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CA 02364957 2001-12-18
VÉHICULE FERROVIAIRE Ä CABINE DE CONDUITE COMPORTANT UNE
STRUCTURE ABSORBEUSE D'ÉNERGIE ADAPTÉE Ä UNE COLLISION
AU-DESSUS DU CHäSSIS DU VÉHICULE
L'invention se rapporte au domaine de la construction de véhicules, en
particulier de
véhicules ferroviaires â cabine de conduite, et a pour objet un tel véhicule
comportant une structure absorbeuse d'énergie assurant la protection du
conducteur
du véhicule en cas de collision.
Les véhicules ferroviaires existant actuellement sont équipés à leurs
extrémités de
moyens destinés à supporter les sollicitations que subit le véhicule en
conditions
normales de circulation et lors de chocs à faible vitesse, dits chocs
"d'accostage'.
Il est également connu, du document FR-A-2 698 840, d'équiper les véhicules
ferroviaires à cabine de conduite d'une structure métallique absorbeuse
d'énergie
ayant pour fonction de protéger les passagers et le conducteur du véhicule en
cas de
chocs importants, par exemple lors d'une collision avec un autre train. Le
véhicule
comporte alors des zones de déformation plastique dynamique, formées
d'éléments
absorbeurs d'énergie fixes ou interchangeables, prévues aux extrémités du
véhicule.
2 0 Cependant, une telle structure est prévue pour absorber l'énergie d'un
choc important
au niveau des longerons du châssis du véhicule, mais n'est pas adaptée pour un
choc
avec un obstacle venant percuter la cabine de conduite du véhicule ferroviaire
au
dessus du niveau du châssis. Un tel cas pèut se présenter lors d'un choc
direct avec
un obstacle venant heurter le véhicule ferroviaire à hauteur de la cabine de
conduite
mais également lors d'un choc avec un obstacle pour lequel les éléments
absorbeurs
d'énergie du châssis sont surdimensionnés pour assurer une bonne absorption du
choc. En effet, dans un tel cas, la rigidité importante du châssis et la forme
plongeante de l'extrémité du train conduisent le plus souvent au soulèvement
de
l'obstacle percuté qui vient alors frapper la cabine de conduite en provoquant
des
3 0 dëformations non contrôlées de cette dernière, mettant en danger la vie du
conducteur.
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La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un
véhicule ferroviaire dont la cabine de conduite comporte un bouclier de
protection
qui soit adapté pour absorber l'énergie d'un choc avec un obstacle venant
percuter la
cabine de conduite au 'dessus du niveau des longerons du châssis du véhicule
et qui
soit simple et économique à réaliser.
L'invention a pour objet un véhicule ferroviaire comportant une extrémité
munie
d'une cabine de conduite, le véhicule comportant un châssis rigide s'étendant
sous la
cabine de conduite, caractérisé en ce qu'il comporte un bouclier de protection
disposé devant la cabine de conduite et muni d'une structure rigide, le
bouclier de
protection reposant sur le châssis et étant relié au châssis par
l'intermédiaire d'au
moins un élément absorbeur d'énergie interposé localement entre le bouclier et
le
châssis.
Selon des modes particuliers de réalisation, le véhicule ferroviaire selon
l'invention
peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises
isolément ou
selon toutes les combinaisons techniquement possibles
- le ou les éléments absorbeurs d'énergie relient longitudinalement le
bouclier de
protection au châssis de manière à permettre un déplacement du bouclier de
protection par rapport au châssis suivant la direction longitudinale du
véhicule, par
déformation du ou dés éléments absorbeurs d'énergie lors d'un choc frontal ;
- le châssis et le bouclier de protection possédent, au niveau de leur
interface, des ,
formes complémentaires constituant un dispositif de guidage de type glissière
suivant
la direction longitudinale du véhicule ;
- le bouclier de protection est constitué d'une structure rigide s'étendant
verticalement sur la hauteur de la cabine de conduite et comportant une
ouverture en
regard du pare-brise du véhicule ;
- le bouclier de protection s'étend également latérallement sur les cotés de
la cabine
de conduite pour former une structure enveloppante ;
- le bouclier de protection et le châssis sont localement reliés directement
l'un à
l'autre par des éléments de fixations fusibles ;
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- la partie supérieure du bouclier de protection est reliée, par
l'intermédiaire
d'éléments absorbeurs d'énergie, à des éléments de structure solidaires du
châssis ;
- la face avant du bouclier de protection supporte des éléments absorbeurs
d'énergie
s'étendant en direction de l'extrémité avant du véhicule ;
- l'extrémité avant du châssis supporte des éléments absorbeurs d'énergie ;
- le ou les éléments absorbeurs d'énergie sont constitués par des structures à
déformation programmée ;
- l'extrémité avant du châssis supporte un chasse-obstacle.
