Paroi transversale pour wagon de chemin de
fer et notamment cloison coulissante et verrouillable L'invention se rapporte à une paroi transversale pour wagons de chemin de fer et notamment à une cloison de séparation coulissante et verrouillable, dont l'ossature porteuse comprend des montants latéraux verticaux et des poutres s'étendant entre les montants et assemblées rigidement à ces derniers, cependant que sur ses deux faces sont munies d'un revêtement composé de panneaux de bois, matière plastique, métal ou acier.
Dans les wagons de chemin de fer couverts, dont les parois latérales peuvent s'ouvrir jusqu'à la moitié de leur longueur, on utilise des cloisons de séparation coulissantes et verrouillables comme sécurité du transport du chargement afin qu'un chargement sans arrimage propre ne puisse pas glisser dans la direction longitudinale du wagon pendant le transport, ce chargement étant fréquemment constitué par des marchandises sur palettes. Dans ce cas, la paroi transversale ou cloison doit être capable de résister à la contrainte correspondant à une charge d'environ 5 tonnes à une vitesse de tassement du wagon d'au moins 11 km/h. La zone du point central d'application de la force par le chargement se trouve à une hauteur comprise entre 40 et 120 cm. Le poids total de la paroi transversale ou cloison de séparation ne doit pas excéder 200 kg.
Une cloison de séparation verrouillable déjà connue comporte des montants latéraux disposés verticalement et composés de profils creux rectangulaires, et des poutres horizontales placées entre ces montants, et constituées par des barres de bois équarri qui sont assemblées aux montants latéraux à l'aide d'agrafes spéciales. Sur les deux faces de l'ossature, est disposé
un revêtement composé de panneaux de bois contreplaqué, vissés. Une autre cloison de séparation verrouillable est composée de profilés en U périphériques ainsi que d'une ossature en bois du type lattes, avec des panneaux de bois contreplaqué collés.
Il est connu par ailleurs, d'utiliser pour des cloisons verrouillables des profilés filés en métal léger constituant des profilés creux à plusieurs chambres. Ici, la construction porteuse comprend quatre profilés filés disposés horizontalement les uns au-dessus des autres ainsi que deux profiles filés disposés verticalement latéralement, ces profilés étant constitués
par des profilés creux à plusieurs chambres à structure du type treillis. Dans une autre forme de réalisation connue, en acier, la cloison est composée de profils creux rectangulaires disposés latéralement et verticalement, et de profilés trapézoïdaux placés entre les premiers.
Dans ces formes de réalisation connues, on
a constaté que, compte tenu du poids propre admissible pour l'ensemble de la cloison, celle-ci était incapable de résister aux chutes des charges transportées ainsi qu'aux contraintes qui se présentant en pratique en service. Il se produit des gauchissements et des formations de plis. On observe également quelquefois des formations de fissures sur la peau extérieure de la paroi transversale.
Le but de l'invention est de réaliser une paroi transversale ou cloison pour wagons de chemin de fer, du genre cité, qui résiste avec certitude à la charge transportée tout en respectant la limite
de poids et qui présente des caractéristiques suffisantes de résistance du gauchissement et de rigidité en flexion.
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porte au moins pour les poutres, des profilés ayant des ailes qui sont au moins doublesou doublées sur au moins une partie de leur étendue et dont la surface tournée vers la surface de la paroi transversale ou cloison qui subit la contrainte tandis que le rapport entre les épais-
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Grâce à l'utilisation de ces formes de profi= lés, placés dans une orientation particulière par rapport à l'effet de la contrainte sur la paroi transvers; le ou cloison, on obtient un très grand accroissement des paramètres de la section avec une forte rigidité
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contrainte de choc grâce au fait que le moment d'inerti< important à l'instant de l'application de la charge es' absorbé, élastiquement par le frottement face contre face entre les différents profilés. L'accumulation de matière résultant du fait que les portions d'ailes sondisposées en double épaisseur ou repliées sur elles-mêmes, est avantageusement limitée aux endroits où elle est nécessaire pour répondre aux sollicitations.Par ailleurs, on obtient une importante économie de matière aux autres endroits, qui sont moins sollicités.
Ceci permet de remplir les conditions contradictoires d'une haute résistance au gauchissement, d'une grande rigidité à la flexion et d'une importante économie de poid Une grande capacité de charge en ce qui concerne l'action de la force perpendiculairement à la surface de la paroi transversale ou cloison est assurée en même temps qu'une réduction du poids.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention les profils peuvent être des profilés coniques ou des profilés composés de plusieurs profilés élémentaires, les profilés coniques ou élémentaires ayant une forme en U ou en Z. Dans cette construction, les profi lés peuvent être en appui l'un contre l'autre par leur côté ouvert.
Suivant une forme particulière et avantageuse,de réalisation, chaque profil composite comprend deux profilés assemblés avec emboîtement symétrique, les profilés élémentaires ayant les mêmes dimensions périphériques. Ceci à l'avantage de permettre d'utiliser un seul type de profilé pour le profil composite obtenu par emboîtement. On peut également prévoir des dimensions périphérique différentes pour les profilés emboîtés. Dans les deux cas, on obtient le doublement
de l'épaisseur de la face tournée vers la paroi transversale par une aile de chacun des profilés emboîtés.
Au moins une aile d'un profilé peut présenter en ellemême une double épaisseur de sorte que la face du profil composite tournée vers la paroi transversale présente une multiplication par plus de deux de l'épaisseur des ailes. Les formes de réalisation des profilés qui ont les mêmes dimensions périphériques présentent l'avantage essentiel que pour le doublement ou la multiplication d'épaisseur des ailes, il suffit d'un seul type de profilé, ce qui réduit les coûts de fabrication et de stockage.
Dans une autre forme de réalisation, les profilés peuvent être emmanchés l'un dans l'autre dans la direction longitudinale et avoir des dimensions périphériques adaptées les unes aux autres.
