FR2759338A1 - Rail vehicle energy absorber - Google Patents
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Abstract
Description
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.ENERGY ABSORPTION DEVICE AND VEHICLE, ESPECIALLY
RAILWAY COMPRISING SUCH AN ABSORPTION DEVICE
The present invention relates to energy absorption devices, in general, and relates, more particularly, to an energy absorption device, in particular for a railway vehicle.
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. In accordance with the state of the art, light shocks at the front of a vehicle, in particular a rail vehicle, are absorbed by means of a bumper mounted on absorbent elements or on a coupling.
De tels chocs peuvent également être absorbés au moyen de tampons, lesquelles présentent de faibles déplacement dans le sens du choc. Such shocks can also be absorbed by means of buffers, which have little displacement in the direction of the shock.
De manière à absorber un choc d'amplitude plus élevée, des dispositifs d'absorption d'énergie doivent nécessairement permettre des déplacements de grande amplitude. In order to absorb a shock of higher amplitude, energy absorption devices must necessarily allow displacements of large amplitude.
Une solution de l'état de la technique consiste à utiliser des caissons déformables. A solution of the state of the art consists in using deformable boxes.
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. These deformable boxes of the prior art have the major drawback of not being able to be arranged at the front of the vehicle because they would constitute an unacceptable extension of the vehicle.
Une solution connue à ce problème technique consiste à intégrer au châssis ces caissons déformables sous la cabine de conduite. A known solution to this technical problem consists in integrating these deformable boxes under the driver's cab into the chassis.
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. A major drawback of this solution is that the deformation of the deformable boxes of the prior art causes the deformation of the driving cabin and therefore the more or less significant deformation, for example, of the windshield and the console.
Le conducteur présent dans la cabine de conduite peut donc être blessé lors d'un choc à l'avant du véhicule. The driver in the driver's cab can therefore be injured in an impact at the front of the vehicle.
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. An object of the invention is therefore an energy absorption device comprising such an absorption device which does not have the drawbacks of the energy absorption devices of the prior art.
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. Another object of the invention is an energy absorption device making it possible to keep the driver's cabin intact after a head-on or slightly crooked collision.
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. According to the invention, the energy absorption device of generally parallelepipedal shape interposed between a driving cabin and a body, is characterized in that the face of said parallelepiped of larger surface is arranged in a plane formed by the face rear of a driver's cabin and the front of a body.
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.The energy absorption device of the invention also satisfies at least one of the following characteristics:
- the device includes:
a first planar ring and a second planar ring, said first and second planar rings facing each other without contact,
pivoting elements integral with the upper part of said first and second planar rings, said pivoting elements defining a pivot axis XX radial and in the upper part of said driving cabin,
at least one damping device arranged in the lower part of said first and second planar rings, the absorption taking place in the longitudinal direction of said driving cabin, and
a cabin chassis, arranged in the lower part of said driving cabin and integral with said lower part of said first and second planar rings,
the rear end of said cabin chassis is secured at least to the lower part of said first planar ring,
each damping device penetrates at least partially into said cabin chassis,
each damping device is confined between the lower parts of the first and second planar rings,
at least one of the damping devices penetrates at least partially into said cabin chassis, the other damping devices being confined between the lower parts of the first and second planar rings,
- at least one damping device consists of a front element capable of sliding in a fixed element,
the rear end of said fixed element of said damping device bears on the lower part of said second flat ring and the front end of said fixed element is disposed through said first flat ring by means of an orifice made in said first flat ring and said front element of said damping device is integral with said lower part of said first flat ring and is held in the initial position at the front end of said fixed element,
said damping devices are generally cylindrical in shape,
said front elements of said damping devices are housed in said cabin chassis,
each damping device consists of a structure of the honeycomb type disposed between said lower parts of said first and second planar rings,
said first planar ring being arranged parallel to the rear face of the driving cabin, the second planar ring is arranged parallel to the front face of said body,
the lower part of said second flat ring, on which the rear end of said fixed element bears, bears on the chassis of said body,
each pivot element comprises a first yoke and a second yoke,
- each pivoting element consists of a ball joint cooperating with a sliding bearing,
- Said cabin chassis may include on its front part front shock absorbers capable of absorbing light impacts.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le véhicule, notamment ferroviaire, comporte un dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention. According to another characteristic of the invention, the vehicle, in particular rail, comprises an energy absorption device according to the 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. An advantage of the energy absorption device of the invention is to prevent the destruction of the driver's cabin during an impact.
