Brevet FR2590210A1 — publié le 19870522

La présente invention concerne le domaine des trolleybus ou véhicules analogues, et plus particulièrement une tête de trolleybus du type comportant un corps de berceau monté pivotant en bout de perche, un berceau monté sur le corps de berceau avec une liaison permettant une oscillation autour d'un axe sensiblement vertical et un basculement autour d'un axe sensiblement horizontal, ledit berceau recevant un frotteur d'usure pour la transmission du courant vers un câble rorté par la perche, par l'intermédiaire d'un shunt raccordé au berceau. Dans les têtes de trolleybus connues, le berceau présente en sa partie supérieure une pièce présentant une rainure à pans inclinés, souvent dénommée porte-frotteur. Un frotteur d'usure est logé par coincement conique dans la rainure de cette pièce, et une lamelle de sécurité est prévue pour éviter toute extraction malencontreuse en marche arrière, le coincement conique étant naturellement prévu de telle façon que le serrage tende à se renforcer lorsque le trolleybus est en marche avant. Le frotteur est une pièce d'usure qui doit être changée très régulièrement, et souvent tous les jours. De ce fait, le montage à encastrerent, s'il est mécaniquement sûr, implique une opération de démontage fastidieuse l'opérateur doit d'abord dévisser la lame de sécurité, puis prendre un outil imprimant un choc pour extraire le frotteur d'usure, et procéder encore à la manoeuvre inverse pour la mise en place d'un nouveau frotteur. De plus, le frotteur d'usure est d'un coût de fabrication relativement élevé du fait de sa forme à pans inclinés : il doit être en effet usiné à partir d'une pièce découpée dans une plaque, l'usinage devant être soigné quant aux tolérances pour le contact électrique avec les faces concernées de la rainure du porte-frotteur. Le brevet français N 2 320 204 donne une illustration d'un frotteur de ce type, utilisé pour une tête comportant un frotteur monté à chalut extrémité d'un balancier. Cependant, le contact électrique reste imparfait en raison du frottement entre surfaces lisses du frotteur d'usure et du porte-frotteur, le caratère lisse étant rendu obligatoire du fait de l'encastrement par glissement dans la réalité, le contact est en fait limité à des points ou zones localisées, ce qui non seulement influe sur la qualité du contact pour la transmission du courant, mais risque de provoquer des échauffements indésirables du fait de la concentration du courant dans ces quelques zones. L'invention a pour objet de proposer une tête de trolleybus plus performante que les têtes réalisées selon la conception très ancienne d'un frotteur encastré. L'invention a en particulier pour but de permettre un démontage rapide et aisé, sans outils particuliers, pour le remplacement du frotteur d'usure. L'invention a aussi pour but de pouvoir utiliser un frotteur d'usure dont la forme permette une fabrication économique en série, en particulier au moyen de techniques de filage, tout en procurant un bon contact électrique. Il s'agit plus particulièrement d'une tête de trolleybus, comportant un corps de berceau monté pivotant en bout de perche, un berceau monté sur le corps de berceau avec une liaison permettant une oscillation autour d'un axe sensiblement vertical et un basculement autour d'un axe sensiblement horizontal, ledit berceau recevant un frotteur d'usure pour la transmission du courant vers un câble porté par la perche, par l'intermédiaire d'un shunt raccordé au berceau, caractérisée par le fait que le berceau comporte un corps principal présentant une face de support et de contact pour la partie inférieure du frotteur d'usure, et une partie mobile verrouillable sur le corps principal, ladite partie mobile présentant une ouverture longitudinale pour le passage de la partie supérieure du frotteur d'usure, des moyens élastiquement déformables étant prévus pour le maintien du- frotteur d'usure contre la face de support et de contact lorsque la partie mobile est verrouillée sur le corps principal. En particulier, le frotteur d'usure présente en sa partie inférieure deux ailes longitudinales avec lesquelles coopère la partie mobile du berceau pour le maintien dudit frotteur d'usure sur la face de support et de contact, par l'intermédiaire des moyens élastiquement déformables. De préférence, pour une bonne application du frotteur d'usure contre la face