Brevet FR2536348A1 — publié le 19840525

La présente invention se réfère aux capteurs de courant utilisés pour les véhicules électriques et plus particulièrement sur ceux roulant sur rails. On sait que ces capteurs comportent en général au moins un patin fixé à un organe porteur qu'au moins un bras articulé relie à un support solidaire du véhicule, des moyens étant prévus pour solliciter le patin en direction d'un rail conducteur correspondant. L'application du patin contre ce rail peut s'effectuer verticalement ou horizontalement suivant les cas. Par ailleurs, et notamment dans le cas de véhicules montés sur bandages pneumatiques, il est parfois prévu deux rails superposés, le capteur étant double, c'est-a-dire comportant deux patins avec les systèmes correspondants de porte-patin, bras et support. Les moyens prévus pour assurer la pression du patin contre le rail conducteur sont le plus souvent realisés par des ressorts, parfois par des vérins pneumatiques. Les systèmes à vérin pneumatique sont compliqués et coûteux. Leur fonctionnement dépend de la présence d'air comprimé sur le véhicule. Quant à ceux à ressort, ils sont relativement délicats, les ressorts étant exposEs à découvert. En outre le métal constitutif de ceux-ci vieillit parfois et devient cassant ou au contraire subit une lente déformation permanente qui fait disparaître l'élasticité requise. L'invention vise à remédier aux inconvénients ci-dessus et à permettre d'établir un capteur parfaitement fiable, de faible prix de revient, dans lequel tous les organes soient entièrement protégés. Conformément à l'invention, dans un capteur du genre défini plus haut, les moyens propres a solliciter le bras à tourner dans le sens correspondant à l'application du patin contre le rail sont constitués par l'une au moins des articulations du bras, laquelle est réalisée sous la forme d'un dispositif à manchon en matière élastique convenablement pré-contraint en torsion autour de son axe. On comprend qu'on évite ainsi la présence de tout ressort métallique apparent sans avoir recours à l'air comprimé. Suivant une autre caractéristique de l'invention, au support du capteur est associé un logement propre à recevoir de façon amovible au moins une cartouche à fusibles qui s'y trouve totalement enfermée et par conséquent parfaitement à l'abri de tout dommage. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en élévation d'un capteur double suivant l'invention. Fig. 2 est la vue en plan correspondante. Fig. 3 est une coupe de détail à grande échelle suivant 111-111 (fig. 2). Fig. 4 reproduit partiellement fig. 2, mais en montrant les balais à la position effacée ou écartée du rail conducteur. Fig. 5 est une coupe de détail à grande échelle suivant V-V (fig. 1). Fig. 6 et 7 indiquent deux variantes de montage de la cartouche à fusibles. Le capteur représenté est prévu pour une ligne de contact latérale bipolaire à deux rails conducteurs superposés dont les axes ont été indiqués en traits mixtes en A et B en fig. 1. I1 comprend par conséquent deux balais frotteurs ou patins collecteurs la extrémités la biseautées la façon habituelle. Chaque patin, fait en un métal approprié (bronze) éventuellement graphité, est fixé à un bloc isolant 2 (fig. 2) auquel sont à leur tour fixées en 3 deux ailes triangulaires parallèles 4 orientées horizontalement en direction de l'axe du véhicule intéressé en constituant ainsi une sorte d'étrier porte-patin. Les deux ailes 4 sont réunies par deux entretoises 5 qui constituent les axes de deux dispositifs d'articulation à caoutchouc ou matière analogue.Ce genre d'articulation étant bien connu, on ne le décrira pas en détail. On se bornera à rappeler qu'il comprend deux manchons métalliques co-axiaux combinés avec une masse annulaire de caoutchouc ou équivalent collée aux faces en vis-à-vis des deux manchons, cette masse se trouvant sous compression entre ceux-ci. Une telle articulation présente tout d'abord une élasticité dans le sens angulaire autour de son axe en se comportant à cet égard comme un ressort de torsion, mais elle permet également un certain désaxage élastique des deux manchons. Au manchon extérieur de chacune des deux articulations précitées est fixé un bras 6. Les deux bras 6 qui correspondent ainsi à chaque patin 1 s'étendent parallèlement l'un à l'autre suivant une direction plus ou moins approximativement parallèle au rail A ou B considéré et ils viennent se fixer aux manchons extérieurs de deux autres articulations élastiques semblables aux précédentes de façon à constituer parallélogramme déformable. On aperçoit en 7 en fig. 1 les manchons extérieurs de ces articulations. On comprend que leurs manchons intérieurs sont montés sur deux tiges verticales 8, chacune d'elles étant commune à deux bras correspondant respectivement au premier et au second patin 1.Les tiges 8 sont solidaires d'un support en U fait de deux joues 9 elles-mêmes solidaires d'une embase 10 qui se prolonge vers le haut et vers l'carrière en fig. 1 pour se terminer par une partie verticale propre à se fixer au châssis du véhicule par des vis ou boulons 11. On a représenté en 12 des pattes qui forment entretoises entre les extrémités des tiges 8. On notera encore que les joues 9 se situent entre les deux parallélogrammes constitués par les bras 6. Les articulations élastiques sus-mentionnées sont montées de manière qu'à l'état libre (ctest-à-dire en l'absence de rails conducteurs) les bras 6 soient fortement obliques de gauche à droite et de haut en bas enfig. 