Brevet FR2668996A1 — publié le 19920515

SOUFFLET FORMANT PROTECTION DE PASSAGE D' INTERCOMMUNICATION POUR VEHICULES ARTICULES CIRCULANT A GRANDE VITESSE. Dans le domaine du trafic ferroviaire, depuis fort longtemps, les voitures de voyageurs sont couplées entre-elles de manière articulée de façon à ce que les personnes puissent passer directement d'une "voiture à l'autre en marche Dans les faces frontales des voitures sont prévues des ouvertures de passage pouvant être fermées et conduisant à des passerelles de passage s'étendant respectivement entre deux voitures La passerelle est surmontée à la manière d'un tunnel par une protection de passage d'intercommunication, ou bien elle est logée à l'intérieur d'une protection de passage d'intercommunication de forme tubulaire, en vue de protéger les personnes contre les intempéries et le vent relatif La protection de passage d'intercommunication peut être un soufflet constitué d'un tissu caoutchouté formant des plis périphériques se succédant dans la direction longitudinale de la voiture Un tel soufflet s'étend entre deux faces frontales de voiture tournées l'une vers l'autre, et par modification de forme il est notamment possible de prendre en considération des intervalles différents entre les faces frontales de voiture tournées l'une vers l'autre. L'invention se rapporte à de tels soufflets et repose sur la constatation que le trafic ferroviaire moderne impose, sous des aspects très divers, des exigences toujours plus élevées à de tels soufflets. Quelques unes de ces exigences peuvent être caractérisées par les concepts de facilité d'entretien, étanchéité à la pression et forme favorable à l'écoulement d'air Les problèmes de coûts d'exploitation et la pénurie de personnel font apparaître comme souhaitables des soufflets d'entretien aisé, mais le contour du soufflet avec sa succession d'un grand nombre de plis ne présente pas d'emblée les caractéristiques pour satisfaire aux exigences d'un entretien aisé Le souhait des exploitants de chemin de fer d'offrir aux usagers des trains, le confort le plus élevé possible, conduit à exiger des soufflets le plus étanches possible à la pression et de formé la plus stable possible en-dehors de la plage de déformation; mais en raison des vitesses de circulation élevées que l'on cherche à atteindre et qui le sont déjà en partie, cette exigence ne peut être que difficilement satisfaite dans certaines conditions de circulation, notamment lors du croisement de deux trains à vitesses élevées et/ou lors du passage dans un tunnel L'augmentation des vitesses de circulation fait craindre des consommations d'énergie trop élevées, et les coûts énergétiques trop élevés font craindre les coûts d'exploitation trop importants Mais les soufflets sont de par leur nature même, des pièces d'un contour très tourmenté, qui augmentent le coefficient de résistance à l'air et sont en conséquence prédestinées à aller à l'encontre de l'exigence de faibles coûts d'exploitation même aux vitesses de circulation élevées. L'invention indique à présent de quelle manière un soufflet peut, notamment en tenant compte de ces trois exigences essentielles, être configuré de manière optimale, sans que des coûts de fabrication trop élevés et une rigidité indésirables ne viennent, sous la forme d'inconvénients, porter préjudice aux avantages obtenus qui seraient ainsi voués à l'échec. Conformément à l'invention le but recherché est atteint pour un soufflet formant protection de passage d'intercommunication pour véhicules articulés circulant à grande vitesse et comportant plusieurs plis se succédant dans la direction longitudinale du véhicule, grâce à la solution suivante caractérisée en ce qu'entre deux plis successifs est disposé un corps en forme de boyau fermé et gonflable, qui s'étend dans la direction longitudinale des plis, et qui est raccordé à une source de fluide en vue de pouvoir commander le remplissage de fluide du boyau en fonction de la vitesse. On obtient un résultat particulièrement favorable lorsqu'un corps en forme de boyau est respectivement disposé entre plusieurs paires de plis successifs du soufflet, le cas échéant entre toutes les paires de plis successifs du soufflet La forme de ce soufflet peut avantageusement être caractérisée en ce que les plis sont en section droite, des goulottes ouvertes. