.
[0045] Le deuxième profilé 26 s'étend entre un bord d'extrémité avant 44 et un bord d'extrémité
arrière 46.
[0046] Le bord d'extrémité avant 44 du deuxième profilé 26 est droit et s'étend dans le
prolongement du bord d'extrémité avant 40 du profilé de liaison 28.
[0047] Le bord d'extrémité arrière 46 du deuxième profilé 26 s'étend avantageusement d'abord
dans le prolongement du bord d'extrémité arrière 42 du profilé de liaison 28 puis
forme un angle de façon à ce que le bord d'extrémité arrière 46 du deuxième profilé
26 délimite une partie d'un passage de la porte 14.
[0048] Par exemple, l'angle formé est sensiblement droit et présente des bords arrondis.
[0049] Les deux pièces structurelles 20, 21 sont symétriques par rapport à un plan.
[0050] En particulier, les deux pièces structurelles 20, 21 sont symétriques par rapport
à un plan longitudinal médian P, ledit plan P séparant la voiture 10 en une moitié
gauche et une moitié droite.
[0051] Les deux pièces structurelles 20, 21 sont jointes entre elles par une poutre de jonction
22.
[0052] La poutre de jonction transversale 22, visible sur la Figure 3, est réalisée en acier
ou en matériau composite. De préférence, la poutre de jonction transversale 22 est
réalisée en acier.
[0053] La poutre de jonction transversale 22 contribue ainsi à renforcer les deux pièces
structurelles 20, 21 qui sont réalisées en aluminium.
[0054] La poutre de jonction transversale 22 est disposée transversalement entre les deux
pièces structurelles 20, 21 et s'étend entre deux extrémités 50, 52.
[0055] Chaque extrémité 50, 52 de la poutre de jonction transversale 22 prend appui sur
deux profilés 26, 28 adjacents d'une pièce structurelle 20, 21.
[0056] En particulier, chaque extrémité 50, 52 de la poutre de jonction transversale 22
prend appui sur le deuxième profilé inférieur 26 et sur le profilé de liaison 28.
[0057] Avantageusement, chaque extrémité 50, 52 de la poutre de jonction transversale 22
a une forme complémentaire de la forme des deux profilés 26, 28 sur lesquels elle
prend appui.
[0058] Cela permet d'obtenir un plaquage entre les profilés et la poutre de jonction transversale
22 en supprimant le jeu entre ces pièces.
[0059] Avantageusement, la poutre de jonction transversale 22 est fixée à chaque pièce structurelle
20, 21 par rivetage.
[0060] La poutre de jonction transversale 22 est par exemple fabriquée à l'aide d'un gabarit
d'assemblage.
[0061] Les poutres de jonction 22 produites à partir d'un même gabarit présenteront donc
des dimensions identiques, facilitant le respect des normes de largeur de caisse.
[0062] Monter les pièces structurelles 20, 21 en appui sur la poutre de jonction transversale
22 permet d'avoir une largeur de caisse conforme au plan.
[0063] La structure de caisse 18 permet ainsi d'alléger la caisse 12 en proposant des pièces
structurelles 20, 21 en aluminium, tout en garantissant une rigidité optimale à l'aide
de la poutre de jonction transversale 22.
[0064] Un exemple de procédé d'assemblage de la structure de caisse 18 sur une voiture 10
de véhicule va maintenant être décrit.
[0065] Les pièces structurelles 20, 21 sont placées en regard l'une de l'autre de façon
symétrique par rapport au plan longitudinal médian P, ledit plan P séparant la voiture
10 en une moitié gauche et une moitié droite.
[0066] La poutre de jonction transversale 22 est assemblée aux pièces structurelles 20,
21 transversalement au plan P, de préférence par rivetage.
[0067] Avantageusement, le châssis 13 comporte une traverse basse transversale 60.
[0068] La traverse basse transversale 60 est assemblée par exemple en même temps que la
poutre de jonction transversale 22.
[0069] Les autres pièces de la caisse 12 sont ensuite assemblées.