Dans le cas du doublement de l'aile d'un seul et même profilé, il est prévu également selon l'invention que le repliage de l'aile d'un profilé métallique par exemple en acier, en métal léger ou encore en matière plastique ou équivalent, comporte, lorsque ce profilé est utilisé comme profilé élémentaire, une forme incurvée, triangulaire ou polygonale. Cette forme triangulaire prévue au point de pliage de la bande du profilé agit de la même façon qu'un assemblage en treillis, les forces agissantes étant absorbées par une structure de poutre porteuse et transmises transversalement à la contrainte principale. La branche rabattue de l'aile est avantageusement prolongée suffisamment loin pour se terminer à petite distance en retrait de l'âme du profilé. Ceci améliore le comportement au gauchissement et accroît la largeur porteuse de l'aile.
Par ailleurs, la branche rabattue de l'aile du profilé peut présenter au moins un bord recourbé ce qui contribue à accroître la ca-pacité de charge perpendiculairement à la surface de la paroi transversale. Les ailes de la poutre profilée peuvent être non seulement doublées mais présenter des pliages multiples. Les profilés peuvent également être des profilés de section en Z comprenant une âme perpendiculaire ou oblique et des ailes doubles ou à plus de deux épaisseurs. On utilise de préférence des profilés en acier formés à froid.
Les profilés emboîtés l'un dans l'autre présentent avantageusement une section en U et sont emboîtés l'un dans l'autre par leur côté ouvert. Dans cette construction, l' ai le du profilé peut présenter au moins une moulure en saillie vers l'intérieur. Par ailleurs, l'autre aile peut présenter en supplément au moins un pliage. On obtient de cette façon, une capacité de charge extrêmement grande vis-à-vis des sollicitations qui s'exercent sur la paroi transversale ou la cloison.
On obtient encore une nouvelle amélioration des propriétés par le fait que l'aile présente le long
de son bord une branche rabattue vers l'intérieur, cette branche pouvant être repliée une ou plusieurs fois. De cette façon, on accroît avantageusement la résistance
de l'aile au gauchissement et également la largeur travaillante de cette aile. On peut apporter une nouvelle amélioration au comportement au gauchissement de la paroi transversale ou cloison en prévoyant dans l'âme des moulures qui peuvent également être réalisées sous la forme d'embouts en forme de bandes, de sorte qu'on obtient un effet de plaque orthogonal. Ceci améliore également efficacement le comportement en absorption élastique des chocs.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les profilés comprennent entre l'âme et les ailes des coudes dirigés vers l'intérieur qui sont destinés à recevoir des éléments du revêtement. Ces coudes ont de préférence une forme en contre-dépouille, c'est-à-dire qu'ils sont légèrement en retrait à l'intérieur, de sorte que le revêtement peut se raccorder directement à l'aile du profilé sans usinage de son chant.
La fixation du panneau de revêtement au profilé de poutre peut être prévue dans la région des ailes des profilés ou encore dans la région des coudes qui reçoivent le revêtement. De cette façon, le revêtement joue en même temps le rôle d'élément constitutif de la structure de la paroi. Par ailleurs, on obtient un nouvel avantage de poids par la coopération des éléments de la construction. Ceci exerce une influence particulièrement avantageuse en cas d'application de la charge d'un seul côté considéré par rapport au profilé porteur comme cela se produit la plupart du temps dans le mode de sollicitation des cloisons. Dans cette construction, la rigidité du panneau de revêtement peut par ailleurs être encore renforcée par des moulures ou formations analogues lorsque ce panneau est de faible épaisseur.
Pour réduire le poids, on peut ménager des évidements dans les profilés, surtout dans les profilés des montants de la paroi transversale ou de la cloison, ces évidements devant avantageusement être distribués
le long de l'axe de cisaillement. Les trous peuvent être plus rapprochés dans la partie centrale du montant et présenter un grand espaceement lorsqu'on se dirige vers l'extérieur. Ces trous peuvent être ronds, polygonaux
ou encore carrés avec des angles arrondis. Les bords des trous peuvent recevoir un rebord rabattu vers l'intérieur.
Pour les profilés en acier, on utiliseavantageusement une nuance d'acier de haute qualité ayant une limite élastique supérieure à 500 N/mm2 et un grand allongement. Ceci permet d'obtenir un nouvel abaissement
du poids et les chocscontinuels de sollicitation de la paroi ou cloison peuvent ainsi être encore mieux absorbés élastiquement.
Les caractéristiques et avantages le l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, de modes de réalisation représentés, aux dessins annexés et donnés uniquement à titre d'exemples;
les Fig 1 et la représentent schématiquement en coupe transversale un wagon de chenin de fer équipé d'une cloison coulissante et verrouillable suivant l'invention ;
la Fig. lb est une coupe partielle suivant la ligne 1-1 de la Fig. 1 ;
les Fig. le et ld montrent des profilés
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les Fig. 2 à 6 sont des coupes des poutres transversales ou en diagonale de la paroi transversale ou cloison de séparation, les Fig. 2a à 6a représentant des poutres composées de deux profilés d'acier opposés ;
les Fig. 7 à 12 représentent des profilés d'acier destinés à être utilisés pour les poutres de la paroi transversale ou cloison de séparation, en combinaison avec des garnitures en matière plastique renforcée de fibre de verre fixées sur les ailes de ces profilës ;
les Fig. 13 à 14 montrent schématiquement des exemples d'assemblage des panneaux de revêtement avec certains profilés des Fig. 1 à 6 ;
les Fig. 15, 15a, 16, 16a représentent un détail de cloisons transversales équipées de profilés
de section en Z ayant des ailes au moins doublées ;
les Fig. 17 à 20 montrent schématiquement des exemples de réalisation de l'assemblage entre les profilés des poutres d'une paroi transversale ou cloison et des panneaux de revêtement, la Fig. 18 étant
une vue en élévation dans le sens de la flèche XVIII de la Fig. 17 ;
les Fig. 21 à 25 montrent des exemples de profilés dans lesquels les profilés possédant des périmètres de dimensions identiques sont assemblés par emboîtement mutuel, transversalement à leur axe longitudinal pour obtenir au moins un doublement des ailes ;
les Fig. 26 à 35 montrent des profilés de poutres et des montants de cloison qui sont assemblés
par emmanchement dans la direction longitudinale.