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le soufflet est caractérisé en ce que le corps en forme de boyau ou chacun des corps en forme de boyau est réalisé en un matériau déformable élastiquement qui confère à chaque corps en forme de boyau, lorsqu'il est rempli au maximum de fluide, une section droite en forme de coin qui se caractérise en ce que les parois latérales du coin s'appliquent contre les flancs de plis se faisant face, et la plus large des surfaces reliant les surfaces en coin s'étend entre les parois latérales dans un même plan que les sommets des plis, tandis qu'une surface plus étroite reliant entre- elles les deux surfaces en coin est maintenue entre les deux surfaces latérales, sur un même plan que les extrémités intérieures des plis. Une réalisation particulièrement avantageuse est obtenue si les plis et le ou les corps en forme de boyau sont réalisés en continu dans le matériau constitutif du soufflet Un autre mode de réalisation également conforme à l'invention, prévoit une construction caractérisée en ce que les plis d'une part et le ou les corps en forme de boyau d'autre part, sont réalisés en des matériaux de déformabilité différente, et en ce qu'un corps en forme de boyau et les plis, des deux côtés du boyau, sont fixés au niveau de leurs bords adjacents, sur un cadre intermédiaire commun. Par ailleurs, il est prévu conformément à l'invention que le remplissage des corps en forme de boyau est influencé par la pression dynamique relative au véhicule Aussi, il est possible que la pression dynamique soit déterminée par une sonde de pression dynamique, qui est associée au véhicule dans la région du soufflet La sonde de pression dynamique peut être constituée par un capot formant bouche de prise d'air qui est reliée au ou aux corps en forme de boyau, de sorte que le fluide de remplissage des corps en forme de boyau est de l'air environnant. Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, des plis successifs du soufflet se présentent comme des corps en forme de boyau fermés et gonflables, dont le remplissage à l'aide d'un fluide est commandé en fonction de la vitesse du véhicule. L'invention va maintenant être explicitée plus en détail au regard des dessins annexés. Le soufflet proprement dit est réalisé en une nappe mince de matériau qui est constituée d'un tissu enduit de caoutchouc ou d'une matière plastique similaire au caoutchouc Cette nappe est de ce fait déformable, mais ne peut s'allonger en soi Cette nappe de matériau est mise sous forme d'ondulations grâce à la structure du tissu ou par l'utilisation de cadres, les ondulations se succédant dans la direction longitudinale entre deux véhicules couplés entre-eux de manière articulée A partir de cette nappe de matériau mise sous la forme d'ondulations qui se succèdent, est formé un tunnel qui surmonte une passerelle de passageeentre les deux véhicules, la passerelle constituant sensiblement la base du tunnel ou la semelle du tunnel; la nappe de matériau peut également être façonnée pour constituer un élément tubulaire fermé en direction périphérique, ouvert à ses deux extrémités, et dans la partie inférieure duquel se trouve la passerelle, cet élément tubulaire tout comme le tunnel s'étendant entre des ouvertures de parois frontales des deux véhicules couplés entre-eux en se présentant d'une seul tenant ou en plusieurs tronçons reliés entre- eux de manière fixe ou amovible. Jusque là on est en présence d'un type de construction usuel, qui de ce fait ne sera pas explicité plus en détail et qui est désigné dans son ensemble par le repère ( 1) sur les dessins Sur les figures 2 et 3 n'est représentée qu'une partie de paroi latérale du tunnel ou de l'élément tubulaire, comportant des ondulations successives La forme du type ondulé est préférée dans le cadre de l'invention, mais n'est toutefois pas la seule possible A la place d'un soufflet dit "soufflet à ondulations" présentant une section droite d'ondulation de forme sensiblement demi- circulaire, il est également possible de mettre en oeuvre d'autres profils de soufflets plutôt traditionnels On insiste toutefois ici sur le fait que le soufflet à ondulations est toutefois à préférer pour réaliser la configuration conforme à l'invention. Entre deux ondulations ou plis respectifs est disposé à présent un corps en forme de boyau ( 2) qui présente une section droite sensiblement en forme de coin, et qui est fermé sur tous ses