Brevet FR2530200A1 — publié le 19840120

DISPOSITIF DE CAPTAGE DE COURANT POUR PANTOGRAPHE DE LOCOMOTIVE ELECTRIQUE. La présente invention concerne un dispositif de captage de courant pour pantographe de locomotive électrique. On sait qu'un pantographe de locoiaotive électrique comporte des bras articulés qui sollicitent vers le haut un -frotteur à s'appuyer contrele fil d'amenée du courant de la caténaire. Le frotteur comprend une tête de pantographe sur -laquelle sont rapportées une ou plusieurs semelles de contact, ou barres de frottement, généralement en cuivre. En fonctionnement, il se produit inévitablement des ruptures de contact entre les semelles de contact et le fil d'amenée de courant, å cause de la vitesse et des inégalités de la ligne. Ces ruptures de contact donnent naissance à des arcs importants, aux arêtes de sorties des semelles de contact. Des étincelles a haute énergie attaquent le bord des semelles et y forment des cratères réduisant la surface de frottement. Les semelles doivent donc être remplacées périodiquement, après un certain kilométrage, c'est pourquoi on prévoit ces semelles sous la forme de pièces rapportées, vissées sur la tête de pantographe. Ces remplacements périodiques entralnent une immobilisation de la locomotive, des frais de main d'oeuvre et le coût des semelles neuves. La présente invention a pour but de réduire les inconvénients des dispositifs de captage de courant connus en diminuant l'usure des semelles produite par les arcs de rupture. C'est ainsi que, grâce à l'invention, le kilométrage parcouru par la locomotive peut être sensiblement doublé avant de nécessiter le remplacement des semelles de contact L'invention a pour objet un dispositif de captage de courant qui comprend au moins une semelle métallique de contact fixée à la tête de pantographe et qui comprend, en plus, disposée parallèlement à ladite semelle, contre l'arête de sortie de celle-ci, une barrette en électro-graphite qui est fixée à la tête de pantographe et qui est en liaison électrique avec celle-ci et avec ladite semelle Suivant une forme préférée de réalisation, la ou les barrettes précitées sont faites en électro-graphite à haute résistance aux températures ponctuelles élevées et, notamment, en graphite de la qualité dite "graphite pour l'usinage par électro-érosion". Grace à l'invention, les arcs sont absorbés par le graphite et non plus par le métal des semelles de contact, car les arcs se produisent à la sortie du système de captage de courant, c'est-à-dire sur l'arête des barrettes de graphite qui est éloignée de la semelle métallique de contact,et le graphite n'est pas attaqué par ces arcs. Bien entendu, sur la tête de pantographe, on prévoit des barrettes de graphite pour les deux sens de déplacement de- la locomotive. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'étude des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs divers modes de réalisation de l'invention. La figure I est une vue partielle de cté d'une locomotive et de son pantographe. La figure 2 est une vue en coupe verticale longitudinale à plus grande échelle d'une tette de pantographe équipée conformément à l'invention. La figure 3 est unevue partielle en plan de la tête de pantographe de la Fig.2. La. figure 4 montre une variante dé réalisation de l'invention. La Fxg. g. 1 montre une locomotive électrique 2 dont le pantographe 4 supporte une tête de pantographe 6 sur laquelle sont montés des frotteurs métalliques ou semelles de contact 8-8 qui portent contre le fil d'amenée de courant 10 d'une caténaire 12. Comme il est représenté sur les figures,2 et 3, la tête de pantographe 6 est par exemple constituée par un profilé- métallique en U sur lequel sont fixées, au moyen de vis 14, les eemelles de contact 8. Ainsi qu'il est fréquent pour les locomotives de grande puissance, les semelles 8 sont doublées par des semelles auxiliaires 8', également vissées sur la tête 6, pour augmenter la surface de contact avec le fil d'amenée de courant 10. Lorsqu'il se produit des ruptures de contact, par suite de la vitesse ou d'irrégularités de la ligne, des arcs se produisent sur les'arêtes de sortie 16 de l'une ou l'autre des semelles 8, suivant le sens de déplacement 18 de la locomotive, et détruisent peu à peu les semelles. Conformément à l'invention, on accolle aux semelles 8, contre leur arête de sortie 16, une barrette 20-en électro-graphite à