Dans un wagon de chemin de fer couvert 1 comprenant un toit 2, une surface de charge 3 et des parois coulissantes 4 sur les côtés, une cloison de séparation 5 est montée de façon à coulisser dans la direction longitudinale du wagon. La cloison 5 est suspendue
à un arbre 6 et peut se déplacer sur des rails 8, transversalement à sa surface, au moyen de roulettes 7. Elle comprend un mécanisme d'actionnement 9 sous l'action duquel des broches mobiles 10 et 11 peuvent s'engager dans des trous de rails de verrouillage 12 et 13, ce qui assure un verrouillage de la cloison 5 contre un déplacement en translation parallèle à son plan. La cloison sert à bloquer le chargement placé entre deux cloisons, ou entre une cloison et une paroi transversale du wagon, pour l'empêcher de glisser dans la direction longitudinale de ce dernier. Par suite, la cloison doit être capable de résister sans déformation ni gauchissement permanents à la contrainte résultant de l'accélération d'une charge de 5 tonnes qui engendrent une pression de charge de 20 tonnes à une vitesse de tassement du wagon de 11 km/h.
La paroi transversale ou cloison 5 comporte une ossature porteuse composée de montants verticaux 15
et de poutres 16, 16a disposées transversalement ou en diagonale et constituées par des profilés à froid 17 qui comportent des ailes 18 rabatues vers l'intérieur et partant d'une âme 19. La face 20 des ailes munies d'une bande repliées, est tournée vers la surface de la paroi transversale ou cloison qui subit la contrainte 21. Le rapport entre les épaisseurs de l'âme 19 et de l'aile 18 est de 1 : 2 en raison du doublement de l'aile et peut même être porté à 1 : 3 ou à 1 : 4 si la branche rabattue 18a de l'aile est repliée plusieurs fois sur elle-même. Le rapport entre la largueur de l'aile et la hauteur de l'âme est avantageusement d'environ 1 : 2 . Considéré en section, le coude 22 de l'aile 18 doit présenter une forme arrondie, approximativement triangulaire ou polygonale, de manière à donner un effet de treillis.
En même temps, on obtient grâce à la forme arrondie de la bande d'acier
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lasticitê résultant de l'arrondi de la forme. Un élément important est le fort accroissement des paramètres de la section droite en regard de la force agissant dans la direction de la charge 21. La Fig. 4 montre un profil dans lequel la branche 18a de l'aile est ramenée, parallèlement à l'aile 18 après le coude 22, le bord 18c pouvant être assemblé rigidement à l'aile 18, par exemple par rivetage, soudage par points ou équivalent.
L'âme 19 comporte avantageusement des emboutis 24, ou des moulures 23, en forme de bandes, ce qui améliore considérablement la résistance de la cloison au gauchissement. L'aile rabattue 18 peut être raidie le long de la branche 18a par un ou plusieurs rebords ou bords recourbés 18b. Ce raidissement s'oppose au déplacement de l'aile 18 vers l'axe du profilé qui résulte, par exemple des sollicitations du profilés à la flexion, et améliore ainsi considérablement la capacité de charge. La branche rabattue 18a du profilé est avantageusement prolongée jusqu'à une petite distance de l'âme 19. Ainsi, la branche 18a de l'aile peut être prolongée, avec le rebord 18b, jusqu'.à l'angle de raccordement entre l'aile 18 et l'âme
19, la moulure 23 pouvant alors servir de surface d'appui pour le bord recoubé 18b. Les ailes peuvent être ajourées pour réduire le poids.
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filés d'acier 17 peuvent être assemblés deux à deux par leur côtés ouverts, par exemple par une soudure interrompue 26. Ceci apporte, en plus des avantages déjà existants, l'avantage supplémentaire d'une grande rigidité à la torsion, comme dans tous les profilés creux, et dans le cas considéré, de l'importante influence de la multiplication de l'épaisseur de l'aile par au moins deux, ce qui
a pour résultat un accroissement adéquat de la rigidité
à la flexion dans la direction uniaxiale désiré dans la paroi transversale ou cloison.
Les Fig. 7 à 12 montrent des profilés 28 dans lesquels dont la solidité ou de la capacité de charge sont accrues par l'utilisation de garnitures 29 en matière plastique renforcée de fibre de verre et à haute r� sistance, en combinaison avec le profilé d'acier. La garniture 29 peut être prévue sous la forme de rubans, bande cordons, ou analogues. L'assemblage entre les garnitures
29, 30 en matière plastique et l'acier peut être assuré par collage, serrage, boulonnage, rivetage ou autre. Dan:
la forme de réalisation de la Fig. Il, l'aile 28a est munie de moulures 28b dans lesquelles sont logés des cordoj
30 en matière plastique renforcée de fibre de verre. La matière plastique renforcée de fibre de verre, à haute résistance, possède avantageusement une résistance à la traction de 1500 N/mm<2> et surpasse ainsi de loin l'acie:
à haute résistance.
Avec une valeur de 70 %, la résistan en fluage peut également être considérée comme élevée. L� module E, de 50 000 N/mm<2>, est environ 4,2 fois celui de l'acier. Etant donné que, dans l'essai de traction-flexi la rupture du matériau composite à haute résistance se p duit toujours dans la zone de traction, on peut considérer que la résistance à la flexion est au moins égale à la résistance à la traction. En combinant cette matière avec l'acier, qui peut assurer en même temps la fonction de protection extérieure, on obtient une forte amélioration de la capacité de charge de la section sans accroître considérablement le poids de la construction, car sc poids spécifique est faible comparativement à celui de l'acier.
On obtient un profil de poutre ou de montant à section composite qui a un poids extrêmement faible et des caractéristiques de résistance à la traction et à le flexion de la plus haute valeur qu'on puisse atteindre. Les garnitures faites de la matière plastique citée, peu.
