Brevet FR2578497A1 — publié le 19860912

- 1 - L'invention concerne les éléments de barre con- ductrice à joint de dilatation, notamment pour l'alimen- tation électrique des engins de manutention, et plus particulièrement le raccordement électrique qui assure la continuité électrique au niveau du joint de dilatation. Le domaine préférentiel de l'invention est celui des rails de contact, suspendus ou au sol, pour l'alimen- tation des engins tels que grues, ponts roulants, trans- conteneurs, etc... En général, de telles barres conductrices compor- tent des profilés rigides présentant pour un patin frot- teur une piste conductrice de guidage et de frottement. Il est nécessaire de prévoir des joints de di- latation pour assurer la continuité électrique (de capta- tion) et mécanique (de guidage); ces joints de dilatation sont réalisés par les extrémités libres de deux profilés adjacents, ces extrémités étant en contact l'une avec l'autre de façon à assurer la continuité de la captation électrique quelle que soit leur position longitudinale relative. Pour cela, on peut entailler la barre conductrice au milieu de la piste pour avoir un chevauchement latéral de deux demi-profils, ou mieux encore prévoir que les extrémités libres des profilés adjacents présentent un système de plaquettes imbriquées comme deux peignes oppo- sés: une plaquette d'une extrémité libre est alors en contact avec la ou les plaquettes adjacentes de l'autre extrémité libre dans une zone centrale du joint de dila- tation. Les problèmes posés par ces joints de dilatation sont d'ordre mécanique et électrique. Il s'agit en effet à la fois de préserver l'alignement des profilés, et d'assurer la continuité électrique entre lesdits profilés en plus de la continuité électrique de captation. -2- Pour le guidage mécanique, il est habituellement prévu, du côté des profilés rigides opposé à la piste con- ductrice, une ferrure assurant la liaison entre deux pro- filés adjacents de part et d'autre du joint de dilatation, de façon à autoriser un coulissement relatif longitudinal tout en préservant l'alignement desdits profilés. La pré- sence de telles ferrures est un inconvénient, en particu- lier pour le temps de montage en usine. Pour la continuité électrique entre les profilés, on utilise classiquement une tresse ou un câble souple de liaison. Ceci a l'avantage de la simplicité, mais, lorsque l'on envisage des intensités de courant importantes (par exemple 1 600 ampères), cela implique un dimensionnement considérable de la tresse ou du câble souple, incompatible avec une réalisation compacte. De plus, la disposition habituellement latérale de ces tresses ou câbles souples oblige à prendre des mesures supplémentaires de sécurité, en particulier pour un fonctionnement en extérieur sous intempéries. Un but de l'invention est de proposer un disposi- tif de raccordement électrique plus fiable et plus performant que les dispositifs existants, et capable de supporter des intensités de courant élevées, quelle que soit la position longitudinale relative des profilés adjacents de part et d'autre du joint de dilatation. Un autre but est de préserver l'alignement des profilés, afin en particulier d'éviter toute détériora- tion du joint de dilatation lorsque l'on utilise des pla- quettes imbriquées dont les bords concernés par le passage du patin frotteur forment un prolongemant des pistes con- ductrices tout au long dudit joint de dilatation. -3- Un autre but est de simplifier la conception des barres conductrices, pour en abaisser le temps de montage en usine, ceci permettant de réaliser des barres de grande longueur, prêtes à la-pose, avec un coût de production raisonnable. Il s'agit plus particulièrement d'un dispositif de raccordement dectrique pour élément de barre conduc- trice à joint de dilatation, ledit élément de barre com- portant des profilés rigides présentant pour un patin frotteur une piste conductrice de guidage et de frottement, et ledit joint de dilatation étant réalisé par les extré- mités libres de deux profilés adjacents en contact l'une avec l'autre de façon à assurer une continuité de guidage et de captation électrique, caractérisé par le fait qu'il est essentiellement constitué par un système coulissant comportant au moins une broche conductrice fixée sur l'un des profilés rigides et un connecteur embrochable associé fixé sur l'autre profilé rigide, ledit système coulissant assurant simultanément la continuité électrique entre les- dits profilés de part et d'autre du joint de dilatation, quelle que soit leur position longitudinale relative, et le guidage mécanique desdits profilés pour en préserver l'alignement. De préférence, le système coulissant est disposé longitudinalement sur les profilés rigides, à l'opposé de la piste de guidage et de frottement, ce qui permet une réalisation très compacte, aisément protégeable par un capot. Avantageusement, le système coulissant