Brevet FR2246777A1 — publié le 19750502

L'invention, due à la collaboration de Monsieur Hubert LIGONES, est relative à un dispositif de support, à parallélogramme articulé monté à pivotement sur un axe fixe, d'un organe pesant, notamment d'un collecteur de courant guidé par une voie d'alimentation de courant et susceptible de se débattre dans un plan contenant ledit parallélogramme, comprenant un système d'équilibrage à ressort coopérant avec ledit parallélogramme, de manière à maintenir-ledit collecteur en un équilibre indifférent en toute position de débattement dudit collecteur dans ledit plan Le brevet rrançaisNO 2.157.0D2 décrit un dispositif d'alimentation de courant d'un véhicule susceptible de se déplacer à vitesse élevée, dans lequel le collecteur de courant est relié au véhicule par un système articulé ne transmettant que des forces de traction au collecteur et maintenant ce dernier en un équilibre indifférent. Le poids du collecteur est compensé par un contrepoids porté par l'un des bras du parallélogramme articulé. La masse de l'équipage mobile est accrue par le contrepoids et le comportement dynamique du système, notamment à vitesse élevée en est affecté. Le brevet français N" 2.165.286 fait connaetre un dispositif d'équilibrage n'utilisant point de contrepoids, mais faisant appel à deux ressorts d'équilibrage, chacun associé à l'une des composantes du mouvement dans le plan du collecteur de courant. La présente invention vise à perfectionner un tel système en vue de permettre un équilibrage par un ressort unique. Le dispositif de support selon l'invention est caractérisé par le fait que ledit système comporte un arbre rotatif parallèle et espacé dudit plan sollicité en-rotation à couple variable en fonction de l'angle de rotation par ledit ressort et relié mécaniquement audit parallélogramme articulé de manière à appliquer à ce dernier une force d'équilibrage du poids dudit collecteur de composante verticale sensiblement constante L'emploi d'un ressort unique simplifie l'installation et en réduit le coût de fabrication. Le dispositif de support est particulièrement approprié à l'équilibrage d'un collecteur de courant d'alimentation d'un vé- hicule se déplaçant à vitesse élevée, mais il peut être mis en oeuvre pour le maintien en équilibre indifférent de tout organe ou appareil. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de 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 schématique en perspective d'un dispositif de support d'un collecteur de courant selon l'invention; la figure 2 illustre en perspective un mode de réalisation du schéma selon la figure 1. Sur les figures, on reconnaît le dispositif de captage de courant, illustré par les figures 2 et 3 du brevet français N" 2.137.032 précité, dans lequel une navette ou collecteur de courant 10 est supporté par un parallélogramme articulé, désigné par le repère général 12, dont l'une des articulations 14 est agencée en axe fixe solidaire du véhicule 16. Le parallélogramme articulé 12 peut se débattre dans un plan P repéré sur la figure 1 et perpendiculaire à l'axe fixe 14 et à la voie d'alimentation de courant (non repr8senté). En un point 18 du parallélogramme articulé, aligné avec le centre de gravité 19 du collecteur 10 et l'axe fixe 14, est appliquée une force de composante verticale F équilibrant le poids du collecteur 10 en toute position de ce dernier dans le plan P. I1 est inutile de décrire en détail un tel dispositif de support, faisant l'objet du brevet français NO 2.137.032 auquel on se reportera avantageusement. Dans ce dernier brevet la force d'équilibrage est fournie par un contrepoids qui présente l'inconvénient d1accrottre la masse de l'équipage mobile. Selon la présente invention, la force d'équilibrage F est fournie par un ressort de traction 24 ancré par l'une de ses extrémités à un point fixe 26, l'extrémité opposée agissant sur un lien souple 28 enroulé sur une came 30, clavetée sur un arbre 20 monté à rotation dans des coussinets 22, de manière à s'étendre parallèlement au plan P à une distance d. Le ressort 24 exerce un couple sur l'arbre 20 fonction du profil de la came 30. Un compas 32 à deux branches 34, 36 articulées sur un axe 38, relie mécaniquement l'arbre 20 au point 18 du parallélogramme articulé 12, de manière à transmettre la force d'équilibrage F tout en autorisant le libre débattement du parallélogramme.A cet effet, l'extrémité opposée à l'axe 38 de la branche )4 est montée à rotation par une articulation sphérique sur le point 18, la branche 36 étant agencée à son extrémité opposée à l'axe 38 en fourchette 40 d'une ar ticulation cylindrique à axe 42 parallèle à l'axe 38 et rigidement fixé perpendiculairement à l'arbre 20. Le dispositif de support selon l'invention fonctionne de la manière suivante Pour des raisons de simplicité de l'exposé, on admettra que l'arbre 20 est horizontal et que le point 18 est en