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pour la construction de la paroi transversale ou cloisoi En raison de sa résistance très supérieure à celle de l' acier, on peut obtenir en même temps une forte précontrair Les Fig. 13 et 14 montrent des exemples de la façon dont des panneaux de revêtement 32 peuvent être utilisés comme parties intégrantes de la structure de la paroi ou cloison. La fixation du panneau de revêtement
32 au profilé de poutre s'effectue au moins dans la région de la branche rabattue 18a de l'aile 18. Les points de fixation 33 et 34 se trouvent dans les limites de la largeur de l'aile du profilé d'acier, de sorte que la branche rabattue de l'aile pouvant être prise en même temps. Cette disposition apporte un autre avantage de poids grâce à la coopération des deux éléments de la structure à la suite de l'assemblage judicieux de l'ossature porteuse
et du revêtement. Cet assemblage peut être une soudure interrompue, une soudure par points, un boulonnage, un rivetage ou un autre mode d'assemblage. La section du profilé porteur est augmentée de manière de la largeur 35 du panneau de revêtement qui coopère avec lui pour supporter la charge. On obtient un montage qui est avantageux dans la mesure où, d'une part, les moments en travée sont fortement réduits et d'autre part, on obtient un panneau monté sur quatre côtés, avec une répartition favorable des moments. En outre, le comportement en charge des éléments de construction assemblés est déterminé par une influence des déformations sous charge qui doit être calculée sur la base d'un ballast de rotation.
Ceci est en particulier le cas lors d'une attaque de charge d'un seul côté, considéré par rapport au profilé porteur, telle que celles qui se présentent principalement dans le type de sollicitation des cloisons. Grâce à l'utilisation de l'effet de ballast de rotation, on obtient en outre une diminution de la torsion des profilés élémentaires, dont l'axe de rotation se place, dans le cas de profilés ouverts, au centre de cisaillement qui se trouve à l'extérieur des limites du profilé, grâce à la rigidité de l' ensemble du revêtement.
Pour cela, le panneau de revêtement 37 peut encore être raidi, en supplément par des moulures 38. On obtient de cette façon une très haute rigidité d'ensemble à la torsion, (Fig. 17 et 18). Les Fig. 15 à 16a montrent des profilés de section en Z.
Dans les exemples de réalisation des Fig.15 et 20,1'utilisation du panneau de revêtement comme parti intégrante de la structure de la paroi produit un effet qui est analogue dans son principe. Dans ces profilés d'acier, les ailes doublées sont en gradin grâce à un co de, comme représenté pour les ailes 41 des profilés à fr
40, de sorte que les profilés porteurs se prolongent jus qu'au bord extérieur du revêtement pour améliorer la capacité de charge. Les branches en gradin 41a des ailes sont assemblées rigidement aux panneaux de revêtement 3� au moins par un dispositif de fixation, par exemple une
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ches en gradin 41a des ailes et le panneau de revêtement
32 apporte déjà un effet de serrage ou de ballast de rotation parce que, dans chaque cas, il se crée une force de réaction qui donne naissance à un encastrement. Grâce
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trémités des ailes, le profilé porteur est stabilisé et peut être mis entièrement à contribution pour supporter la charge. Egalement dans cette disposition, la capacité de charge est augmentée par la mise à profit d'une largeur porteuse du panneau de revêtement.
Sur les Fig. 21 à 23, sont représentées en coupe des poutres ou montants dans lesquels deux profile sont disposés symétriquement et assemblés par emboltemer latéral. Le profil de poutre ou de montant 44 est campos des deux profilés 50 qui sont emboîtés latéralement l'un dans l'autre avec une disposition symétrique. Ici, chaqL profilé peut comporter sur son côté intérieur au moins une moulure 51 dirigée vers l'intérieur et sur son bord un rebord recourbé vers l'intérieur 52. Les deux ailes
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face de la cloison ou paroi transversale qui subit la contrainte. A leurs extrémités libres des ailes sont situées à l'extérieur, les profilés 50 qui sont emboîtés
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des soudures 53. Le revêtement 54 peut être réalisé en tôle et être assemblé solidement aux points 55, par exemple par sou dage ou encore par rivetage, collage ou analogue.
Le profil de poutre 45 de la Fig.22 comprend des profilés
56 dont au moins une aile 57 située sur le côté extérieur est doublée par repliage. Le rapport entre les épaisseurs de l'âme et des ailes du profil de poutre s'élève donc ainsi à 1:3 ou même dans le cas du doublement de l'aile située à l'intérieur, à 1:4, ce qui
a pour conséquence un fort accroissement des paramètres de la section par rapport à la force qui agit dans la direction de la charge. Le revêtement 58 peut également être composé d'un panneau de bois, de particules ou de matière plastique.
Le profil de poutre ou de montant 46 de la Fig.23 est également composé de deux profilés identiques 59 emboîtés l'un dans l'autre, l'âme de chaque profilé pouvant être raidie en supplément par des moulures 60. Les zones de soudure 53, constituées par exemple par des soudures interrompues, apportent en plus des avantages déjà existants, l'avantage supplémentaire de donner à l'ensemble du profil de poutre une grande rigidité en torsion, avec l'important effet des ailes qui sont au moins doublées, le résultat étant d'assurer une augmentation adéquate de la rigidité à la flexion dans la direction uniaxiale désirée pour la paroi transversale ou cloison.
La Fig.24 représente un profil de montant 47, également avec emboîtement latéral des profilés 61 et 62, l'un dans l'autre. Le profilé 62 présente une croissance d'âme 63. Cette excroissance 63 ou coude est légèrement à contre-dépouille vers l'intérieur au niveau des parties 64. Ceci a l'avantage de permettre de recevoir plus sûrement le revêtement 65 grâce au dégagement.
On n'a pas à chanfreiner le revêtement 65 le long de
ses bords intérieurs. Dans le cas du profil de poutre
48 de la Fig. 25, les deux profilés identiques 66 sont
<EMI ID=12.1> revêtement 65 à l'affleurement de la surface externe des ailes, qui peuvent être doublées, le retour pouvant ici également être à contre-dépouille.
