Brevet FR2477989A1 — publié le 19810918

La présente invention concerne un véhicule guidé à traction électrique alimenté en courant à partir d'un fil de contact de caténaire, comportant un pantographe portant au moins un archet de frottement et pouvant être positionné à différentes hauteurs, tel qu'il est connu par exemple par ce qu'on peut appeler les tramways souterrains des grandes villes. On s'efforce de maintenir, pour des raisons de coût, les sections des tunnels pour les sections de par- cours souterraines des lignes de transports en commun à petite distance aussi réduites que possible. Il est connu que les autobus présentent un encombrement en hauteur plus faible que les véhicules sur rails à boggies. Il est en outre connu de propulser électriquement des autobus à ban- dages en caoutchouc et de les alimenter en énergie à par- tir d'un fil de contact. De tels véhicules offriraient de bonnes possibilités de réduire les sections des tunnels. Si les autobus sont guidés au moyen d'un système de gui- dage transversal approprié, le conducteur neutre d'alimen- tation en énergie peut être posé côté piste de roulage de la même manière que pour des véhicules roulant sur rails. Il suffit alors de poser un unique fil de contact qui peut être contacté d'une manière fonctionnellement fiable au moyen d'un archet de frottement. Des études de coût ont montré que, non seulement un profil de tunnel circulaire d'un diamètre de 4,4 m est suffisamment grand pour recevoir le véhicule, le fil de contact et un passage de secours, mais encore que des profils de tunnel de ces dimensions peu- vent être réalisés par des procédés de construction économi- sant du temps et de l'argent, par exemple par la précompres- sion hydraulique de tubes en béton armé préfabriqués. Tou- tefois, le profil circulaire du tunnel relativement petit rend nécessaire un archet de frottement étroit sur le panto- graphe car, autrement, lors d'un décentrage latéral extrême et d'un mouvement de roulis extrême du véhicule, il existe un risque de collisions avec la paroi. Or, l'inconvénient d'un tel archet de frottement étroit réside en ce que, lors de la marche guidée de tels véhicules sur des voies publiques, la largeur de l'archet de frottement est trop faible. En effet, sur des voies publiques, les fils de contact doivent être posés au moins à 5 m de haut afin que des camions puissent passer dessous sans être gênés. Mais les mouvements de roulis du véhicule alimenté à par- tir du fil de contact conduisent déjà, à cette hauteur, à des décalages latéraux importants de l'archet de frotte- ment. Cela rend nécessaire un archet de frottement rela- tivement large. Une pose légèrement en zigzag du fil de contact de caténaire, nécessaire pour des raisons d'usure, augmente encore la largeur nécessaire de l'archet de frot- tement. De tels archets de frottement ne seraient par contre pas utilisables dans des tunnels circulaires sans risque de collision latérale. L'invention a pour ol et de créer un pantographe qui convient pour satisfaire à ces deux exigences contra- dictoires. A cet effet, suivant l'invention, la largeur de l'archet de frottement est automatiquement variable de telle façon que, lorsque le pantographe est positionné à un niveau bas, l'archet de frottement soit étroit tandis que, lorsque le pantographe est développé à un niveau haut, l'archet de frottement est large. Grâce à la variabilité de la largeur de l'archet de frottement, celui-ci peut s'adapter automatiquement aux exigences instantanées, que le pantographe soit posi- tionné à un niveau bas ou qu'il soit développé à un niveau haut. La commande nécessaire à la variation de largeur de l'archet de frottement peut être tirée du mouvement de le- vage du pantographe. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - la largeur de l'archet de frottement est variable de fa- çon continue avec le changement de niveau du pantographe; - chaque archet de frottement est constitué par une paire d'archets individuels disposés l'un à côté de l'autre, guidés de manière à pouvoir se déplacer transversalement à la direction de la marche et munis chacun d'une commande - de déplacement; - dans le cas o le pantographe est réalisé sous la forme d'un parallélogramme articulé, la commande de déplacement des archets individuels est tirée de branches de parallé- logramme du pantographe; - le dispositif assurant ladite commande de déplacement est essentiellement constitué par une paire de bielles formant un triangle articulé, et qui sont articulées, par leurs extrémités tournées l'une vers l'autre, chacune sensible- ment au même emplacement situé au-dessous du point d'arti- culation des branches de parallélogramme supérieures avec l'archet de frottement sur l'un des archets individuels, et, par leur autre extrémité, sur l'une des deux branches de parallélogramme supérieures du pantographe. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suitet à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemple non limita- tif, une forme d'exécution. Sur ces dessins les figures 1 et 2 sont respectivement une vue de face (figure 1) et une vue de profil (figure 2) d'un véhicule circulant dans une galerie de tunnel avec son pantographe positionné à un niveau bas, et les figures 3 et 4 sont respectivement une vue de face et une vue de profil du même véhicule circulant sur une section de parcours au niveau du sol avec son pan- tographe développé à un niveau haut. Le véhicule 1 représenté sur les figures est un autobus à traction électrique, auquel l'énergie est trans- mise à partir d'un fil de contact de caténaire 2 et d'un pantographe 11 de hauteur variable. Le véhicule circule sur le mode guidé sur une piste de roulage 3 sur les bords de laquelle sont disposés des chemins de guidage transver- sal 4, qui coopèrent avec des galets de guidage transver- sal 5 disposés côté véhicule. Le long d'au moins l'un des chemins de guidage transversal est fixé un conduc- teur neutre 6. Pour la marche sur des voies publiques, qui ne permettent pas de prévoir des chemins de guidage transversal, il est prévu un système de guidage transver- sal auxiliaire constitué, côté piste de roulage, par une ornière de guidage 7 et, côté véhicule, par un organe suiveur 8, de préférence escamotable. L'ornière de gui- dage peut également assurer la fonction d'un conducteur neutre. Le pantographe est essentiellement constitué par une paire de branches de parallélogramme articulé infé- rieures 15 et par une paire de branches de parallélogramme articulé supérieures 16 disposées symétriquement et qui, au point d'articulation des branches de parallélogramme supérieures, portent un archet de frottement 12. Les bran- ches de parallélogramme sont munies, d'une manière connue, d'une commande, non représentée ici, assurant l'application sous pression du pantographe sur le fil de contact de ca- ténaire. Grâce à la variabilité de niveau du pantographe, un contact fonctionnellement fiable peut être établi même avec le fil de contact de caténaire 2 posé relativement bas dans la tégion du tunnel. Compte tenu du mode de fonction- nement dans le tunnel, l'archet de frottement, dans la po- sition basse du pantographe, est relativement étroit (co- te b). Cette cote est choisie telle que, dans l'hypothè- se d'un décentrage latéral maximal du véhicule, plus un mouvement de roulis maximal possible (la position corres- pondante du véhicule est indiquée en trait mixte) une dis- tance de sécurité suffisamment grande soit maintenue entre les parties sous tension du pantographe et la paroi du tunnel. Pour que,lors du passage sur des parcours o le fil de contact de caténaire est posé relativement haut, on dispose d'une largeur suffisamment grande de l'archet de frottement, celui-ci est, suivant l'invention, automati- quement ajustable en largeur jusqu'à une cote plus gran- de B. A cet effet, dans l'archet de frottement sont dis- posés parallèlement l'un à côté de l'autre des archets individuels 13 et 13', qui sont guidés dans des glissiè- res transversales 21 de manière à pouvoir se déplacer transversalement à la direction longitudinale du véhicule. Les archets individuels 13 et 13' sont de leur côté cons- titués chacun par deux éléments parallèles et disposés à distance l'un de l'autre mais qui, néanmoins, sont reliés entre eux mécaniquement et électriquement au moyen d'é- triers de jonction 14 et 14'. La commande nécessaire au déplacement transver- sal des archets individuels, lors du changement de niveau du pantographe, est tirée des branches de parallélogramme supérieures 16. Plus précisément, (séparément pour cha- que archet individuel 13 ou 13') sont prévues deux bielles 17, 17', disposées symétriquement, qui sont reliées par leur extrémité inférieure, par l'intermédiaire d'un joint sphérique 18, à la branche de parallélogramme supérieure associée, et qui sont articulées par leurs extrémités tournées l'une vers l'autre, également par l'intermédiaire d'un joint sphérique, sur l'étrier de jonction associé 14 ou 14', en un point d'articulation 20. Ce point d'ar- ticulation est situé à une certaine