position de départ au même niveau que l'arbre 20, c'est-à-dire que le compas 32 est également horizontal. Le ressort de traction 24 exerce, par l'intermédiaire de la came 30, un couple, représenté par la flèche M, sur l'arbre 20. Le couple M tend à faire pivoter le compas 32 dans un plan vertical vers le bas et applique au point 18 une une force F dont la valeur est bien entendu : F = & La force F équilibre le poids du collecteur 10 de la manière décrite dans le brevet précité. Un mouvement de débattement du collecteur 10 et le déplacement correspondant du point 18 dans le plan P peut se décomposer en un mouvement selon la direction de l'arbre 20 et un mouvement perpendiculaire à cet arbre. De tels mouvements sont autorisés par-les articulations cylindriques et sphériques du compas 32 et il est facile de venir que lors d'un mouvement, parallèlement à l'arbre 20, ce dernier n1 est pas entraRné en rotation. Le moment M fourni par le ressort 24 reste constant et comme le bras de levier du compas 32, correspondant à la distance d de l'arbre 20 au plan P reste également constant, la force d'équilibrage F est maintenue constante de la manière requise. Le déplacement du point 18 dans une direction perpendiculaire à l'arbre 20, c'est-à-dire verticalement, implique une rotation de l'arbre 20et de la came associée 30. L'étude du dia gramme deys forces montre que la constance de la force F ne peut être obtenue que par l'application d'un couple M accru et le profil de la .amie 30 est choisi de manière à fournir le couple requis pour les différentes positions du point 18. La rotation de l'arbre 20 provoque évidemment une extension ou rétraction du ressort 24, dont la variation éventuelle de caractéristique peut être compensée par le profil de la came 30. I1 convient de noter que le moment appliqué à l'arbre 20 peut être engendré d'une manière différente et que la variation appropriée peut résulter directement de la variation des caractéristiques.du ressort. En première approximation, il est possible dans ce dernier cas de ne pas faire appel à une came de variation de l'action du ressort. L'arbre 20 n'est pas obligatoirement horizontal et le fonctionnement susmentionné n'est pas modifié par l'orientation de cet arbre. Le mécanisme de transmission d'efforts au pantographe peut être agencé d'une manière différente. Le mécanisme de support selon l'invention est applicable à tout dispositif d'équilibrage et plus particulièrement à des collecteurs de courant guidés par des rails d'alimentation d'un type quelconque. 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. REVENDICATIONS 1. Dispositif de support, à parallélogramme articulé monté à pivotement sur un axe fixe, d'un organe pesant, notamment d'un collecteur de courant guidé par une voie d'alimentation de courant et susceptible de se débattre dans un plan contenant ledit parallélogramme, comprenant un système d'équilibrage à ressort coopérant avec ledit parallélogramme, de manière à maintenir ledit collecteur en un équilibre indifférent en toute position de dé- battement dudit collecteur dans ledit plan, caractérisé par le fait que ledit système comporte un arbre rotatif parallèle et espacé dudit plan sollicité en rotation à couple variable en fonction de l'angle de rotation par ledit ressort et relié mécaniquement audit parallélogramme articulé, de manière à appltperà ce dernier une force d'équilibrage du poids dudit collecteur de composante verticale sensiblement constante. 2. Dispositif de support selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un compas à deux branches articulées est calé par l'une de ses extrémités sur ledit arbre et est articulé par l'extrémité opposée audit parallélogramme articulé, de façon qu'un déplacement de ladite extrémité opposée dans ledit plan, perpendiculairement audit arbre, provoque une rotation de ce dernier, un déplacement parallèlement audit arbre n'engendrant pas de rotation de ce dernier. 3. Dispositif de support selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la liaison mécanique entre le ressort et ledit arbre est agencée pour engendrer ladite variation du couple appropriée audit équilibrage, en fonction de l'angle de rotation. 4. Dispositif de support selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit ressort coopère avec une came calée sur ledit arbre dont le profil modifie le point d'application de la force du ressort lors d'une rotation dudit arbre et de la came associée. 5. Dispositif de support selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite came est agencée pour compenser la variation de ladite force du ressort en fonction de l'allongement du ressort. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le point d'application de ladite force d'équilibrage au parallélogramme est aligné avec ledit axe fixe et le centre de gravité du collecteur en toute position de dé battement de ce dernier dans ledit plan.