Brevet FR2759338A1 — publié le 19980814

DISPOSITIF D'ABSORPTION D'ENERGIE ET VEHICULE, NOTAMMENT FERROVIAIRE, COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF D'ABSORPTION La présente invention concerne les dispositifs d'absorption d'énergie, en général, et porte, plus particulièrement, sur un dispositif d'absorption d'énergie, notamment pour véhicule ferroviaire. Conformément à l'état de la technique, les chocs légers à l'avant d'un véhicule, notamment ferroviaire, sont absorbés au moyen d'un pare choc monté sur éléments absorbants ou sur un attelage. De tels chocs peuvent également être absorbés au moyen de tampons, lesquelles présentent de faibles déplacement dans le sens du choc. De manière à absorber un choc d'amplitude plus élevée, des dispositifs d'absorption d'énergie doivent nécessairement permettre des déplacements de grande amplitude. Une solution de l'état de la technique consiste à utiliser des caissons déformables. Ces caissons déformables de l'art antérieur ont pour inconvénient majeur de ne pas pouvoir être disposés à l'avant du véhicule car ils constitueraient un allongement non acceptable du véhicule. Une solution connue à ce problème technique consiste à intégrer au châssis ces caissons déformables sous la cabine de conduite. Un inconvénient majeur de cette solution est que la déformation des caissons déformables de l'art antérieur entraîne la déformation de la cabine de conduite et donc la déformation plus ou moins importante, par exemple, du pare brise et du pupitre. Le conducteur présent dans la cabine de conduite peut donc être blessé lors d'un choc à l'avant du véhicule. Aussi un but de l'invention est-il un dispositif d'absorption d'énergie comportant un tel dispositif d'absorption ne présentant pas les inconvénients des dispositifs d'absorption d'énergie de l'art antérieur. Un autre but de l'invention est un dispositif d'absorption d'énergie permettant de conserver intact l'habitacle du conducteur après collision frontale ou légèrement de travers. Conformément à l'invention, le dispositif d'absorption d'énergie de forme générale parallélépipèdique intercalé entre une cabine de conduite et une caisse, se caractérise en ce que la face dudit parallélépipède de plus grande surface est disposée dans un plan formé par la face arrière d'une cabine de conduite et la face avant d'une caisse. Le dispositif d'absorption d'énergie de l'invention satisfait également à l'une au moins des caractéristiques suivantes: - le dispositif comporte: un premier anneau plan et un second anneau plan, lesdits premier et second anneaux plans se faisant face sans contact, des éléments de pivotement solidaires de la partie supérieure desdits premier et second anneaux plans, lesdits éléments de pivotement définissant un axe de pivotement X-X radial et en partie haute de ladite cabine de conduite, au moins un dispositif amortisseur disposé dans la partie inférieure desdits premier et second anneaux plans, l'absorption se faisant dans le sens longitudinal de ladite cabine de conduite, et un châssis de cabine, disposé dans la partie basse de ladite cabine de conduite et solidaire de ladite partie inférieure desdits premier et second anneaux plans, - l'extrémité arrière dudit châssis de cabine est solidaire au moins de la partie inférieure dudit premier anneau plan, - chaque dispositif amortisseur pénètre au moins partiellement dans ledit châssis de cabine, - chaque dispositif amortisseur est confiné entre les parties inférieures des premier et second anneaux plans, - au moins un des dispositifs amortisseurs pénètre au moins partiellement dans ledit châssis de cabine, les autres dispositifs amortisseurs étant confinés entre les parties inférieures des premier et second anneaux plans, - au moins un dispositif amortisseur se compose d'un élément avant susceptible de coulisser dans un élément fixe, - l'extrémité arrière dudit élément fixe dudit dispositif amortisseur prend appui sur la partie inférieure dudit second anneau plan et l'extrémité avant dudit élément fixe est disposée à travers ledit premier anneau plan au moyen d'un orifice pratiqué dans ledit premier anneau plan et ledit élément avant dudit dispositif amortisseur est solidaire de ladite partie inférieure dudit premier anneau plan et est maintenu en position initiale à l'extrémité avant dudit élément fixe, - lesdits dispositifs amortisseur sont de forme générale cylindrique, - lesdits éléments