comporte au moins deux broches conductrices de section ronde, dont les extrémités libres sont reçues dans un connecteur cylin- drique embrochable associé, et l'une au moins des extrémi- tés libres présente en bout un organe de butée - 4- pour la position d'extension maximale du joint de dilatation. Afin d'avoir un guidage mécanique performant qui préserve tout à fait le contact électrique,chaque connec- teur embrochable présente en son alésage au moins une bague pour le guidage mécanique de l'extrémité de la broche as- sociée, et au moins une bague ressort assurant le contact électrique. De préférence, chaque broche conductrice présente une section diminuant en direction du connecteur embrocha- ble associé, de façon que la section maximale de ladite broche corresponde sensiblement au diamètre extérieur du- dit connecteur embrochable: ceci évite toute erreur de montage, et permet de mieux standardiser certaines pièces. Avantageusement, le système coulissant est fixé sur chacun des profilés rigides par l'intermédiaire d'une éclisse associée,dont la longueur est choisie pour que la surface de contact de ladite éclisse contre le profilé rigide correspondant assure une dérivation suffisante du courant, quelle que soit la position longitudinale rela- tive desdits profiles; la ou les broches conductrices sont fixées sur l'un des profilés rigides au moyen de mâchoires maintenues serrées contre l'éclisse associée par des organes de fixation traversant lesdites mâchoires et ladite éclisse, et les organes de fixation sont montés sur le profilé rigide associé de façon à interdire toute rota- tion relative. En vue d'une utilisation avec des intensités de courant importantes, en particulier 1 000 à 1 600 ampères, il est avantageux que le système coulissant comporte deux rangées superposées de deux broches conductrices, lesdites broches étant fixées sur l'un des profilés rigides au - 5 - moyen de mâchoires dont l'une centrale assure l'espacement entre les deux rangées superposées; pour un maintien op- timal des broches conductrices, il est alors intéressant que les mâchoires soient maintenues serrées contre l'éclis- se associée par des organes de fixation traversant lesdites mâchoires entre les broches conductrices de chaque rangée. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concer- nant un mode particulier de réalisation, en référence aux figures, o: la figure 1 est une vue partielle en plan d'un élément de barre conductrice muni d'un dispositif de raccorde- ment électrique conforme à l'invention, le joint de dilatation étant en position d'espacement minimal, - la figure 2 est une coupe longitudinale de l'élément de barre conductrice de la figure 1, le joint de dilatation étant en position d'espacement maximal, -la figure 3 est une coupe transversale selon III-III de la figure 2, illustrant la fixation des broches conduc- trices, - la figure 4 est une coupe axiale d'un connecteur embro- chable pouvant recevoir l'extrémité d'une broche conduc- trice, - la figure 5 est une coupe transversale selon V-V de la figure 2, illustrant le coulissement et les moyens de butée des broches conductrices, - la figure 6 est une coupe transversale partielle selon VIVI de la figure 2 illustrant les plaquettes d'une extrémité de profilé,destinées à former un système im- briqué pour le joint de dilatation,avec les plaquettes de l'autre extrémité du profilé, - 6 - - la figure 7 est une coupe transversale partielle selon VII-VII de la figure 2, illustrant l'imbrication des plaques précédentes dans la zone centrale du joint de dilatation. Les figures 1 et 2 illustrent un élément de barre conductrice 1 à joint de dilatation, du type de ceux ser- vant à réaliser une ligne pour l'alimentation des engins de manutention (grues, ponts roulants, transconteneurs, etc...). L'élément de barre conductrice 1 comporte des profilés rigides 2, 2',par exemple en aluminium, présen- tant pour un patin frotteur (non représenté) une piste conductrice 3 de guidage et de frottement, ici réalisée selon une bande concave en V clipsée sur les profilés rigides (voir figure 3). Le joint de dilatation entre deux profilés adja- cents est défini par un système de plaquettes imbriquées 4, 4'. Chaque jeu de plaquettes est reçu avec ses cales d'espacement dans un logement ménagé à l'extrémité du pro- filé rigide correspondant, et fixé par boulonnage ou rive- tage. Les figures 6 et 7 illustrent ce système de plaquet- tes imbriquées, et montrent en particulier le contour en V de leur bord concerné par le passage du patin frotteur, formant un prolongement direct des pistes conductrices 3 tout au long du joint de dilatation. Une telle réalisa- tion est très intéressante, car il n'y a ainsi aucune dis- continuité de guidage au passage du joint de dilatation, et la continuité électrique de captation est assurée avec une grande fiabilité. En figure 1, aucune plaquette n'est visible, car le joint