Brevet FR2759659A1 — publié le 19980821

L'objet de la présente invention est un véhicule ferroviaire comprenant un châssis pourvu d'une tête à laquelle sont associés des tampons usuels. Les véhicules ferroviaires connus (wagons, une voiture, une locomotive, des motrices électriques, etc.) comprennent usuellement un châssis qui présente, à l'extrémité, des têtes qui supportent des tampons usuels. Généralement, le châssis comprend une structure sensiblement continue, à laquelle sont associées à ses extrémités les têtes portant les tampons. Ces derniers sont susceptibles d'amortir les chocs subis par le véhicule ferroviaire, dérivant d'un contact avec d'autres véhicules durant la formation d'un convoi ferroviaire, ou avec des véhicules adjacents durant le déplacement de ce convoi. Les sollicitations par choc pouvant être absorbées par les tampons sont d'une valeur limitée, par exemple correspondant à 30 à 70 KJ. Si les sollicitations dépassent cette valeur, par exemple dans le cas de chocs à vitesse élevée contre un obstacle présent sur des voies (par exemple un autre véhicule ferroviaire), alors les tampons ne sont pas en mesure d'amortir les chocs et les efforts dérivant de ceux-ci se transfèrent directement au châssis du véhicule ferroviaire avec, comme conséquence, de pouvoir entraîner des dommages graves sur le châssis lui-même, aux porte-boggies ou à la structure ferroviaire située au-dessus de ce châssis (avec des conséquences également graves pour les objets ou les personnes transporté(e)s). Le but de la présente invention est de fournir un véhicule ferroviaire perfectionné, dans lequel les sollicitations dérivant éventuellement d'un choc, en particulier à vitesse élevée (supérieure à 10-15 km/h), puissent être seulement transférées de façon limitée au chassis de ce véhicule. Un autre but de l'invention est de fournir un véhicule ferroviaire du type cité qui soit d'une utilisation fiable et sûre et qui soit d'un coût de réalisation modéré. Ce but et d'autres buts allant devenir évidents à l'Homme de l'art sont atteints par un véhicule ferroviaire caractérisé par le fait: - que la tête est supportée de façon rigide par le châssis à l'aide de moyens de support susceptibles de se déformer de manière contrôlée s'ils sont exposés à des sollicitations par choc, la tête coopérant avec des moyens20 absorbeurs de chocs interposés entre elle et une partie rigide du châssis, - qu'il comprend des moyens de guidage opérant dans le cas de déformation de la tête, moyens associés au châssis et susceptibles de coopérer avec des contre-moyens associés à la tête, que les moyens de guidage sont constitués d'une cavité ou d'un couloir prévu(e) dans le châssis, et les contre-moyens sont constitués d'un corps associé à la tête, ledit corps se déplaçant dans le couloir dans le cas de choc du véhicule ferroviaire contre un obstacle, - que les moyens de support à déformation contrôlée comprennent des organes de support qui supportent latéralement la tête et sont reliés à une partie rigide de la tête, - que les organes de support prévoient au moins une zone d'affaissement sous l'effort, - que les moyens de support à déformation contrôlée comprennent des organes de support disposés entre la tête et une partie rigide du châssis du véhicule et présentant un axe incident dans l'axe longitudinal du véhicule le long duquel la tête se déplace en cas de choc, - que les moyens absorbeurs de chocs sont disposés avec un axe longitudinal parallèle à l'axe longitudinal du véhicule, - que les moyens absorbeurs de chocs sont constitués d'au moins un élément métallique en nid d'abeilles, - que l'élément en nid d'abeilles est réalisé en métal léger, tel que de l'aluminium, ou bien en alliage léger, tel qu'un alliage d'aluminium, - que l'élément en nid d'abeilles est réalisé d'une seule pièce, - que l'élément en nid d'abeilles comprend une pluralité de parties placées de façon adjacente et le long d'un même axe, - que les moyens absorbeurs de chocs sont constitués d'au moins un corps en matériau élastomère, - que les moyens absorbeurs sont constitués d'au moins un actionneur hydraulique. Pour une meilleure compréhension, l'invention sera décrite ci-après, à titre purement d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une vue de dessus d'une extrémité d'un véhicule ferroviaire selon l'invention; la figure 2 représente une coupe partielle suivant la ligne 2-2 de la figure 1; et la figure 3 représente une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1. En faisant référence aux figures citées, un véhicule ferroviaire est désigné de façon générique par 1 et comprend un châssis 2 qui supporte à chaque extrémité une tête 3 (une seule est représentée sur les figures). Cette dernière porte des tampons 4 usuels, qui sont fixés à la tête, de manière connue en soi, en passant à travers un élément 6 en forme de plaque. Des moyens d'accrochage ou attelage 7 usuels, pour effectuer l'attelage à un autre véhicule ferroviaire, sont associés à la tête 3.10 La tête 3 comprend une structure 8 présentant une surface supérieure 9 et une surface inférieure 10, reliées entre elles par des parties 11 qui sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. A la surface supérieure 9 est associé un corps 13 placé dans un couloir 14 réalisé dans une partie 15 du châssis 2 placée de façon supérieure vis- à-vis de la tête 3. La tête 3 est reliée latéralement au châssis 2 par des longerons 16 qui présentent une zone de déformation sous effort 18 réalisée, dans l'exemple, par une inflexion20 de chaque longeron 16, obtenue par pliage. Ce longeron présente ainsi deux parties 16A et 16B placées entre elles suivant un certain angle, une première partie 16A étant reliée à la tête et une deuxième partie 16B étant reliée à une partie rigide du châssis 2, par exemple une traverse porte-boogies 19 usuelle. La zone de déformation 18 peut être cependant constituée par une zone à