2, comme l'indiquent les tracés en traits mixtes 6', la face de frottement des patins 1 se trouvant ainsi dans le plan 1'. Lorsqu'en service les patins sont appliqués contre les rails indiqués en 13 en fig. 2, la réaction d'élasticité des articulations assure ainsi la pression de contact sans qu'il soit besoin d'aucun système de ressort séparé genant et délicat. Les joues 9 portent à rotation un arbre 14 qui se prolonge vers le haut et vers le bas entre les deux bras 6 de chaque parallélogramme déformable, au-dessus et au-dessous de ceux-ci pour se terminer à chaque bout par un carré de manoeuvre 15 (fig. 1, 2 et 3). Sur chacune des parties de cet arbre 14 qui se trouvent dans les plans verticaux moyens des deux parallélogrammes précités, sont rigidement fixées deux pattes latérales 16 (fig. 3) entre lesquelles est disposé l'axe 17 d'un petit rouleau fou 18. Normalement les pattes 16 viennent reposer sur des butées 19 qui dépassent légèrement des joues 9 et dans ces conditions les rouleaux 18 ne gênent pas les débattements normaux des bras 6 lorsque les patins 1 se déplacent le long des rails 13. Mais si lton fait tourner l'axe 14 en sens inverse des aiguilles d'une montre en fig. 2, les rouleaux 18 repoussent vers l'axe de la voie le bras 6 intérieur de chaque parallélogramme en amenant ainsi les patins à une position effacée représentée en fig. 4 et indiquée par le tracé 6 en fig. 2. On remarquera que le rouleau 18 dépasse alors la position d'équilibre instable et vient porter contre deux autres butées 20. La liaison électrique entre les patins 1 et les circuits intérieurs du véhicule est réalisée par le moyen de câbles souples 21 (fig. 2 et 4). L'un de ceux-ci pénètre directement à l'intérieur du véhicule, tandis que l'autre aboutit à un dispositif de fusible porté par l'embase 10. Sur la partie plane supérieure îOa de celle-ci (fig. 1 et 5) sont disposées deux pattes 22a serrées sous les vis ou boulons de fixation 11. Ces pattes s'élèvent au-dessus de l'embase 10 pour supporter une douille de logement 22, à axe horizontal, dont elles sont solidaires. Dans cette douille est logée une cartouche à fusibles 23 pourvue de deux pattes de connexion dépassantes 23a dont l'une traverse avec un jeu important une ouverture 22b prévue dans le fond de la douille. t'autre extrémité de cette dernière est fermée par un couvercle rapporté 24 fixé en place de façon amovible par des vis ou écrous 25, ce couvercle étant lui aussi découpé d'une ouverture centrale 24a pour le passage avec jeu de l'autre patte de connexion 23a de la cartouche 23. Celui des câbles 21 qui ne se prolonge pas directement à l'intérieur du véhicule vient se fixer à l'une des deux pattes 23a tandis que de la seconde part un autre câble convenablement relié au véhicule. Pour maintenir la cartouche à l'intérieur de la douille 22 tout en isolant ses têtes par rapport à celle-ci, on a prévu des disques plastiques 26 de part et d'autre de cette cartouche. Le couvercle 24 peut ainsi être serré sans risque de mettre la: cartouche à la masse, de l'endommager ou de lui laisser un jeu inadmissible. Bien entendu l'on prévoit des moyens pour que la cartouche 23 ne puisse tourner dans son logement ; on peut à cet effet fixer les disques 26 par collage ou autrement. L'invention a donc bien permis d'établir un capteur de courant de construction simple, ne comportant aucun ressort extérieur fragile et qui, grâce à la cartouche à fusibles qui lui est combinée, assure une sécurité parfaite pour l'installation électrique du véhicule. Par ailleurs cette cartouche est totalement protégée tout en restant aisément accessible. Dans ce qui précède on a supposé que la cartouche à fusibles (23 en fig. 1) était disposée dans un boîtier situé au-dessus de l'ensemble des patins, mais cela n'a rien d'obligatoire et bien d'autres agencements sont possibles. Ainsi en fig. 6 la cartouche 23 est logée entre les deux joues 9 du support.On peut prévoir pour elle un dispositif de boîtier tel que celui 22-24 de fig. 1, mais agencé de façon à se fixer au support précité. On a soin, bien