Brevet FR2137031A1 — publié le 19721229

i 2137031 L'invention, due à la collaboration de Monsieur Pierre CHARAMEL, est relative à un dispositif d'alimentation et de captage de courant polyphasé, notamment pour un véhicule se déplaçant à grande vitesse, comprenant une pluralité de conduc-5 teurs allongés en forme de rails, disposés spatialement, de manière à définir une voie en forme de couloir de passage d'une pièce de support d'organes de captage de courant, sollicités au contact des rails, et des supports fixes de ces derniers, échelonnés le long de la voie et définissant la position relative des 10 rails. La demanderesse a déjà fait connaître par son brevet français N° 1.566.377 et des certificats d'addition à ce brevet des voies de captage de courant, spécialement conçues pour la prise de courant à vitesse élevée pour l'alimentation de véhicules 15 se déplaçant à des vitesses de plusieurs centaines de kilomètres à l'heure. La longueur de ces voies de captage, qui s'étendent le long de toute la trajectoire de déplacement des véhicules, peut être extrêmement importante et il convient donc d'en standardiser la fabrication et de faciliter les opérations de montage sur place. 20 Le dispositif d'alimentation selon la présente in vention est caractérisé par le fait que les supports fixes desdits rails présentent à chaque rail des surfaces d'appui en forme de pince, qui s'étendent parallèlement à la direction longitudinale de la voie pour permettre un déplacement longitudinal du rail 25 dans son support, des moyens de serrage sollicitant ladite pince en position de serrage du rail entre lesdites surfaces d'appui. L'espacement entre les supports est bien entendu fonction de la rigidité des rails et des contraintes imposées à ces derniers et les rails sont susceptibles de coulisser librement 30 dans leurs supports respectifs, de manière à permettre une dilatation thermique appropriée. Il est avantageux de solidariser chaque tronçon de rail en l'un de ses points à un support fixe, et, selon un développement de la présente invention, des moyens de verrouillage peuvent être associés à la pince de fixation du support, 35 de manière à assujettir rigidement le rail à la pince. Les moyens de verrouillage peuvent être constitués par un simple pion ou clavette inséré dans des ouvertures alignées s'étendant transversalement à la direction longitudinale du rail et pratiquées dans une partie de la pince et du rail. 71 17070 2 2137031 Les voies de captage de courant du genre mentionné sont soumises aux intempéries et le dépôt d'impuretés ou de glace sur les surfaces de contact des rails risque d'entraver le bon fonctionnement de l'installation. Dans les installations connues 5 à trois rails conducteurs, disposés au sommet d'un triangle équi-latéral, les deux conducteurs supérieurs s'étendent dans un plan horizontal et l'organe de connexion de la navette, coopérant avec la voie de captage et le véhicule, est disposé verticalement et se déplace entre les deux conducteurs supérieurs. Cet agencement 10 particulier ne permet pas la disposition d'un toit de protection recouvrant la voie de captage de courant. Un autre but de la présente invention est de permettre la réalisation d'une voie parfaitement abritée des intempéries et logée sous un gainage évitant de plus tout contact acci-15 dentel avec les conducteurs sous tension. Selon un autre développement de l'invention, lesdits supports des rails conducteurs sont disposés latéralement delà voie principale du véhicule et agencés de manière à envelopper extérieurement sur deux de ses faces le prisme droit, confiné par lesdits rails, la troisième face libre, 20 qui autorise le passage de l'organe de connexion de la navette au véhicule, étant une face latérale debout verticalement ou disposée en oblique. Un capot de protection en forme de toit peut être disposé sur les deux autres faces dudit prisme et notamment sur la face supérieure, de manière à constituer un toit de protection de 25 la voie. La demanderesse a déjà proposé dans la demande de brevet français N° 71 02907, déposée le 22 Janvier 1971, un rail de prise de courant, constitué par un profilé extrudé creux. Un tel profilé présente une grande rigidité tout en permettant un 30 assemblage aisé de tronçons successifs par des éclisses de raccor-dement s'emboîtant dans la partie creuse du profilé. Un autre but de la présente invention est de permettre la réalisation d'un profilé du type indiqué, dans lequel les opérations de montage et de jonctionnement sont grandement facilitées. 