de support et de contact, les moyens élastiquement déformables comportent deux branches ondulées, une branche ondulée étant logée entre chaque aile longitudinale du frotteur d'usure et un rebord associé prévu sur la partie mobile du berceau au voisinage de l'ouverture longitudinale de celle-ci, lorsque ladite partie mobile est verrouillée sur le corps principal. Pour éviter tout risque de perte ou de mauvais positionnement des moyens élastiquement déformables, ces moyens constituent de préférence un élément unique, porté par la partie mobile du berceau. La partie mobile du berceau peut être séparable du corps principal lors des manoeuvres de remplacement du frotteur d'usure, mais l'opérateur peut agir plus facilement et plus rapidement si lapartie mobile du berceau est articulée sur un axe porté par le corps principal dudit berceau. Dans ce cas, l'élément unique constituant les moyens élastiquement déformables présente avantageusement une patte de liaison traversée par l'axe d'articulation de la partie mobile du berceau. Cet élément unique a alors une forme générale rectangulaire, avec un évidement correspondant au passage de la partie supérieure du frotteur d'usure. En vue d'une qualité de contact élevée pour la transmission du courant par le frotteur d'usure, il est intéressant que le corps principal du berceau présente une face de support et de contact en pointes de diamant, ce qui n'était pas possible avec l'encastrement glissant prévu dans le cadre des techniques connues. Il pourra être prévu que le corps principal du berceau présente, à chaque extrémité de sa face de support et de contact, une butée assurant le maintien du frotteur d'usure dans une direction longitudinale. La structure du frotteur d'usure et de la face de support et de contact associée rend possible une disposition particulièrement compacte et satisfaisante du shunt de liaison, lequel était raccordé à l'extrémité arrière du porte-frotteur : en particulier ici, le corps principal du berceau présente une portion centrale de connexion recevant l'extrémité du shunt qui arrive au berceau en passant par le centre de la liaison d'articulation dudit berceau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, illustrant un mode de réalisation particulier, en référence aux figures, où - la figure 1 illustre en coupe une tête de trolleybus conforme à l'invention, prête au fonctionnement, la po sition de remplacement du frotteur d'usure étant repré sentée en traits mixtes (partie mobile du berceau dé verrouillée et basculée pour l'extraction instantanée du frotteur d'usure), - la figure 2 est une coupe transversale de la tête de la figure 1, le plan de coupe passant au niveau de l'axe d'oscillation sensiblement vertical du berceau, permet tant de mieux comprendre comment est réalisé le maintien du frotteur d'usure sur la face de support et de contact associée, - la figure 3 est une vue en perspective d'un élément res sort, normalement porté par l'axe d'articulation de la partie mobile du berceau, dont la découpe permet un maintien correct du frotteur d'usure lorsque cette par tie mobile est verrouillée sur le corps principal. Les figures 1 et 2 illustrent une tête de trolleybus conforme à l'invention, telle que montée en bout de perche du trolleybus. Conformément aux techniques classiques, la tête 1 présente un certain nombre d'organes constitutifs dont la disposition permet plusieurs degrés de liberté par rapport à la perche. On trouve ainsi un corps d'embout de perche 2, habituellement réalisé en une pièce moulée en aluminium, monté coaxialement (par collage ou autre moyen) sur l'extrémité d'un tube isolant 3 figurant l'extrémité de la perche dont le reste n'est pas représenté. Sur le corps d'embout de perche 2 est articulée une pièce 4, habituellement dénommée corps de berceau, pouvant pivoter autour d'un axe oblique 5, sur une plage angulaire prédéterminée (des butées non représentées limitent en principe ce pivotement à 900 de part et d'autre de la position médiane correspondant à-une perche située dans le plan vertical de la ligne de captation).Sur la pièce 4 est monté un berceau 6 avec une liaison permettant une oscilalation autour d'un axe sensiblement vertical 7, avec des butées non représentées pour limiter la plage angulaire d'oscillations, ledit berceau 6 pouvant également basculer autour d'un axe sensiblement horizontal. On notera que la liaison