Les autres exemples de réalisation des profilés des Fig. 26 à 34, constituent des prof ils de poutres ou montants dans lesquels les profilés sont emmanchés l'un dans l'autre dans la direction longitudinale et ont
des dimensions périphériques adaptées les unes aux autres. Dans le cas du profil 70 de la Fig.26, le profilé extérieur 71 est muni d'une excroissance d'âme 72, pour pouvoir recevoir le revêtement 73. A l'intérieur du profilé 71, qui peut être ouvert ou fermé sur le côté qui est éloigné de l'excroissance d'âme 72, est prévu un profilé 74 de sorte que les ailes du profilé
71 sont au moins partiellement doublées. Le profilé intérieur 74 est raidi par la forme en crochet 75 donnée à ses parties terminales. Le profil 76 de la Fig.27 comprend un profilé extérieur 7la qui présente une contre dépouille le long des coudes ou de l'excroissance d'âme. Le profilé intérieur 74a est directement engagé dans les replis ou coudes.
Dans le cas du profil 78 de montant ou de poutre, les excroissances d'âme 72b du profilé extérieur 71b comportent chacune un rabat qui sont assemblés entre eux et au profilé intérieur 74b par un cordon de soudure 79. Par ailleurs, le profilé intérieur 74b peut être muni de moulures 80 en saillie vers l'intérieur. Dans le profil de poutre ou de montant 82, les éléments destinés à recevoir le revêtement 73 sont réalisés sous la forme de cornières
81 qui sont soudées au profilé 81. L'ensemble peut être muni d'un revêtement d'acier 83 (Fig.29).
Le profil 84 de la Fig. 30 est composé de trois sections de profilés différentes 85,86,87 assemblées par soudage, de sorte qu'on obtient dans ce cas un dou-blement ou même un triplement des ailes dans la direction de la paroi transversale ou la cloison. Le profil 90 de la Fig. 31 est composé de deux profilés
91 de section en C, qui comporte une large moulure 9 la dans laquelle un fer plat de renforcement ou
une bande de matière plastique 92 est logé et fixé
par soudage ou collage.
Le profil 93 de la Fig. 32 est composé de profilés en C 94 ainsi que de deux profiles 95 de section en oméga, qui sont assemblés par soudage, soudage par points ou autre mode d'assemblage analogue. La jonction des profilés en C 94 se trouve dans le plan longitudinal médian du profil 93.Les extrémités des profilés sont recourbées. Le profil 96 de la Fig . 33 correspond sensiblement au profil 93 de la Fig.32, mais dans une configuration de profil de montant.
La Fig.34 représente un profil de poutre 97 qui est composé de deux profilés spéciaux 98 assemblés en un profil composé comportant un doublement partiel des ailes dans le plan de la paroi transversale, avec des côtes raidisseuses intérieures et une excroissance d'âme destinée à recevoir le revêtement 73.
Sur la Fig.35, est représenté en coupe d'une paroi transversale dans laquelle un revêtement 99 compris entre deux montants 70 est monté de façon articulée au moyen d'articulations 100. Les revêtements
99 peuvent être assemblés entre eux par des profilés
101 interposés entre ces revêtements.
Pour réduire le poids, les âmes des profils de poutre et/ou de montant peuvent être ajourées. Les poutres et/ou montants n'ont à être doublés qu'aux endroits où cela est nécessaire et judicieux, par exemple à leur jonction, en fonction de la sollicitation prévue, cette limitation du doublement contribuant à la réduction du poids. Dans les cas particuliers, les ailes peuvent également être entièrement doublées, les deux épaisseurs étant étroitement adjacentes.
Les profilés d'acier fermés en caisson sont prévus surtout dans la partie inférieure de la paroi transversale ou cloison , aussi bien dans le cas des poutres que dans le cas des montants tandis que dans la moitié supérieure de la cloison ou paroi, on peut utiliser des profils réalisés sous la forme de profilés ouverts.
Cross wall for railway wagon
The invention relates to a transverse wall for railway wagons and in particular to a sliding and lockable partition, the supporting frame of which comprises vertical lateral uprights and beams extending between the uprights and rigidly assembled to the latter, while on both sides are provided with a coating composed of panels of wood, plastic, metal or steel.
In covered railway wagons, the side walls of which can open up to half their length, sliding and lockable partition walls are used as transport security for the load so that a load without its own lashing does not cannot slide in the longitudinal direction of the wagon during transport, this load frequently consisting of goods on pallets. In this case, the transverse wall or partition must be able to withstand the stress corresponding to a load of around 5 tonnes at a wagon compacting speed of at least 11 km / h. The area of the central point of application of force by loading is at a height of between 40 and 120 cm. The total weight of the transverse wall or partition must not exceed 200 kg.
A lockable partition already known comprises lateral uprights arranged vertically and composed of rectangular hollow profiles, and horizontal beams placed between these uprights, and constituted by squared wooden bars which are assembled to the lateral uprights using staples special. On both sides of the frame, is arranged
a covering made of screwed plywood panels. Another lockable partition is made up of peripheral U-shaped profiles as well as a wooden frame of the slat type, with glued plywood panels.
It is also known to use, for lockable partitions, extruded sections of light metal constituting hollow sections with several chambers. Here, the supporting construction comprises four extruded profiles arranged horizontally one above the other as well as two extruded profiles arranged vertically laterally, these profiles being formed
by hollow profiles with several chambers of lattice type structure. In another known embodiment, made of steel, the partition is composed of rectangular hollow profiles arranged laterally and vertically, and trapezoidal profiles placed between the first.
In these known embodiments,
found that, taking into account the self-weight admissible for the entire partition, it was unable to withstand the drops in the loads transported as well as the stresses which arise in practice in service. Warping and wrinkling are produced. Cracks are sometimes also observed on the outer skin of the transverse wall.
The object of the invention is to produce a transverse wall or partition for railway wagons, of the cited type, which with certainty withstands the load transported while respecting the limit.
of weight and which has sufficient characteristics of warping resistance and bending stiffness.
