JP2016530152A - Composite material structure for rail car chassis - Google Patents

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ヴァルヴェルド,ジャック
フュシュ,ジャン−フランソワ
オーベロン,マルセル
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エアバス ディフェンス アンド スペース エスアーエス
エアバス ディフェンス アンド スペース エスアーエス
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Abstract

本発明は、車両シャーシ用複合材料から作製した構造体に関し、前記構造体は、その端部のそれぞれで下部台車を受け入れるように構成する。この構造体は、少なくとも1つの中心梁(31)を備え、中心梁(31)は、中心部(311)、及び強化構造を有する2つの端部(312、313)を有する中間筐体(314)を備え、中心部は、輸送荷重によって加えられる屈曲応力に対する梁(11)の強度を増大させる強化部を備える。中間筐体(314)は、中間筐体(314)の全長さ部にわたって延在し前記中間筐体に組み付けられる2つの側方筐体(315、316)によって強化し、2つの側方筐体(315、316)の上側面は、中間筐体の上側面と共に、梁の上側面を形成する。構造体は、中間筐体(314)及び側方筐体(315、316)の上側面を覆う床(32)も備える。構造体を構成する要素は、有利には、単純であり、複合材料からの製造が簡単であり、組立てが簡単な形状を有する。【選択図】 図3The present invention relates to a structure manufactured from a composite material for a vehicle chassis, and the structure is configured to receive a lower carriage at each of its ends. The structure comprises at least one central beam (31), the central beam (31) having a central portion (311) and an intermediate housing (314) having two ends (312, 313) having a reinforced structure. ) And the central part is provided with a strengthening part that increases the strength of the beam (11) against bending stress applied by the transport load. The intermediate casing (314) is reinforced by two side casings (315, 316) that extend over the entire length of the intermediate casing (314) and are assembled to the intermediate casing. The upper side surface of (315, 316) forms the upper side surface of the beam together with the upper side surface of the intermediate casing. The structure also includes a floor (32) covering the upper side of the intermediate casing (314) and the side casings (315, 316). The elements making up the structure are advantageously simple, have a shape that is easy to manufacture from composite materials and easy to assemble. [Selection] Figure 3

Description

本発明は、一般に車両構造体の分野に関する。本発明は、より詳細には、複合材料の使用によって、特に鉄道による貨物輸送のための鉄道輸送車両(鉄道車)構造体の重量を低減することを目的とした複合梁設計に関する。   The present invention relates generally to the field of vehicle structures. More particularly, the present invention relates to a composite beam design aimed at reducing the weight of a rail transport vehicle (railway car) structure, particularly for rail freight transport, through the use of composite materials.

全ての輸送分野のケースのように、鉄道車の製造部門も、車両の製造費用及びエネルギー消費の両方の制御を通じて、積載量を増大させる及び/又は輸送費用を低減させるために、車両を形成する構造体の質量を低減しようと務めている。   As in all transportation sectors, the rail car manufacturing department also forms vehicles to increase loading and / or reduce transportation costs through control of both vehicle manufacturing costs and energy consumption. Trying to reduce the mass of the structure.

現在、鉄道車は、金属構造体、一般に鋼鉄及び時としてアルミニウムから専ら形成されている。   Currently, railway cars are formed exclusively from metal structures, generally steel and sometimes aluminum.

しかし、輸送に関する限り、特に複合材料を使用してより軽量な実施形態を想定することが極めて当然である。しかし、単なる材料の置き換えにより金属構造体を同一形状の複合材料構造体と取り替えるのは可能ではないことも公知である。一般に、複合材料に特有の全ての技術的特徴及び特性を利用するには、構造体を完全に設計し直すことが必要である。   However, as far as transportation is concerned, it is quite natural to envisage lighter embodiments, especially using composite materials. However, it is also known that it is not possible to replace a metal structure with a composite material structure of the same shape by simply replacing the material. In general, to take advantage of all the technical features and properties unique to composite materials, it is necessary to completely redesign the structure.

複合材料の使用の背景において、これらの構造体を設計し直す必要性は、特に、以下で説明する特定の特徴に関係する。   In the context of the use of composite materials, the need to redesign these structures is particularly related to the specific features described below.

考慮すべき第1の特定の特徴は、複合材料の異方性であり、この異方性により、特に、複合材料の機械的特性は、材料を構成する強化繊維の存在のために全ての方向で同一ではない。そのような特定の特徴は、各用途に適した材料構成の定義を強いる。   The first specific feature to be considered is the anisotropy of the composite material, which in particular causes the mechanical properties of the composite material to be in all directions due to the presence of the reinforcing fibers that make up the material. Are not the same. Such specific features impose a definition of the material composition suitable for each application.

考慮すべき別の特定の特徴は、用いられる製造方法の多様さ(成形、真空インフュージョン成形、RTM(樹脂トランスファー成形)、ドレーピング等)であり、複合材料要素の組立てに使用する組立て技法は、一般にこれらの材料に特有であることである。金属を用いるケースとは対照的に、実際、例えば熱硬化性複合材料を溶接することはほとんど実現可能ではないが、そのような材料を接着剤で留めることによって組み立てるのは全面的に適しており、このことは、金属で達成可能なこととは完全に正反対である。   Another specific feature to consider is the variety of manufacturing methods used (molding, vacuum infusion molding, RTM (resin transfer molding), draping, etc.), and the assembly techniques used to assemble the composite element are: It is generally unique to these materials. In contrast to the case of using metal, in practice it is hardly feasible to weld thermosetting composites, for example, but it is totally suitable to assemble by fastening such materials with adhesives. This is completely the opposite of what can be achieved with metals.

更なる特定の特徴は、利用可能な複合材料の様々な変形形態の特殊さにあり、特に、鉱物繊維(ガラス繊維、炭素繊維等)であるか、有機繊維であるかどうかといった、使用する繊維の性質が関係し、こうした繊維の性質は、対応する複合物に異なる特性、挙動及び費用をもたらす。したがって、ガラス繊維ベースの複合材料は、最も費用がかからない一方で、炭素繊維複合材料は、最も費用がかかるようである。   A further specific feature is the particularity of the various variants of the composite material available, in particular the fibers used, whether they are mineral fibers (glass fibers, carbon fibers etc.) or organic fibers. These fiber properties result in different properties, behaviors and costs for the corresponding composite. Thus, glass fiber based composites are least expensive, while carbon fiber composites appear to be the most expensive.

こうした特定の特徴のために、重荷重を輸送できる車両製造のための複合材料構造体の使用は、現在、特に鉄道車、とりわけ貨車の製造に関係する場合、たいして又は全く開発されていない。   Because of these specific features, the use of composite material structures for the manufacture of vehicles capable of transporting heavy loads has not been developed to date or at all, especially when it relates to the manufacture of rail cars, especially freight cars.

本明細書では、関係する複合材料は、材料の約50%に相当する連続長繊維をベースとするいわゆる「構造的」複合材料であり、その他の約50%は、一般に例えばエポキシ(EP)、フタル酸ジアリル(DAP)、ポリエステル又はビニルエステル型の熱硬化性樹脂の母材、及び滅多にないが、例えばポリアミド、PEEK又はPEI型の熱可塑性樹脂の母材から構成することを指摘する。   As used herein, the composite material concerned is a so-called “structural” composite material based on continuous long fibers corresponding to about 50% of the material, the other about 50% generally being eg epoxy (EP), It is pointed out that it is composed of a base material of a thermosetting resin of diallyl phthalate (DAP), polyester or vinyl ester type and rarely a base material of a thermoplastic resin of the polyamide, PEEK or PEI type, for example.