avants desdits dispositifs amortisseurs sont logés dans ledit châssis de cabine, - chaque dispositif amortisseur se compose d'une structure du type nid d'abeilles disposée entre lesdites parties inférieures desdits premier et second anneaux plans, - ledit premier anneau plan étant disposé parallèlement à la face arrière de la cabine de conduite, le second anneau plan est disposé parallèlement à la face avant de ladite caisse, - la partie inférieure dudit second anneau plan, sur lequel prend appui l'extrémité arrière dudit élément fixe, prend appui sur le châssis de ladite caisse, - chaque élément de pivotement comporte une première chape et une seconde chape, - chaque élément de pivotement se compose d'une rotule coopérant avec un palier glissant, - ledit châssis de cabine peut comporter sur sa partie avant des amortisseurs frontaux susceptibles d'amortir les chocs légers. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le véhicule, notamment ferroviaire, comporte un dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention. Un avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est d'empêcher la destruction de la cabine de conduite lors d'un choc. Un autre avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est que le dispositif peut être disposé à la demande. Un autre avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est de rendre possible l'évolution des capacités d'amortissement. Un autre avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est de permettre de ne pas pénaliser les caractéristiques du poste de conduite, à savoir: l'emprise, la visibilité et l'ergonomie. Un autre avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est de pouvoir être utilisé plusieurs fois. Un autre avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est de nécessiter un temps réduit pour la remise en état du véhicule après collision. Un autre avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est la possibilité de faire appel à des sousensembles d'absorption déjà éprouvés et donc de réduire les coûts. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description du mode de réalisation préféré du dispositif d'absorption d'énergie, description faite dans le cas d'un véhicule ferroviaire et en liaison avec les dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée, selon un mode de réalisation préféré, du dispositif d'absorption d'énergie conforme à l'invention, et - les figures 2 à 3 sont des vues latérales du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention, le dispositif d'absorption d'énergie étant, successivement, en positions initiale, intermédiaire et maximum. La figure 1 est une vue éclatée du dispositif d'absorption d'énergie conforme à l'invention. Le dispositif d'absorption d'énergie 1 est de forme générale parallélépipèdique et est intercalé entre la cabine de conduite 2 et la caisse 3. Conformément à l'invention, la face du parallélépipède de plus grande surface est disposée dans un plan formé par la face arrière 2A de la cabine de conduite 2 et la face avant 3A de la caisse 3. Le dispositif d'absorption d'énergie 1 comporte un premier anneau plan 4 et un second anneau plan 5, les premier et second anneaux plans se faisant face sans se toucher. Le premier anneau plan 4 étant disposé parallèlement à la face arrière 2A de la cabine de conduite 2, le second anneau plan 5 est disposé parallèlement à la face avant 3A de la salle voyageurs 3. Les premier 4 et second 5 anneaux plans sont solidaires dans leur partie supérieure à des éléments de pivotement 6. Les éléments de pivotement 6 définissent un axe de pivotement X-X radial à la cabine de conduite. Chaque élément de pivotement 6 comporte, par exemple, une première chape 7 et une seconde chape 8. Les première 7 et seconde 8 chapes sont susceptibles de comporter plusieurs éléments 7A, 7B, l'ensemble constituant la chape. La partie basse de la première chape 7 est fixée à la partie supérieure du premier anneau plan 4. De même, la partie basse de la seconde chape 8 est fixée à la partie supérieure du second anneau plan 5. La partie basse du dispositif d'absorption d'énergie 1 comporte au moins un dispositif amortisseur 9 dont les caractéristiques sont telles que l'absorption s'effectue dans le sens longitudinal de la cabine de conduite. De manière à bénéficier d'une grande courbe d'absorption et donc pour l'absorption de chocs importants, il est préférable que les dispositifs