entre le berceau 6 et la pièce corps de berceau 4 n'est pas une liaison rotule comme c'était fréquemment le cas dans les techniques antérieures, mais définit au contraire deux axes d'articulation déterminés, ce qui présente certains avantages sur lesquels on reviendra plus loin. A titre indicatif, les axes d'articulation 5, 7 forment entre eux un angle compris entre 15 et 250, de façon à obtenir un comportement satisfaisant de la tête de trolleybus, même en cas de virage serré. Conformément à un aspect essentiel de l'invention, le berceau 6 comporte un corps principal 8 présentant une face de support et de contact 9 pour la partie inférieure d'un frotteur d'usure 10, lequel est utilisé pour la transmission du courant vers un câble 11 porté par la perche, par l'intermédiaire d'un shunt 12 raccordé au berceau ; ledit berceau comporte également une partie mobile 13 ver mouillable sur le corps principal 8,et présentant une ouverture longitudinale pour le passage de la partie su périeure du frotteur d'usure 10. Ainsi, lorsque la partie mobile 13 est déverrouillée et dégagée du corps principal 8 du berceau, l'opéra- teur a un accès instantané au frotteur d'usure 10, ce qui permet un remplacement très rapide de celui-ci, tandis qu'en position de verrouillage de cette partie mobile-, ledit frotteur d'usure 10 est parfaitement maintenu contre la face de support et de contact 9, par l'intermédiaire de moyens élastiquement déformables qui seront décrits plus en détail en référence à la figure 3,qui en donne une illustration particulièrement intéressante pour l'application considérée. Du fait d'un montage du frotteur d'usure sans encastrement, ledit frotteur peut être aisément réalisé à partir d'un profilé de section uniforme, cette section apparaissant plus nettement sur la figure 2, ce qui permet d'avoir un mode de fabrication économique grâce à l'utilisation de techniques telles que le filage. Pour procéder au remplacement de ce frotteur d'usure, il suffit donc à l'opérateur de déverrouiller la partie mobile du berceau pour dégager à la main le frotteur d'usure à remplacer, et mettre en place instantanément un nouveau frotteur avant de verrouiller de nouveau ladite partie mobile : ces opérations sont donc particulièrement faciles pour l'opérateur, qui peut procéder au remplacement de la pièce d'usure dans un temps très court, et sans aucun outillage. Le mode de réalisation illustré ici comporte une partie mobile 13 de berceau articulée sur un axe 14porté par le corps principal 8 dudit berceau ; la pièce mobile 13 présente une configuration symétrique, avec une paire d'oreilles 15 à chacune de ses extrémités, une paire étant prévue pour l'articulation, tandis que l'autre est prévue pour porter une patte de verrouillage élastique 16 pouvant coopérer en position de verrouillage avec une moulure 17 ménagée à cet effet sur le corps principal du berceau, La partie mobile du berceau présente une ouverture longitudinale 18, sensiblement rectangulaire, pour le passage de la partie supérieure du frotteur d'usure entre les deux flasques de la partie mobile prévues,conformément à l'habitude, pour le guidage latéral par rapport à la ligne de captation 19, ainsi que cela ressort plus clairement de la figure 2. Le frotteur d'usure 10 présente ainsi en sa partie inférieure deux ailes longitudinales 20 définissant, vers le bas, la face dudit frotteur destinée à être appliquée contre la face de support et de contact 9, et, vers le haut, deux faces d'appui 21 qui reçoivent la force d'application des moyens élastiquement déformables qui sont disposés entre ces faces d'appui, et un rebord associé 22 prévu sur la partie mobile du berceau au voisinage de l'ouverture longitudinale 18. Les moyens élastiquement déformables sont avantageusement constitués par un élément unique 23 dont la forme est illustrée enprespective à la figure 3. Cet élément unique comporte deux branches ondulées 24 qui sont logées, en position de verrouillage de la partie mobile du berceau, entre les ailes longitudinales 20 du frotteur d'usure et les rebords 22 précités de ladite partie mobile. L'élément unique présente ainsi une forme générale rectangulaire, avec un évidement 25 correspondant au passage de la partie supérieure du frotteur d'usure, et, d'un côté, une patte de liaison 26 traversée par l'axe d'articulation de la partie mobile du-berceau (schématisé par l'axe 27 