本発明の1つの目的は、上記で言及した車両等の車両の製造に使用できる特定の複合材料構造体を提案することである。特に、本発明の1つの目的は、鉄道車プラットフォーム構造体を定義することであり、その形状特性は、複合材料からの製造を可能にするように最適化する。   One object of the present invention is to propose a specific composite material structure that can be used in the manufacture of vehicles such as those mentioned above. In particular, one object of the present invention is to define a railcar platform structure, whose shape properties are optimized to allow production from composite materials.

本明細書において、最終的な目的は、頑強さの観点から、現在の構造体の性能と等しい又はそれよりも良好な性能のための製造費用を最適化すると共に、鉄道車構造体の質量を著しく低減することである。   In this specification, the ultimate goal is to optimize manufacturing costs for performance that is equal to or better than that of current structures in terms of robustness, and to reduce the mass of railcar structures. This is a significant reduction.

この目的で、本発明は、貨物又は乗客を輸送する車両のシャーシのための複合材料構造体にあり、前記構造体は、構造体の端部のそれぞれで駆動部又はボギーを受け入れるように構成し、前記構造体は、車両の荷重が上にかかるプラットフォームを形成する少なくとも1つの中央梁を含む。本発明によれば、前記梁は、
−中央部分及び2つの端部を有する中間筐体であって、前記端部は、駆動部の連接要素及び車両の端部に配設したショック・アブゾーバ要素によってシャーシに伝達された応力に耐えるための強化部を有し、中間筐体の中央部分は、輸送荷重によって加えられた屈曲力に対する梁の抵抗を増大させる強化部分を有するように構成する、中間筐体;
−中間筐体の全長さ部にわたって延在し、前記中間筐体に組み付ける2つの側方筐体であって、2つの側方筐体の上側面は、中間筐体の上側面と共に、梁の上側面を形成し、前記側方筐体は、梁に加えられた縦及び横への屈曲力に対する梁の抵抗を強化するように構成する、側方筐体;
−外皮を形成し、中間筐体の上側面及び側方筐体を覆うように構成した被覆床
を含む。
To this end, the present invention resides in a composite structure for a chassis of a vehicle that transports cargo or passengers, wherein the structure is configured to receive a drive or bogie at each end of the structure. The structure includes at least one central beam forming a platform upon which a vehicle load is applied. According to the invention, the beam is
An intermediate housing having a central part and two ends, the ends being able to withstand the stress transmitted to the chassis by the connecting elements of the drive and the shock absorber elements arranged at the end of the vehicle An intermediate housing, wherein the middle portion of the intermediate housing is configured to have a reinforcing portion that increases the resistance of the beam to the bending force applied by the transport load;
-Two side casings that extend over the entire length of the intermediate casing and are assembled to the intermediate casing, the upper side surfaces of the two side casings together with the upper side surface of the intermediate casing; A side housing that forms an upper side and the side housing is configured to enhance the resistance of the beam to longitudinal and lateral bending forces applied to the beam;
-A covering floor is formed that forms an outer skin and is configured to cover the upper side surface and the side housing of the intermediate housing.

本発明によれば、梁を構成する様々な要素は、ガラス繊維又は炭素繊維、或いはガラス繊維と炭素繊維との組合せで強化した複合材料から作製する。   According to the present invention, the various elements making up the beam are made from composite materials reinforced with glass fibers or carbon fibers or a combination of glass fibers and carbon fibers.

個別に又は組み合わせて考慮できる様々な特徴に従って、本発明による構造体は、それに応じた様々な相補的特徴を有する。   According to various features that can be considered individually or in combination, the structure according to the invention has various complementary features accordingly.

1つの特定の特徴によれば、中間筐体は、梁の全長さ部にわたって延在する上半分筐体及び中央部分内に配設した下半分筐体から構成し、2つの半分筐体はそれぞれ、底部及び2つの側方壁を含む。上半分筐体及び下半分筐体は、互いに対して、上半分筐体の底部が中間筐体の上側面を形成し下半分筐体の底部が前記筐体の下側面を形成するように配置する。更に、下半分筐体の底部は、梁の端部に向かって外側に延在する。   According to one particular feature, the intermediate housing consists of an upper half housing extending over the entire length of the beam and a lower half housing arranged in the central part, each of the two half housings , Including the bottom and two side walls. The upper half casing and the lower half casing are arranged so that the bottom of the upper half casing forms the upper side of the intermediate casing and the bottom of the lower half casing forms the lower side of the casing with respect to each other To do. Furthermore, the bottom part of the lower half housing extends outward toward the end of the beam.

別の特定の特徴によれば、複合材料中間仕切りは、中間筐体の剛性、及び上半分筐体の側方壁及び下半分筐体の側方壁の耐座屈性を強化するように、上半分筐体と下半分筐体との間に設置する。   According to another particular feature, the composite intermediate divider enhances the rigidity of the intermediate housing and the buckling resistance of the side walls of the upper and lower housings, Install between the upper and lower half casings.

別の特定の特徴によれば、被覆床は、ガラス繊維で強化した一体構造複合材料板の形態の主要要素(61)から構成し、被覆床の中間部分内に、中間筐体(314)の上側面を覆うような大きさの複合材料強化要素(62)を含む。   According to another particular feature, the coated floor consists of a main element (61) in the form of a monolithic composite plate reinforced with glass fibres, in the middle part of the coated floor, in the middle housing (314) A composite reinforcement element (62) sized to cover the upper side is included.

別の特定の特徴によれば、上半分筐体の底部、下半分筐体の底部、及び構造体の上側面上に配設した外皮の主要要素の中間強化要素は、主に一方向繊維で強化した一体構造複合材料から作製し、前記繊維は好ましくは炭素繊維である。   According to another particular feature, the intermediate reinforcing elements of the main elements of the outer skin arranged on the bottom of the upper half housing, the bottom of the lower half housing and the upper side of the structure are mainly unidirectional fibers Made from a reinforced monolithic composite material, the fibers are preferably carbon fibers.

別の特定の特徴によれば、本発明による構造体は、複合材料側方強化部を更に含み、複合材料側方強化部は、梁の両側に配設し、輸送荷重によって構造体の側方部分に加えられた力を吸収するように適合させる。各強化部は、端部の一方を側方筐体に締結し、もう一端を中間筐体に締結する。   According to another particular feature, the structure according to the invention further comprises a composite material lateral reinforcement, the composite material lateral reinforcement being arranged on both sides of the beam, and laterally of the structure by transport loads. Adapt to absorb the force applied to the part. Each reinforcing part fastens one end to the side casing and the other end to the intermediate casing.

別の特定の特徴によれば、梁を形成する要素は、複合材料平面から構成する。   According to another particular feature, the elements forming the beam consist of a composite plane.

別の特定の特徴によれば、上半分筐体は、一体構造複合材料板、及びサンドイッチ構造を有する側方壁から構成した底部を含み、サンドイッチ構造は、ガラス繊維で強化した2つの複合材料薄外皮及び心材から構成し、心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から形成した要素から構成する。   According to another particular feature, the upper half housing comprises a monolithic composite plate and a bottom composed of side walls with a sandwich structure, the sandwich structure comprising two composite thin films reinforced with glass fibers. Consists of an outer skin and a core material, the core material is composed of an element formed from a polymer material foam or honeycomb structure material or balsa wood.