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carries at least for the beams, profiles having wings which are at least double or doubled over at least part of their extent and whose surface facing the surface of the transverse wall or partition which is subjected to stress while the ratio between the thick-
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Thanks to the use of these forms of profi = strips, placed in a particular orientation with respect to the effect of the stress on the transverse wall; the or partition, a very large increase in the parameters of the section is obtained with high rigidity
<EMI ID = 3.1>
impact stress thanks to the fact that the moment of inertia <important at the moment of application of the load is absorbed, elastically by the face-to-face friction between the different profiles. The accumulation of material resulting from the fact that the portions of wings arranged in double thickness or folded back on themselves, is advantageously limited to the places where it is necessary to respond to the stresses. In addition, there is a significant saving of material in other places, which are less used.
This makes it possible to fulfill the contradictory conditions of a high resistance to warping, of a great rigidity in bending and of an important economy of weight A large load capacity with regard to the action of the force perpendicular to the surface of the transverse wall or partition is ensured at the same time as a reduction in weight.
According to other characteristics of the invention, the profiles can be conical profiles or profiles composed of several elementary profiles, the conical or elementary profiles having a U or Z shape. In this construction, the profiles can be supported one against the other by their open side.
According to a particular and advantageous embodiment, each composite profile comprises two profiles assembled with symmetrical interlocking, the elementary profiles having the same peripheral dimensions. This has the advantage of making it possible to use a single type of profile for the composite profile obtained by interlocking. It is also possible to provide different peripheral dimensions for the nested profiles. In both cases, we get doubling
of the thickness of the face turned towards the transverse wall by a wing of each of the nested profiles.
At least one wing of a profile may itself have a double thickness so that the face of the composite profile facing the transverse wall has a multiplication by more than two of the thickness of the wings. The embodiments of the profiles which have the same peripheral dimensions have the essential advantage that for doubling or multiplying the thickness of the wings, a single type of profile is sufficient, which reduces the manufacturing and storage costs. .
In another embodiment, the profiles can be fitted one into the other in the longitudinal direction and have peripheral dimensions adapted to each other.
In the case of doubling the wing of a single profile, it is also provided according to the invention that the folding of the wing of a metal profile for example of steel, light metal or plastic or equivalent, includes, when this profile is used as an elementary profile, a curved, triangular or polygonal shape. This triangular shape provided at the point of folding of the strip of the profile acts in the same way as a trellis assembly, the active forces being absorbed by a structure of supporting beam and transmitted transversely to the main stress. The folded wing branch is advantageously extended far enough to end at a short distance behind the web of the profile. This improves the warping behavior and increases the bearing width of the wing.
Furthermore, the folded back branch of the profile wing may have at least one curved edge which contributes to increasing the load capacity perpendicular to the surface of the transverse wall. The wings of the profiled beam can not only be doubled but have multiple folds. The profiles can also be Z-section profiles comprising a perpendicular or oblique core and wings that are double or more than two thicknesses. Preferably cold-formed steel profiles are used.
The profiles fitted into one another advantageously have a U-shaped section and are fitted into one another by their open side. In this construction, the profile of the profile may have at least one inwardly projecting molding. Furthermore, the other wing may additionally have at least one folding. In this way, an extremely large load capacity is obtained with respect to the stresses exerted on the transverse wall or the partition.
A further improvement in properties is obtained by the fact that the wing presents along
from its edge a branch folded inwards, this branch being able to be folded one or more times. In this way, the resistance is advantageously increased
of the wing at warping and also the working width of this wing. A further improvement in the warping behavior of the transverse wall or partition can be made by providing moldings in the core which can also be produced in the form of band-shaped end pieces, so that a plate effect is obtained. orthogonal. This also effectively improves the elastic shock absorption behavior.
According to another characteristic of the invention, the profiles comprise between the core and the wings of the elbows directed inwards which are intended to receive elements of the covering. These elbows preferably have an undercut shape, that is to say that they are slightly recessed inside, so that the covering can be connected directly to the wing of the profile without machining its singing.
The fixing of the covering panel to the beam profile can be provided in the region of the wings of the profiles or also in the region of the elbows which receive the covering. In this way, the coating simultaneously plays the role of constitutive element of the structure of the wall. In addition, a new weighty advantage is obtained by the cooperation of the construction elements. This exerts a particularly advantageous influence in the event of application of the load on only one side considered with respect to the support profile as it occurs most of the time in the mode of stressing of the partitions. In this construction, the rigidity of the covering panel can also be further reinforced by moldings or similar formations when this panel is thin.
To reduce the weight, recesses can be made in the profiles, especially in the profiles of the uprights of the transverse wall or of the partition, these recesses advantageously having to be distributed.
along the shear axis. The holes can be closer together in the central part of the upright and present a large space when one goes outwards. These holes can be round, polygonal
or square with rounded corners. The edges of the holes can receive a flange folded inwards.
Advantageously, a high quality steel grade with a yield strength greater than 500 N / mm2 and a large elongation is used for steel profiles. This allows a further reduction
weight and the continuous stresses on the wall or partition can thus be even better absorbed elastically.
The characteristics and advantages of the invention will appear during the following description, of the embodiments shown, in the appended drawings and given only by way of examples;
Fig 1 and the schematically show in cross section a railroad wagon equipped with a sliding and lockable partition according to the invention;
Fig. lb is a partial section along line 1-1 in FIG. 1;
Figs. le and ld show profiles
<EMI ID = 4.1>
Figs. 2 to 6 are sections of the transverse or diagonal beams of the transverse wall or partition wall, FIGS. 2a to 6a representing beams composed of two opposite steel sections;
Figs. 7 to 12 show steel sections intended to be used for the beams of the transverse wall or partition wall, in combination with linings made of glass-fiber reinforced plastic fixed to the wings of these sections;
Figs. 13 to 14 schematically show examples of assembly of the covering panels with certain profiles of FIGS. 1 to 6;
Figs. 15, 15a, 16, 16a represent a detail of transverse partitions equipped with profiles
Z section with wings at least doubled;
Figs. 17 to 20 schematically show exemplary embodiments of the connection between the profiles of the beams of a transverse wall or partition and the cladding panels, FIG. 18 being
an elevational view in the direction of the arrow XVIII of FIG. 17;
Figs. 21 to 25 show examples of profiles in which the profiles having perimeters of identical dimensions are assembled by mutual interlocking, transverse to their longitudinal axis to obtain at least a doubling of the wings;
Figs. 26 to 35 show beam profiles and bulkheads which are assembled
by fitting in the longitudinal direction.