On comprendra mieux les buts; aspects et avantages de la présente invention,
d'après
la description donnée ci-après d'un mode particulier de réalisation de
(invention,
présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés,
dans
lesquels
- La figure 1 est une we en perspective d'une extrémité de véhicule
ferroviaire;
partiellement éclatée, équipé d'une structure conforme à l'invention ;
- La figure 2 est une we éclatée en perspective à plus grande échelle d'une
partie
de la structure formant l'extrémité avant du véhicule de la figure 1;
- La figure 3 est une we en perspective de la staructure formant l' extrémité
avant
du véhicule de la figure 1 avant un choc ;
- La figure 4 est une we analogue à celle de la figure 3 après un choc à
hauteur de
la cabine de conduite du véhïcule ferroviaire.
Pour faciliter la lecture du dessin, seuls les éléments nécessaires à la
compréhension
de l'invention ont été représentés. Les mêmes éléments portent les mêmes
références
d'une figure à l'autre.
La figure 1 représente l'extrémité avant d'un véhicule ferroviaire comportant
un
châssis 1 rigide indéformable assurant la rigidité du véhicule et une peau 5
réalisant
l'enveloppe esthétique du véhiçule et supportant un pare-brise 9.
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Le véhicule est équipé d'une cabine de conduite munie d'une structure pour la
protection du conducteur, représentée en éclatée sur la figure 2,
s'interposant entre la
partie de la peau 5 définissant la face avant du véhicule et l'intérieur de la
cabine de
conduite. Cette structure comporte un bouclier de :protection 3 rigide,
indéformable,
présentant une paroi frontale 3a s'étendant verticalement sur sensiblement
toute la
hauteur de la cabine de conduite et présentant deux parois latérales 3b
s'étendant
latéralement de chaque côté de la cabine de conduite. La paroi frontale 3a est
munie
d'une large ouverture 10 en regard du pare-brise 9 du véhicule offrant un bon
champ
de vision au conducteur.
Conformément aux figures 2 et 3, le bouclier de protection 3 comporte une
semelle
3c reposant sur une surface supérieure la plane du châssis 1 et comporte deux
bras
de guidage 11 prolongeant respectivement les deux parois latérales 3b du
bouclier de
protection 3 vers le bas. Chaque bras de guidage 11 s'étend verticalement à
proximité d'un longeron lb du châssis 1 et présente une extrémité inférieure
munie
d'un rebord 15 s'étendant sous le longeron lb pour former une butée anti-
soulèvement empêchant le soulèvement du bouclier de protection 3 par rapport
au
châssis 1.
Le bouclier de protection 3 est relié longitudinalement au châssis 1 au niveau
de
chaque bras de guidage 11 par une entretoise déformable 6 interposée entre une
face
amère 1 la du bras de guidage 11 et une face d'appui 1c appartenant à un
épaulement
du châssis 1 disposé en regard de la face amère l 1 a du bras de guidage 11.
Dans
l'exemple de réalisation représenté, l'entretoise déformable 6 se présente
avantageusement sous la forme d'assemblages de tôles à déformation plastique
programmée, dont chaque extrémité longitudinale est munie d'une collerette
permettant sa fixation par boulonnage.
Le bouclier de protection 3 comporte également, dans sa partie haute, deux
poutres
de liaison 12 s'étendant' en direction de l'arrière du véhicule et reliées à
un anneau de
structure, non représenté sur les figures, supporté par le châssis 1 du
véhicule. Les
deux poutres de liaison 12 sont constituées d'assemblages de tôles à
déformation
plastique programmée formant des éléments absorbeurs d'énergie à propriétés de
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résistance mécanique sensiblement équivalentes à celles des entretoises 6
déformables.
Avantageusement, la tenue du bouclier de protection 3 sur le châssis 1 est
assurée
localement par des boulons fusibles non représentés sur les figures.