côtés de manière à pouvoir lui introduire un fluide en tant qu'agent de pression, en vue de gonfler le corps en forme;de boyau, ou tout au moins le rendre plus rigide qu'à son état libre d'agent de pression. La disposition et la configuration de chaque corps en forme de boyau sont choisies de telle manière que les corps en forme de boyau lorsqu'ils sont libres d'agent de pression, n'affectent en tous les cas que de manière négligeable la déformabilité du soufflet En tous les cas, la déformabilité du soufflet n'affecte pour sa part, que de manière négligeable, la mobilité des deux véhicules sur rails couplés entre-eux. Si au contraire l'on fait pénétrer de plus en plus l'agent de pression dans les corps en forme de boyau ( 2), ceux-ci se gonflent et se raidissent, et comblent chacun de plus en plus, en raison de leur profil, l'espace entre deux plis successifs ou ondulations successives du soufflet Chaque corps en forme de boyau prend davantage, lors du remplissage par l'agent de pression, une section droite en forme de coin, les deux surfaces en coin ( 3, 4) s'appliquant contre le contour des ondulations, et la plus grande surface de paroi frontale ( 5) qui relie les deux surfaces en coin étant située dans le plan ( 6) dans lequel sont également situés les sommets d'ondulation ( 7), de sorte que le soufflet dans son ensemble présente dans ce plan ( 6) un contour extérieur pour une grande part, lisse Les surfaces frontales opposées ( 8) de chaque boyau se présentant sous la forme de surfaces relativement étroites, se trouvent dans le plan ( 9) dans lequel les ondulations sont reliées entre-elles au niveau de leur bords intérieurs ( 10). Dans le cas o les corps en forme de boyau ( 2) ont été remplis de la manière décrite, avec le fluide, à savoir l'agent de pression, le soufflet présente un contour extérieur d'aspect lisse, donc une forme favorable à l'écoulement de l'air, et en tous les cas n'augmente le coefficient de résistance à l'air d'un train, que de manière négligeable. Un tel soufflet est toutefois également facile d'entretien, parce lorsque les corps en forme de boyau ( 2) sont remplis, ils s'opposent à l'encrassement du soufflet en n'offrant que peu de possibilités de dépôt aux salissures Mais le nettoyage d'un tel soufflet à surface extérieure lisse est également plus aisé, et peut par exemple être effectué de manière satisfaisante dans une installation de lavage conventionnelle. En définitive, les corps en forme de boyau lorsqu'ils sont remplis, ont également pour effet de rendre plus rigide le soufflet Le soufflet aura moins tendance qu'un soufflet conventionnel, à fléchir vers l'intérieur sous l'effet d'une pression extérieure plus élevée Cet avantage se fait notamment ressentir lorsque deux trains circulant à vitesse élevée se croisent ou lors d'un passage de tunnel, et d'une manière tout à fait particulière lors du croisement dans un tunnel de deux trains à très grande vitesse L'invention est ainsi particulièrement bien adaptée à des soufflets de forme tubulaire totalement fermés sur leur périphérie, par le fait que ceux-ci peuvent pour une grande part être étanches à la pression, mais que le risque existe que -des déformations réduisent l'étanchéité à la pression. Le souf flet dont la forme à été rendue stable par les corps en forme de boyau ayant été remplis, a donc moins tendance à perdre son étanchéité à la pression. Il ressort de ce qui vient d'être dit, que les avantages sont particulièrement significatifs lorsque les véhicules couplés entre- eux ont une vitesse de circulation élevée En consequence, il est proposé dans le cadre de l'invention, de commander la pression intérieure, à savoir le remplissage des corps en forme de boyau, en fonction de la vitesse de circulation Pour cela peuvent être prévus des détecteurs permettant de déterminer la vitesse de circulation, et qui sont intégrés dans un circuit de commande grâce auquel une source de pression peut être mise en communication avec les corps en forme de boyau, de manière à ce que le remplissage, à savoir la pression intérieure des corps en forme de boyau, engendre une rigidité du soufflet, adaptée à la vitesse de circulation La pression dynamique peut constituer un indicateur de la vitesse de circulation. Ceci conduit à une solution conforme à l'invention, particulièrement simple mais suffisamment efficace, selon laquelle un capot formant