Un autre avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est que le dispositif peut être disposé à la demande. Another advantage of the energy absorption device of the invention is that the device can be arranged on demand.
Un autre avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est de rendre possible l'évolution des capacités d'amortissement. Another advantage of the energy absorption device of the invention is that it makes it possible to change the damping capacities.
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. Another advantage of the energy absorption device of the invention is that it does not penalize the characteristics of the driving position, namely: grip, visibility and ergonomics.
Un autre avantage du dispositif d'absorption d'énergie de l'invention est de pouvoir être utilisé plusieurs fois. Another advantage of the energy absorption device of the invention is that it can be used several times.
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. Another advantage of the energy absorption device of the invention is that it requires a reduced time for repairing the vehicle after 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. Another advantage of the energy absorption device of the invention is the possibility of using already proven absorption sub-assemblies and therefore of reducing costs.
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.Other objects, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description of the preferred embodiment of the energy absorption device, description made in the case of a railway vehicle and in conjunction with the drawings in which:
FIG. 1 is an exploded view, according to a preferred embodiment, of the energy absorption device according to the invention, and
- Figures 2 to 3 are side views of the energy absorption device of the invention, the energy absorption device being, successively, in the initial, intermediate and maximum positions.
La figure 1 est une vue éclatée du dispositif d'absorption d'énergie conforme à l'invention. Figure 1 is an exploded view of the energy absorption device according to the 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. The energy absorption device 1 is of generally parallelepipedal shape and is interposed between the driving cabin 2 and the body 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. According to the invention, the face of the parallelepiped of larger surface is arranged in a plane formed by the rear face 2A of the driving cabin 2 and the front face 3A of the body 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. The energy absorption device 1 comprises a first plane ring 4 and a second plane ring 5, the first and second plane rings facing each other without touching.
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. The first planar ring 4 being arranged parallel to the rear face 2A of the driving cabin 2, the second planar ring 5 is arranged parallel to the front face 3A of the passenger room 3.
Les premier 4 et second 5 anneaux plans sont solidaires dans leur partie supérieure à des éléments de pivotement 6. The first 4 and second 5 planar rings are integral in their upper part with pivoting elements 6.
Les éléments de pivotement 6 définissent un axe de pivotement X-X radial à la cabine de conduite. The pivoting elements 6 define a pivot axis X-X radial to the driver's cabin.
Chaque élément de pivotement 6 comporte, par exemple, une première chape 7 et une seconde chape 8. Each pivoting element 6 comprises, for example, a first yoke 7 and a second yoke 8.
Les première 7 et seconde 8 chapes sont susceptibles de comporter plusieurs éléments 7A, 7B, l'ensemble constituant la chape. The first 7 and second 8 yokes are likely to include several elements 7A, 7B, the assembly constituting the yoke.
La partie basse de la première chape 7 est fixée à la partie supérieure du premier anneau plan 4. The lower part of the first yoke 7 is fixed to the upper part of the first plane ring 4.
De même, la partie basse de la seconde chape 8 est fixée à la partie supérieure du second anneau plan 5. Similarly, the lower part of the second yoke 8 is fixed to the upper part of the second plane ring 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. The lower part of the energy absorption device 1 comprises at least one damping device 9 whose characteristics are such that the absorption takes place in the longitudinal direction of the driving cabin.
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. In order to benefit from a large absorption curve and therefore for the absorption of large shocks, it is preferable that the damping devices 9 penetrate at least partially into the cabin chassis 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. In the case of weak impacts, the damping devices 9 are confined between the lower parts of the first 4 and second 5 planar rings.
il est clair qu'il est possible de combiner ou encore de juxtaposer ces deux types de dispositifs amortisseurs 9. it is clear that it is possible to combine or even juxtapose these two types of damping devices 9.