35 Le profilé de rail selon la présente invention com prend au moins un évidement ou logement interne débouchant sur la face externe du profil, les bords latéraux délimitant ledit logement étant chanfreinés de manière à offrir un logement au cordon de soudage d'une éclisse introduite dans ledit logement. La pré-40 sence de ce chanfrei^qui n'affecte en aucune manière la résis 71 17070 3 2137031 tance du profilé, permet une jonction par soudage sans préparation préalable des bords du joint. Le logement ouvert pratiqué dans le rail facilite également la fixation d'éléments de raccords électriques dont une 5 partie pénètre à l'intérieur de ce logement, la partie externe étant conformée en plage de contact ou de connexion. On utilise avantageusement des rails de grande longueur pouvant d'ailleurs être constitués par l'assemblage rigide de tronçons élémentaires. La partie médiane du rail est solidari-10 sée à un support fixe les dilatations thermiques s'effectuant à partir de ce point fixe vers les deux extrémités, qui se raccordent à des joints de dilatation eux-mêmes agencés rigidement sur un support fixe. Entre les supports fixes précités sont intercalés des supports autorisant un coulissement thermique du rail sup-15 porté. Le joint de dilatation peut être du type décrit dans la demande de brevet français précitée N° 71 02907 et comporte une éclisse dont les extrémités s'emboîtent dans des évidements internes des rails. Chaque éclisse est shuntée par une tresse dont les extrémités sont connectées à des raccords fixés aux rails 20 respectifs. Les supports des rails sont avantageusement en matière isolante. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de 25 mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un tronçon de voie selon l'invention, une partie du capot de protection étant arrachée; 30 la figure 2 est une vue éclatée en perspective et à échelle agrandie, d'un joint de dilatation de la voie selon l'invention; la figure 3 est une vue éclatée en perspective d'un raccord rigide entre deux éléments de voies successifs; 35 la figure 4 est une vue de détail, à échelle agran die, de la figure 1, illustrant la fixation du rail au support. Sur les figures, trois conducteurs en forme de rail 10, 12, 14, s'étendent parallèlement le long d'une trajectoire de déplacement d'un véhicule (non représenté), par exemple d'un véhi-40 cule à sustentation par effet de sol et à propulsion par moteur 71 17070 4 2137031 linéaire. Vus en section droite, les rails 10, 12, 14 sont disposés au sommet d'un triangle équilatéral et délimitent un couloir de passage d'une navette (non représentée) de captation de courant portant les balais ou frotteurs sollicités au contact des rails 10 5 à 14. La navette de prise de courant est guidée dans son déplacement par les balais de captage de courant d'une manière bien connue en soi et décrite dans les brevets français précités. Les rails 10 à 14 sont portés par des supports 16, 18 échelonnés le long de la voie de captage, constituée par les rails 10 à 14. Les 10 supports 16, 18 sont de préférence entièrement en matière isolante et fixés par tout moyen approprié au ballast de la voie. Ils présentent une forme générale en C, dont la branche supérieure 20 porte deux rails 10, 12, s'étendant dans un plan horizontal dans l'exemple, représenté à la figure 1. Les supports 16, 18 enve-15 loppent latéralement sur deux de ses faces le prisme droit de section triangulaire délimité par les rails 10, 12, 14, en laissant libre la face latérale 22 donnant accès à l'espace interne confiné par les rails 10 à 14, notamment pour le passage des organes de connexions électriques et mécaniques de la navette (non représentés) 20 Un capot de protection de la voie est constitué par des plaques 24, 26, assujetties aux supports i6, 18, de manière à envelopper la face supérieure de la voie ainsi que la face latérale opposée à la face libre 22. Le capot 24, 26 permet d'éviter des contacts accidentels des conducteurs 10 à 14 sous tension, et 25 il abrite ces derniers des intempéries et des impuretés susceptibles d'affecter une bonne prise de courant. Les rails 10 à 14 et leur mode de fixation aux supports 16, 18 étant tous identiques, seul l'un 12 d'entre eux sera décrit en détail, notamment en référence à la figure 4. La section 30 droite du rail 12 de forme générale parallèlépipédique présente une partie rectangulaire 28 dont l'une des faces, taillée en dièdre 30, constitue la surface de contact coopérant avec les balais de prise de courant. La partie rectangulaire 28 est évidée en son intérieur et présente un logement de section rectangulaire 35 32. La partie de fixation du profil 12 est constituée par deux cornières 34, 36, qui se raccordent à la partie 28. Les cornières 34, 36 sont disposées dos à dos et espacées de manière à confiner un logement 38 en forme de fente débouchant sur la face inférieure du profil 12. Les bords délimitant le logement 38 sont 40 chanfreinés en 40, 42 pour des raisons, qui apparaîtront plus 71 17070 5 2137031 clairement de l'exposé qui va suivre. La branche 20 du support en C présente une surface plane 44 dlappui de la base des cornières 34, 36 du rail 12, ainsi qu'un ressaut 46 sous lequel s'engage la base de la cornière 36. 5 Le rail 12 est maintenu par une plaquette de serrage 48, qui embrasse la cornière 34 et est assujettie à la branche 20 par des vis 50. La plaquette 48 et les surfaces d'appui 44, 46 du support 20 constituent une pince de serrage de la partie inférieure du rail 12. Les surfaces d'appui et de serrage de cette pince de fixa-10 tion s'étendent parallèlement à la direction longitudinale du rail et il est facile de comprendre que seules les forces de friction s'opposent à un coulissement longitudinal du rail par rapport au support 20. Les mors de la pince de serrage 46, 48 sont avantageusement gainés de patins 52, 54 en matériau synthétique. 15 La plaquette de serrage 48 comporte une partie re courbée de manière à présenter une faible élasticité palliant les éventuelles imperfections du rail ou du support. Le montage est extrêmement simple et rapide, le rail 12 étant parfaitement positionné par les surfaces d'appui du support. Le rail 12 est avanta-20 geusement en aluminium, la face de contact 30 étant gainée par une chape en acier inoxydable 56. En se référant à la figure 3, on voit un mode de liaison rigide entre deux éléments de rails consécutifs 12, 12'. Une éclisse de raccordement 58 est insérée dans le logement 38 mé-25 nagé entre les deux cornières 34, J>6 du rail 12 un cordon de soudure 60 étant appliqué à l'emplacement ménagé par les chanfreins 40, 42 (voir figure 4). La présence des chanfreins 40, 42 facilite l'opération de soudage sur chantier en évitant tout usinage ou préparation des pièces. La liaison par soudure assure une con-30 nexion mécanique et électrique parfaite. La partie saillante de 1'éclisse 58, assujettie au rail 12, s'emboîte dans le logement correspondant du rail abouté 12' auquel elle peut être solidarisée ? d'une manière amovible par des boulons 62 ou éventuellement également par soudage. L'emboîtement de l'éclisse 58 dans les extrémi-35 tés des rails 12, 12' assure l'alignement de ces derniers, qui peut être parfait, par l'insertion d'une tige de guidage dans les logements supérieurs 32 des rails 12, 12' La longueur d'un rail, éventuellement constitué par l'assemblage de différents tronçons 12, 12', peut atteindre plu-40 sieurs dizaines de mètres et il est indispensable de prévoir aux 71 17070 6 2137031 extrémités de chaque rail des joints de dilatation thermique. Le rail est rigidement fixé à l'un de ses supports, de préférence dans la zone médiane, les dilatations thermiques s'effectuant de part et d'autre à partir de ce point fixe. Les supports standard 5 16 peuvent être facilement transformés en supports à fixation rigide en perforant la plaquette de serrage 48 et la partie alignée du rail, de manière à offrir un logement à un pion ou une clavette 64, représenté en traits discontinus à la figure 4. Le pion 64 empêche bien entendu tout mouvement de coulissement du rail par 10 rapport à la pince de fixation. Sur la figure 1, le support 18 a été représenté comme support fixe deux pions 64 traversant la plaquette de serrage 48 et le rail 14. A chaque extrémité d'un tronçon de rail est prévu un joint de dilatation qui va être décrit plus particulièrement 15 en référence à la figure 2. Le joint de dilatation, du type décrit dans la demande de brevet français précitée N° 71 02907» est disposé au droit d'un support fixe 65 auquel est solidarisée une pièce 66 de profil analogue au rail 14, 14' et traversée par une éclisse de connexion 68. La pièce 66 est fixée au support 65 par 20 les éléments standard, plus particulièrement décrits en référence à la figure 1. L'éclisse 68, assujettie à la pièce 66, fait saillie de part et d'autre de cette dernière et présente une section droite conjuguée à l'évidement 32 et à une échancrure 70, pratiquée dans les extrémités des rails 14, 14'. En position mon-25 tée, les rails 14, 14' sont enfichés à frottement doux sur les extrémités en saillie de l'éclisse 68, la surface de contact 72 de l'éclisse 68 affleurant des surfaces de contact 14, 14', de manière à assurer une continuité de cette surface. On comprend qu'une telle fixation n'autorise qu'un déplacement longitudinal 30 thermique, l'alignement des rails successifs étant parfaitement assuré. La connexion par l'éclisse 68 est avantageusement shuntée électriquement par une tresse 74 dont les extrémités sont directement raccordées au rail 14, 14'. Le raccord 76 comporte une patte insérée dans le logement 38 du profil 14 et solidarisée à ce der-35 nier par des vis 78. Le raccord 76 comporte une plage de contact 80 sur laquelle peut être fixée par des vis 82 l'extrémité correspondante de la tresse 74. Il est facile de voir que le montage du joint de dilatation s'effectue très aisément et sans aucun usinage sur place. L'ensemble constitue une vole de structure simpli-40 fiée dont le coût de fabrication est relativement minime. Elle 71 17070 7 2137031 est particulièrement adaptée à une alimentation en courant d'un véhicule se déplaçant à très grande vitesse, par exemple à plusieurs centaines de kilomètres à l'heure, et sustenté par effet de sol. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences mécaniques et électriques. 71 17070 8 2137031 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation et de captage de courant polyphasé, notamment pour un véhicule se déplaçant à grande vitesse, comprenant une pluralité de conducteurs allongés en forme ^ de rails, disposés spatialement, de manière à définir une voie en forme de couloir de passage d'une pièce de support d'organes de captage de courant, sollicités au contact des rails, et des supports fixes de ces derniers, échelonnés le long de la voie et définissant la position relative des rails, caractérisé par le fait 10 Que les supports fixes desdits rails présentent à chaque rail des surfaces d'appui en forme de pince, qui s'étendent parallèlement à la direction longitudinale de la voie pour permettre un déplacement longitudinal du rail dans son support, des moyens de serrage sollicitant ladite pince en position de serrage du rail entre les-15 dites surfaces d'appui. 2. Dispositif d'alimentation et de captage de courant selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en des emplacements espacés des supports d'ancrage de tronçons de rails, constitués par lesdits supports à pince, dans les- 20 quels le mouvement de coulissement dans la pince est bloqué par des moyens de verrouillage associés à la pince. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'au moins une desdites surfaces d'appui de chaque pince est montée amovible sur ledit support pour permettre 25 la mise en place du rail, les surfaces du rail et de la pince venant en contact, coopérant par emboîtement de manière à autoriser un seul degré de liberté correspondant audit déplacement longitudinal . 4. Dispositif d'alimentation de courant triphasé, 30 comportant trois conducteurs en forme de rails qui s'étendent parallèlement suivant les trois arêtes d'un prisme droit de section triangulaire équilatérale, chaque rail conduisant l'une des phases du courant capté par une navette prismatique portant des frotteurs sollicités au contact desdits rails et des supports 35 fixes échelonnés le long de la voie pour supporter lesdits rails, caractérisé par le fait que lesdits supports sont disposés latéralement de la voie et agencés pour envelopper extérieurement sur deux de ses faces ledit prisme droit, la troisième face libre pour autoriser le passage d'un organe de traction et de connexion de 40 ladite navette, étant une face latérale, verticale ou disposée en 71.17070 9 2137031 oblique. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits supports des rails sont agencés pour supporter un capot de protection en forme de toit, qui s'étend d'une 5 manière continue le long de la voie en ne laissant libre que ladite face latérale, donnant passage audit organe de liaison. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant des rails à profil extrudé creux présentant des logements longitudinaux susceptibles de recevoir à 10 emboîtement des éléments de raccord, caractérisé par le fait que l'un desdits logements débouche sur une face externe du profil et que les bords délimitant ledit logement sont chanfreinés de manière à présenter avec un élément de raccord, inséré dans le logement, un dièdre, autorisant un soudage des pièces en contact sans 15 usinage préalable. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant des rails extrudés, caractérisé par le fait que la section droite desdits rails comprend une partie rectangulaire évidée dont l'une des faces, constituant la surface 20 de contact desdits frotteurs, est taillée en dièdre et une partie de fixation formée par une paire de cornières espacées à ailes inférieures opposées susceptibles de coopérer avec des griffes de fixation solidaires desdits supports. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-25 tions précédentes, comprenant des joints de dilatation thermique insérés entre des tronçons de rails successifs, caractérisé par le fait que ledit joint est disposé au droit d'un desdits supports de rails, qui supporte rigidement une éclisse de connexion dont les extrémités constituent des embouts mâles susceptibles de s'em-30 boîter dans des logements conjugués ménagés dans les extrémités des rails, de manière à autoriser un déplacement relatif thermique, ladite éclisse présentant une surface de contact en affleurement des surfaces de contact des rails associés dont elle assure la continuité. 35 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte une tresse de connexion électrique entre les rails coopérant avec une même éclisse de dilatation, de manière à shunter électriquement ladite éclisse, chaque extrémité de ladite tresse étant fixée à une plage de contact d'une pièce 40 de raccord insérée dans un logement interne du rail associé.