1. Structure de caisse (18) de voiture de véhicule, notamment ferroviaire, comprenant
au moins deux pièces structurelles (20, 21) agencées transversalement de part et d'autre
de la structure de caisse (18), chaque pièce structurelle (20, 21) présentant une
partie sensiblement verticale et une partie inclinée par rapport à la partie verticale,
et comprenant au moins deux profilés (24, 26, 28) Z assemblés, la structure de caisse
(18) comprenant une poutre de jonction transversale (22) fixée à chacune des deux
pièces structurelles (20, 21),
caractérisée en ce que les au moins deux profilés (24, 26, 28) sont réalisés en aluminium ou en matériau
composite et la poutre de jonction transversale (22) est réalisée en acier ou en matériau
composite, chaque pièce structurelle (20, 21) comprenant trois profilés (24, 26, 28)
assemblés,
le premier profilé (24) formant une partie supérieure de la pièce structurelle (20,
21), et présente une forme sensiblement rectangulaire,
le deuxième profilé (26) formant une partie inférieure de la pièce structurelle (20,
21), et comprend trois portions (34, 36, 38), comportant une première portion supérieure
(34), une deuxième portion intermédiaire (36) et une troisième portion inférieure
(38), la première portion supérieure (34) s'étendant dans le même plan que le premier
profilé (24), la deuxième portion intermédiaire (36) s'étendant entre la première
portion et la troisième portion, la deuxième portion intermédiaire (36) formant avantageusement
un angle obtus avec la première portion, la troisième portion inférieure (38) s'étendant
depuis la deuxième portion intermédiaire (36) et formant avantageusement un angle
obtus avec la deuxième portion intermédiaire (36), de sorte que les trois portions
(34, 36, 38), forment sensiblement un U évasé,
et le troisième profilé (28) s'étendant entre le premier profilé (24) et le deuxième
profilé (26).
2. Structure de caisse (18) selon la revendication 1, dans laquelle un premier profilé
(24) est destiné à former une partie encadrant un bogie (16) de véhicule ferroviaire,
un deuxième profilé (26) est destiné à former une partie d'un passage de porte (14),
et un troisième profilé (28) dit profilé de liaison (28) s'étend entre le premier
profilé (24) et le deuxième profilé (26).
3. Structure de caisse (18) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le profilé de
liaison (28) présente un bord avant (40) découpé suivant une forme de demi-parabole,
et un bord arrière (42) droit.
4. Structure de caisse (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle
la poutre de jonction transversale (22) est fixée à chaque pièce structurelle (20,
21) par rivetage.
5. Structure de caisse (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle
la poutre de jonction transversale (22) est disposée transversalement entre les deux
pièces structurelles (20, 21) et s'étend entre deux extrémités (50, 52), chaque extrémité
(50, 52) de la poutre de jonction transversale (22) prenant appui sur deux profilés
(24, 26, 28) adjacents d'une pièce structurelle (20, 21).
6. Structure de caisse (18) selon la revendication 5, dans laquelle chaque extrémité
(50, 52) de la poutre de jonction transversale (22) présente une forme complémentaire
de la forme des deux profilés (24, 26, 28) sur lesquels elle prend appui.
7. Structure de caisse (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle
les au moins deux pièces structurelles (20, 21) sont symétriques deux à deux par rapport
à un plan (P).
8. Voiture (10) de véhicule, notamment ferroviaire, comprenant une structure de caisse
(18) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
1. Karosseriestruktur (18) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, umfassend
mindestens zwei Strukturteile (20, 21), die quer auf beiden Seiten der Karosseriestruktur
(18) angeordnet sind, wobei jedes Strukturteil (20, 21) einen im Wesentlichen vertikalen
Teil und einen in Bezug auf den vertikalen Teil geneigten Teil aufweist und mindestens
zwei zusammengesetzte Profile (24, 26, 28) umfasst, wobei die Karosseriestruktur (18)
einen Querverbindungsbalken (22) umfasst, der an jedem der beiden Strukturteile (20,
21) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Profile (24, 26, 28) aus Aluminium oder aus Verbundmaterial hergestellt
sind und der Querverbindungsbalken (22) aus Stahl oder aus Verbundmaterial hergestellt
ist, wobei jedes Strukturteil (20, 21) drei zusammengebaute Profile (24, 26, 28) umfasst,
wobei das erste Profil (24) einen oberen Teil des Strukturteils (20, 21) bildet und
eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist,
wobei das zweite Profil (26) einen unteren Teil des Strukturteils (20, 21) bildet
und drei Abschnitte (34, 36, 38) umfasst, die einen ersten oberen Abschnitt (34),
einen zweiten mittleren Abschnitt (36) und einen dritten unteren Abschnitt (38) aufweisen,
wobei sich der erste obere Abschnitt (34) in derselben Ebene wie das erste Profil
(24) erstreckt, wobei sich der zweite mittlere Abschnitt (36) zwischen dem ersten
Abschnitt und dem dritten Abschnitt erstreckt, wobei der zweite mittlere Abschnitt
(36) in vorteilhafter Weise einen stumpfen Winkel mit dem zweiten Abschnitt bildet,
wobei sich der dritte untere Abschnitt (38) ab dem zweiten mittleren Abschnitt (36)
erstreckt und in vorteilhafter Weise einen stumpfen Winkel mit dem zweiten mittleren
Abschnitt (36) bildet, so dass die drei Abschnitte (34, 36, 38) im Wesentlichen ein
sich erweiterndes U bilden,
und wobei sich das dritte Profil (28) zwischen dem ersten Profil (24) und dem zweiten
Profil (26) erstreckt.
