Brevet FR2840274A1 — publié le 20031205

mort V. L'invention se rapporte au domaine de la construction de vehicules, en particulier de vehicules ferroviaires, et a pour objet un dispositif contre ['intrusion d'une vitre dans une cabine lors d'un choc ainsi qutun vehicule comportant un tel dispositif. Les vehicules ferroviaires comportent habituellement une cabine de conduite munie d'un pare-brise qui est fixe sur une peau realisant l'enveloppe esthetique du vehicule, permettant ainsi d'avoir une liaison pare-brise/carrosserie possedant une bonne aerodynamique. Toutefois, une telle peau possede une structure qui n'est pas prevue pour resister aux chocs importants, la rigidite du vehicule etant assuree par une structure independante, si bien qu'en cas de choc violent avec un obstacle venant briser la peau, le pare-brise est projete dans la cabine de conduite mettant en danger la vie du conducteur. La presente invention a pour but de pallier ces inconvenients en proposant un dispositif contre ['intrusion d'une vitre dans une cabine d'un vehicule ferroviaire lors d'un choc qui soit simple et economique a realiser. A cet effet, ['invention a pour objet un dispositif contre ['intrusion d'une vitre dans une cabine d'un vehicule ferroviaire lors d'un choc, le vehicule comportant une structure de protection s'interposant entre la vitre et l'interieur de la cabine, la structure de protection comportant une ouverture en regard de la vitre, caracterise en ce que la structure de protection supporte des elements anti-intrusion apses a se deplacer pour venir obstruer au moins partiellement l'ouverture. Selon des modes particuliers de realisation, le dispositif contre ['intrusion d'une vitre dans une cabine de vehicule ferroviaire peut comprendre l'une ou plusieurs des caracteristiques suivantes prises isolement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - les elements anti-intrusions se deplacent sur commande prealablement au choc; - les elements anti-intrusions se deplacent lors du choc, le deplacement de ces derniers etant provoque par l'enfoncement de la vitre en direction de la cabine; - la structure de protection supporte des elements absorbeur d'energie a deformation programmee s'interposant entre la vitre et la structure de protection; - la deformation des elements absorbeurs d'energie lors du choc provoque le deplacement des elements antiintrusion devant ltouverture; - les absorbeurs d'energie comportent une face venant au contact de la vitre et les elements anti-intrusions vent constitues par des volets qui vent rattaches aux elements absorbeurs d'energie dans une position n'occultant pas initialement l'ouverture, les elements absorbeurs d'energie possedant une forme adaptee pour que, lors de leur deformation, les volets se deplacent et s'orientent vers l'ouverture afin d'obstruer partiellement cette derriere; - les elements absorbeur d'energies vent des structures deformables de section trapezoidale comportant une grande base s'appuyant sur le pourtour de ltouverture et une petite base s'etendant a proximite de la vitre en bordure de cette derriere, le voles etant rattache a la structure deformable a proximite de la vitre et possedant une extremite libre stappuyant sur le bord de l'ouverture; - les elements anti-intrusion vent constitues par au moins un verin precontraint comportant un pied relic a la structure de protection, le verin comportant une tige coulissante munie d'une tete maintenue en bordure de l'ouverture par des moyens de blocage, les moyens de blocage reagissant lors d'un choc sur la vitre pour liberer la tete de la tige coulissante du verin et permettre son extension en regard de l'ouverture; - les elements anti-intrusions vent des elements elastiques tendus entre deux points de la structure de protection disposes sur deux cotes differents de l'ouverture, chaque element elastique etant maintenu, sous tension, parallelement au bord adjacent de l'ouverture par un ou plusieurs elements de maintien; - la surface de l'ouverture est sensiblement egale a la surface de la vitre. L'invention concerne egalement un vehicule ferroviaire comportant une cabine munie d'une vitre, caracterise en ce qutil comporte un dispositif contre ['intrusion de la vitre dans la cabine de conduite conforme aux caracteristiques precedemment decrites. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la presente invention, d'apres la description donnee ci-apres de plusieurs modes de realisation de ['invention, presentes a titre d'exemples non limitatifs, en se referent aux dessins annexes, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un vehicule ferroviaire equipe d'un dispositif contre ['intrusion d'un pare-brise dans une cabine de conduite selon un premier mode de realisation de 1'invention; - les figures 2 et 4 vent des vues en perspective, respectivement avant et apres un choc, d'une cabine de conduite munie du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe partielle illustrant le dispositif contre 1'intrusion de la figure 1 avant et apres le choc; - la figure 5 est une vue en perspective d'une structure de cabine de conduite