In a covered railway wagon 1 comprising a roof 2, a load surface 3 and sliding walls 4 on the sides, a partition wall 5 is mounted so as to slide in the longitudinal direction of the wagon. Partition 5 is suspended
to a shaft 6 and can move on rails 8, transversely to its surface, by means of rollers 7. It includes an actuation mechanism 9 under the action of which movable pins 10 and 11 can engage in holes of locking rails 12 and 13, which ensures a locking of the partition 5 against a displacement in translation parallel to its plane. The partition serves to block the load placed between two partitions, or between a partition and a transverse wall of the wagon, to prevent it from sliding in the longitudinal direction of the latter. Consequently, the bulkhead must be able to withstand without permanent deformation or warping the stress resulting from the acceleration of a load of 5 tonnes which generates a loading pressure of 20 tonnes at a wagon speed of 11 km / h.
The transverse wall or partition 5 comprises a load-bearing framework composed of vertical uprights 15
and beams 16, 16a arranged transversely or diagonally and constituted by cold sections 17 which have wings 18 folded inwards and starting from a core 19. The face 20 of the wings provided with a folded strip, is facing the surface of the transverse wall or partition which is subjected to stress 21. The ratio between the thicknesses of the core 19 and of the wing 18 is 1: 2 due to the doubling of the wing and can even be worn 1: 3 or 1: 4 if the folded wing branch 18a of the wing is folded over several times. The ratio between the width of the wing and the height of the web is advantageously around 1: 2. Considered in section, the elbow 22 of the wing 18 must have a rounded shape, approximately triangular or polygonal, so as to give a lattice effect.
At the same time, thanks to the rounded shape of the steel strip,
<EMI ID = 5.1>
the elasticity resulting from the rounding of the shape. An important element is the strong increase in the parameters of the cross section opposite the force acting in the direction of the load 21. FIG. 4 shows a profile in which the branch 18a of the wing is brought back, parallel to the wing 18 after the bend 22, the edge 18c can be rigidly assembled to the wing 18, for example by riveting, spot welding or the like .
The core 19 advantageously comprises stampings 24, or moldings 23, in the form of strips, which considerably improves the resistance of the partition to warping. The folded wing 18 can be stiffened along the branch 18a by one or more curved edges or edges 18b. This stiffening opposes the movement of the wing 18 towards the axis of the profile which results, for example from the stresses of the profiles on bending, and thus considerably improves the load capacity. The folded branch 18a of the profile is advantageously extended to a small distance from the core 19. Thus, the branch 18a of the wing can be extended, with the flange 18b, up to the connection angle between the wing 18 and the soul
19, the molding 23 can then serve as a bearing surface for the bent edge 18b. The wings can be perforated to reduce weight.
<EMI ID = 6.1>
steel wire 17 can be joined two by two by their open sides, for example by a interrupted weld 26. This brings, in addition to the already existing advantages, the additional advantage of high torsional rigidity, as in all the hollow sections, and in this case, the significant influence of the multiplication of the thickness of the wing by at least two, which
results in an adequate increase in stiffness
to bending in the desired uniaxial direction in the transverse wall or partition.
Figs. 7 to 12 show profiles 28 in which the solidity or load capacity are increased by the use of linings 29 made of glass fiber reinforced plastic and with high r � resistance, in combination with the steel profile. The lining 29 can be provided in the form of ribbons, cord tape, or the like. The assembly between the fittings
29, 30 made of plastic and steel can be provided by gluing, tightening, bolting, riveting or the like. Dan:
the embodiment of FIG. Il, wing 28a is provided with moldings 28b in which cordoj are housed
30 made of glass fiber reinforced plastic. The high-strength glass-fiber reinforced plastic advantageously has a tensile strength of 1500 N / mm <2> and thus far exceeds steel:
high resistance.
With a value of 70%, the creep resistance can also be considered high. L � module E, 50,000 N / mm <2>, is approximately 4.2 times that of steel. Since, in the tensile-flexi test, the rupture of the high-strength composite material always occurs in the tensile zone, it can be considered that the flexural strength is at least equal to the tensile strength. By combining this material with steel, which can simultaneously provide the external protective function, a strong improvement in the load capacity of the section is obtained without considerably increasing the weight of the construction, since its specific weight is comparatively low. to that of steel.
A beam or post profile with a composite section is obtained which has an extremely low weight and has the highest tensile and flexural strength characteristics that can be achieved. The fittings made of the plastic mentioned, few.
<EMI ID = 7.1>
for the construction of the transverse wall or partition Because of its resistance much higher than that of steel, one can obtain at the same time a strong prestressing. 13 and 14 show examples of how cladding panels 32 can be used as integral parts of the wall or partition structure. Fixing the covering panel
32 to the beam profile is carried out at least in the region of the folded branch 18a of the wing 18. The fixing points 33 and 34 are within the width of the wing of the steel profile, so that the folded wing branch can be taken at the same time. This arrangement brings another weight advantage thanks to the cooperation of the two elements of the structure following the judicious assembly of the supporting frame.
and coating. This assembly can be a interrupted weld, a spot weld, bolting, riveting or another method of assembly. The cross section of the supporting profile is increased so as to the width 35 of the covering panel which cooperates with it to support the load. An assembly is obtained which is advantageous insofar as, on the one hand, the moments in the span are greatly reduced and, on the other hand, a panel is mounted on four sides, with a favorable distribution of the moments. In addition, the load behavior of the assembled construction elements is determined by an influence of the deformations under load which must be calculated on the basis of a rotating ballast.
This is in particular the case during a single-side load attack, considered with respect to the bearing profile, such as those which arise mainly in the type of stressing of the partitions. Thanks to the use of the rotation ballast effect, a reduction in the torsion of the elementary sections is also obtained, the axis of rotation of which is, in the case of open sections, at the shear center which is located outside the profile limits, thanks to the rigidity of the entire coating.