bouche de prise d'air est prévu dans la région du soufflet, les corps en forme de boyau y étant directement raccordés. Ainsi l'on dispose d'une solution avantageuse, de construction et de fonctionnement simples, pour conférer au soufflet, en fonction de la vitesse de circulation, une rigidité favorable en vue de le rendre aérodynamique et étanche à la pression. Sur la figure 1, les repères ( 11, 12) désignent des voitures de voyageurs qui sont couplées entre-elles de manière articulée, en vue de la circulation sur rails, et qui s'appuient réciproquement l'une sur l'autre en direction longitudinale au moyen de paires de tampons latéraux entre-lesquels se trouve l'accouplement non représenté Les parties d'une passerelle en deux parties sont désignées par ( 15, 16). Chaque partie de passerelle ( 15 et 16) est montée sur une face frontale de voiture, et les deux parties se chevauchent mutuellement de manière appropriée Ces parties de passerelle permettent aux usagers et au personnel de passer directement de l'une à l'autre des deux voitures ( 11, 12) et sont de ce fait accessibles par des ouvertures de paroi frontale ( 18) qui peuvent être fermées par des portes non représentées Cette passerelle est totalement entourée par un soufflet ( 14) de forme tubulaire et fermé sur sa périphérie, qui permet le passage des personnes d'une voiture à l'autre sur la passerelle ( 15, 16) à l'abri des influences environnantes A chaque extrémité, le soufflet ( 14) est pourvu d'un cadre d'extrémité intérieur ( 19) par lequel le soufflet est fixé sur les deux voitures Le soufflet peut être divisé transversalement au centre, de sorte que sur chaque voiture est fixée une moitié de soufflet par son cadre d'extrémité intérieur, chaque moitié de soufflet étant pourvue sur son bord extérieur d'un cadre d'extrémité extérieur et les deux moitiés de soufflet étant reliées entre-elles au moyen de leurs cadres d'extrémité extérieurs Le soufflet est composé d'un certain nombre de goulottes se succédant dans la direction longitudinale et bombées vers l'extérieur de manière sensiblement semi-circulaire dans la région extérieure de leur section droite, et constitue ainsi un soufflet dit à ondulations Chacune des goulottes est constituée d'un ruban de matériau qui s'étend selon la direction périphérique du soufflet et qui est maintenu sur ses deux bords, ensemble avec le bord correspondant du ruban de matériau précédent et suivant, dans un cadre de serrage ( 20) par exemple en aluminium Les rubans de matériau sont réalisés en un tissu enduit de caoutchouc. Sur la figure 2 est représentée en coupe horizontale, une zone de paroi latérale d'un soufflet à ondulations connu, la ligne centrale du soufflet étant désignée par A-A Les deux cadres d'extrémité de préférence réalisés en aluminium sont désignés par ( 19); chacun des deux cadres d'extrémité est relié, en tant que cadre d'extrémité intérieur, à l'une des deux voitures ( 11, 12), ou bien l'un des deux cadres d'extrémité est relié, en tant que cadre d'extrémité intérieur, à l'une des deux voitures, et l'autre des deux cadres d'extrémité est relié, en tant que cadre d'extrémité extérieur, au cadre d'extrémité extérieur d'un soufflet correspondant qui est fixé par son cadre d'extrémité intérieur sur l'autre des deux voitures Les cadres intermédiaires, de préférence en aluminium, dans lesquels les deux bords latéraux voisins de deux bandes de soufflets successives sont serrées, le cas échéant également cousues ou collées ensemble, sont désignés par ( 20). La figure 3 est une représentation correspondant à celle de la figure 2, d'un soufflet conforme à l'invention, la signification des repères découlant de la partie précédente de la description. Pour pouvoir agir conformément à l'invention, les corps en forme de boyau ( 2) peuvent être réalisés dans le même matériau que le soufflet proprement dit, c'est à dire en un tissu enduit de caoutchouc, si toutefois ce revêtement rend étanche aux fluides le tissu Lorsque le tissu est tendu au maximum, les zones entre les il ondulations du soufflets devront être bien remplies. Ceci peut être assuré de manière plus sûre si les corps en forme de boyau ( 2) sont réalisés en un matériau susceptible de s'allonger en soi. Si les corps en forme de boyau et le soufflet sont réalisés dans le même matériau, il est possible de concevoir des profils tels que l'ensemble du