別の特定の特徴によれば、下半分筐体は、一体構造複合材料板、及びサンドイッチ構造を有する側方壁から構成した底部を含み、サンドイッチ構造は、ガラス繊維で強化した2つの複合材料薄外皮及び心材から構成し、心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から作製した要素から構成する。   According to another particular feature, the lower half housing comprises a monolithic composite plate and a bottom composed of side walls with a sandwich structure, the sandwich structure comprising two composite thin films reinforced with glass fibers. Consists of an outer skin and a core material, the core material is composed of an element made from a polymer material foam or honeycomb structure material or balsa wood.

別の特定の特徴によれば、側方強化要素は、ガラス繊維で強化した2つの複合材料薄外皮及び心材から構成したサンドイッチ構造を有し、心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から作製した要素から構成する。   According to another particular feature, the lateral reinforcement element has a sandwich structure composed of two composite thin shells and a core material reinforced with glass fibers, the core material comprising a polymer material foam or a honeycomb structure material or a balsa. Consists of elements made from seed wood.

別の特定の特徴によれば、本発明による構造体の様々な要素は、縁を含み、縁は、接着剤及び/又はボルト及び/又はリベットで留めることによって前記要素の組立てを可能にするように適合させ、縁を有する互いに組み付けられる2つの要素は、組立て時に対面して設置されるように適合させる。   According to another particular feature, the various elements of the structure according to the invention include edges, which allow the assembly of the elements by being glued and / or bolted and / or riveted. The two elements fitted together and having edges are adapted to be placed facing each other during assembly.

本発明の特徴及び利点は、添付の図面を参照する以下の説明により、より良好に了解されよう。   The features and advantages of the present invention will be better understood from the following description with reference to the accompanying drawings.

本発明によるシャーシの理論的構造を示す、シャーシの中間部分のレベルでの側面概略図である。1 is a side schematic view at the level of an intermediate portion of a chassis showing the theoretical structure of the chassis according to the present invention. FIG. 本発明によるシャーシの理論的構造を示す、シャーシの中間部分のレベルでの正面断面概略図である。FIG. 2 is a schematic front sectional view at the level of the middle part of the chassis showing the theoretical structure of the chassis according to the present invention. 本発明によるシャーシの一実施形態の概略側面断面図である。1 is a schematic side cross-sectional view of one embodiment of a chassis according to the present invention. 構造体の中央領域を貫通する1つの面における、図3からのシャーシの概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the chassis from FIG. 3 in one plane passing through the central region of the structure. 構造体の一端を貫通する1つの面における、図3からのシャーシの概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the chassis from FIG. 3 in one plane that penetrates one end of the structure. 図3の実施形態において、本発明によるシャーシ構造体の上に置くプラットフォームの概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a platform placed on a chassis structure according to the present invention in the embodiment of FIG. 3. 同じ実施形態において、本発明によるシャーシの梁を構成する上半分筐体の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the upper half housing | casing which comprises the beam of the chassis by this invention in the same embodiment. 同じ実施形態において、本発明によるシャーシの梁を構成する下半分筐体の概略断面図である。In the same embodiment, it is a schematic sectional drawing of the lower half housing | casing which comprises the beam of the chassis by this invention. 同じ実施形態において、本発明によるシャーシの梁を構成する側方筐体の概略断面図である。In the same embodiment, it is a schematic sectional drawing of the side housing | casing which comprises the beam of the chassis by this invention. 本発明によるシャーシ構造体の梁内に統合できる側方強化パネルの概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a side reinforced panel that can be integrated into a beam of a chassis structure according to the present invention. 本発明による構造体を組み立てる様々なステップの概略図である。FIG. 3 is a schematic view of various steps for assembling a structure according to the present invention.

概略図1及び概略図2の目的は、本発明による理論的シャーシ構造を示すことである。この原理によれば、本発明によるシャーシは、主に、輸送荷重13の支持を目的とし、強化部111及び112をその端部に有する上側プラットフォーム11、及びプラットフォーム11の中央部分の下に位置し、特に縦及び横への屈曲に関して組立体の中央部分に向上した剛性を付与することを目的とする下側筐体12又は強化部を含む。   The purpose of schematics 1 and 2 is to show a theoretical chassis structure according to the present invention. According to this principle, the chassis according to the present invention is located below the upper platform 11, which mainly aims at supporting the transport load 13 and has reinforcements 111 and 112 at its ends and the central part of the platform 11. In particular, it includes a lower housing 12 or reinforcement intended to provide improved rigidity to the central portion of the assembly, particularly with respect to longitudinal and lateral bending.

これらに関する限り、端部の強化部は、その周囲でシャーシが車両の駆動部(ボギー)に連接される軸113及び114のレベルで構造体に加えられた力を吸収し、車両、即ち鉄道車が端部において連結器、ショック・アブゾーバ又は緩衝器のレベルで受ける力等を吸収するという主要機能を有する。   As far as these are concerned, the end reinforcement absorbs the force applied to the structure at the level of the shafts 113 and 114 around which the chassis is connected to the vehicle's drive (bogie). Has the main function of absorbing the force received at the level of the coupler, shock absorber or shock absorber at the end.

本発明によれば、シャーシの様々な構造要素は、複合材料製である。更に、各要素の構造は、面内応力を受けなければならない部分が、好ましくは長手方向に向けた繊維による強化部を含む一体構造の単一複合材料ウェブによって構成する一方で、面外応力、例えば、ねじり応力を受けなければならない要素の部分は、差込み要素、即ち心材によって分離した2つの複合材料外皮から形成したサンドイッチ構造を有するように定義し、心材は、好ましくはできるだけ軽量である充填材料、例えばPS、PVC、PU、PET型ポリマー材料発泡体、又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の低密度木材から構成する。   According to the invention, the various structural elements of the chassis are made of composite material. Furthermore, the structure of each element is composed of a single composite web of monolithic structure, where the part that must be subjected to in-plane stress, preferably comprising reinforcements by fibers in the longitudinal direction, For example, the part of the element that has to be subjected to torsional stress is defined as having a sandwich structure formed from two composite skins separated by a plug-in element, i.e. a core material, the core material preferably being as light as possible For example, PS, PVC, PU, PET type polymer material foam, or honeycomb structure material or low density wood, for example balsa.

関係する構造要素が耐えねばならない応力に応じて、使用する複合材料の強化部を構成する繊維は、ガラス繊維又は炭素繊維のいずれか、一方向(UD)繊維又は必要に応じて積層した織繊維(マット)のいずれかである。各パネルの構造、即ち層の選択、パネル材料の向き、パネルの積層は、当業者に周知の模擬器具を使用して実行し、当業者は、更に求められることが、大量生産及び費用という観点で設計する部分の最適化であることを認識している。   Depending on the stresses that the structural elements concerned must withstand, the fibers that make up the reinforcements of the composite material used are either glass fibers or carbon fibers, unidirectional (UD) fibers or woven fibers laminated as required (Matte). The construction of each panel, i.e. the choice of layers, the orientation of the panel material, the lamination of the panels, is carried out using simulated instruments well known to those skilled in the art, and those skilled in the art are further required in terms of mass production and cost We recognize that this is the optimization of the part to be designed.

以下の説明は、この典型的構造体上に構成する鉄道車シャーシの一実施形態を特徴とする。本例の目的は、本発明の特定の技術的特徴を明確に示すことである。当然、本発明の範囲は、本例の枠組のみに限定されない。   The following description features one embodiment of a railcar chassis configured on this exemplary structure. The purpose of this example is to clearly illustrate certain technical features of the present invention. Of course, the scope of the present invention is not limited to the framework of this example.