de dilatation est en position d'espacement mini- mal, alors qu'en figure 2 ledit joint est en position d'espacement maximal. - 7 - Afin d'éviter tout risque de détérioration de ce système, il est nécessaire de préserver l'alignement des profilés. C'est là qu'intervient l'originalité de l'inven- tion, selon laquelle il est prévu un dispositif de rac- cordement électrique essentiellement constitué par un système coulissant comportant au moins une broche conduc- trice 5 fixée sur l'un des profilés rigides 2, et un con- necteur embrochable associé 6 fixé sur l'autre profilé rigide 2: selon un aspect fondamental de l'invention, ce système coulissant assure simultanément la continuité électrique entre les profilés de part et d'autre du joint de dilatation, et ce quelle que soit leur position longi- tudinale relative, et le guidage mécanique desdits profi- lés pour en préserver l'alignement. Pour des applications impliquant des intensités de courant moyennes (jusqu'à 630 ampères par exemple), deux broches conductrices suffisent. On a illustré ici une variante à quatre broches conductrices de section ronde, tout à fait adaptée à une gamme d'intensités de 1 000 à 1 600 ampères. Ainsi que cela ressort plus clairement des figu- res 3 et 5, le système coulissant est disposé longitudi- nalement (de préférence à une disposition latérale), à l'opposé de la piste de guidage et de frottement 3, et est organisé en deux rangées superposées, ce qui permet une réalisation très compacte, aisément protégeable par un capot 7. Il va de soi qu'avec un grand nombre de broches conductrices, on évite le vrillage de l'élément de barre, et préserve ainsi le jeu des plaquettes du joint de dilata- tion. Avec une seule broche conductrice, il serait préfé- rable d'adopter une section de barre polygonale, par exem- ple carrée, afin d'améliorer la résistance au vrillage. - 8 - La liaison des broches conductrices 5 au profilé rigide 2 est réalisée au moyen d'une mâchoire supérieure 8 et inférieure 9, avec ici (du fait de l'existence de deux rangées superposées) une mâchoire centrale d'espacement 10, ces mâchoires présentant longitudinalement un contour apte à recevoir les broches; ces détails apparaissent plus clairement sur la figure 3. L'ensemble vient en appui sur une éclisse 11 disposée contre le profilé rigide 2, et est maintenu en place par des boulons 12 dont la tête est logée dans une rainure 13 du profilé; chaque boulon pré- sente de préférence un collet 14 de section carrée, for- mant organe anti-rotation avec le bord en regard du pro- filé. Les éléments 8 à 11 seront réalisés dans la même matière que les profilés rigides (aluminium par exemple), tandis que les broches conductrices seront avantageusement en cuivre. Alors qu'une extrémité de chaque broche conductri- ce 5 est solidement fixée au profilé rigide 2, l'autre ex- trémité vient coulisser dans le connecteur embrochable 6 associé. Ainsi que l'on peut le remarquer, les broches 5 présentent une section diminuant en direction du connecteur 6 associé, et de préférence, la section maximale de ladite broche correspond au diamètre extérieur dudit connecteur: ceci permet non seulement d'éviter des erreurs sur le sens de montage, mais autorise en plus une certaine standardi- sation des pièces. En effet, figure 5, pour la liaison des connec- teurs embrochables 6 au profilé rigide 2', on peut alors utiliser les mêmes mâchoires 8, 9, 10, et la même éclisse intermédiaire 11. Cette éclisse 11 est également boulon- née plus loin sur le profilé correspondant: les boulons sont analogues aux boulons 12 à la longueur près -9 - (l'entretoise 16 permet de laisser passer les extrémités des broches dans la position fermée de la figure 1). Il est aussi prévu une plaque de butée 17, en forme de pont à deux arches, fixée en bout d'une rangée de broches con- ductrices: la position d'espacement maximal est ainsi limitée par une butée de la plaque 17 contre le bord en regard des mâchoires 8 et 10 (figure 2). La figure 4 illustre un connecteur embrochable 6 dont la structure est avantageuse pour la présente appli- cation. Le connecteur présente en son alésage deux bagues d'extrémité 18 pour le guidage mécanique de l'extrémité de la broche associée, et au moins une bague ressort (19) assurant le contact électrique. Il est en effet intéres- sant de séparer les fonctions mécaniques et électriques, car de telles bagues 19, à lamelles de contact par exemple, assurent un bon contact électrique, mais ne permettent au- cun guidage, lequel est assuré par les bagues 18, réalisées par exemple en polytétrafluoréthylène; de plus, ces bagues de guidage évitent toute détérioration des lamelles de contact que pourrait entraîner un mouvement desaxé de la broche coulissant dans le connecteur. Il est à noter qu'en plus du comportement méca- nique performant, le dispositif offre également un compor- tement électrique dont la fiabilité permet l'utilisation