haute résistance aux températures locales élevées, et notamment en graphite de la qualité utilisée pour l'usinage par électxo-érosion. Un tel graphite présente une usure minimale dans le processus d'électro-érosion où une décharge d'étincelle doit attaquer le métal à usiner avec une usure pratiquement nulle de l'électrode en graphite. Un tel graphite présente une excellente conductibilité électrique, avec un grain fin et peut supporter des températures ponctuelles très élevées de l'ordre de 2.8000C. Grâce à l'invention, les arcs de rupture sont absorbés par le graphite de la barrette 20 et non plus par la semelle métallique 8. Pour assurer une tonne conduction du courant pour l'écoulement de l'énergie de l'arc, la barrette 20 doit être en contact avec le bord de la semelle 8 et en état de bonne conduction électrique avec la tête 6 du pantographe. Selon le mode de réalisation de la Fig.2, la barrette 20 peut être fixée contre l'aile 22 de la tête 6 du pantographe par des vis 24. L'usure des semelles de contact par les arcs électriques étant surtout importante dans la partie centrale de ces semelles, de part et d'autre de l'axe de symétrie XX (zig.3), il est inutile que les barrettes de graphite s'étendent sur toute la longueur des semelles 8,mais seulement sur la moitié ou les deux tiers environ de cette longueur. Dans la pratique, la demi longueur 1 des barrettes 20 -(Fig.3) est avantagéusement d'environ 0,25m. Pour faciliter les opérations de mise en place et de remplacement, chaque sarrette 20 peut être cons tituée par des barrettes élémentaires 201-202-203, mises bout à bout, comme il est représenté sur la Fig.3. Des essais ont montré que l'usure des semelles de contact 8 par les arcs était réduite d'environ moitié, grace aux barrettes en électro-graphite, ce qui permet de faire parcourir à la locomotive un kilométrage double avant remplacement des semelles de contact et, éventuellement, des barrettes. On a représenté sur la Fig.4 un autre mode de fixation dès barrettes en graphite dans lequel k pied 26 de la barrette 20 est serti dans une monture 28 en aluminium, elle-même fixée à la tête 6 du pentographe par des vis 24. La partie supérieure verticale 30 de la barrette 20 qui dépasse au-dessus de la garniture 28 est en contact serré avec la face en regard de la semelle 8. Ce montage améliore encore la conduction électrique entre les différents éléments et permet un meilleur écoulement de l'énergie des arcs par le gra.phite et l'aluminium. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptibles de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de captage de courant, pour pantographe delocomotive-électrique, qui comprend au moins une semelle métallique de contact 8 fixée à la tête 6 du pantographe et établissant le contact glissant avec le fil d'amenée de courant 10 de la caténaire 12, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend, en plus, disposée contre l'arête de sortie 16 de ladite semelle, une barrette 20 en électro-graphite qui est fixée à ladite tête de pantographe 6 et qui est en liaison électrique avec celle-ci et avec ladite semelle. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la barrette 20 est faite en électrographite de la qualité dite "graphite pour l'usinage par électro-érosion". 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la barrette 20 est reliée mécaniquement et électriquement à la tête 6 par vissage 24 et est reliée électriquement à la semelle 8 par contact. 4.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le pied 26 de la barrette 20 est serti dans une garniture 28 en aluminium ; en ce que ladite garniture est- reliée mécaniquement et électriquement à la tête 6 par vissage 24 ; et en ce qu'une portion de face 30 de la barrette e-st en contact avec une face en regard de la semelle 8. 5.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la barrette 20 s'étend sur une partie 1 seulement de la longueur de la semelle 8. 6.- Dispositif suivant lçune des revendications 1 -à 5, caractérisé en ce que la barrette 20 est formée par une pluralité de barrettes élémentaires 201 - 202 203..., fixées bout à bout contre arête de sortie 16 de la semelle 8. 7.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tête de pantographe porte au moins deux semelles de contact 8-8 et en ce que deux barrettes de graphite 20 sont montées contre 3es aretes de sortie des deux semelles extrêmes 8-8.