munie d'un dispositif contre ['intrusion d'un pare-brise selon une variante de realisation de ['invention; - la figure 6 est une we de detail illustrant le fonctionnement du dispositif de la figure S; - la figure 7 est une vue en perspective du dispositif de la figure S apres un choc; - la figure est une vue similaire a la figure 6 d'une variante de realisation du dispositif de la figure S. - la figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un vehicule ferroviaire equipe d'un dispositif contre ['intrusion selon un autre mode de realisation de ['invention. - les figures 10 et 11 vent des vues en perspective, respectivement avant et apres un choc, d'une cabine de conduite muni du dispositif de la figure 9. Pour faciliter la lecture du dessin, seuls les elements necessaires a la comprehension de ['invention ont ete representes. Les memes elements portent les memes references d'une figure a l'autre. La figure 1 represente un vehicule ferroviaire comportant une peau 6 realisant l'enveloppe esthetique du vehicule et un chassis 4 rigide muni a son extremite avant d'un element absorbeur d'energie 9. La peau 6 presente une face avant comportant un pare-brise feuillete 2 fixe de maniere affleurante sur la peau 6 par exemple au moyen d'une coque plastique 7. Conformement a la figure 1, le vehicule comporte une cabine de conduite 1 disposee derriere la face avant du vehicule, cette cabine de conduite comportant un pupitre de commande 5 place a proximite de la base du parebrise 2 du vehicule et un fauteuil en regard du pupitre pour accueillir le conducteur. Le vehicule comporte egalement un dispositif contre ['intrusion du pare-brise 2 dans la cabine 1, ce dispositif comportant un bouclier de protection 3 interpose entre la face avant du vehicule formee par la peau 6 du vehicule et l'interieur de la cabine de conduite 1, ce bouclier de protection 3 etant supporte par le chassis 4. Conformement a la figure 2, le bouclier de protection 3 est forme d'une structure metallique supportant une paroi frontale rigide, indeformable, s'etendant sur toute la hauteur de la cabine de conduite 1 et presentant une ouverture 8 rectangulaire disposee en regard du pare-brise 2 du vehicule, cette ouverture 8 permettant la vision du conducteur et possedant une surface sensiblement egale a la surface du pare- brise 2. Le bouclier de protection 3 comporte egalement deux parois laterales dont l'une est munie d'une ouverture pour permettre l'acces au conducteur. Le bouclier 3 supporte, autour de l'ouverture 8, un cadre de baie 10 absorbeur d'energie comportant quatre structures 11 a deformation programmee disposees parallelement aux bords de l'ouverture 8. Conformement au schema superieur de la figure 3, illustrant le dispositif avant le choc, chaque structure 11 deformable presente une section trapezodale comportant une grande base s'appuyant sur le pourtour de l'ouverture et une petite base venant au contact du pare-brise 2 en bordure de ce dernier. Les structures 11 deformables supportent chacune un voles 12 sur leur flan interieur, oriente vers l'ouverture 8, ce voles etant constitue par une plaque metallique dont une extremite est soudee a la structure 11 deformable a proximite du pare-brise 2 et dont l'autre extremite est libre et repose sur le bord de l'ouverture 8 en debordant tres legerement a l'interieur de cette derriere. Le schema inferieur de la figure 3 ainsi que la figure 4 illustre l'etat du dispositif contre ['intrusion du pare-brise 2 apres un choc ayant provoque la projection du pare- brise 2 en direction de la cabine 1, par exemple par rupture de la coque plastique 7 assurant le maintien de ce dernier. Conformement a ces figures, lors de la projection du pare-brise 2 en direction de la cabine 1, les bords du pare-brise 2 en appui contre le cadre de baie 10 viennent deformer les structures 11 provoquant la deformation et le basculement des volets 12 vers l'interieur de l'ouverture 8, ce qui obstrue alors partiellement la surface de l'ouverture 8, limitant ainsi les risques d'intrusion du pare- brise 2 dans la cabine de conduite 1. Il resulte de ce qui precede que les risques d'intrusions du pare-brise ou d'autres objets dans la cabine vent minimises d'une part par ['absorption d'une partie de l'energie d'intrusion du pare-brise lors de la deformation du cadre de baie et d'autre part par ['obstruction de ltouverture par les volets. Les figures 5 a 7 presentent une variante de realisation du dispositif contre ['intrusion 1 0 d'un pare-brise selon ['invention dans laquelle le cadre de baie precedemment decrit est rempl ace par un cadre de b ai e 2 0 ab sorbeur d'energi e muni de mo yens anti - intrusions constitues par deux padres de verins 22 precontraints disposes en bordure de l'ouverture 8. Conformement a la figure 5 et au schema de gauche de la figure 6, le cadre de baie l 5 20 est constitue par un cadre rectangulaire entourant l'ouverture 8 comportant une face inferieure prenant appui sur le bouclier de protection 3 et une partie superieure deformable faisant saillie vers le pare-brise 2. La partie superieure du cadre 20 est formee d'une