Brevet FR2540683A1 — publié le 19840810

La présente invention concerne un dispositif d'al-i- mentation d'un récepteur électrique à position variable sur une surface, applicable notamment à l'alimentation d'un appareil d'éclairage mobile. Les appareils récepteurs et utilisateurs d'énergie électrique, tels-que, par exemple, lampes d'éclairage, moteurs etc, sont généralement raccordés, à proximité de leur lieu d'emploi, au réseau à courant alternatif et une telle distribution de l'énergie électrique impose certaines contraintes du fait du nécessaire raccordement du récepteur aux prises électriques. La présente invention vise à remédier à ces inconvé- nients en procurant un dispositif de conception particuliè- rement simple permettant une alimentation en n'importe quel point d'une surface. A cet effet ce dispositif d'alimentation d'un récep- teur électrique à position variable sur une surface est caractérisé en ce qu'il comprend, sur ladite surface, un réseau de bandes parallèles en un matériau conducteur de l'électricité, de même largeur et espacées les unes des autres, ces bandes étant imbriquées alternativement les unes dans les autres en formant deux ensembles à savoir un pre- mier ensemble de bandes de rangs pairs connecté à un pôle d'une source de courant électrique, et un second ensemble de bandes de rangs impairs connecté à l'autre pôle de la source de courant, un support à position variable portant au moins deux palpeurs de courant susceptibles de venir en contact avec les bandes conductrices, et un circuit de commutation pour l'alimentation du récepteur, ce circuit ayant plusieurs entrées connectées respectivement aux palpeurs de courant-et une sortie reliée au récepteur pour permettre l'alimentation du récepteur lorsqu'au moins deux des palpeurs de courant viennent en contact avec deux bandes conductrices apparte- nant respectivement aux premier et second ensembles de ban- des reliés aux deux pôles de la source de courant élec- trique. Les palpeurs de courant peuvent être réalisés sous n'importe quelle forme appropriée, par exemple sous la forme de pointes traversant une couche en matériau isolant formant un revêtement supérieur appliqué sur les bandes conductri- ces, ou bien encore sous la forme de frotteurs, si les ban- des conductrices apparaissent à nu. La source de courant électrique alimentant les deux ensembles de bandes conductrices peut fournir un courant continu ou alternatif. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limita- ti Fs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en plan schématique, du dispositif d'alimentation d'un récepteur électrique suivant l'invention. La figure 2 est un schéma électrique d'une forme d'exécution d'un circuit de commande, lors de l'utilisation d'une alimentation en courant alternatif. La figure 3 est un schéma électrique d'une forme d'exécution du circuit de commande dans le cas d'une alimen- tation en courant alternatif ou redressé ou continu. Le dispositif d'alimentation suivant l'invention qui est représenté sur la figure 1 est destiné à assurer l'ali- mentation d'un récepteur électrique 1 solidaire d'un support 2, de forme quelconque, schématisé par un cercle, lequel peut occuper une position variable sur une surface plane Le récepteur électrique 1 peut être, par exemple, une lampe d'un appareil d'éclairage, tel qu'un lampadaire, placé en un endroit quelconque sur surface d'appui pour le support 2. L'alimentation du récepteur 1, en l'occurrence de la lampe d'éclairage, est commandée par un circuit de commutation 13 porté par le support 2 et décrit en détail plus loin. Le dispositif d'alimentation électrique comporte, sur le sol, un réseau de bandes conductrices parallèles, de même largeur a espacées les unes des autres Ces bandes sont réparties en deux ensembles à savoir un premier ensemble comprenant les bandes 4, 6, 8 etc de rangs pairs et un se- cond ensemble comprenant les bandes 3, 5, 7 etc de rangs impairs Ces bandes peuvent avoir une largeur de 20 cm par exemple A l'une de leurs extrémités les bandes de rangs pairs 4, 6, 8 du premier ensemble sont raccordées à une bande conductrice transversale commune 9 de plus petite lar- geur et qui est elle-même connectée à un-pale 10 d'une sour- ce de courant électrique, continu ou alternatif (de tension 24 V par exemple) De la