Chaque dispositif amortisseur 9 se compose, par exemple, d'un élément avant 9A susceptible de coulisser dans un élément fixe 9B. Each damping device 9 consists, for example, of a front element 9A capable of sliding in a fixed element 9B.
L'extrémité arrière de l'élément fixe 9B du dispositif amortisseur 9 prend appui sur la partie inférieure du second anneau plan 5. The rear end of the fixed element 9B of the damping device 9 bears on the lower part of the second plane ring 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. The front element 9A is integral with the lower part of the first plane ring 4 and is held in the initial position at the front end of the fixed element 9B.
Le dispositif amortisseur 9 est, par exemple, de forme générale cylindrique. The damping device 9 is, for example, of generally cylindrical shape.
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. A cabin chassis 10, arranged in a known manner in the lower part of the driving cabin 2, makes it possible to house the front elements 9A of the damping devices 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. According to the embodiment shown in FIG. 2, the front elements 9A are not in contact with the cabin chassis 10.
Le châssis de cabine 10 peut comporter sur sa partie avant des amortisseurs frontaux 11 susceptibles d'amortir les chocs légers. The cabin chassis 10 may have front shock absorbers 11 capable of absorbing light impacts on its front part.
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. Figures 2 to 3 are side views of the energy absorbing device of the invention, the energy absorbing device being successively in the initial, intermediate and maximum positions.
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. As indicated above, the rear end of the fixed element 9B of the damping device 9 bears on the lower part of the second plane ring 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. The front end of the fixed element 9B is disposed through the first plane ring 4 by means of an orifice made in this first plane ring 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. The lower part of the second planar ring 5, on which the rear end of the fixed element 9B is supported, is supported on the chassis 12 of the body constituting the passenger room 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. The front element 9A is integral with the lower part of the first plane ring 4 and is held in the initial position at the front end of the fixed element 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. The rear end of the cabin chassis 10 is also secured at least to the lower part of the first plane ring 4 so as to allow the front elements 9A of the damping devices 9 to be accommodated.
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. it follows from the above that the lower part of the first planar ring 4 is capable of pivoting with respect to the pivot axis radial to the driving cabin, the second planar ring remaining fixed and attached to the body constituting the passenger room 3 .
Comme représenté à la figure 2, en position initiale les premier 4 et second 5 anneaux plans sont parallèles. As shown in Figure 2, in the initial position the first 4 and second 5 planar rings are parallel.
Comme représenté aux figures 3 et 4, en position intermédiaire et maximum, les premier 4 et second 5 anneaux plans ne sont plus parallèles. As shown in Figures 3 and 4, in the intermediate and maximum position, the first 4 and second 5 planar rings are no longer parallel.
Les dispositifs amortisseurs 9 agissent comme des pistons et permettent au dispositif d'absorption d'énergie 1 de maîtriser l'énergie liée au choc. The damping devices 9 act like pistons and allow the energy absorption device 1 to control the energy linked to the shock.
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. The pivoting elements 6 of the energy absorption device 1 impose the rotation of the first plane ring 4 and makes it possible to control the direction of the deformation so as to transmit the force towards the chassis 12 of the body.
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. It follows from the above that the energy absorption device of the invention is capable of absorbing shocks the direction of which forms an angle with the direction of movement of the vehicle.
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. The energy linked to the mass and the speed of the vehicles, due to an impact on the front of the cabin chassis 10 or on the front shock absorbers 11, is stored by the energy absorption device 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. This energy absorption device therefore makes it possible to preserve the passenger compartment of the driving cabin for greater driver safety.
Le dispositif d'absorption d'énergie est réversible et admet ainsi plusieurs fois un choc. The energy absorption device is reversible and thus admits a shock several times.
Le dispositif d'absorption d'énergie peut ainsi être utilisé en complément des amortisseurs frontaux 11. The energy absorption device can thus be used in addition to the front shock absorbers 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. Each damping device 9 is also capable of being composed, according to an embodiment not shown, of a structure of the honeycomb type disposed between the lower parts of the first 4 and second 5 flat rings.
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. Each pivoting element 6 is also capable of consisting, according to an embodiment not shown, of a ball joint cooperating with a sliding bearing.
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