図3から図5が示すように、本実施形態では、本発明による鉄道車シャーシは、主に、上記した理論的構造の上側プラットフォーム11及び下側筐体12の機能を組み合わせた梁31から構成し、この梁31は、被覆部32によって被覆する。   As shown in FIGS. 3 to 5, in this embodiment, the railcar chassis according to the present invention is mainly composed of a beam 31 that combines the functions of the upper platform 11 and the lower housing 12 of the above-described theoretical structure. The beam 31 is covered by the covering portion 32.

被覆部32又は外皮は、比較的薄い平らな複合材料要素であり、その寸法は、被覆部が(シャーシ)構造体の表面全てを覆うように定義する。好ましい実施形態では、外皮32は、ガラス繊維で強化した複合材料面第1の要素321から構成し、複合材料面第1の要素321は、その下側面に、やはりガラス繊維で強化した複合材料面第2の要素322による中間部分を有する。しかし、特定の実施形態では、第2の要素322も、特に(特に牽引/圧縮及び屈曲における)より大きな機械的強度及びより高い強度重量比を有するように、炭素繊維、適切な場合はUD繊維で強化した複合材料から等しく良好に作製できる。   The covering 32 or skin is a relatively thin flat composite element whose dimensions are defined so that the covering covers the entire surface of the (chassis) structure. In a preferred embodiment, the skin 32 is composed of a glass fiber reinforced composite surface first element 321, and the composite surface first element 321 is on its lower side, again a glass fiber reinforced composite surface. It has an intermediate portion with a second element 322. However, in certain embodiments, the second element 322 also has carbon fiber, and, where appropriate, UD fiber, especially to have greater mechanical strength and higher strength to weight ratio (particularly in traction / compression and bending). Can be made equally well from composite materials reinforced with

これらに関する限り、プラットフォームを形成する梁31は、中央部分311及び端部に2つの領域312及び313を有し、本例では、2つの領域312及び313に車両の駆動部、換言すると鉄道車のボギーを連接する。構造の観点からすると、梁31の中央部分311並びに2つの端部312及び313は、図3及び図5に示すように、その端部で、強化要素35、36を統合した1種の同じ複合材料要素から構成する。複合材料ウェブ又は梁の形態を取るこれらの強化要素は、特に、ボギーに連結、連接する領域、及び緩衝器に加えられる力の伝達を強化することを目的とする。   As far as these are concerned, the beam 31 forming the platform has a central portion 311 and two regions 312 and 313 at the end, and in this example, the two regions 312 and 313 have a vehicle drive unit, in other words a railway vehicle. Connect bogies. From a structural point of view, the central portion 311 and the two ends 312 and 313 of the beam 31 are one type of the same composite integrating the reinforcing elements 35 and 36 at their ends, as shown in FIGS. Consists of material elements. These reinforcing elements, which take the form of composite webs or beams, are intended in particular to enhance the transmission of forces applied to the areas connected to and connected to the bogies and the shock absorber.

本実施形態では、本発明による梁31は、中間筐体314及び2つの側方筐体315、316から構成し、これら側方筐体315、316は、中間筐体314のそれぞれの対向長手方向端部に位置し、中間筐体314に組み付ける。   In the present embodiment, the beam 31 according to the present invention includes an intermediate casing 314 and two side casings 315 and 316, and the side casings 315 and 316 are opposed to each other in the longitudinal direction of the intermediate casing 314. It is located at the end and assembled to the intermediate housing 314.

本明細書で考慮する変形実施形態によれば、中間筐体314は、一体に作製できる。とはいえ、特に製造を容易にする理由で、中間筐体314は、好ましくは、2つの部品、即ち鉄道車の全長さ部にわたって延在する上半分筐体317、及び梁31の中央領域311において上半分筐体317を強化する下半分筐体318で製造する。上半分筐体は、梁31の中央部分311及び強化端部312及び313の両方を形成する。   According to alternative embodiments considered herein, the intermediate housing 314 can be made in one piece. Nonetheless, particularly for ease of manufacture, the intermediate housing 314 preferably has two parts: an upper half housing 317 extending over the entire length of the rail car, and a central region 311 of the beam 31. The upper half casing 317 is manufactured using a lower half casing 318 that reinforces the upper half casing 317. The upper half housing forms both the central portion 311 of the beam 31 and the reinforced ends 312 and 313.

鉄道車の中央部分にのみ位置する下半分筐体318は、下側壁319を有し、その機能は、組立体の屈曲慣性を強化することである。   The lower half housing 318 located only in the central part of the railway car has a lower side wall 319, whose function is to reinforce the bending inertia of the assembly.

この目的で、図3が示すように、この壁319は、上半分筐体317の端部における領域312及び313まで下半分筐体318の境界を越えて延在し、前記上半分筐体を閉鎖し、それにより特にボギーの枢動により加わった力の吸収に関与するようにする。   For this purpose, as FIG. 3 shows, this wall 319 extends beyond the boundary of the lower half housing 318 to the regions 312 and 313 at the end of the upper half housing 317, It closes, thereby making it particularly involved in the absorption of forces applied by bogie pivoting.

各半分筐体の高さ、特に下半分筐体318の高さは、構造が耐えねばならない機械的応力、特に荷重の重量に応じるように適合させた製造選択に応じて定義する。   The height of each half housing, in particular the height of the lower half housing 318, is defined according to the manufacturing choices adapted to the mechanical stress that the structure must withstand, in particular the weight of the load.

これらに関する限り、側方筐体315及び316は、車の長さ部全体にわたり連続する要素であり、上半分筐体317のそれぞれの両側に位置する。側方筐体315及び316は、上半分筐体317と共に、外皮32を上に載置する梁31の上側面を構成する。側方筐体315及び316は、更に、このように形成したシャーシの縦及び横への耐屈曲性に寄与し、緩衝器と共に力の吸収に関与する。   As far as these are concerned, the side housings 315 and 316 are continuous elements throughout the length of the car and are located on each side of the upper half housing 317. The side housings 315 and 316 together with the upper half housing 317 constitute the upper side surface of the beam 31 on which the outer skin 32 is placed. The side housings 315 and 316 further contribute to the vertical and horizontal bending resistance of the chassis formed in this way, and participate in force absorption together with the shock absorber.

図4に示す1つの特定の実施形態では、梁31の中央部分は、斜めに配設した複合材料側方要素33及び34によって側方に更に強化し、本明細書で考慮する変形実施形態によれば、複合材料側方要素33及び34は、この中央部分をその全長さ部にわたって連続的に覆い2つの側方強化壁を形成するか、或いは梁31の中央部分に沿って互いに離間した傾斜強化バーを形成する局所的強化部を構成する。これらの強化要素33及び34は、横方向への屈曲力を吸収するように働き、したがって構造体のあらゆるねじれを制限する。   In one particular embodiment shown in FIG. 4, the central portion of the beam 31 is further strengthened laterally by diagonally disposed composite side elements 33 and 34, resulting in a variant embodiment considered herein. According to this, the composite side elements 33 and 34 can be covered with this central part continuously over their entire length to form two lateral reinforcing walls, or inclined apart from each other along the central part of the beam 31. It constitutes a local reinforcement forming a reinforcement bar. These reinforcing elements 33 and 34 serve to absorb lateral bending forces and thus limit any twisting of the structure.