structure deformable 21 s'etendant sur le pourtour exterieur du cadre 20 et presente une face sup eri eure venant au contact du pare-bri se, ce dernier n' etant pas represente sur les figures S et 6, en bordure du pare-brise. Le cadre de baie 20 comporte, a proximite de deux bords opposes de l'ouverture 8, deux verins 22 precontraints disposes tetebeche parallelement au bord de l'ouverture 8, chaque verin 22 comportant un pied articule sur le cadre de baie 20 au moyen d'une liaison pivot 22a autorisant un mouvement de rotation du verin 22 dans le plan de l'ouverture 8, le verin 22 comportant une tige coulissante presentant une tete reliee par une liaison rotule 22b a la tete de la tige coulissante du verin 22 en vis-a-vis. Les verins 22 ainsi positionnes vent precontraints et ont leur tete en butee contre un flan de la structure deformable 21 la plus proche, les fetes etant alors legerement decalees par rapport a l'axe d passant par les pieds des deux verins 22. Conformement au schema de droite de la figure 6 et a la figure 7, lors d'un choc provoquant le deplacement du pare-brise 2 en direction de la cabine 1, l'energie du choc est partiellement absorbee par la deformation des structures deformables 21, la deformation de ces structures 21 provoquant simultanement un deplacement lateral des fetes des verins 22 en direction de l'ouverture 8 au-dela de l'axe d, engendrant ainsi la detente soudaine des verins 22 precontraints en regard de l'ouverture 8. Les verins 22 ainsi detendus empechent alors ['intrusion du pare-brise 2 dans la cabine 1. Une telle variante du dispositif contre ['intrusion presente l'avantage de permettre une forte extension des verins vers l'interi eur de l 'ouverture reduis ant d' autant la section l O de passage et assurant une grande efficacite au dispositif. La figure 8 represente une variante perfectionnee du dispositif precedemment decrit dans l aquelle le blo cage des verins 22 le long du bord de l 'ouverture 8 est reali se par des moyens de blocage commandes, tel un ergot 23 commande en translation par un moteur electrique. Cet ergot 23 est place entre l'axe d et l'ouverture 8 et sert de butee 1 5 aux fetes 22 b des verins 22. Le moteur electrique permet ['effacement de ['ergot 23 et la detente des verins 22 en regard de ltouverture 8 sur commande du conducteur a partir pupitre de commande S ou automatiquement a partir de capteurs de chocs. Une telle variante de realisation presente l'avantage de permettre une liberation des verins anti-intrusion 22 a la demande du conducteur, par exemple pour anticiper un choc. Les figures 9 a 11 presentent un autre mode de realisation du dispositif contre ['intrusion d'un pare-brise selon ['invention. Dans ce mode de realisation, la cabine de conduite 1, le chassis 4 du vehicule, les elements absorbeurs d'energie 9, la peau 6, le pare-brise 2 restent identiques a ceux decrits sur la figure 1. Conformement a la figure 10, le vehicule comporte un bouclier de protection 3 similaire a celui decrit precedemment mais qui supporte, autour de ltouverture 8, quatre filins elastiques 32 regulierement repartis autour de l'ouverture 8. Chaque filin elastique 32 est tendu entre deux points d'ancrage 34 du bouclier disposes sur deux cotes attenants de l'ouverture 8 et les filins 32 vent maintenus, sous forte tension, sensiblement parallelement au bord adjacent de l'ouverture 8 par une griffe de maintien 33 disposee dans ['angle commun aux deux bords recevant les points d'ancrage 34. Les griffes 33 vent montees dans le bouclier 3 au travers d'un logement autorisant un deplacement, sous effort, de la griffe 33 suivant un axe b perpendiculaire au pare-brise 2. Chaque griffe de maintien 33 comporte un doigt de retenu 33a du filin elastique 32 ainsi qutune bequille de transmission 33b s'etendant suivant l'axe b. La bequille de transmission 33b de chaque griffe, representee partiellement arrachee pour deux des griffes sur la figure 10, vient au contact du pare-brise 2 par l'intermediaire d'une extremite coudee alors que le doigt de retenu 33a s'interrompt en direction du pare-brise 2 afin de permettre la liberation du filin 32 lors d'un enforcement de la griffe 33 a l'interieur de son logement. Ainsi, comme cela est represente a la figure 11, lors d'un choc engendrant le deplacement du pare-brise en direction de l'ouverture 8, les griffes 33 vent enfoncees dans leur logement du fait de l'appui du pare-brise 2 sur les bequilles 33b, ce qui provoque ['effacement des doigts de retenu 33a a l'interieur du logement et la liberation soudaine des filins elastiques 32 qui se detendent partiellement en se 1 5 placant en travers de l'ouverture 8 limitant ainsi les risques d'intrusion du pare-brise 2 dans la cabine 3. Dans une variante perfectionnee du mode de realisation precedemment decrit, les quatre griffes 33 seront avantageusement rendues solidaires les unes des autres par des tiges de liaison afin qutune poussee exercee sur une seule des griffes 33 entrament l'enfoncement de ['ensemble des griffes 33 et la liberation simultanee des quatre flins elastiques 32. Dans une autre variante perfectionnee du mode de realisation precedemment decrit, les quatre griffes 33 auront leur mouvement de translation suivant l'axe b commande par des actionneurs, tels des verins pneumatiques, afin de permettre la liberation anticipee des filins elastiques en prevision d'un choc, par exemple sur demande du conducteur a partir du pupitre de commande S ou automatiquement a partir de capteurs portes par le vehicule. Bien entendu, ['invention ntest nullement limitee aux modes de realisation decrits et illustres qui n'ont ete donnes qu'a titre d'exemples. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers elements ou par substitution d' equivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Ainsi, dans une variante de realisation le bouclier de protection pourra etre constitue par un treillis metallique. Ainsi, bien que les differents modes de realisation precedemment decrits representent un dispositif contre l'intrusion d'un pare-brise dans une cabine de conduite, le dispositif selon l'invention pourra egalement etre utilise pour empecher l'intrusion d'une vitre laterale dans une cabine. REVENDI C AT I ON S 1) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) dans une cabine (1) d'un vehicule ferroviaire lors d' un cho c, ledit vehicul e comportant une structure de protection (3) s'interposant entre la vitre (2) et l'interieur de la cabine (1), ladite structure de protection (3) comportant une ouverture (8) en regard de la vitre (2), caracterise en ce que la structure de protection supporte des elements anti-intrusion (12, 22, 32) apses a se deplacer pour venir obstruer au moins partiellement ladite ouverture (8). 2) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) selon la revendication 1, caracterise l0 en ce que les elements anti-intrusions (22, 32) se deplacent sur commande prealablement au choc. 3) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) selon la revendication 1, caracterise en ce que les elements anti-intrusions (12, 22, 32) se deplacent lors du choc, le deplacement desdits elements anti-intrusion (12, 22, 32) etant provoque par l 5 ltenfoncement de la vitre (2) en direction de la cabine (1). 4) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caracterise en ce que la structure de protection (3) supporte des elements (11, 21) absorbeur d'energie a deformation programmee s'interposant entre la vitre (2) et la structure de protection (3). 5) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) selon la revendication 4, caracterise en ce que la deformation des elements absorbeurs d'energie (11, 21) lors du choc provoque le deplacement des elements anti-intrusion (12, 22) devant l'ouverture (8). 6) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) selon la revendication 5, caracterise en ce que les absorbeurs d'energie (11) comportent une face venant au contact de la vitre (2) et en ce que lesdits elements anti-intrusions vent constitues par des volets (12) qui vent rattaches aux elements absorbeurs d'energie (11) dans une position n'occultant pas initialement l'ouverture (8), lesdits elements absorbeurs d'energie (11) possedant une forme adaptee pour que, lors de leur deformation, les volets (12) se deplacent et s'orientent vers l'ouverture (8) afin d'obstruer partiellement cette derriere. 7) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) selon la revendication 6, caracterise en ce que les elements absorbeur d'energies (11) vent des structures deformables de section trapezodale comportant une grande base s'appuyant sur le pourtour de l'ouverture (8) et une petite base s'etendant a proximite de la vitre (2) en bordure de ce dernier, le voles (12) etant rattache a la structure deformable (11) a proximite de la vitre (2) et possedant une extremite libre s'appuyant sur le bord de l'ouverture (8). 8) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caracterise en ce que les elements anti-intrusion vent constitues par au moins un verin (22) precontraint comportant un pied relic a la structure de protection (3), ledit verin (22) comportant une tige coulissante munie d'une tete maintenue en bordure de l'ouverture (8) par des moyens de blocage, l 5 lesdits moyens de blocage reagissant lors d'un choc sur la vitre (2) pour liberer la tete de la tige coulissante audit verin (22) et permettre son extension en regard de l'ouverture (8). 9) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caracterise en ce que les elements anti-intrusions vent des elements elastiques (32) tendus entre deux points (34) de la structure de protection (3) disposes sur deux cotes differents de ltouverture (3), chaque element elastique (32) etant maintenu, sous tension, parallelement au bord adjacent de l'ouverture (8) par un ou plusieurs elements de maintien (33). ) Dispositif contre ['intrusion d'une vitre (2) selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, caracterise en ce que la surface de ltouverture (8) est sensiblement egale a la surface de la vitre (2). ll)Vehicule ferroviaire comportant une cabine (1) munie d'une vitre (2), caracterise en ce qu'il comporte un dispositif contre ['intrusion de la vitre (2) dans la cabine