de courants dont l'intensité atteint 1 600 ampères. En effet, l'éclisse 11 est prévue avec une longueur choisie de telle façon que la surface de contact avec le profilé rigide assure le passage d'un courant suffisant de dériva- tion. On obtient ainsi une double dérivation électrique lorsque le patin frotteur passe au niveau du joint de di- latation, ce qui évite aux broches conductrices de suppor- ter la totalité du courant. De plus, en cas de court- circuit, le dispositif permet de résister aux efforts - 10 - électro-dynamiques importants, résultant de courants de très forte intensité (15 000 à 20 000 ampères par exemple). L'invention n'est pas limitée aux modes de réali- sation qui viennent d'être décrits, mais englobe toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les ca- ractéristiques essentielles figurant aux revendications. - 11 - -REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement électrique pour élément de barre conductrice à joint de dilatation, ledit élément de barre comportant des profilés rigides (2, 2') présentant pour un patin frotteur une piste conductrice (3) de guidage et de frottement, et ledit joint de dilata- tion étant réalisé par les extrémités libres de deux pro- filés adjacents en contact l'une avec l'autre de façon à assurer une continuité de guidage et de captation élec- trique, caractérisé par le fait qu'il est essentiellement constitué par un système coulissant, comportant au moins une broche conductrice (5) fixée sur l'un des profilés rigides (2) et un connecteur embrochable (6) associé fixé sur l'autre profilé rigide (2'), ledit système coulissant assurant simultanément la continuité électrique entre lesdits profilés de part et d'autre du joint de dilatation, quelle que soit leur position longitudinale relative, et le guidage mécanique desdits profilés pour en préserver l'alignement. 2. Dispositif de raccordement électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système coulissant est disposé longitudinalement sur les profilés rigides (2, 2'), à l'opposé de la piste (3) de guidage et de frottement. 3. Dispositif de raccordement électrique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le système coulissant comporte au moins deux broches conductrices (5) da section ronde, dont les extrémités libres sont reçues dans un connecteur cylindrique embro- chable associé (6). - 12 - 4. Dispositif de raccordement électrique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'une au moins des extrémités libres présente en bout un organe de butée (17) pour la position d'extension maximale du joint de dilatation. 5. Dispositif de raccordement électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que chaque connecteur embrochable (6) présente en son alé- sage au moins une bague (18) pour le guidage mécanique de l'extrémité de la broche associée, et au moins une ba- gue ressort (19) assurant le contact électrique. 6. Dispositif de raccordement électrique selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que chaque broche conductrice (5) présente une section diminuant en direction du connecteur embrochable (6) asso- cié, de façon que la section maximale de ladite broche corresponde sensiblement au diamètre extérieur dudit con- necteur embrochable. 7. Dispositif de raccordement électrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le système coulissant est fixé sur chacun des profilés rigides (2, 2') par l'intermédiaire d'une éclisse associée (11), dont la longueur est choisie pour que la surface de contact de ladite éclisse contre le profilé rigide cor- respondant assure une dérivation suffisante du courant, quelle que soit la position longitudinale relative desdits profilés. 8. Dispositif de raccordement électrique selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la ou les broches conductrices (5) sont fixées sur l'un des profilés rigides au moyen de mâchoires (8 à 10) maintenues serrées contre l'éclisse (11) associée par des organes de fixation (12) traversant lesdites mâchoires et ladite éclisse. - 13 - 9. Dispositif de raccordement électrique selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les organes de fixation (12) sont montés sur le profilé rigide associé de façon à interdire toute rotation relative. 10. Dispositif de raccordement électrique selon les revendications 3 et 8, caractérisé par le fait que le système coulissant comporte deux rangées superposées de deux broches conductrices (5), lesdites broches étant fixées sur l'un des profilés rigides au moyen de mâchoires (8 à 10) dont l'une centrale (10) assure l'espacement entre les deux rangées superposées. 11. Dispositif de raccordement électrique selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les mâchoires (8 à 10) sont maintenues serrées contre l'éclisse (11) associée par des organes de fixation (12) traversant les- dites mâchoires entre les broches conductrices (5) de chaque rangée.