soufflet et des corps en forme de boyau sont réalisés îd'un seul tenant, ou bien que les ondulations elles-mêmes se présentent également comme des corps en forme de boyau fermés, ou bien également, dans le cas o l'on renonce aux corps en forme de boyau, le soufflet est rendu plus rigide par remplissage avec un agent de pression. La figure 3 laisse entrevoir une possibilité de configuration des cadres intermédiaires, se caractérisant par le fait qu'un cadre intermédiaire commun est affecté à chaque corps en forme de boyau et aux bords des rubans de nappe de matériau de soufflet associés au corps en forme de boyau considéré Les espaces libres intermédiaires représentés sur la figure 3, entre les ondulations du soufflet et les corps en forme de boyau, signifient que les corps en forme de boyau en matériau susceptible de s'allonger ne sont pas encore suffisamment remplis de fluide, ou bien ces interstices ne constituent qu'une manière de rendre plus claire la représentation A partir d'une vitesse de circulation déterminée, les ondulations du soufflet et les corps en forme de boyaux devront en tous les cas être en contact étroit, pour ne pas rendre plus rigide le soufflet uniquement par les corps en forme de boyau remplis par de l'air, mais également par le fait que la déformation des ondulations du soufflet est rendue plus difficile, et que le soufflet exerce même, le cas échéant, une action stabilisatrice sur le comportement en circulation des voitures, alors que dans l'état de la technique on veillait à ce que les soufflets n'aient qu'une influence la plus faible possible sur le comportement en circulation des voitures. Sur la figure 1, on voit qu'à chacune des deux voitures est associé un capot formant bouche de prise d'air ( 22, 23), ces bouches de prise d'air étant opposées l'une à l'autre en étant dirigées chacune dans l'un des deux sens de marche possible, de manière à pouvoir absorber de l'air environnant dans chacun des sens de marche Le capot formant bouche de prise d'air dirigé dans le sens de la marche est en communication avec les espaces intérieurs des corps en forme de boyau par de simples conduites, tandis que l'autre capot formant bouche de prise d'air est fermé par un clapet, de sorte que de l'air environnant parvient en fonction de la vitesse de circulation, dans les corps en forme de boyau, les raidit et rend le soufflet plus dur Si la vitesse de circulation diminue, de l'air s'échappe par là ou il est arrivé, puisqu'à cet instant il règne encore dans les corps en forme de boyau une pression correspondant à la pression dynamique précédente, alors que la pression dynamique effective (extérieure) à maintenant diminuée d'une manière correspondante. On a ainsi décrit et représenté un mode de réalisation particulièrement bien adapté à l'exécution pratique Toutefois ce mode de réalisation ne doit pas être considéré comme limitatif et sert uniquement d'exemple pour expliquer l'invention Des variantes de réalisation sont possibles, dont quelques unes seront décrites dans la suite. A la place de l'enveloppe de forme tubulaire s'étendant sur toute le périphérie de la passerelle ( 15, 16) ou de ce qui lui correspond, l'enveloppe peut également présenter une forme de tunnel Dans ce cas, l'enveloppe est constituée par un toit et des parois latérales, tandis que le fond en-dessous de la passerelle est supprimé Dans ce cas, l'étanchéité à la pression peut notamment être obtenue par l'utilisation d'une passerelle étanche en soi et raccordée de manière étanche aux deux voitures de voyageurs, ainsi que par une liaison étanche entre la passerelle et le dispositif d'intercommunication. Les cadres intermédiaires ( 20) sont par exemple, et uniquement à titre d'exemple, réalisés en aluminium Ils peuvent également être réalisés en un autre matériau plus ou moins rigide et présenter toute configuration appropriée Le cas échéant, il est également possible de renoncer aux cadres spécifiques ( 20) et dans le cas ou le matériau constitutif s'étend d'un seul tenant d'une des extrémités de l'enveloppe jusqu'à l'autre extrémité de l'enveloppe, le matériau constitutif du soufflet lui-même peut être durci en soi dans la région des pointes du soufflet, par exemple par la mise en oeuvre d'une réticulation par bombardement électronique qui est un procédé connu en soi Ce qui est important c'est la fixation du matériau constitutif du