même façon les bandes 3, 5, 7 de rangs impairs du second-ensemble sont raccordées, à l'une de leurs extrémités, à une bande conductrice transversale com- mune 11, de plus petite largeur, qui est connectée à l'autre pôle 12 de la source de courant électrique Les bandes 4, 6, 8 de rangs pairs et les bandes 3, 5, 7 de rangs impairs sont espacées les unes des autres d'un petit intervalle b qui peut être par exemple de l'ordre de 1 mm Les bandes de rangs pairs 4, 6, 8 s'arrêtent à une-faible distance, de l'ordre de 1 mm, de la bande tranversale commune 11 du second ensemble est il en est de même pour les bandes de rangs impairs 3, 5, 7 qui s'arrêtent à faible distance de la bande transversale commune 9 du premier ensemble. La fourniture du courant au récepteur 1 est assurée par trois palpeurs A, B, C solidaires du support 2 et qui sont disposés aux sommets d'un triangle équilatéral Ce triangle a une hauteur égale à l'entr'axe de des bandes 3-8. Les trois palpeurs de courant A, B, C sont connectés respec- tivement aux trois entrées d'un circuit de commutation tem- porisée provoquant l'alimentation du récepteur 1, si deux au moins des trois palpeurs de courant A, B, C se trouvent être mis en contact avec deux des bandes conductrices 3-8 à des potentiels différents Ceci est illustré schématiquement sur la figure 1 o l'on voit, dans la partie supérieure de cel- le-ci, que le palpeur A est en contact avec la bande 5 tan- dis que les palpeurs B et C sont en contact avec la bande 6. Dans la partie médiane de cette figure le palpeur C est en contact avec la bande 4 tandis que les deux autres palpeurs A et B *sont en contact avec la bande 5 Dans chacun de ces cas le circuit de commutation 13 commande l'alimentation du récepteur 1. Le circuit de commutation 13 peut être réalisé de différentes façons et on peut utiliser pour ce circuit des 6 lments bien connus dans la technique tels que triacs, thyristors,diodes,transistors et mêmes relais. La figure 2 illustre le cas o l'alimentation des bandes conductrices s'effectue en courant alternatif Le support 2 du récepteur électrique 1 est représenté dans une position dans laquelle le palpeur A est en contact avec la bande conductrice 5 supposée être au potentiel négatif au temps "t", tandis que les deux autres palpeurs B, C sont en contact avec la bande conductrice 6 supposée être portée au potentiel positif, égal par exemple à + 24 volts,au même temps "t" Les palpeurs A, B, C peuvent être constitués par des pointes traversant un revêtement isolant appliqué sur les bandes conductrices telles que 5 et 6 Le circuit de commutation électrique 13 alimente deux triacs 14, 14 a constituant ensemble un commutateur statique temporisé Ils sont branchés respectivement entre les pointes B et C et un point central 15 connecté à une borne de la lampe 1 dont l'autre borne et reliée à la pointe A Sur les deux côtés AB et AC du triangle équilatéral ABC sont prévus des circuits de temporisation commandant l'amorçage des triacs 14, 14 a jouant le rôle d'interrupteurs statiques Chacun de ces circuits de temporisation comporte, par exemple, une source lumineuse 16, du type ampoule ou L E D, branchée, en série avec une diode et une résistance, entre les pointes A et C (ou A et B) et sur laquelle est disposé en parallèle un condensateur 17 Cette source lumineuse éclaire une photo- résistance 18 qui est connectée entre le point central 15 et la gâchette du triac correspondant 14, 14 a. Par conséquent, lorsque l'on applique le support 2 sur le sol, de manière que les pointes A, B, C traversent le revêtement isolant et viennent en contact avec les deux bandes conductrices 5 et 6, l'un des triacs 14, 14 a s'amorce en premier, par exemple le triac 14, ce qui entraîne l'al- lumage de la lampe 1 Cet amorçage a lieu un certain temps apbrs la venue en contact des pointes A, B, C avec les ban- des respectives 5, 6, du fait de la prévision du circuit de temporisation 16, 17, 18 agissant sur la gâchette du triac 14 L'amorçage du triac 14 entraîne l'inhibition de l'autre triac 14 a Dans la variante de réalisation illustrée sur la figure 3, le dispositif d'alimentation est prévu pour une alimentation en courant alternatif ou continu ou redressé. Les trois pointes A, B, C sont reliées respectivement aux trois entrées alternatives d'un pont triphasé Graetz