Brevet FR2789038A1 — publié le 20000804

DISPOSITIF ABSORBEUR DE CHOCS POUR VÉHICULES FERROVIAIRES OU AUTRES La présente invention concerne un dispositif absorbeur de chocs pour véhicules ferroviaires associé en particulier au système d'attelage automatique de ce type de véhicule. Le dispositif absorbeur selon l'invention permet d'atténuer de manière efficace les effets d'un choc important lors d'un incident d'accostage ou même lors d'un accident, c'est-à-dire un choc qui se propage selon l'axe longitudinal du véhicule. Le dispositif absorbeur selon l'invention comprend une structure en forme de tiroir, fixée sur le bâti du véhicule au moyen d'organes susceptibles de se rompre par cisaillement, laquelle structure coopère avec des rails parallèles entre eux et disposés symétriquement par rapport à l'axe dudit véhicule, lesquels rails comportent des zones qui sont usinables par des couples d'outils disposés sur ledit tiroir, de part et d'autre de chacun desdits rails. Toujours selon l'invention, ce tiroir se présente sous la forme d'un caisson parallélépipédique, dont les faces latérales comportent d'une part, des rainures de guidage longitudinales coopérant avec les rails fixés sur le bâti du véhicule, et d'autre part, en saillie sur lesdites faces latérales, des épaulements qui font office de porte-outils, disposés symétriquement par rapport au plan passant par la partie médiane desdites rainures de guidage. Toujours selon l'invention, les outils d'usinage des rails sont disposés sensiblement à mi-longueur de la première moitié des faces latérales du tiroir et des rainures latérales de guidage, et la seconde moitié desdites faces latérales du tiroir, est aménagée pour permettre l'assemblage de ce dernier sur le bâti du véhicule. Toujours selon l'invention, chaque rail comprend un couple de zones d'usinage et ces zones sont disposées entre une partie faisant office d'épaulement, située du côté du bâti, pour permettre l'assemblage dudit rail sur ce dernier, et une partie faisant office de glissière pour réaliser le guidage du tiroir. Selon une autre disposition de l'invention, chaque zone d'usinage sur les rails, comprend deux parties séparées par une rainure intermédiaire 2 2789038 longitudinale, de façon à former, avec le même outil, deux copeaux séparés dont les sections sont rectangulaires, choisies en fonction des caractéristiques souhaitées en matière d'absorption d'énergie. Selon une autre disposition de l'invention, le début de la zone usinable de chaque rail est situé à une distance de l'outil correspondant qui est au moins égale à la course du tiroir nécessaire pour réaliser le cisaillement des organes d'assemblage dudit tiroir sur le bâti du véhicule. Toujours selon l'invention, les rails sont fixés sur le bâti au moyen de vis de façon à permettre leur interchangeabilité et ils sont également positionnes en butée à leur extrémité aval, contre un épaulement solidaire du bâti. Selon une autre disposition de l'invention, les outils d'usinage se présentent sous la forme de plaquettes fixées par vis sur le tiroir, chaque plaquette est positionnée avec son arête et sa face de coupe perpendiculaires au déplacement dudit tiroir et l'angle de dépouille est de l'ordre de 2 . L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels: - la figure 1 représente en perspective la partie avant ou arrière de la structure d'attelage d'un véhicule ferroviaire au niveau de laquelle est installé le dispositif absorbeur selon l'invention; - la figure 2 montre une section d'un rail de guidage usinable fixé sur le bâti du véhicule; - la figure 3 représente l'extrémité amont d'un rail; - la figure 4 représente, en perspective, vu du côté de l'attelage, le tiroir du dispositif absorbeur; - la figure 5 représente le tiroir, toujours en perspective, vu de l'autre côté; - la figure 6 représente un outil en forme de plaquette qui est normalement installé sur le tiroir; - la figure 7 représente une coupe de la plaquette représentée figure 6. La figure 1 représente, schématiquement, une portion d'un bâti 1 formant la structure d'attelage d'un véhicule ferroviaire, soit a l'arrière du véhicule en question. Ce bâti 1 comprend un bouclier 2 à partir duquel s'étendent des poutres longitudinales 3, dont les extrémités sont reliées par une plaque frontale 4 qui 3 2789038 comporte des moyens pour fixer le système d'attelage 5 représenté par un trait mixte fin. Ce système d'attelage 5 est articulé sur une chape 6 et il s'étend en saillie au-delà de la plaque 4. En cas d'incident d'accostage ou d'accident, ce système d'attelage 5 peut se rétracter dans le bâti 1, longitudinalement, c'est-à- dire selon l'axe du véhicule. Pour atténuer le choc, un dispositif d'absorption d'énergie est intégré au bâti et ce dispositif