Brevet FR2684060A1 — publié le 19930528

-1- Dispositif d'amortissement de choc, en particulier pour véhicules ferroviaires. La présente invention concerne un dispositif d'amortissement de choc, en particulier pour véhicules ferroviaires. On connaît des dispositifs d'amortissement de choc constitués par des systèmes à déformation réversible basés sur une dégradation de l'énergie par frottement sec ou visqueux Ainsi, dans le domaine ferroviaire ils sont installés dans les tampons et dans les cartouches des attelages automatiques Ces systèmes présentent l'inconvénient d'avoir un bas niveau d'absorption d'énergie, environ 50 k J par organe. Un autre dispositif amortisseur de choc est constitué par le bouclier placé sur une motrice de train, en particulier pour train à grande vitesse, et destiné à la protection du conducteur Un tel bouclier est constitué par une structure en nid d'abeilles ou en tubes travaillant en compression Le niveau d'absorption d'énergie est élevé (environ 2 000 k J de capacité totale) Il s'agit d'une pièce rapportée et encombrante qui présente l'inconvénient de ne pas intervernir dans la transmission des efforts longitudinaux dans le châssis. Le dispositif selon l'invention permet de pallier ces différents inconvénients Il présente un niveau d'absorption d'énergie élevé, en principe équivalent au bouclier Il peut être installé dans l'épaisseur du châssis du véhicule et ainsi constituer l'un des éléments assurant la transmission des efforts longitudinaux dans le châssis. Selon l'invention, il est maintenant proposé un dispositif d'amortissement de choc, en particulier pour véhicules ferroviaires, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble constitué de deux poutres courbes disposées transversalement par rapport à la direction du choc et articulées l'une à l'autre par leurs extrémités de façon à se présenter leurs concavités. Cette construction a l'avantage de faciliter l'adaptation du dispositif d'absorption en fonction de la résistance des éléments composant le véhicule puisque ce système est de nature modulaire. -2- On peut ainsi selon le cas disposer plusieurs ensembles de poutres en série et/ou en parallèle en largeur et en hauteur. Les poutres peuvent être de section creuse. Les poutres peuvent avantageusement avoir des formes d'égale résistance en flexion. Une articulation entre deux poutres d'un ensemble peut être réalisée par une lame flexible dont chaque extrémité est solidaire de l'une des poutres Cette réalisation présente l'avantage de ne pas nécessiter d'entretien ni de graissage. Cette articulation peut être réalisée grâce à un axe d'articulation reliant les deux poutres Ceci a l'avantage d'être très résistant compte tenu des efforts appliqués dans le domaine ferroviaire. Un ensemble peut comprendre des moyens de guidage permettant que, lors d'un choc, l'ensemble s'écrase selon un axe imposé d'écrasement Ces moyens de guidage peuvent comprendre une glissière solidaire d'une poutre et pouvant coulisser dans un fourreau équipant l'autre poutre. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 représente un dispositif d'amortissement de choc selon l'invention, la figure 2 représente une première variante de dispositif d'amortissement de choc selon l'invention, la figure 3 représente une seconde variante de dispositif d'amortissement de choc selon l'invention, les figures 4 et 5 sont des vues détaillées de cette seconde variante. la figure 6 représente, vu de dessus, un dispositif d'amortissement de choc selon l'invention, utilisé pour la transmission des efforts longitudinaux dans un châssis de véhicule. Selon la figure 1, le dispositif d'absorption d'énergie comprend trois ensembles 1 placés en série entre une première paroi -3- 2 et une seconde paroi 3 Les ensembles 1 sont alignés selon l'axe 4 qui indique la direction dans laquelle peut se produire un choc. Chaque ensemble l est constitué de deux poutres courbes telles que et 6 Chaque poutre a une section qui varie depuis l'axe 4 (section maximale) jusqu'aux extrémités (section minimale) La variation de section des poutres est avantageusement choisie pour leur conférer une forme d'égale résistance en flexion Pour un même ensemble, les poutres sont articulées l'une à l'autre par leurs extrémités grâce à des articulations 7. L'articulation peut être obtenue par un axe ou par tout autre système permettant un effet charnière Le type d'articulation sera choisi en fonction des efforts que doit supporter le dispositif. L'écrasement d'un ensemble selon l'axe de compression peut être total sans cassure d'un élément Il y a déformation progressive des poutres. Chaque ensemble de deux poutres peut être fixé rigidement à un ensemble similaire adjacent Le dispositif ainsi constitué est fixé rigidement aux parois 2 et 3 qui assurent la transmission des efforts Les fixations peuvent être obtenues par boulonnage, rivetage ou soudage Pour faciliter la fixation, il peut être nécessaire de souder