sur la figure 3), et de l'autre côté une patte 28 permettant le maintien en position dudit élément 23 par un appui sur une portion transversale 29 de la partie mobile (visible sur la figure 1).Ce mode de réalisation des moyens élastiquement déformables est particulièrement simple et efficace dans l'application considérée, l'élément unique 23 étant ainsi monté à demeure sur la partie mobile du berceau, s'articulant avec celle-ci autour de l'axe 14, tout en présentant un certain débattement longitudinal permettant d'absorber une longueur excédentaire en position de verrouillage, grâce à l'appui glissant de la patte 28. il n'y a ainsi aucun risque de perte de l'élément 23 au dégagement de la partie mobile du berceau, ni de mauvais positionnement dudit élément par rapport au frotteur d'usure, lorsque ladite partie mobile est rabattue pour son verrouillage. il suffit donc pour l'opérateur de dégager la patte élastique 16 et de relever la partie mobile du berceau, pour avoir un accès direct et instantané au frotteur d'usure. Le frotteur d'usure 10 est ainsi parfaitement positionné sur la face de support et de contact 9 du corps principal du berceau, avantageusement entre deux butées 30 dont la fonction est d'assurer le maintien dudit frotteur dans une direction longitudinale. Le fait que le frotteur d'usure 10 soit simplement posé sur la face de support et de contact 9 permet une réalisation de ladite face en pointes de diamant, disposition qui ne pouvait être adoptée avec la conception ancienne d'un encastrement glissant dudit frotteur d'usure.Les pointes de diamant viennent s'incruster légèrement dans la face en regard du frotteur d'usure, et la multiplicité des points de contact obtenus assure une excellente transmission du courant entre ledit frotteur d'usure et le berceau ; ces pointes permettent de plus un rattrapage des tolérances pour la face de contact du frotteur d'usure, issu de moulage ou de filage d'un profilé en agloméré de carbone chargé. La répartition ré- gulière de ces points aura naturellement un effet favorable d'un point de vue thermique, l'échauffement au niveau du contact étant également réparti pour l'ensemble du frotteur d'usure. La structure du frotteur d'usure et de ia face de support et de contact associée rend possible une disposition particulièrement avantageuse par sa compacité pour le shunt de liaison 12: le corps principal 8 du berceau présente en effet une portion centrale de connexion 31 pour le serrage des extrémités du shunt 12 au moyen de vis 32, ces extrémités s'étendant ainsi entre les flasques latéraux 33 du corps principal de berceau, puis dans l'alésage d'une douille 34 de la liaison articulée dudit berceau sur la pièce 4. Par ailleurs, on notera que cette douille 34 est entourée par un manchon 35,intérieur à une douille de guidage 36 dont la surface extérieure présente, de chaque côté, une rainure circulaire saillante 37 reçue dans une gorge correspondante 38,ménagée sur le flasque associé 33 vers l'intérieur du corps principal du berceau.Les pièces de frottement 35, 36 peuvent naturellement être réalisées en une pièce unique, par exemple à partir d'un matériau tel que celui commercialisé sous la dénomination ERTAFLUOR, qui présente de bonnes caractéristiques de glissement à des températures pouvant dépasser 1200. Selon le même principe, la partie centrale du shunt 12 passera à l'intérieur d'un manchon central 39 (en acier inoxydable de préférence), au niveau de la liaison d'articulation avec le corps d'en bout de perche 2. Ce manchon 39, incorporé lors de la réalisation en fonderie de la partie corps de berceau 4, reçoit extérieurement deux douilles de frottement 40, de préference, en un matériau présentant de bonnes caractéristiques de glissement, tel que celui commercialisé sous la dénomination ZRTALON,car il suffit ici de supporter des tewpératures ne dépassant pas 700. L'ex- trémité du shunt 12 se raccorde enfin sur une pièce de jonction électrique 41 assurant la connexion avec le câble 11. La tête de trolleybus, ainsi réalisée conformément à l'invention,permet un démontage rapide et aisé, sans outils particuliers, pour le remplacement du frotteur d'usure, lequel peut être réalisé de façon particulièrement économique,sans nuire aucunement au contact électrique obtenu. il va de soi que diverses modifications pourraient être apportées au mode de réalisation représenté : en particulier, la partie mobile du berceau pourrait très bien être séparable, sans articulation sur le corps principal de berceau, avec deux pattes élastiques de verrouillage de même, la section transversale du frotteur d'usure peut différer de celle représentée à la figure 2, et les moyens élastiquement déformables peuvent aussi présenter des structures sensiblement différentes de celle illustrée à la figure 3. On pourra enfin également utiliser une structure différente pour les liaisons d'articulation traversées par le shunt, et plus particulièrement celle du berceau portant le frotteur d'usure, en prévoyant par exemple des douilles à lamelles ressorts de contact capables de transmettre du courant : ceci permet en particulier d'éviter une transmission du courant par le ressort, lorsque la partie mobile du berceau est seule en contact avec la ligne de captation (cas des croisements ou aiguillages). L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais englobe toute variante reprenant avec des moyens équivalents les caractéristiques essentielles figurant aux revendications. REVENDICATIONS 1. Tête de trolleybus, comportant un corps de berceau monté pivotant en bout de perche, un berceau monté sur le corps de berceau avec une liaison permettant une oscillation autour d'un axe sensiblement vertical et un basculement autour d'un axe sensiblement horizontal, ledit berceau recevant un frotteur d'usure pour la transmission du courant vers un câble porté par la perche, par l'intermédiaire d'un shunt raccordé au berceau, caractériséepar le fait que le berceau (6) comporte un corps principal (8) présentant une face de support et de contact (9) pour la partie inférieure du frotteur d'usure (10), et une partie mobile (13) verrouillable sur le corps principal, ladite partie mobile présentant une ouverture longitudinale (18) pour le passage de la partie supérieure du frotteur d'usure (10), des moyens élastiquement déformables (23) étant prévus pour le maintien du frotteur d'usure contre la face de support et de contact lorsque la partie mobile est verrouillée sur le corps principal. 2. Tête de trolleybus selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le frotteur d'usure (10) présente en sa partie inférieure deux ailes longitudinales (20) avec lesquelles coopère la partie mobile (13) du berceau pour le maintien dudit frotteur d'usure sur la face de support et de contact (9),par l'intermédiaire des moyens élastiquement déformables. 3. Tête de trolleybus selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les moyens élastiquement déformables comportent deux branches ondulées (24), une branche ondulée étant logée entre chaque aile longitudinale (20) du frotteur d'usure et un rebord (22) accocié prévu sur la partie mobile du berceau au voisinage de ltouver- ture longitudinale de celle-ci, lorsque ladite partie mobile est verrouillée sur le corps principal. 4. Tête de trolleybus selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens élastiquement déformables constituent un élément unique (23) porté par la partie mobile du berceau. 5. Tête de trolleybus selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la partie mobile (13) du berceau est articulée sur un axe (14) porté par le corps principal (8) dudit berceau. 6. Tête de trolleybus selon les revendications 4 et 5, caractérisée par le fait que l'élément unique (23) présente une patte de liaison (26) traversée par l'axe d'articulation de la partie mobile du berceau. 7. Tête de trolleybus selon la revendication 6, caractérisée par le fait que l'élément unique (23) a une forme générale rectangulaire, avec un évidement (25) correspondant au passage de la partie supérieure du frotteur d'usure. 8. Tête de trolleybus selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le corps principal du berceau présente une face de support et de contact (9) en pointes de diamant. 9. Tête de trolleybus selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que le corps principal (8) du berceau présente, à chaque extrémité de sa face de support et de contact (9),une butée (30) assurant le maintien du frotteur d'usure dans une section longitudinale. 10. Tête de trolleybus selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que le corps principal du berceau présente une portion centrale de connexion (31) recevant l'extrémité d'un shunt (12) passant par la liaison d'articulation du berceau.