désigné dans son ensemble par la référence 19 et qui constitue le circuit de commutation 13 de la figure 1 La lampe 1 est branchie en série avec un transistor interrupteur de puis- sance 19 en montage Darlington, entre les pâles positif et négatif du pont de Graetz 19 Ce montage comporte également un circuit de temporisation comprenant un condensateur 21 branché en série avec une résistance 22 et une diode 23 entre les pôles positif et négatif Le point de jonction entre le condensateur 21 et la résistance 22 est relié à un potentiomètre 24 et celui-ci est également connecté à la base du transistor d'entrée du montage Darlington ainsi qu'à un autre condensateur 25 connecté au pôle négatif Par con- séquent lorsque deux des pointes A, B, C au moins sont en contact avec deux bandes conductrices 5, 6 connectées aux deux pôles différents de la source de courant, le pont de Graetz est alimenté en courant alternatif ou continu ou redressé, le transistor de puissance 19 devient conducteur, après un certain temps déterminé par le circuit de tempo- risation, et la lampe 1 est alimentée. Le dispositif décrit en référence à la figure 3 offre l'avantage qu'il permet d'assurer une alimentation parfaite quelle que soit la position du support 2 par rap- port aux bandes conductrices 5, 6, c'est-à-dire aussi bien en abscisse qu'en ordonnée et en position angulaire. Comme il a été dit précédemment, le triangle équila- téral des pointes A, B, C est réalisé de telle sorte que sa hauteur ou médiane soit égale à l'entr'axe des bandes d'a- luminium, c'est-à-dire sensiblement à la largeur de ces bandes Ceci permet d'optimiser dans de fortes proportions le taux de fonctionnement du dispositif par rapport aux probabilités très faibles de voir les pointes A, B, C s'en- gager dans les zones isolantes de très faible largeur pré- vues entre les bandes conductrices. Bien que dans la description qui précède, il a été fait mention de l'alimentation de la lampe d'un appareil d'éclairage, tel qu'un lampadaire, il va de soi que l'inven- tion peut s'appliquer également à l'alimentation de n'impor- te quel récepteur fixe ou mobile Par exemple le dispositif suivant l'invention peut être utilisé pour alimenter en énergie électrique le moteur d'un véhicule se déplaçant sur la surface portant les bandes conductices, par exemple celui d'autos tamponneuses d'une fête foraine Dans ce dernier cas l'alimentation électrique est réalisée uniquement au sol, les palpeurs de courant A, B, C étant constitués par des frotteurs ou les roues elles-mêmes, ce qui permet de sup- primer la crosse collectrice en partie supérieure. Par ailleurs, d'autres palpeurs de courant peuvent être prévus en plus des trois palpeurs A, B, C formant un triangle équilatéral Ces palpeurs peuvent être alors reliés à des entrées additionnelles du pont de Graetz 19, comme il est indiqué en tirets sur la figure 3. Bien que, dans dans la description qui précède, on ait indiqué que le dispositif d'alimentation suivant l'in- vention comprenait trois palpeurs A, B, C disposés au sommet d'un triangle équilatéral, il va de soi que ce dispositif pourrait comprendre seulement deux palpeurs ou plus de trois palpeurs disposés suivant une configuration polygonale quel- conque telle que carré, pentagone, régulière ou non Dans le cas d'une disposition régulière, un palpeur additionnel pourrait être également prévu au centre du polygone. De même le circuit de temporisation peut être sup- primé, dans le cas d'une charge de faible puissance ou d'un moteur aliments à partir de balais ou de roues. Par ailleurs, le récepteur électrique 1 n'est pas forcément porté par le support 2 des palpeurs et il peut être situé à une certaine distance de ce support. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation d'un récepteur élec- trique à position variable sur une surface caractérisé en ce qu'il comprend, sur ladite surface, un r Aseau de bandes parallèles ( 3-8) en un matériau conducteur de l'électricité, de même largeur et espacées les unes des autres, ces bandes étant imbriquées alternativement les unes dans les autres en formant deux ensembles à savoir un premier ensemble de ban- des de rangs pairs ( 4, 6, 8) connecté à un pôle ( 10) d'une source de courant électrique, et un second ensemble de ban- des de rangs impairs ( 3, 5,-7) connecté à l'autre pôle ( 12) de la source de courant, un support ( 2) à position variable portant au moins deux palpeurs de courant (A, B, C) suscep- tibles de venir en contact avec les bandes conductrices, et un circuit ( 13) de commutation pour l'alimentation du ré- cepteur, ce circuit ( 13) ayant plusieurs entrées connectées respectivement aux palpeurs de courant (A, B, C) et une sortie reliée au récepteur pour permettre l'alimentation du récepteur ( 1) lorsqu'au moins deux des palpeurs de courant (A, B, C) viennent en contact avec deux bandes conductrices appartenant respectivement aux premier et second ensembles de bandes reliés aux deux pâles ( 10, 12) de la source de courant électrique. 2 Dispositif suivant la revendication 1 caractéri- sé en ce que les palpeurs (A,B,C) sont au nombre de trois et sont disposés aux sommets d'un triangle équilatéral, la hauteur de ce triangle équilatéral étant égale à l'entr'axe des bandes conductrices ( 3-8) 3. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications précédentes caractérisé en ce que les bandes de rangs pairs ( 4, 5, 8) du premier ensemble sont raccordées, à l'une de leurs extrémités, à une bande conductrice transver- sale commune ( 9) elle-même connectée à un pôle ( 10) de la source de courant électrique, les bandes de rangs impairs ( 3, 5, 7) du second ensemble sont raccordées, à l'une de 254068 3 leurs extrémités, à une bande conductrice transversale com- mune ( 11), elle-même connectée à l'autre pâle ( 12) de la source de courant électrique, et ces bandes de rangs pairs et impairs s'arrêtent à une faible distance des bandes transversales communes ( 9, 11). 4. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications précédentes caractérisé en ce que le circuit ( 13) comprend des moyens de temporisation ( 16, 17, 18; 21-25) pour provoquer l'alimentation du récepteur ( 1) un certain temps après que les palpeurs de courant (A, B, C) sont mis en contact avec les bandes conductrices ( 3-8). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications précédentes caractérisé en ce que les palpeurs (A, B, C) sont constitués par des pointes traversant un revête- ment isolant appliqué sur les bandes conductrices ( 3-9). 6. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications précédentes caractérisé en oe que la source de courant ( 10, 12) fournit un courant alternatif et le cir- cuit de commande ( 13) alimente deux triacs ( 14, 14 a) formant interrupteurs et qui sont branches respectivement entre deux des palpeurs de courant (B, C) et un point central ( 15) connecté à une borne du récepteur ( 1) dont l'autre borne est reliée au troisième palpeur (A), et sur les deux côtés (AB,AC) du triangle équilatéral (ABC) sont prévus des cir- cuits de temporisation commandant l'amorçage des triacs interrupteurs ( 14, 14 a). 7. Dispositif suivant la revendication 6 caracté- risé en ce que chacun des circuits de temporisation comporte une source lumineuse ( 16) branchée, en série avec une diode et une résistance, entre les palpeurs (A,B ou A, C) et sur laquelle est disposé en parallèle un condensateur ( 17), et une photorésistance ( 18) éclairée par la source lumineuse ( 15) et qui est connectée entre le point central ( 15) et la gâchette du triac correspondant ( 14, 14 a). 8 Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 5 caractérisé en ce que la source de courant ( 10, 12) fournit un courant alternatif ou continu ou redres- sé,le récepteur ( 1) est branché en série avec un transistor interrupteur ( 20) et ce transistor interrupteur est com- mandé, par l'intermédiaire d'un circuit de temporisation ( 21-25), par la sortie d'un pont de Graetz ( 19) triphasé ou à "n" phases, dont les troisou "'n" entrées alternatives sont reliées aux trois ou "n" palpeurs de courant (A, B, C). 9. Dispositif suivant la revendication 8 caracté- risé en ce que caractérisé en ce que le circuit de tempori- sation comprend un condensateur ( 21) branché en série avec une résistance ( 22) et une diode ( 23) entre les bornes posi- tive et négative du pont de Graatz ( 19), le point de jonc- tion entre le condensateur ( 21) et la résistance ( 22) étant connecté, par l'intermédiaire d'un potentiomètre ( 24), à un second transistor ( 25) et à la base d'un transistor d'un montage Darlington comportant le transistor interrupteur ( 20).