comprend une structure mobile constituée principalement d'un tiroir 7 qui est guidé entre les poutres centrales 31, sur des rails 9 solidaires desdites poutres. Le tiroir 7 porte l'attelage 5 au moyen de la chape 6 sur laquelle ledit attelage 5 est articulé, laquelle chape est fixée sur la paroi frontale 10 du tiroir 7. Ce tiroir 7 réalise la jonction entre l'attelage et le bâti 1. Il est fixé sur le bâti 1 et en particulier sur la plaque frontale 4, au moyen d'équerres 11 qui s'étendent de part et d'autre du tiroir. Le tiroir 7 est fixé sur les faces longitudinales des équerres 11 au moyen d'organes du genre boulons 12 susceptibles de se rompre par cisaillement en cas de choc important. L'aile longitudinale 13 de chaque équerre 11 peut se prolonger dans le logement du tiroir. Le tiroir est représenté d'une façon plus détaillée, figures 4 et 5. Ce tiroir se présente sous la forme d'un caisson parallélépipédique et il comporte sur ses faces latérales 14, une rainure 15 qui coopère avec un rail 9. Ces rails 9 sont parallèles entre eux, disposés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule et dans un plan horizontal. Chaque rainure 15 s'étend sur toute la longueur du tiroir, lequel tiroir se prolonge, au- delà de la face de fixation de la chape 10, avec des ailes 16 qui coopèrent avec les ailes 13 des équerres 11 permettant l'assemblage du tiroir sur le bâti 1. On remarque, sur les faces 14 du tiroir 7, les orifices 17 de positionnement des boulons de cisaillement 12. Dans l'exemple de réalisation, on utilise quatre boulons de cisaillement de chaque côté, lesquels boulons sont directement liés aux ailes 13 de chaque équerre 11. 4 2789038 Les côtés 14 du tiroir comportent des butées 20 en forme d'épaulements permettant, en cas de traction après un choc ayant provoqué la rupture des boulons de cisaillement 12, d'empêcher le déboîtement intempestif du tiroir 7, et en même temps de l'attelage 5, de l'ensemble du bâti 1. Ces butées- épaulements 20 sont en saillie par rapport aux faces latérales 14 et par rapport aux ailes 13 des équerres 11. Les épaulements 20 sont disposés symétriquement par rapport au plan horizontal passant par les rainures 15. Ces épaulements 20 sont aménagés pour accueillir des outils 21 en forme de plaquettes qui réalisent l'usinage du rail 9. Ces outils 21 sont disposés en couples de part et d'autre du rail 9 de façon à équilibrer les efforts. Ils se situent environ à mi-longueur de la première moitié de la rainure 15, et la seconde moitié de la longueur des faces latérales 14 sert à la fixation du tiroir 7 sur le bâti 1 par l'intermédiaire des équerres 11. La figure 6 montre un outil 21 en forme de plaquette. Cette plaquette est aménagée pour être fixée au moyen de vis, non représentées, sur les épaulements 20 et en particulier sur les surfaces 22 qui sont disposées dans un plan perpendiculaire aux rainures 15. Les outils 21 sont donc disposés par couples, de part et d'autre du rail 9 de façon à réaliser un usinage simultané du rail sur sa face supérieure et sur sa face inférieure. Chaque outil 21 usine le rail sur la largeur prévue à cet effet. Le rail 9 est représenté en coupe, figure 2. On remarque, en appui sur le bâti 1 et en particulier sur la face interne de la poutre 31, une partie du rail qui forme un épaulement 25. L'autre bordure du rail 9 comporte une partie servant de guide 26 pour la rainure 15 du tiroir, et la section de ce guide est carree ou rectangulaire. Cette partie guidage 26 comporte deux faces 27, qui sont parallèles au plan horizontal médian du tiroir 7 et une surface perpendiculaire 29 qui permet de centrer ledit tiroir. Entre l'épaulement 25 et la partie 26 servant au guidage, on trouve la zone destinée à être usinée. Cette zone 30 a des dimensions qui sont choisies en fonction de la quantité d'énergie à absorber par usinage. 2789038 La zone 30 se retrouve de façon symétrique de part et d'autre du plan horizontal médian du rail 9. Cette zone peut comporter une rainure centrale 32 qui permet de diviser en deux la section à usiner, de sorte que l'outil en forme de plaquette 21, réalise deux copeaux séparés dont les sections sont rectangulaires. En multipliant les sections à usiner, on améliore la stabilité du tiroir et la régularité de l'usinage; I'absorption d'énergie est de ce fait d'une grande régularité. La figure 3 montre l'extrémité amont d'un rail 9. Les outils 21 sont positionnés, par rapport au début de la section à usiner, à une distance qui correspond au moins au déplacement du tiroir 7 pour réaliser la rupture des boulons de cisaillement 12. L'usinage à grande vitesse du rail 9 ne commence en fait qu'après la rupture des boulons 12 afin d'éviter un pic trop important au niveau des efforts sur le tiroir 7. Les rails 