soufflet, dans la région des pointes du soufflet. En ce qui concerne le matériau constitutif du soufflet, il peut s'agir d'un matériau tel qu'il est généralement utilisé dans le cas de soufflets de véhicules articulés Le matériau prévu initialement est un tissu qui est pourvu d'un revêtement étanche à l'eau et à l'air, de sorte que les nappes de matériau soient déformables mais ne peuvent s'allonger en soi Si l'on prend du caoutchouc en guise de matériau de revêtement, il faut prendre en compte la déformabilité du matériau, mais non pas dans le sens de son aptitude à l'allongement Le cas échéant, il est toutefois également possible d'utiliser un matériau qui peut s'allonger en soi de manière définie, les régions des pointes étant naturellement à nouveau exclues. "Possibilité de s'allonger en soi" signifie alors une possibilité d'allongement dans toutes les directions ou dans une seule direction. Lorsque précédemment il a été dit que l'ensemble du soufflet et des corps en forme de boyau pouvait être fabriqué d'un seul tenant, la forme doit être choisie de manière à obtenir un contour extérieur le plus lisse possible, et le cas échéant, la structure globale peut être revêtue par un film lisse. REVENDICATIONS. 1 Soufflet formant protection de passage d'intercommunication pour véhicules articulés circulant à grande vitesse, et comportant plusieurs plis se succédant dans la direction longitudinale du véhicule, caractérisé en ce qu'entre deux plis successifs est disposé un corps en forme de boyau ( 2) efermé et gonflable, qui s'étend dans la direction longitudinale des plis, et qui est raccordé à une source de fluide en vue de pouvoir commander le remplissage de fluide du boyau ( 2) en fonction de la vitesse. 2 Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un corps en forme de boyau ( 2) est respectivement disposé entre plusieurs paires de plis successifs du soufflet, le cas échéant entre toutes les paires de plis successifs du soufflet. 3 Soufflet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les plis sont en section droite, des goulottes ouvertes. 4 Soufflet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps en forme de boyau ( 2) ou chacun des corps en forme de boyau ( 2) est réalisé en un matériau déformable élastiquement qui confère à chaque corps en forme de boyau, lorsqu'il est rempli au maximum de fluide, une section droite en forme de coin qui se caractérise en ce que les parois latérales ( 3, 4) du coin s'appliquent contre les flancs de plis se faisant face, et la plus large ( 5) des surfaces reliant les surfaces en coin ( 3, 4) s'étend entre les parois latérales dans un même plan ( 6) que les sommets ( 7) des plis, tandis qu'une surface plus étroite ( 8) reliant entre-elles les deux surfaces en coin ( 3, 4) est maintenue entre les deux surfaces latérales, sur un même plan ( 9) que les extrémités intérieures ( 10) des plis. 5 Soufflet selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les plis et le ou les corps en forme de boyau ( 2) sont réalisés en continu dans le matériau constitutif du soufflet. 6 Soufflet selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les plis d'une part et le ou les corps en forme de boyau ( 2) d'autre part, sont réalisés en des matériaux de déformabilité différente, et en ce qu'un corps en forme de boyau ( 2) et les plis, des deux côtés du boyau, sont fixés au niveau de leurs bords adjacents, sur un cadre intermédiaire commun ( 20). 7 Soufflet selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le remplissage des corps en forme de boyau est influencé par la pression dynamique relative au véhicule. 8 Soufflet selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pression dynamique est déterminée par une sonde de pression dynamique, qui est associée au véhicule dans la région du soufflet. 9 Soufflet selon la revendication 8, caractérisé en ce que la sonde de pression dynamique est constituée par un capot formant bouche de prise d'air ( 22, 23) qui est reliée au ou aux corps en forme de boyau ( 2), de sorte que le fluide de remplissage des corps en forme de boyau ( 2) est de l'air environnant. 10 Soufflet selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que des plis successifs du soufflet se présentent comme des corps en forme de boyau fermés et gonflables dont le remplissage à l'aide d'un fluide est commandé en fonction de la vitesse du véhicule.