amortisseurs 9 pénètrent au moins partiellement dans le châssis de cabine 10. Dans le cas de chocs faibles, les dispositifs amortisseurs 9 sont confinés entre les parties inférieures des premier 4 et second 5 anneaux plans. il est clair qu'il est possible de combiner ou encore de juxtaposer ces deux types de dispositifs amortisseurs 9. Chaque dispositif amortisseur 9 se compose, par exemple, d'un élément avant 9A susceptible de coulisser dans un élément fixe 9B. L'extrémité arrière de l'élément fixe 9B du dispositif amortisseur 9 prend appui sur la partie inférieure du second anneau plan 5. L'élément avant 9A est solidaire de la partie inférieure du premier anneau plan 4 et est maintenu en position initiale à l'extrémité avant de l'élément fixe 9B. Le dispositif amortisseur 9 est, par exemple, de forme générale cylindrique. Un châssis de cabine 10, disposé de façon connue dans la partie basse de la cabine de conduite 2, permet de loger les éléments avants 9A des dispositifs amortisseurs 9. Conformément au mode de réalisation représenté à la figure 2, les éléments avants 9A ne sont pas en contact avec le châssis de cabine 10. Le châssis de cabine 10 peut comporter sur sa partie avant des amortisseurs frontaux 11 susceptibles d'amortir les chocs légers. Les figures 2 à 3 sont des vues latérales du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention, le dispositif d'absorption d'énergie étant, successivement, en positions initiale, intermédiaire et maximum. Comme indiqué précédemment, l'extrémité arrière de l'élément fixe 9B du dispositif amortisseur 9 prend appui sur la partie inférieure du second anneau plan 5. L'extrémité avant de l'élément fixe 9B est disposée à travers le premier anneau plan 4 au moyen d'un orifice pratiqué dans ce premier anneau plan 4. La partie inférieure du second anneau plan 5, sur lequel prend appui l'extrémité arrière de l'élément fixe 9B, prend appui sur le châssis 12 de la caisse constituant la salle voyageurs 3. L'élément avant 9A est solidaire de la partie inférieure du premier anneau plan 4 et est maintenu en position initiale à l'extrémité avant de l'élément fixe 9B. L'extrémité arrière du châssis de cabine 10 est également solidaire au moins de la partie inférieure du premier anneau plan 4 de manière à permettre de loger les éléments avants 9A des dispositifs amortisseurs 9. il résulte de ce qui précède que la partie inférieure du premier anneau plan 4 est susceptible de pivoter par rapport à l'axe de pivotement radial à la cabine de conduite, le second anneau plan restant fixe et adossé à la caisse constituant la salle voyageurs 3. Comme représenté à la figure 2, en position initiale les premier 4 et second 5 anneaux plans sont parallèles. Comme représenté aux figures 3 et 4, en position intermédiaire et maximum, les premier 4 et second 5 anneaux plans ne sont plus parallèles. Les dispositifs amortisseurs 9 agissent comme des pistons et permettent au dispositif d'absorption d'énergie 1 de maîtriser l'énergie liée au choc. Les éléments de pivotement 6 du dispositif d'absorption d'énergie 1 imposent la rotation du premier anneau plan 4 et permet de maîtriser la direction de la déformation de manière à transmettre l'effort vers le châssis 12 de la caisse. Il résulte de ce qui précède que le dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est capable d'absorber des chocs dont la direction forme un angle avec la direction de déplacement du véhicule. L'énergie liée à la masse et à la vitesse des véhicules, du fait d'un choc sur l'avant du châssis de cabine 10 ou sur les amortisseurs frontaux 11, est emmagasinée par le dispositif d'absorption d'énergie 1. Ce dispositif d'absorption d'énergie permet donc de préserver l'habitacle de la cabine de conduite pour une plus grande sécurité du conducteur. Le dispositif d'absorption d'énergie est réversible et admet ainsi plusieurs fois un choc. Le dispositif d'absorption d'énergie peut ainsi être utilisé en complément des amortisseurs frontaux 11. Chaque dispositif amortisseur 9 est également susceptible de se composer, selon un mode de réalisation non représenté, d'une structure du type nid d'abeilles disposée entre les parties inférieures des premier 4 et second 5 anneaux plans. Chaque élément de pivotement 6 est également susceptible de se composer, selon un mode de réalisation non représenté, d'une rotule coopérant avec un palier glissant. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'absorption d'énergie (1) de forme générale parallélépipèdique intercalé entre une cabine de conduite (2) et une caisse (3), caractérisé en ce que la face dudit parallélépipède de plus grande surface est disposée dans un plan formé par la face arrière (2A) d'une cabine de conduite (2) et la face avant (3A) d'une caisse (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, lequel comporte: - un premier anneau plan (4) et un second anneau plan (5), lesdits premier (4) et second (5) anneaux plans se faisant face sans contact, - des éléments de pivotement (6) solidaires de la partie supérieure desdits premier (4) et second (5) anneaux plans, lesdits éléments de pivotement (6) définissant un axe de pivotement X-X radial et en partie haute de ladite cabine de conduite (2), - au moins un dispositif amortisseur (9) disposé dans la partie inférieure desdits premier (4) et second (5) anneaux plans, l'absorption se faisant dans le sens longitudinal de ladite cabine de conduite (2), et - un châssis de cabine (10), disposé dans la partie basse de ladite cabine de conduite (2) et solidaire de ladite partie inférieure desdits premier (4) et second (5) anneaux plans. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l'extrémité arrière dudit châssis de cabine (10) est solidaire au moins de la partie inférieure dudit premier anneau plan (4). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque dispositif amortisseur (9) pénètre au moins partiellement dans ledit châssis de cabine (10). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque dispositif amortisseur (9) est confiné entre les parties inférieures des premier (4) et second (5) anneaux plans. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel au moins un des dispositifs amortisseurs (9) pénètre au moins partiellement dans ledit châssis de cabine (10), les autres dispositifs amortisseurs (9) étant confinés entre les parties inférieures des premier (4) et second (5) anneaux plans. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel au moins un dispositif amortisseur (9) se compose d'un élément avant (9A) susceptible de coulisser dans un élément fixe (9B). 8. Dispositif selon la revendication 7 non dépendante de la revendication 5, dans lequel l'extrémité arrière dudit élément fixe (9B) dudit dispositif amortisseur (9) prend appui sur la partie inférieure dudit second anneau plan (5) et l'extrémité avant dudit élément fixe (9B) est disposée à travers ledit premier anneau plan (4) au moyen d'un orifice pratiqué dans ledit premier anneau plan (4) et ledit élément avant (9A) dudit dispositif amortisseur (9) est solidaire de ladite partie inférieure dudit premier anneau plan (4) et est maintenu en position initiale à l'extrémité avant dudit élément fixe (9B). 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel lesdits dispositifs amortisseur (9) sont de forme générale cylindrique. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 6 à 9, dans lequel lesdits éléments avants (9A) desdits dispositifs amortisseurs (9) sont logés dans ledit châssis de cabine (10). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque dispositif amortisseur (9) se compose d'une structure du type nid d'abeilles disposée entre lesdites parties inférieures desdits premier (4) et second (5) anneaux plans. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel ledit premier anneau plan (4) étant disposé parallèlement à la face arrière (2A) de la cabine de conduite (2), le second anneau plan (5) est disposé parallèlement à la face avant (3A) de ladite caisse (3). 13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel la partie inférieure dudit second anneau plan (5), sur lequel prend appui l'extrémité arrière dudit élément fixe (9B), prend appui sur le châssis (12) de ladite caisse (3). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel chaque élément de pivotement (6) comporte une première chape (7) et une seconde chape (8) 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel chaque élément de pivotement (6) se compose d'une rotule coopérant avec un palier glissant. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel ledit châssis de cabine (10) peut comporter sur sa partie avant des amortisseurs frontaux (11) susceptibles d'amortir les chocs légers. 17. Véhicule, notamment ferroviaire, comportant un dispositif d'absorption d'énergie (1) tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes.