Brevet FR2277418A1 — publié le 19760130

La présente invention, qui résulte des recherches de Messieurs Pierre LAGARDE et René ROLS a pour objet un conducteur pour ligne de contact. Il est connu d'utiliser des conducteurs en cuivre pour réaliser les lignes de contact sur lesquelles les pantographes des locomotives électriques ou des voitures automotrices de chemin de fer prennent le courant de traction. Ces lignes sont tendues à leurs extrémités par des systèmes de contrepoids qui leur permettent de conserver un profil indépendant de la dilatation. Ces systèmes fonctionnent de façon satisfaisante, mais il apparaît que l'utilisation de lignes de contact indilatables permettrait d'apporter une économie importante de montage et d'accessoires. L'invention a pour objet un conducteur pour ligne caténaire à faible dilatation. Le conducteur selon l'invention comporte en combinaison une âme cons tituée en un alliage à très faible dilatation, tel que l'alliage de 64% de fer et 36% de nickel connu sous le nom "INVAR", qui assure la résistance mécanique, et une enveloppe en un métal ou alliage bon conducteur électrique, entourant au moins partiellement l'âme et chargée du transport du courant électrique. L'invention ainsi définie est expliquée à partir d'exemples illustrés par les figures jointes. Les figures 1 à 5 représentent, en section droite, cinq exemples de conducteur à faible dilatation pour ligne de contact. Les Chemins de Fer Français, utilisent, en tant que fils de contact, des lignes constituées par un profilé en cuivre d'une longueur égale à environ 1200 mètres, suspendu par des griffes tous les 30 à 60 mètres et tendu à ses extrémités par des appareils tendeurs qui permettent de rattraper la dilatation jusqu'à 2 mètres La section de ce profilé dépend de la tension électrique utilisée et de la charge de la ligne : le cas d'une section égale à 107 mm2 est en visgé dans ce qui suit. L'utilisation d'un conducteur à très faible dilatation permet d'utiliser des équipements tendeurs simplifiés, de doubler la longueur des conducteurs par passage à 2400 ou 2500 mètres, ce qui permet la réduction du nombre des tendeurs et des sectionneurs électriques, et de supprimer les systèmes d'anticheminement. Pour des raisons de conductibilité électrique, il est impossible de constituer ce conducteur en un profilé d'INVAR. Le fil de contact pour ligne caténaire à faible dilatation comprend une me constituée par un câble ou un profilé en un alliage à très faible dilatation tel que l'INVAR, qui assure la résistance mécanique, entourée au moins partiellement par une enveloppe en un métal ou alliage bon conducteur électrique, tel que le cuivre ou un de ses alliages, l'aluminium ou un alliage d'aluminium tel que celui contenant de 0,6 à 0,8% de magnesium, de 0,5 à 0,72 de silicium et jusqu a 0,36% de fer et connu sous le symbole A - GS/J.. Cette structure composite est calculée de façon à présenter - une résistance électrique qui ne soit pas supérieure à celle de la ligne de contact cuivre actuelle, - une résistance mécanique suffisante pour permettre de maintenir une flèche équivallente à la flèche des fils cuivre malgré la modification apportée au poids au mètre, et de supporter éventuellement les contraintes supplémentaires dues à la différence de dilatation des constituants, - une tenue à la corrosion comparable à celle des lignes cuivre, - une résistance à l'usure par frottement permettant la même durée de vie que les lignes cuivre7 - un profil se prêtant à l'accrochage tous les 30 à 60 mètres sans rupture de la continuité de la surface de contact7 - une structure permettant l'enroulement sur touret. Les structures illustrées par les figures répondent à ces conditions. Dans les structures selon les figures 1,2,3 et 5, l'âme est constituée par un câble (1) en alliage INVAR, à brins torsadés; dans le cas de la figure 4, l'âme est constituée par un profil (2) en INVAR. L'enveloppe en métal ou alliage conducteur est constituée - dans le cas de la figure I, pat un profil en cuivre dur ou alliage de cuivre comportant une partie supérieure enveloppante (3) et une partie inférieure(4) comprenant la surface de contact (5) destiné à recevoir l'appui du dispositif de prise de courant, tel qu'un pantographe, de l'engin à alimenter; - dans le cas de la figure 2, par un profil en A-GS/L de forme analogue à celle de la figure 1, comprenant les mêmes éléments désignés par les mêmes repères, mais de section supérieure afin de tenir compte de la conductibilité inférieure de l'alliage; - dans le cas de la figure 3, par un profil (6) en cuivre ou en A-GS/L d'épaisseur sensiblement constante, qui comporte une surface de contact (7) ne se différenciant pas du reste du profil;; - dans le cas de la figure 4, par un profil en cuivre ou en A-GS/L comportant une partie enveloppante (8) et une partie restangulaire (9) comprenant une surface de contact sensiblement plane (10); - enfin dans le cas de la figure 5, l'enveloppe est constituée par un profil(11) d'épaisseur sensiblement constante, en aluminium, la surface de contact(12) étant constituée par une bande (13) d'acier inoxydable fixée par soudage, placage et clippage, ou tout autre procédé convenable. Dans le cas de figures 1,2,3 et 5, le profil constituant l'enveloppe porte deux gorges (14) permettant l'accrochage du fil par les griffes ou pinces classiques. Dans le cas de la figure 4, c'est le profil constituant l'amie qui porte, dans le même but, des gorges (15). Il est à remarquer que, dans le conducteur selon la figure 5, les gorges (14) permettent également la fixation par clippage de la bande (13). Cette dernière remédie à la résistance insuffisante du profil en aluminium à l'usure par frottement. Le calcul de la section de l'enveloppe conductrice s'effectue en négligeant le rôle de l'INVAR dans le passage du courant; dans le cas des caténaires pour chemin de fer, la section d'enveloppe est par exemple, de 107 mm2 pour le cuivre, -204 mm2 environ pour l'A-GS/L et 150 mm2 environ pour l'aluminium compte tenu de l'absence d'usure résultant de la présence de la bande (13) d'acier inoydable . (figure 13) Le calcul de la résistance mécanique est effectué en tenant compte du mode de réalisation mis en oeuvre. En effet, deux modes de réalisation peuvent être envisagés.Dans le premier, l'âme D'TZAR est seule sollicitée mécanique ment, et supporte l'enveloppe conductrice : ce mode de réalisation est celui qui assure la dilatation minimale. Dans le deuxième mode de réalisation, l'âme et l'enveloppe sont rendues solidaires de façon à partager les sollicitations mécaniques au prorata de leurs modules d'élasticité et de leurs coefficients de dilatation respectifs. Ce deuxième mode de réalisation donne lieu à une résistance mécanique supérieur tout en assurant une dilatation très peu importante. Le calcul de la résistance mécanique est effectué en partant d'un coefficient de sécurité de 2,8, qui est celui du fil de contact cuivre actuel. Il tient compte du poids de la structure au mètre et des contraintes dues à la dilatation. On arrive ainsi à une section d'INVAR de 40 mm2 avec la structure INWAR-cuivre,bet à 60 mm2 pour la structure INVAR, A-SS/L. Ces chiffres correspondent à un INVAR écroui à 50Z, d'une résistance de 80 hectobars. Il est à remarquer que la partie supérieure du profil enveloppant peut être fermée par soudage, ainsi que le représente en (16) la figure 5, lorsqu elle est constituée par une bande d'aluminium mise en forme. L'invention s'applique à la réalisation de conducteurs pour lignes de contact destinées à l'alimentation en courant électrique de tout engin mobile : grues, ponts roulants, portiques, et aux locomotives électriques, ou voitures automotrices pour chemin de fer. REVENDICATIONS 1) Un conducteur pour ligne de contact à faible dilatation, caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison, une âme constituée en un alliage à très faible dilatation, tel que l'alliage de 64% de fer et 36% de nickel connu sous le nom "INVAR", qui assure la résistance mécanique, et une enveloppe en un métal ou alliage bon conducteur électrique, entourant au moins partiellement l'âme et chargée du transport du courant électrique. 2) Un conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme est constituée par un cable (1) en alliage à très faible dilatation, l'enveloppe étant munie des gorges (14) permettant l'accrochage de la caténaire par des griffes ou pinces connues. 3) Un conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme est constituée par un profil (2) en alliage à très faible dilatation muni de gorges (15) permettant l'accrochage de la ligne de contact par des griffes connues. 4) Un conducteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ltenveloppe est constituée par un profil de cuivre. 5) Un conducteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée en un alliage d'aluminium connu en lui-même, contenant de 0,6 à 0,8% de magnesium, de 0,5 à 0,7% de silicium et jusqu'à 0,36% de fer, connu sous le symbole A-GS/L. 6) Un conducteur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée par un profil (11) en aluminium. 7) Un conducteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'enve- loppe (11) est munie sur au moins une partie de sa périphérie, comprenant la surface de contact (12) du fil de contact avec le dispositif de prise de courant tel qu'un pantographe de 1 engin à alimenter, d'une bande en acier inoxydable (13). 8) Un conducteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bande (13) d'acier inoxydable est fixée par clippage dans les gorges (14) que porte l'en- veloppe (11). 9) Un conducteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend une partie supérieure (3) non fermée, et une partie inférieure (4) comprenant un chemin de contact(5) du fil de contact avec le dispositif de prise de courant de l'engin à alimenter. 10) Un conducteur selon l'une des revendication 1 à 9, caractérisé en ce que les extrémités de la partie supérieure (3) de l'enveloppe sont réunies par soudage (16), de façon à fermer cette dernière pour qu'elle entoure totalement l'âne (1). 11) Un conducteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée par un profilé tubulaire creux entourant totalement l'âme. (t2) Un conducteur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'enveloppe présente une épaisseur sensiblement constante. 13) Un conducteur selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la partie inférieure (4) de l'enveloppe qui comporte la surface de contact(5), présente une épaisseur plus forte que celle de la partie supérieure(3). 14) Un conducteur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'âme est indépendante de l'enveloppe conductrice et supporte seule les sollicitations mécaniques. 15) Un conducteur selon l'une des revendication 1 à 13, caractérisé en ce que ligne et l'enveloppe conductrice sont solidaires et se partagent les sollicitations mécaniques. 16) Un conducteur selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par son application aux caténaires pour engin mobile, tel que : grue, pont-roulant, portique. 17) Un conducteur selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par son application aux chemins de fer.