上半分筐体及び下半分筐体のそれぞれの高さに応じて、1つの特定の実施形態では、これら2つの半分筐体317及び318から製造した中間筐体314を安定させる中間板の追加が可能であり、この中間板又は仕切りの機能は、上半分筐体及び下半分筐体の側方仕切りの座屈の防止であることに留意されたい。   Depending on the respective height of the upper and lower half housings, in one particular embodiment, the addition of an intermediate plate to stabilize the intermediate housing 314 made from these two half housings 317 and 318 may be added. It should be noted that the function of this intermediate plate or partition is to prevent buckling of the side partitions of the upper half housing and the lower half housing.

図6から図10は、上記した様々な要素の形態的及び構造的特性を示す。   6 to 10 illustrate the morphological and structural characteristics of the various elements described above.

図6が示すように、構造体の上側面上に配設する外皮32を構成するパネルは、寸法の理由で、中間筐体314及び側方筐体315及び316の上側面によって形成した表面全体を覆う平面主要要素61、並びにやはり平面で、中間筐体314の上側面に面して配設した中間強化要素62から構成する。   As shown in FIG. 6, the panel constituting the outer skin 32 disposed on the upper side surface of the structure has the entire surface formed by the upper side surfaces of the intermediate casing 314 and the side casings 315 and 316 for reasons of size. And an intermediate reinforcing element 62 which is also flat and faces the upper surface of the intermediate housing 314.

本明細書で想定する実施形態によれば、主要要素61は、例えば強化要素62等のガラス繊維で強化した複合材料から作製できる。しかし、特定の実施形態では、第2の要素62も、(特に牽引/圧縮及び屈曲における)より大きな機械的強度及びより高い強度重量比を有するように、炭素繊維、適切な場合はUD繊維で強化した複合材料から等しく良好に作製できる。   According to the embodiments envisaged herein, the main element 61 can be made from a composite material reinforced with glass fibers such as, for example, the reinforcing element 62. However, in certain embodiments, the second element 62 is also made of carbon fibers, and, where appropriate, UD fibers, so as to have greater mechanical strength and higher strength to weight ratio (particularly in traction / compression and bending). Can be made equally well from reinforced composite materials.

図7及び図8の例示は、中間筐体314を構成する上半分筐体317及び下半分筐体318の形態及び構造を詳細に示す。   7 and 8 illustrate in detail the form and structure of the upper half casing 317 and the lower half casing 318 that constitute the intermediate casing 314.

上半分筐体317は、主に、複合材料一体構造壁から構成した底部71、及び2つの側方壁71及び73から形成し、これらの壁は、中間筐体の全長さ部にわたり延在する。本明細書で想定する実施形態によれば、一体構造底部71は、ガラス繊維で強化した2つの複合材料外皮(76、77)から構成し、この強化部は、主に、ガラス繊維のUD層から構成するか、或いは特に機械的強度及びより高い強度重量比の理由で、炭素繊維で強化した複合材料から構成する。これらに関する限り、2つの側方壁72及び73は、差込み要素78、即ち心材によって分離した2つの複合材料外皮76、77から形成したサンドイッチ構造を有し、心材は、充填材料、例えばPS、PVC、PU、PET型ポリマー材料発泡体、又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から構成する。これらのサンドイッチ構造により、側方壁が、座屈に関してより良好な安定性を有することが可能になる。   The upper half housing 317 is mainly formed from a bottom portion 71 composed of a composite material-integrated wall and two side walls 71 and 73, which extend over the entire length of the intermediate housing. . According to the embodiment envisaged herein, the monolithic bottom 71 is composed of two composite skins (76, 77) reinforced with glass fibers, which are mainly composed of UD layers of glass fibers. Or a composite material reinforced with carbon fibers, especially for reasons of mechanical strength and higher strength to weight ratio. As far as these are concerned, the two side walls 72 and 73 have a sandwich structure formed from plug-in elements 78, ie two composite skins 76, 77 separated by a core material, the core material being a filling material, for example PS, PVC. , PU, PET type polymer material foam, or honeycomb structure material or balsa wood for example. These sandwich structures allow the side walls to have better stability with respect to buckling.

図3、図4及び図5を検討するとわかるように、上半分筐体317の全体形状は、底部71を形成する面の反対側に開口面を有する平行六面体の形状である。   3, 4, and 5, the entire shape of the upper half housing 317 is a parallelepiped shape having an opening surface on the opposite side of the surface forming the bottom portion 71.

好ましい実施形態によれば、これらに関する限り、側方壁72及び73はそれぞれ、縁74又は75を有し、縁74又は75は、半分筐体の全長さ部にわたり半分筐体の外部に向かって側方に延在し、この縁は、シャーシの完全な組立てを実行するために使用する。   According to a preferred embodiment, as far as these are concerned, the side walls 72 and 73 each have a rim 74 or 75, the rim 74 or 75 facing the outside of the half housing over the entire length of the half housing. Extending laterally, this edge is used to perform a complete assembly of the chassis.

上半分筐体のように、下半分筐体318は、主に、底部81、並びに中間筐体314の中央部分と境界を成す2つの側方壁82及び83から構成する。上半分筐体の壁72及び73のように、2つの側方壁82及び83は、ここではサンドイッチ構造を有する。   Like the upper half casing, the lower half casing 318 is mainly composed of a bottom 81 and two side walls 82 and 83 that form a boundary with the central portion of the intermediate casing 314. Like the walls 72 and 73 of the upper half housing, the two side walls 82 and 83 here have a sandwich structure.

上述のように、構造体の全長さ部にわたって延在し、(シャーシ)構造体全体の屈曲慣性を強化する機能を有する底部81は、一体構造も有し、この一体構造は、本明細書で想定する実施形態によれば、ガラス繊維で強化した2つの複合材料外皮から構成し、この強化部は、主にガラス繊維のUD層から構成するか、或いは特に機械的強度及びより高い強度重量比の理由で、炭素繊維で強化した複合材料から構成する。   As mentioned above, the bottom 81, which extends over the entire length of the structure and has the function of enhancing the bending inertia of the entire (chassis) structure, also has an integral structure, According to the envisaged embodiment, it is composed of two composite skins reinforced with glass fibers, this reinforced part mainly consisting of a UD layer of glass fibers, or in particular mechanical strength and higher strength to weight ratio. For this reason, it is composed of a composite material reinforced with carbon fibers.

形態の観点からすると、下半分筐体318は、半分筐体の側方壁82及び83を表す台形基部を有する角柱形状を有する。これらに関する限り、半分筐体の前面及び後面は、下半分筐体318の縁74及び75が例えば図3に示すように上半分筐体317と漸進的に接触するように、下半分筐体318を越えて前及び後ろに向かって斜めに延在する底部81から構成する。   From a form point of view, the lower half housing 318 has a prismatic shape with a trapezoidal base representing the side walls 82 and 83 of the half housing. As far as these are concerned, the front and rear surfaces of the half housing are such that the edges 74 and 75 of the lower half housing 318 are in progressive contact with the upper half housing 317 as shown, for example, in FIG. It is comprised from the bottom part 81 extended diagonally toward the front and back beyond.

図7及び図8に示す1つの好ましい実施形態によれば、これらに関する限り、側方壁72及び73はそれぞれ、半分筐体の全長さ部にわたり、関係する半分筐体の外部に向かって側方に延在する縁84又は85を有し、この縁は、シャーシの完全な組立てを実行するために使用する。同様に、側方壁82及び83はそれぞれ、半分筐体の全長さ部にわたり、半分筐体の外部に向かって側方に延在する縁84又は85を有する。   According to one preferred embodiment shown in FIGS. 7 and 8, as far as these are concerned, the lateral walls 72 and 73 respectively extend laterally towards the outside of the concerned half housing over the entire length of the half housing. Which has an edge 84 or 85 which is used to perform a complete assembly of the chassis. Similarly, the side walls 82 and 83 each have an edge 84 or 85 that extends laterally toward the exterior of the half housing over the entire length of the half housing.

これに関する限り、底部81は、下半分筐体から延在する底部81の部分上に、シャーシの完全な組立ての実行に使用する平坦縁86及び87を有する。縁86及び87は、これらが構造体の端部のレベルで、上半分筐体317の側方壁の縁74及び75に面して位置決めされるように構成、配置する。同様に、縁84及び85は、これらに関する限り、これらが構造体の中央部分のレベルで、上半分筐体317の側方壁の縁74及び75に面して位置決めされるように構成、配置する。そのような縁の存在により、有利には、単一の中間筐体314を形成する下半分筐体318及び上半分筐体317の組立てを促進する。この組立ては、例えば縁を接着剤又はリベット若しくはボルトで留めることによって、又はこれらの縁を接着剤及びリベットで留めることによって実現できる。   As far as this is concerned, the bottom 81 has flat edges 86 and 87 used on the part of the bottom 81 extending from the lower half housing, which are used to carry out the complete assembly of the chassis. The edges 86 and 87 are constructed and arranged such that they are positioned facing the side walls edges 74 and 75 of the upper half housing 317 at the level of the end of the structure. Similarly, the edges 84 and 85, as far as they are concerned, are constructed and arranged so that they are positioned facing the side walls edges 74 and 75 of the upper half housing 317 at the level of the central part of the structure. To do. The presence of such edges advantageously facilitates assembly of the lower half housing 318 and the upper half housing 317 that form a single intermediate housing 314. This assembly can be achieved, for example, by fastening the edges with glue or rivets or bolts, or by fastening these edges with glue and rivets.

形態の観点からすると、側方筐体315及び316は、同一形状を有する。図9で示すように、各筐体は、上半分筐体317の側方壁のうち1つと接触することを目的とする垂直内部側方壁91、及びシャーシの外部上側縁部を形成する傾斜外部側方壁92を含む。外部側方壁の傾斜した向きは、有利には、側方要素33及び34を組み立てるための調節をせずに支承係合をもたらすことを可能にする。側方筐体の側方壁は、上半分筐体の底部71の平面に平行な平坦底部93によって互いに接合する。   From the viewpoint of form, the side casings 315 and 316 have the same shape. As shown in FIG. 9, each housing is inclined to form a vertical inner side wall 91 intended to contact one of the side walls of the upper half housing 317 and an outer upper edge of the chassis. An outer side wall 92 is included. The slanted orientation of the outer side walls advantageously makes it possible to provide a bearing engagement without adjustment for assembling the side elements 33 and 34. The side walls of the side casings are joined to each other by a flat bottom 93 that is parallel to the plane of the bottom 71 of the upper half casing.

構造の観点からすると、側方壁は、上半分筐体317及び下半分筐体318の側方壁のように、ガラス繊維で強化し心材によって分離した2つの複合材料外皮から構成し、この心材は、充填材料、即ちポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から作製する。   From the viewpoint of structure, the side wall is composed of two composite material shells reinforced with glass fiber and separated by a core material, like the side walls of the upper half housing 317 and the lower half housing 318, and this core material. Is made from a filler material, i.e. a polymeric material foam or a honeycomb structure material or e.g. balsa wood.

1つの特定の実施形態によれば、充填材料は、筐体315及び316内に更に統合でき、材料は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から構成する。この材料は、側方筐体315−316の内部外皮91−92−93の互いへの接合及びプラットフォーム32の上側面に設置した外皮への接合を可能にする。   According to one particular embodiment, the filling material can be further integrated into the housings 315 and 316, the material being composed of a polymer material foam or a honeycomb structure material or eg balsa wood. This material allows the inner casings 91-92-93 of the side housings 315-316 to be joined to each other and to the outer skin placed on the upper side of the platform 32.

同じく構造の観点からすると、本発明によるシャーシ構造体の(縦及び横への)耐ねじり性及び耐屈曲性の強化を目的とする複合材料側方強化要素33及び34は、上半分筐体317及び下半分筐体318の側方壁のように、ガラス繊維で強化し心材によって分離した2つの複合材料外皮から構成し、この心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から作製する。図10に示す好ましい実施形態では、強化部の本体101は、本体101に対して配置した縁102及び103によって延長され、関係する強化要素と、対応する側方筐体315又は316の外部側方壁及び下半分筐体318の側方壁との組立てを促進するようにする。この組立ては、例えば縁を接着剤又はリベット若しくはボルトで留めることによって、或いはこれらの縁を接着剤及びリベットで留めることによって実現できる。   Also from a structural point of view, the composite side reinforcement elements 33 and 34 for the purpose of enhancing the torsional and bending resistance (longitudinal and lateral) of the chassis structure according to the present invention comprise an upper half housing 317. And, like the side wall of the lower half housing 318, is composed of two composite skins reinforced with glass fibers and separated by a core material, which is made of polymer material foam or honeycomb structure material or balsa wood, for example Made from. In the preferred embodiment shown in FIG. 10, the body 101 of the reinforcement is extended by edges 102 and 103 disposed relative to the body 101, and the associated reinforcement elements and the corresponding lateral sides 315 or 316 external lateral sides. The assembly of the wall and the side wall of the lower half housing 318 is facilitated. This assembly can be achieved, for example, by fastening the edges with glue or rivets or bolts, or by fastening these edges with glue and rivets.

図6から図10からわかるように、上記文章で説明した本発明によるシャーシ構造体は、組立てが簡単な単純形態(平面上における面及び支承係合)、及び製造が簡単な内部構造の両方を有する要素から成り立つ重要な利点を有する。これらの特徴は、有利には、構造体が大型の寸法であることが多いにも関わらず、そのような構造体の組立ての促進を可能にする。   As can be seen from FIG. 6 to FIG. 10, the chassis structure according to the present invention described in the above sentence has both a simple form that is easy to assemble (surface and bearing engagement on a plane) and an internal structure that is easy to manufacture. It has important advantages that consist of the elements it has. These features advantageously allow facilitating the assembly of such structures, even though the structures are often large in size.

本発明による構造体を形成する複合材料要素は、平面を有する単純形状の要素であり、本発明による構造体は、有利には、単純に、比較的低い費用で構成でき、構造体を構成する様々な複合材料要素は、単純な方法を使用して製造でき、こうした方法は、主に、真空重合化又はRTMと組み合わせた、事前含浸繊維及び/又は乾燥繊維のドレーピングによるか、又は例えば風力タービン羽根の製造等で用いる、大型の製造要素を考慮したインフュージョン成形による。   The composite material elements forming the structure according to the invention are simply shaped elements having a flat surface, and the structure according to the invention can advantageously be constructed simply and at a relatively low cost. The various composite elements can be manufactured using simple methods, such as mainly by draping of pre-impregnated fibers and / or dry fibers in combination with vacuum polymerization or RTM, or for example wind turbines By infusion molding taking into account large-scale manufacturing elements used in the manufacture of blades.