distance verticale au-dessous du point d'articulation 19 des branches de parallélogramme supérieures sur l'archet de frottement 12. Lors du mouvement d'élévation des branches de parallélo- gramme jusqu'à la position représentée sur la figure 4, la distance entre les deux joints sphériques opposés est réduite, moyennant quoi l'on obtient, à l'intérieur du triangle articulé formé par les trois articulations 18, , 18, une plus grande dimension pour la hauteur du tri- angle. De cette manière (en considérant la vue de face), lors du développement du pantographe, le point d'articu- lation 20 des archets individuels est décalé en direction du côté extérieur du véhicule; les archets individuels emboîtés l'un dans l'autre sont par conséquent tirés télescopiquement l'un de l'autre, ce qui donne au total une largeur plus grande d'archet de frottement. Lors du repliement du pantographe, l'allongement du triangle articulé réduit la hauteur de ce triangle, moyennant quoi les archets individuels sont rétractés vers le mi- lieu du véhicule, jusqu'à ce que (vus de face) ils soient amenés sensiblement en coïncidence. Le changement de hauteur du triangle articulé décrit ne doit pas seulement s'effectuer d'une manière absolue, mais on doit également obtenir un changement relatif de la hauteur du triangle par rapport au triangle articulé formé par les points 18, 19, 18. Ce changement relatif de la hauteur du triangle peut être obtenu grâce au fait que le point d'articulation entre les bielles 17 ou 17' et l'étrier de jonction 14 ou 14' est situé, en direction verticale, plus bas que le point d'articulation 19 entre l'archet de frotte- ment 12 et les branches de parallélogramme supérieures 16. Ce décalage en hauteur entre les deux points d'articula- ti n 19 et 20 est déterminant pour la course de déplace- ment transversal des archets individuels lors du change- ment de niveau du pantographe. Il est avantageux de donner à l'archet de frotte- ment une largeur aussi grande que possible lorsque le pan- tographe est développé et donc de donner aux archets indi- viduels une course de déplacement aussi grande que possi- ble, afin d'obtenir une largeur d'archet de frottement aus- si grande que possible. Une grande largeur d'archet de frottement permet en effet une grande tolérance en largeur du fil de contact de caténaire, ce qui a un effet écono- miquement favorable, en particulier dans les courbes, car le fil de contact de caténaire n'a alors pas besoin d'ê- tre haubané en des points très rapprochés. REVENDICATIONS 1) Véhicule guidé à traction électrique alimenté en courant à partir d'un fil de contact de caténaire, comportant un pantographe portant au moins un archet de frottement et pouvant être positionné à différentes hau- teurs, ledit véhicule étant caractérisé en ce que la largeur (b, B) de l'archet de frottement (12) est varia- ble automatiquement de telle manière que, lorsque le pan- tographe est replié en position basse (figures 1, 2), l'archet de frottement (12) soit étroit (b), tandis que lorsque le pantographe est développé en position hcWte (figures 3, 4), ledit archet est large (B). 2) Véhicule suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur (b, B) de l'archet de frottement (12) est variable de façon continue avec le changement de ni- veau du pantographe (11). 3) Véhicule suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque archet de frottement (12) est constitué par une paire d'archets individuels (13, 13') disposés l'un à côté de l'autre, guidés de manière à pou- voir se déplacer transversalement à la direction de la marche, et qui sont munis chacun d'une commande de déplace- ment. 4) Véhicule suivant la revendication 3, comportant un pantographe réalisé sous la forme d'un parallélogramme articulé, ledit véhicule étant caractérisé en ce que la commande d'entraînement des archets individuels (13, 13') est tirée de bras de parallélogramme (16) du pantographe (il). 5) Véhicule suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif assurant ladite commande de dépla- cement est essentiellement constitué par une paire de bielles (17, 17') formant un triangle articulé, bielles qui sont articulées, par leurs extrémités tournées l'une vers l'autre, chacune sensiblement au même emplacement (20) situé au-dessous du point d'articulation (19) des bran- ches de parallélogramme supérieures (16) avec l'archet de frottement (12), sur l'un des archets individuels et, par leur autre extrémité (18), sur l'une des deux branches de parallélogramme supérieures (16) du pantographe (11).