5 Conformément à la figure 3, la face avant de la paroi frontale 3a du
bouclier de
protection 3 supporte un ensemble de caissons 7 absorbeurs d'énergie faisant
sailli
vérs la face avant du véhicule. De manière préférentielle, les propriétés de
résistance
mécanique des caissons 7 absorbeurs d'énergie sont inférieures à celle des
entretoises
6 et des poutres de liaison 12 entraînant, en cas de choc, une déformation
progressive
de l'ensemble des caissons 7 absorbeurs d'énergie avant d'entraîner la
déformation
des entretoises 6 et des poutres de liaison 12.
L'extrémité avant du châssis 1 du véhicule est munie de manière classique de
deux
butées antichevauchements 8 absorbeurs d'énergie disposés dans le prolongement
des longerons lb, de part et d'autre d'un attelage automatique 13 constitué
d'une tête
d'attelage relié à une traverse de tête du châssis 1 par l'intermédiaire d'un
élément
absorbeur d'énergie. Les butées antichevauchements 8 absorbeurs d'énergie
possèdent des propriétés de résistance mécanique trés élevées, qui sont
adaptées pour
amortir les quantités d'énergie mises en jeu lors d'un choc avec un autre
véhicule
ferroviaire.
La figure 4 illustre la déformation de la structure du véhicule précédemment
décrit
après un choc avec un obstacle ayant percuté la fane avant du véhicule au
dessus du
niveau des longerons 1b du châssis 1, sensiblement à hauteur des caissons 7
absorbeurs d'énergie supportés par la face avant du bouclier de protection 3.
Conformément à cette figure, lors d'un tel impact, les caissons 7 absorbeurs
d'énergie de la face avant du bouclier de protection 3 sont écrasés, absorbant
ainsi
une partie de l'énergie du choc et l'énergie résiduelle du choc est absorbée
par la
déformation progressive des entretoises 6 et des poutres de liaison 12,
entraînant un
déplacement vers l'arrière du bouclier de protection 3 relativement au châssis
1, le
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bouclier de protection 3 étant guidé sur le châssis l tout au long de svn
déplacement
par les deux bras de guidage 11.
Un tel déplacement progressif du bouclier de protection 3 perfnet d'absorber
l'énergie du choc tout en conservant l'intégrité du. bouclier de protection 3,
ce qui
assure un espace de survie pour le conducteur qui est en permanence à l'abri
dernère
Ie bouclier de protection 3. Comme on peut le voir sur cette figure, le recul
du
bouclier de protection 3 s'effectue sur une course qui ne peut être supérieure
à une
course maximale donnée, la face d'appui 1 c du chàssis 1 coopérant avec les
bras de
guidage 11 pour bloquer le déplacement du bouclier 3 au-delà de la plage
normale
d'absorption par écrasement des entretoises 6.
Pour assurer une grande sécurité à l'intérieur de Ia cabine de conduite 1,
cette
dernière est aménagée de manière à ce que le recul du bouclier de protection 3
sur la
plage d'écrasement des entretoises 6 n'entraîne pas de blessure du conducteur.
Ainsi,
le pupitre de commande du véhicule, non représenté, est .avantageusement fixé
au
bouclier de protection 3 afin qu'il reste intègre Lors du choc évitant ainsi
toute
déformation ou projection d'éléments. Le siège du conducteur pourra également
être
solidaire du bouclier de protection 3 de manière à s~ déplacer simultanément
avec le
bouclier de protection.
Un tel véhicule présente donc l'avantage d'assurer urne grande sécurité au
conducteur
en permettant l'absorption d'un choc ayant lieu directement à hauteur de la
cabine
par le recul contrôlé du bouclier de protection, ce dernier en conservant son
intégrité
assurant constamment sa fonction de bouclier protecteur.
Un tel véhicule présente également l'avantage d'avoir un châssis rigide
indéformable
qui s'étend jusqu'à proximité de la face avant du véhicule. Il est ainsi
possible de
fixer un chasse-obstacle, non représenté sur les figures, à proximité de
l'avant du
véhicule en le fixant directement sous le châssis rigide, évitant ainsi que
cela ne
perturbe le comportement du véhicule.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation
décrit et
illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent
possibles,
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notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par
substitution
d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de
l'invention.