更に、本発明の複合構造概念を考慮すると、本発明によるシャーシを構成する様々な複合要素の組立ては、有利には、全ての連結がこの目的で設けた平面及び直線支承面に沿って行われるという点で実行が単純であり、組立ては、比較的単純な器具を使用して、例えば様々な要素を互いに接着剤又はリベット若しくはボルトで留めるか、或いは接着剤及びリベットで留めることによって達成可能である。   Furthermore, in view of the composite structural concept of the present invention, the assembly of the various composite elements constituting the chassis according to the present invention is advantageously performed along the planes and the straight bearing surfaces provided for this purpose. The implementation is simple in this respect, and the assembly can be achieved using relatively simple equipment, for example by gluing the various elements together with glue or rivets or bolts or with glue and rivets. is there.

図11は、上記した構成要素から本発明によるシャーシ構造体を組み立てる方法を概略的に示し、方法は、
−中間筐体314を形成するために上半分筐体317及び下半分筐体318を組み立てることにある第1のステップ(ステップ1);
−構造体のプラットフォームを形成する梁31を構成するために、中間筐体314に側方筐体315及び316を組み立てることにある第2のステップであって、組立ては上半分筐体317のレベルで行われ、適切な場合、筐体315−316に、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から構成した充填材料を導入する、第2のステップ(ステップ2);
−上半分筐体317の上側面並びに側方筐体315及び316を覆うように、外皮32を梁31の上側面に固定することにある第3のステップ(ステップ3);
−適切な場合、側方強化要素33及び34を梁31に固定することにある第4のステップ(ステップ4)
を含む。
FIG. 11 schematically shows a method of assembling a chassis structure according to the present invention from the components described above,
A first step (step 1) in assembling the upper half housing 317 and the lower half housing 318 to form the intermediate housing 314;
The second step in assembling the side housings 315 and 316 to the intermediate housing 314 to form the beam 31 forming the platform of the structure, the assembly being at the level of the upper half housing 317 A second step (step 2), which is carried out in a case where, where appropriate, the housing 315-316 is filled with a polymeric material foam or a honeycomb-structured material or a filling material made of eg balsa wood;
A third step (step 3) in fixing the outer skin 32 to the upper side of the beam 31 so as to cover the upper side of the upper half casing 317 and the side casings 315 and 316;
A fourth step (step 4) in fixing the lateral reinforcing elements 33 and 34 to the beam 31 if appropriate
including.

実際に作製するシャーシが側方強化要素を含む場合、ステップ3及び4は交換できることに留意されたい。更に、本明細書で想定する実施形態によれば、ステップ1から4は、異なる順序、例えば2、3、1、4又は3、2、1、4で実行できる。   It should be noted that steps 3 and 4 can be interchanged if the actual chassis to be fabricated includes side reinforcement elements. Further, according to the embodiments envisaged herein, steps 1 to 4 can be performed in a different order, eg 2, 3, 1, 4 or 3, 2, 1, 4.

また、第2のステップの間、上半分筐体317及び下半分筐体318は、2つの半分筐体の間に差し込まれる中間板と共に組み立てることができ、上記したように、縁74−75及び84−85を接合する場合、この板の機能が組み立てた梁の剛性を強化することに留意されたい。   Also, during the second step, the upper half housing 317 and the lower half housing 318 can be assembled with an intermediate plate inserted between the two half housings, and as described above, the edges 74-75 and Note that when joining 84-85, the function of this plate enhances the stiffness of the assembled beam.

本発明によれば、このように作製した複合梁31は、その端部において、強化部のレベルで金属要素を統合し、この金属要素の機能は、特に、ボギーとの境界面を与え、端部で緩衝器との境界面を与えることである。金属要素は、適切な固定手段(ボルト及び/又はリベット)によって、例えば本出願人が所有するフランス特許第2948154号に記載の金属部品と複合材料部品との適切な組立て技法を使用して、本発明による複合材料構造体に固定する。   According to the invention, the composite beam 31 produced in this way integrates the metal elements at the level of the reinforcement at the end, and the function of this metal element provides in particular a boundary surface with the bogie, the end It is to give a boundary surface with the shock absorber at the part. The metal element can be secured by means of suitable fastening means (bolts and / or rivets), for example using suitable assembly techniques of metal parts and composite parts as described in the Applicant's French Patent No. 2948154. Secure to the composite structure according to the invention.

その後、本発明によるシャーシの完全な製造は、筐体315、316及び317の端部のレベルで境界要素を梁31の上又は梁31に設置、固定する作業も含み、この作業は、用いる製造方法に応じて、組立て前又は組立て中、例えばステップ2の後、筐体上で実行できる。   Thereafter, the complete manufacture of the chassis according to the invention also includes the work of installing and fixing the boundary element on or to the beam 31 at the level of the ends of the housings 315, 316 and 317, this work being used to manufacture Depending on the method, it can be performed on the housing before or during assembly, for example after step 2.

上記の説明から明らかであるように、本発明は、貨物(貨車)又は乗客の輸送を目的とする全ての種類の鉄道車両上に使用できる。本発明は、道路貨物車両、特に重量積載物車両トレーラのシャーシの製造にも等しく良好に使用できる。   As is clear from the above description, the present invention can be used on all types of railway vehicles intended for the transportation of freight (carriage) or passengers. The present invention can equally well be used in the manufacture of chassis for road freight vehicles, particularly heavy load vehicle trailers.

Claims (11)