9 sont fixés sur le bâti 1 et en particulier sur les faces internes des poutres 31 au moyen de vis. De préférence, ces rails 9 sont également en butée sur un épaulement 34 du bâti 1, disposé sur les faces internes des poutres 31. Les rails 9 sont composés de deux éléments 91, 92 de rapport de longueur 2/3, 1/3 permettant l'interchangeabilité partielle desdits rails et en particulier de la partie amont 91 en cas de choc léger. Ce remplacement étant de plus simplifié au maximum par l'accessibilité frontale par le bâti 1, les coûts de réparation sont très sensiblement diminués. Les outils 21 ont une largeur suffisante pour réaliser l'usinage de la zone 30. Ces outils ont une arête 35 et une surface de coupe 36 qui est perpendiculaire au sens de déplacement du chariot 7. On remarque, figure 7, que l'angle de dépouille des outils est de l'ordre de 2 . Un témoin de déformation 40 composé d'une rondelle ou autre, fixée par vis sur l'avant du tiroir 7, offre la possibilité de vérifier périodiquement l'état des boulons de cisaillement 12. En effet, la rondelle est réalisée de telle sorte que le moindre déplacement du tiroir 7 par rapport aux équerres 11, provoque la déformation ou la rupture de l'ensemble rondelle-vis. 6 2789038 - REVENDICATIONS - 1.- Dispositif absorbeur de chocs pour véhicules ferroviaires ou autres, interposé entre le bâti (1) dudit véhicule et les moyens d'attelage (5), caractérisé en ce qu'il comprend une structure en forme de tiroir (7), fixée sur ledit bâti par des organes (12) susceptibles de se rompre par cisaillement, laquelle structure coopère avec des rails (9) parallèles entre eux et disposés symétriquement par rapport à l'axe dudit véhicule, lesquels rails (9) comportent des zones (30) qui sont usinables par des couples d'outils (21) disposés sur ledit tiroir (7), I'ensemble permettant la fixation tout en absorbant de l'énergie par usinage desdits rails assurant en même temps le guidage de l'ensemble tiroir-attelage. 2.Dispositif absorbeur de chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir (7) se présente sous la forme d'un caisson dont les faces latérales (14) comportent d'une part, des rainures (15) réalisant le guidage longitudinal dudit tiroir, coopérant avec les rails (9), et d'autre part, disposés en saillie par rapport auxdites rainures (15) des épaulements (20) faisant office de porte-outils, disposés symétriquement par rapport au plan passant par la partie médiane desdites rainures (15), lesquels épaulements font également office de butées empêchant le déboîtement du tiroir (7) du bâti (1) après rupture des boulons de cisaillement (12). 3.- Dispositif absorbeur de chocs selon la revendication 2, caractérisé en ce que les outils d'usinage (21) sont disposés sensiblement à mi- longueur de la première moitié des rainures latérales (15), la seconde moitié des faces latérales (14) étant aménagée pour permettre l'assemblage du tiroir sur le bâti (1). 4.- Dispositif absorbeur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque rail (9) comprend un épaulement (25), en appui sur le bâti (1), une partie (26) servant au guidage et, entre les deux, les zones d'usinage (30) situées de part et d'autre du plan de symétrie. 5.- Dispositif absorbeur de chocs selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque zone d'usinage (30) comprend deux parties séparées par une 7 2789038 rainure centrale intermédiaire (32), de façon à former avec le même outil, deux copeaux séparés. 6.- Dispositif absorbeur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le début de la zone usinable sur les rails (9) est situé à une distance de l'outil (21) qui correspond au moins à la distance parcourue par le tiroir (7) pour réaliser le cisaillement des organes d'assemblage (12) de ce dernier sur le bâti (1). 7.- Dispositif absorbeur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les rails (9) sont fixés par vis sur le bâti (1), en butée à leur extrémité contre un épaulement (34) solidaire dudit bâti. 8.- Dispositif absorbeur de chocs selon la revendication 7, caractérisé en ce que les rails (9) sont composés de deux éléments (91, 92) de rapport de longueur 2/3, 1/3, permettant l'interchangeabilité partielle desdits rails et en particulier de la partie amont en cas de choc léger. 9.- Dispositif absorbeur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les outils d'usinage (21) se présentent sous la forme de plaquettes fixées par vis sur le tiroir, lesquelles plaquettes sont disposées avec leur arête et face de coupe perpendiculaires au sens de déplacement du tiroir. 10.- Dispositif absorbeur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte, disposé à l'avant du tiroir (7), un témoin de déformation (40) constitué par exemple d'une rondelle fixée par vis.