entendu, que la patte de connexion de cette cartouche tournée vers l'arbre 14 demeure à une distance suffisante de celui-ci. On notera encore que du fait de la présence de cet arbre, le bottier qui renferme la cartouche doit s'ouvrir vers la droite, et non pas vers la gauche comme en fig. 1. Dans la variante de fig. 7 les tiges 8 sont déportées vers la droite par rapport à ce que montrent fig. 1 et 2, de sorte qu'elles se trouvent rapprochées du support 9-10. Le bottier 22-24 qui renferme la cartouche 23 peut ainsi trouver sa place à gauche des tiges 8 en étant porté par un plateau 27 qui prolonge le support 9-10 dans cette direction. Cette disposition comporte l'inconvénient d'augmenter notablement la longueur de l'appareil, mais par contre elle a l'avantage que le bottier 22-24 peut aisément être prévu double et renfermer ainsi deux cartouches disposées côte à cote, ces cartouches pouvant être interposées sur l'un et -l'autre des conducteurs 21, ce qui est désirable quand les deux rails de contact 13 sont sous tension par rapport à la terre. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. Celle-ci est applicable non seulement aux véhicules électriques roulant sur des rails proprement dits, mais également à ceux qui se déplacent sur despistes appropriées, par exemple par l'intermédiaire de bandages pneumatiques. REVENDICATIONS 1. Capteur de courant pour véhicule à traction électrique alimenté par le moyen d'au moins un rail conducteur, du genre comprenant au moins un porte-patin relié mécaniquement à un support solidaire du véhicule par le moyen de bras articulés, des moyens étant prévus pour solliciter ces bras à tourner dans le sens qui correspond à l'application du patin contre le rail, caractérisé en ce que l'une au moins des articulations du bras (6) au support (9-10) et au porte-patin (4) est réalisée sous la forme d'un dispositif à manchon en matière élastique convenablement pré-contraint en torsion autour de son axe. 2. Capteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison articulée du porte-patin (4) au support (9-10) est réalisée par deux bras articulés (6) formant parallélogramme déformable. 3. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que son support (9-10) porte à rotation une patte (16) dont l'extrémité peut venir agir sur le bras (6) dans le sens correspondant à l'écartement du patin (1) par rapport au rail conducteur (13), des moyens étant prévus pour assurer la retenue de la patte à la position pour laquelle elle assure cet écartement. 4. Capteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de retenue de la patte latérale (16) sont constitués par une butée (20) contre laquelle celle-ci vient porter après avoir dépassé sa position d'équilibre instable. par rapport au bras (6). 5. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, du type comportant deux patins propres à coopérer avec deux rails conducteurs, à chacun de ces patins étant associé un système de porte-patin, de bras et de support, et ces systèmes étant disposés dans deux plans parallèles, caractérisé en ce que les deux pattes latérales (16) correspondantes sont calées sur un même axe (14) de manière que les deux patins (1) puissent être écartés des rails (13) correspondants par une manoeuvre unique dudit axe. 6. Capteur suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que le support (9-10) comporte des moyens pour la fixation amovible d'une cartouche fusibles (23) propre à être interposée entre le patin (1) et les circuits électriques du véhicule. 7. Capteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens porte-cartouche comprennent un boîtier isolant (22) en forme de douille à axe substantiellement horizontal fixé à un prolongement vers le haut du support (9-10), et un couvercle amovible (24) de fermeture de ce bottier, les fonds de la douille et du couvercle étant découpés de fenêtres (22b, 24a) pour le passage des pattes de connexion (23a) de la cartouche (23) et étant recouverts d'une garniture intérieure isolante évitant la mise à la masse des têtes de celle-ci. 8. Capteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens porte-cartouche comprennent un bottier isolant (23-24) fixé au support (9-10) entre les deux systèmes à bras articulés (6) correspondant respectivement à l'un et à l'autre des deux patins (1). 9. Capteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens porte-cartouche comprennent un bottier isolant disposé de l'autre côté des axes (8) d'articulation des bras porte-patin (6) au support (9-10) du capteur. 10. Capteur suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte deux cartouches à fusibles disposées respectivement sur le circuit de l'un et de l'autre patin (1), ces cartouches étant disposées dans des bottiers appropriés fixés côte à catie au support (9-10).