貨物又は乗客を輸送する車両のシャーシのための複合材料構造体であって、前記構造体の端部のそれぞれで駆動部を受け入れるように構成した構造体において、前記構造体は、前記車両の荷重が上にかかるプラットフォームを形成する少なくとも1つの中央梁(31)を含み、前記梁は、
−中央部分(311)及び2つの端部(312、313)を有する中間筐体(314)であって、前記端部は、前記駆動部の連接要素及び前記車両の端部に配設したショック・アブゾーバ要素によって前記シャーシに伝達された応力に耐えるための強化部(35、36)を有し、前記中間筐体(314)の前記中央部分は、前記輸送荷重によって加えられる屈曲力に対する前記梁(11)の抵抗を増大させる強化部分を有するように構成する、中間筐体(314);
−前記中間筐体(314)の全長さ部にわたって延在し、前記中間筐体に組み付けられる2つの側方筐体(315、316)であって、前記2つの側方筐体(315、316)の上側面は、前記中間筐体の上側面と共に前記梁の上側面を形成し、前記側方筐体は、前記梁に加えられた縦及び横への屈曲力に対する前記梁の抵抗を強化するように構成する、側方筐体;
−外皮を形成し、前記中間筐体(314)及び前記側方筐体(315、316)の前記上側面を覆うように構成した被覆床(32)
を含み、前記梁(31)を構成する様々な要素は、ガラス繊維又は炭素繊維或いはガラス繊維と炭素繊維との組合せで強化した複合材料から作製することを特徴とする、構造体。
A composite material structure for a chassis of a vehicle for transporting cargo or passengers, wherein the structure is configured to receive a drive at each end of the structure, wherein the structure is a load of the vehicle Comprising at least one central beam (31) forming a platform over which said beam comprises:
An intermediate housing (314) having a central portion (311) and two ends (312, 313), the ends being connected to the connecting elements of the drive and to the end of the vehicle A reinforcing part (35, 36) for withstanding the stress transmitted to the chassis by an absorber element, the central part of the intermediate housing (314) being the beam against bending forces applied by the transport load An intermediate housing (314) configured to have a reinforced portion that increases the resistance of (11);
-Two side casings (315, 316) extending over the entire length of the intermediate casing (314) and assembled to the intermediate casing, the two side casings (315, 316) The upper side surface forms the upper side surface of the beam together with the upper side surface of the intermediate casing, and the side casing enhances the resistance of the beam to the vertical and horizontal bending forces applied to the beam. A side housing configured to:
A covered floor (32) configured to form an outer skin and cover the upper side surfaces of the intermediate casing (314) and the side casings (315, 316);
And the various elements constituting the beam (31) are made from a composite material reinforced with glass fibers or carbon fibers or a combination of glass fibers and carbon fibers.
前記中間筐体(314)は、前記梁の全長さ部にわたって延在する上半分筐体(317)及び前記中央部分(311)内に配設する下半分筐体(318)から構成し、前記2つの半分筐体はそれぞれ、底部及び2つの側方壁を含み、前記上半分筐体(317)及び前記下半分筐体(318)は、互いに対して、前記上半分筐体(317)の底部(71)が前記中間筐体(314)の前記上側面を形成し前記下半分筐体の底部(81)が前記筐体の下側面を形成するように配置し、前記下半分筐体(319)の前記底部は、前記梁の前記端部(312、313)に向かって外側に延在することを特徴とする、請求項1に記載の構造体。   The intermediate housing (314) includes an upper half housing (317) extending over the entire length of the beam and a lower half housing (318) disposed in the central portion (311), Each of the two half housings includes a bottom and two side walls, and the upper half housing (317) and the lower half housing (318) are relative to each other of the upper half housing (317). The bottom part (71) is arranged so as to form the upper side surface of the intermediate casing (314) and the bottom part (81) of the lower half casing forms the lower side face of the casing, and the lower half casing ( 3. The structure of claim 1, wherein the bottom of 319) extends outward toward the end (312,313) of the beam. 複合材料中間仕切りは、前記中間筐体(314)の剛性、並びに前記上半分筐体(317)の側方壁(72、73)及び前記下半分筐体(318)の側方壁(82、83)の耐座屈性を強化するように、前記上半分筐体(317)と前記下半分筐体(318)との間に設置することを特徴とする、請求項2に記載の構造体。   The composite intermediate partition includes the rigidity of the intermediate casing (314) and the side walls (72, 73) of the upper half casing (317) and the side walls (82, 82) of the lower half casing (318). 83. Structure according to claim 2, characterized in that it is installed between the upper half housing (317) and the lower half housing (318) so as to enhance the buckling resistance of 83). . 前記被覆床は、ガラス繊維で強化した一体構造複合材料板の形態の主要要素(61)から構成し、前記被覆床の中間部分内に、前記中間筐体(314)の前記上側面を覆うような大きさの複合材料強化要素(62)を含むことを特徴とする、請求項1から3のうちいずれか一項に記載の構造体。   The covering floor is composed of a main element (61) in the form of a monolithic composite material plate reinforced with glass fiber, and covers the upper side surface of the intermediate housing (314) in an intermediate portion of the covering floor. 4. A structure according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a composite reinforced element (62) of any size. 前記上半分筐体(317)の前記底部(71)、前記下半分筐体(318)の前記底部(81)、及び前記構造体の前記上側面上に配設した外皮(32)の前記主要要素(61)の前記中間強化要素(62)は、主に一方向繊維で強化した一体構造複合材料から作製し、前記繊維は好ましくは炭素繊維であることを特徴とする、請求項1から4のうちいずれか一項に記載の構造体。   The main part of the bottom (71) of the upper half casing (317), the bottom (81) of the lower half casing (318), and the outer skin (32) disposed on the upper side surface of the structure. The intermediate reinforcing element (62) of the element (61) is made of a monolithic composite material reinforced mainly with unidirectional fibers, the fibers preferably being carbon fibers. The structure according to any one of the above. 前記構造体は、前記梁(31)の両側に配設し前記輸送荷重によって前記構造体の側方部分に加えられた力を吸収するように構成した複合材料側方強化部(33、34)を更に含み、各前記強化部は、前記強化部の端部の一方を側方筐体に締結し、前記端部のもう一端を前記中間筐体に締結することを特徴とする、請求項1から5のうちいずれか一項に記載の構造体。   The composite body side reinforcement part (33, 34) arranged on both sides of the beam (31) and configured to absorb the force applied to the side part of the structure body by the transport load. Each of the strengthening portions further includes: one end of the strengthening portion is fastened to a side housing, and the other end of the end is fastened to the intermediate housing. To 5. The structure according to any one of 5 to 5. 前記梁(11)を形成する要素は、複合材料平面から構成することを特徴とする、請求項1から6のうちいずれか一項に記載の構造体。   7. A structure according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the elements forming the beam (11) consist of a composite material plane. 前記上半分筐体(317)は、一体構造複合材料板、及びサンドイッチ構造を有する2つの側方壁(72、73)から構成した平面底部(71)を含み、前記サンドイッチ構造は、ガラス繊維で強化した2つの複合材料薄外皮(76、77)及び心材から構成し、前記心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から形成した要素(78)から構成することを特徴とする、請求項1から7のうちいずれか一項に記載の構造体。   The upper half housing (317) includes a monolithic composite material plate and a planar bottom (71) composed of two side walls (72, 73) having a sandwich structure, the sandwich structure being made of glass fiber. It consists of two reinforced composite thin skins (76, 77) and a core material, said core material consisting of an element (78) formed from a polymer material foam or honeycomb structure material or balsa wood. The structure according to any one of claims 1 to 7. 前記下半分筐体(318)は、一体構造複合材料板、及びサンドイッチ構造を有する側方壁(82、83)から構成した底部(81)を含み、前記サンドイッチ構造は、ガラス繊維で強化した2つの複合材料薄外皮及び心材から構成し、前記心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から作製した要素から構成することを特徴とする、請求項1から8のうちいずれか一項に記載の構造体。   The lower half housing (318) includes a monolithic composite material plate and a bottom (81) composed of side walls (82, 83) having a sandwich structure, the sandwich structure being reinforced with glass fibers 2 9. A composite material comprising a thin skin and a core material, wherein the core material is composed of a polymer material foam or a honeycomb structure material or an element made from balsa wood. The structure according to one item. 前記側方強化要素は、ガラス繊維で強化した2つの複合材料薄外皮及び心材から構成したサンドイッチ構造を有し、前記心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から作製した要素から構成することを特徴とする、請求項1から9のうちいずれか一項に記載の構造体。   The lateral reinforcement element has a sandwich structure composed of two composite thin shells and a core material reinforced with glass fibers, and the core material is an element made of polymer material foam or honeycomb structure material or balsa wood The structure according to any one of claims 1 to 9, characterized by comprising: 前記構造体の前記様々な要素は、互いに組み付ける前記2つの要素(317、318)を接着剤及び/又はボルト及び/又はリベットで留めることによって前記要素の組立てを可能にするように適合した縁を含み、縁(74、75、84、85)を有する前記2つの要素(317、318)は、組立て時に対面して設置されるように適合させることを特徴とする、請求項1から10のうちいずれか一項に記載の構造体。   The various elements of the structure have edges adapted to allow assembly of the two elements (317, 318) that are assembled together with an adhesive and / or bolts and / or rivets. 11. Out of 1 to 10, characterized in that the two elements (317, 318) comprising and having edges (74, 75, 84, 85) are adapted to be placed facing each other during assembly The structure according to any one of the above.
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