For this, the covering panel 37 can be further stiffened, in addition by moldings 38. In this way, a very high overall torsional rigidity is obtained (FIGS. 17 and 18). Figs. 15 to 16a show Z-section profiles.
In the exemplary embodiments of Figs 15 and 20, the use of the covering panel as an integral part of the structure of the wall produces an effect which is analogous in principle. In these steel profiles, the doubled wings are stepped thanks to a co of, as shown for the wings 41 of the profiles to fr
40, so that the support profiles extend to the outer edge of the coating to improve the load capacity. The tiered branches 41a of the wings are rigidly assembled to the covering panels 3 # at least by a fixing device, for example a
<EMI ID = 8.1>
ches in step 41a of the wings and the covering panel
32 already provides a tightening or ballast effect because, in each case, a reaction force is created which gives rise to embedding. Thanks
<EMI ID = 9.1>
wing hoppers, the bearing profile is stabilized and can be fully used to support the load. Also in this arrangement, the load capacity is increased by taking advantage of a load-bearing width of the covering panel.
In Figs. 21 to 23 are shown in section of the beams or uprights in which two profiles are arranged symmetrically and assembled by lateral emboltemer. The beam or upright profile 44 is campos of the two profiles 50 which are fitted laterally into one another with a symmetrical arrangement. Here, each profiled chaqL can have on its inner side at least one molding 51 directed inwards and on its edge an inwardly curved edge 52. The two wings
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face of the partition or transverse wall which is subjected to stress. At their free ends of the wings are located outside, the sections 50 which are fitted
<EMI ID = 11.1>
welds 53. The covering 54 can be made of sheet metal and be assembled securely at points 55, for example by welding or by riveting, gluing or the like.
The beam profile 45 in Fig. 22 includes profiles
56, at least one wing 57 of which is located on the outer side is doubled by folding. The ratio between the thicknesses of the core and the wings of the beam profile thus amounts to 1: 3 or even in the case of the doubling of the wing located inside, to 1: 4, which
has as a consequence a strong increase in the parameters of the section compared to the force which acts in the direction of the load. The covering 58 can also be composed of a panel of wood, particles or plastic.
The beam or upright profile 46 of FIG. 23 is also composed of two identical profiles 59 fitted one inside the other, the core of each profile being able to be stiffened additionally by moldings 60. The weld zones 53, constituted for example by interrupted welds, bring in addition to the already existing advantages, the additional advantage of giving the entire beam profile a high torsional rigidity, with the significant effect of the wings which are at least doubled , the result being to ensure an adequate increase in the flexural rigidity in the uniaxial direction desired for the transverse wall or partition.
Fig. 24 shows an upright profile 47, also with lateral interlocking of the profiles 61 and 62, one inside the other. The profile 62 has a core growth 63. This protrusion 63 or elbow is slightly undercut inwardly at the level of the parts 64. This has the advantage of making it possible to receive the covering 65 more reliably thanks to the clearance.
We do not have to chamfer the coating 65 along
its interior edges. In the case of the beam profile
48 of FIG. 25, the two identical sections 66 are
<EMI ID = 12.1> coating 65 on the surface of the outer surface of the wings, which can be doubled, the return can also be undercut here.
The other embodiments of the profiles of FIGS. 26 to 34, constitute beams or uprights in which the profiles are fitted one into the other in the longitudinal direction and have
peripheral dimensions adapted to each other. In the case of the profile 70 of Fig. 26, the outer profile 71 is provided with a core protrusion 72, in order to be able to receive the covering 73. Inside the profile 71, which can be opened or closed on the side which is distant from the core projection 72, a profile 74 is provided so that the wings of the profile
71 are at least partially dubbed. The inner section 74 is stiffened by the hook shape 75 given to its end parts. The profile 76 of Fig. 27 includes an outer profile 7la which has an undercut along the elbows or the projection of the core. The internal profile 74a is directly engaged in the folds or elbows.
In the case of the upright or beam profile 78, the core protrusions 72b of the outer profile 71b each have a flap which are assembled together and to the inner profile 74b by a weld bead 79. Furthermore, the inner profile 74b can be fitted with moldings 80 projecting inwards. In the beam or upright profile 82, the elements intended to receive the covering 73 are produced in the form of angles
81 which are welded to the profile 81. The assembly can be provided with a steel coating 83 (Fig. 29).
Profile 84 of FIG. 30 is composed of three sections of different sections 85,86,87 assembled by welding, so that in this case one obtains a doubling or even a tripling of the wings in the direction of the transverse wall or the partition. Profile 90 of FIG. 31 is made up of two profiles
91 of section in C, which has a large molding 9 la in which a reinforcing flat iron or
a strip of plastic 92 is housed and fixed
by welding or gluing.
Profile 93 of FIG. 32 is composed of C 94 profiles as well as two profiles 95 of omega section, which are assembled by welding, spot welding or other similar assembly method. The junction of the C-shaped profiles 94 is in the median longitudinal plane of the profile 93. The ends of the profiles are bent. Profile 96 of FIG. 33 corresponds substantially to the profile 93 in Fig. 32, but in a post profile configuration.
Fig. 34 shows a beam profile 97 which is composed of two special profiles 98 assembled in a composite profile comprising a partial doubling of the wings in the plane of the transverse wall, with internal stiffening ribs and a core protrusion intended for receive the coating 73.
In Fig. 35, is shown in section a transverse wall in which a covering 99 comprised between two uprights 70 is mounted in an articulated manner by means of articulations 100. The coverings
99 can be joined together by profiles
101 interposed between these coatings.
To reduce the weight, the webs of the beam and / or upright profiles can be perforated. The beams and / or uprights need only be doubled where it is necessary and judicious, for example at their junction, depending on the expected stress, this limitation of the doubling contributing to the reduction in weight. In special cases, the wings can also be fully lined, the two thicknesses being closely adjacent.
The closed steel profiles in boxes are provided especially in the lower part of the transverse wall or partition, as well in the case of the beams as in the case of the uprights while in the upper half of the partition or wall, one can use profiles produced in the form of open profiles.