sur les poutres des embases rapportées offrant une surface de fixation plus grande. Pour réaliser les poutres, il est avantageux d'utiliser des profilés dont l'inertie transversale est variable et définie en fonction d'une caractéristique de flexion élasto-plastique souhaitée lors de l'écrasement Les profilés peuvent être creux, de section carrée ou rectangulaire par exemple. Le métal utilisé pour réaliser les poutres présentera avantageusement une bonne aptitude à la déformation plastique Il peut s'agir d'un acier Certains alliages d'aluminium présentant cette caractéristique peuvent convenir Les poutres sont par exemple constituées à partir d'éléments soudés ensemble. Le dispositif représenté à la figure 2 comprend en outre une glissière 8 de section circulaire et solidaire de la poutre 6 La poutre 5 est pourvue d'un fourreau 9 de réception de la glissière -4- qui permet de la guider au cours de l'écrasement de l'ensemble La paroi 2 est également pourvue d'un trou 11 permettant le débattement de la glissière 8 Cette disposition confère une meilleure efficacité au dispositif si le choc a une direction légèrement différente de l'axe 4. Selon la variante de la figure 3, l'articulation 7 est réalisée par une simple tôle utilisée comme charnière plastique, l'ensemble 1 pouvant être constitué dans ce cas par une pièce unique mécano-soudée. Les figures 4 et 5 sont illustratives de cette dernière variante Sur ces figures, les axes 10 correspondent aux axes des boulons ou rivets de fixation du dispositif sur les surfaces d'appui 2 et 3 Les poutres 5 et 6 sont de section creuse rectangulaire et sont constituées par des lames métalliques assemblées par mécano-soudage Chaque articulation 7 peut être réalisée simplement par continuité d'une lame extérieure commune aux deux poutres, les lames intérieures étant soudées à cette lame extérieure un peu avant l'articulation Des embases 15 et 16 rapportées sur les poutres 5 et 6 facilitent la pose des poutres sur les parois 2 et 3 Les poutres 5 et 6 sont percées selon l'axe 4 d'un trou permettant la mise en place de fourreaux Le fourreau 26 de la poutre 6 permet l'emmanchement de la glissière 8 qui est un tube Le fourreau 25 de la poutre 5 permet le guidage de la glissière.25 La figure 6 illustre le cas d'une intégration directe d'un dispositif selon l'invention dans une structure de châssis de véhicule ferroviaire Le dispositif constitue alors l'un des éléments de transmission des efforts longitudinaux Le dispositif absorbeur d'énergie 40 comprend plusieurs ensembles 1 de poutres placés en série et en parallèle Il est disposé entre la traverse de tête 41 et la traverse de répartition 42 On distingue aussi d'autres parties du châssis représenté partiellement: une traverse secondaire 43, des longerons 44 et d'autres profilés longitudinaux 45. L'un des avantages du dispositif selon l'invention est de -5- pouvoir être intégré dans la structure du véhicule On peut remplacer une traverse du châssis par le dispositif absorbeur d'énergie et dans ce cas on évite ainsi toute perte de place Le dispositif peut être placé derrière les organes naturels de choc du véhicule tels que les tampons 46 et l'attelage 47 On peut également le placer ailleurs qu aux extrémités de caisse et notamment latéralement, dans les bas de face. -6- REVENDICATIONS 1 Dispositif d'amortissement de choc, en particulier pour véhicules ferroviaires, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble ( 1) constitué de deux poutres courbes ( 5, 6) disposées transversalement par rapport à la direction du choc et articulées l'une à l'autre par leurs extrémités de façon à se présenter leurs concavités. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poutres ( 5, 6) sont de section creuse. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les poutres ( 5, 6) ont des formes d'égale résistance en flexion. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une articulation entre deux poutres d'un ensemble est réalisé par une lame flexible dont chaque extrémité est solidaire de l'une des poutres. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une articulation entre deux poutres d'un ensemble est réalisée grâce à un axe d'articulation reliant les deux poutres. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit ensemble comprend des moyens de guidage permettant que, lors d'un choc, l'ensemble s'écrase selon un axe imposé d'écrasement. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent une glissière ( 8) solidaire d'une poutre ( 6) et pouvant coulisser dans un fourreau ( 9) équipant l'autre poutre ( 5). 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs ensembles ( 1) disposés en série et/ou en parallèle, les ensembles disposés en série étant alignés dans la direction du choc ( 4) et fixés entre eux. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il constitue l'un des éléments de $$ À -7- transmission des efforts longitudinaux dans les véhicules ferroviaires. s