2. Karosseriestruktur (18) nach Anspruch 1, wobei ein erstes Profil (24) bestimmt ist,
einen Teil zu bilden, der ein Drehgestell (16) eines Schienenfahrzeugs einrahmt, ein
zweites Profil (26) bestimmt ist, einen Teil eines Türdurchgangs (14) zu bilden, und
sich ein drittes Profil (28), bezeichnet als Verbindungsprofil (28), zwischen dem
ersten Profil (24) und dem zweiten Profil (26) erstreckt.
3. Karosseriestruktur (18) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbindungsprofil (28) eine
Vorderkante (40), die in Form einer Halbparabel ausgeschnitten ist, und eine gerade
Hinterkante (42) aufweist.
4. Karosseriestruktur (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Querverbindungsbalken
(22) an jedem Strukturteil (20, 21) durch Nieten befestigt ist.
5. Karosseriestruktur (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Querverbindungsbalken
(22) quer zwischen den beiden Strukturteilen (20, 21) angeordnet ist und sich zwischen
zwei Enden (50, 52) erstreckt, wobei jedes Ende (50, 52) des Querverbindungsbalkens
(22) auf zwei benachbarten Profilen (24, 26, 28) eines Strukturteils (20, 21) anliegt.
6. Karosseriestruktur (18) nach Anspruch 5, wobei jedes Ende (50, 52) des Querverbindungsbalkens
(22) eine Form aufweist, die komplementär zu der Form der beiden Profile (24, 26,
28) ist, auf denen es aufliegt.
7. Karosseriestruktur (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens zwei
Strukturteile (20, 21) paarweise in Bezug auf eine Ebene (P) symmetrisch sind.
8. Wagen für ein Fahrzeug (10), insbesondere für ein Schienenfahrzeug, umfassend eine
Karosseriestruktur (18) nach einem der vorherigen Ansprüche.
1. A body structure (18) for a vehicle, in particular a railway vehicle, comprising at
least two structural parts (20, 21) arranged transversely on either side of the body
structure (18), each structural part (20, 21) having a substantially vertical part
and a part inclined with respect to the vertical part, and comprising at least two
sections (24, 26, 28) assembled together to form the body structure (18) comprising
a transverse junction beam (22) fixed to each of the two structural parts (20, 21),
characterised in that the at least two sections (24, 26, 28) are made of aluminium or a composite material
and the transverse junction beam (22) is made of steel or composite material, each
structural part (20, 21) comprising three sections (24, 26, 28) joined together,
the first section (24) forms an upper part of the structural part (20, 21) and is
substantially rectangular in shape,
the second section (26) forming a lower part of the structural part (20, 21), and
comprises three portions (34, 36, 38), including a first upper portion (34), a second
intermediate portion (36) and a third lower portion (38), the first upper portion
(34) extending in the same plane as the first section (24), the second intermediate
portion (36) extending between the first portion and the third portion, the second
intermediate portion (36) advantageously forming an obtuse angle with the first portion,
the third lower portion (38) extending from the second intermediate portion (36) and
advantageously forming an obtuse angle with the second intermediate portion (36),
so that the three portions (34, 36, 38) substantially form a flared U,
and the third section (28) extending between the first section (24) and the second
section (26).
2. A body structure (18) according to claim 1, in which a first section (24) is intended
to form a part framing a rail vehicle bogie (16), a second section (26) is intended
to form part of a doorway (14), and a third section (28) known as a connecting section
(28) extends between the first section (24) and the second section (26).
3. A body structure (18) according to claim 1 or 2, in which the connecting profile (28)
has a front edge (40) cut in the shape of a half parabola, and a straight rear edge
(42).
4. A body structure (18) according to any one of claims 1 to 3, in which the transverse
junction beam (22) is fixed to each structural part (20, 21) by riveting.
5. A body structure (18) according to any one of claims 1 to 4, in which the transverse
junction beam (22) is arranged transversely between the two structural parts (20,
21) and extends between two ends (50, 52), each end (50, 52) of the transverse junction
beam (22) bearing on two adjacent profiles (24, 26, 28) of a structural part (20,
21).
6. A body structure (18) according to claim 5, in which each end (50, 52) of the transverse
junction beam (22) has a shape complementary to the shape of the two profiles (24,
26, 28) on which it is supported.
7. A body structure (18) according to any one of claims 1 to 6, in which the at least
two structural parts (20, 21) are symmetrical in pairs with respect to a plane (P).
8. A vehicle carriage (10), in particular a railway carriage, comprising a body structure
(18) according to any one of the preceding claims.