section réduite du longeron 16 ou au moyen d'une zone mécaniquement affaiblie (de manière connue en soi) au cas o l'on souhaite que le susdit longeron cède sous l'effort. La tête 3 est également associée à la partie rigide 19 du châssis 2, à l'aide d'organes de support 23 qui sont disposés avec un axe W incident vis-à-vis de l'axe longitudinal K du véhicule 1 le long duquel est situé l'axe du couloir 14 cité plus haut. Ces organes 23 sont interposés entre la susdite partie 19 et la tête 3 dans un volume 25 présent entre ces dernières. Dans ce volume sont placés des moyens absorbeurs de chocs 28, ayant un axe X parallèle à l'axe K du véhicule et reliés, à une extrémité 28A, à la tête 3 et, à l'extrémité opposée 28B, à la partie rigide 19 du châssis 2. Ces moyens 18 sont, de préférence, des éléments 30 en nid d'abeilles réalisés en métal léger (tel que par exemple en aluminium) ou en alliage léger, par exemple du type à cellules hexagonales connu sous la dénomination10 commerciale AEROWEB qui est un produit de CIBA GEIGY COMPOSITES. Ces éléments 30 peuvent être des éléments monopièces ou comprendre plusieurs parties reliées entre elles de façon à constituer un corps ayant la longueur souhaitée. En variante, les moyens 28 peuvent être des corps en élastomère ou bien de vrais actionneurs hydrauliques, interposés entre la tête 3 et la partie 19 du châssis 2. On suppose à présent que l'on utilise le véhicule 1. On suppose que celui-ci est soumis à un choc pendant qu'il se déplace, à une vitesse à laquelle l'action amortissante des tampons s'avère être insuffisante. Dans un tel cas, les longerons 16 se déforment, la déformation ou l'affaissement se faisant au niveau de leur zone 18, de manière telle par exemple que leurs parties 16A convergent vers l'axe K du véhicule 1. Simultanément, la tête 3 se déplace le long de cet axe K à l'encontre des moyens amortisseurs 28 et d'une manière guidée le long de cet axe. Ceci est obtenu grâce au déplacement du corps 13 (servant de patin) dans le couloir 14. En même temps, les organes 23 se déforment également vers l'axe K, en permettant un tel déplacement. Grâce aux moyens 28, la sollicitation dérivant du choc est au moins partiellement absorbée et ne se transfère pas au châssis 2, évitant ainsi le risque d'endommagement important au niveau de celui-ci. La présence du corps 13, mobile dans le cas de chocs dans le couloir 14, permet d'avoir toujours la même déformation de la tête 3 le long de l'axe K, quelle que soit la direction de la force de choc, quel que soit le5 point de la tête qui est soumis au choc et quelle que soit la hauteur sur la tête à laquelle cette force est appliquée. Grâce à la forme de réalisation particulière du véhicule selon l'invention, la tête soumise à un choc se déformera toujours d'une manière contrôlée et les sollicitations par choc ne seront pas transmises dans leur intégralité au châssis 2 du véhicule. REVENDICATIONS 1. Véhicule ferroviaire (1) comprenant un châssis (2) pourvu d'une tête (3) à laquelle sont associés des tampons (4) usuels, caractérisé par le fait que la5 tête (3) est supportée de façon rigide par le châssis (2) à l'aide de moyens de support (16, 23) susceptibles de se déformer de manière contrôlée s'ils sont exposés à des sollicitations par choc, la tête (3) coopérant avec des moyens absorbeurs de chocs (28) interposés entre elle et10 une partie rigide (19) du châssis (2). 2. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage (14) opérant dans le cas de déformation de la tête (3), ces moyens étant associés au châssis (2) et15 étant susceptibles de coopérer avec des contre-moyens (13) associés à la tête (3). 3. Véhicule ferroviaire selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de guidage comprennent une cavité ou un couloir (14) prévu(e) dans le châssis, et les contre-moyens comprennent un corps (13) associé à la tête (3), ledit corps se déplaçant dans le couloir (14) dans le cas de choc du véhicule ferroviaire contre un obstacle. 4. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de support à déformation contrôlée comprennent des organes de support (16) qui supportent latéralement la tête (3) et sont reliés à une partie rigide (19) de la tête (2). 5. Véhicule ferroviaire selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les organes de support (16) prévoient au moins une zone (18) d'affaissement sous l'effort. 6. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de support à déformation contrôlée comprennent des organes de support (23) disposés entre la tête (3) et une partie rigide (19) du châssis (2) du véhicule et présentant un axe (W) incident dans l'axe longitudinal (K) du véhicule (1) le long duquel la tête (3) se déplace en cas de choc. 7. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens absorbeurs de chocs (28) sont disposés avec un axe longitudinal (X) parallèle à l'axe longitudinal (K) du véhicule (1).10 8. Véhicule ferroviaire selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens absorbeurs de chocs sont constitués d'au moins un élément métallique en nid d'abeilles (30). 9. Véhicule ferroviaire selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'élément en nid d'abeilles est réalisé en métal léger, tel que de l'aluminium, ou bien en alliage léger, tel qu'un alliage d'aluminium. 10. Véhicule ferroviaire selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'élément en nid d'abeilles (30) est réalisé d'une seule pièce. 11. Véhicule ferroviaire selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'élément en nid d'abeilles (30) comprend une pluralité de parties placées de façon adjacente et le long d'un même axe (X). 12. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens absorbeurs de chocs (28) sont constitués d'au moins un corps en matériau élastomère. 13. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens absorbeurs (29) sont constitués d'au moins un actionneur hydraulique.