Brevet FR2600287A2 — publié le 19871224

FR 2600287 A2 19871224 FR 8608936 A 19860620 -1 La présente invention concerne le domaine destrolleybus 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 porté par la perche, par 10 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 15 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 encastrement, 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. Une tête de trolleybus plus performante a été décrite dans le brevet principal, permettant de s'affranchir 30 de l'encastrement du frotteur d'usure, ce qui autorise une fabrication économique en série de tels frotteurs, par exemple par filage, et aboutit à une structure de tête permettant un démontage rapide et aisé pour le remplacement du frotteur d'usure. -2 Il s'agissait 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, ladite tête étant telle que le 10 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 supé15 rieure 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, selon la revendication 1 du brevet principal. L'objet de la présente addition est de perfectionner la tête de trolleybus du brevet principal, et de proposer un frotteur d'usure destiné à équiper cette tête perfectionnée. La tête de trolleybus du brevet principal peut, 25 dans certaines applications, présenter quelques inconvénients, en particulier lorsque l'on choisit de réaliser les moyens élastiquement déformables sous forme d'un élément ressort comportant deux branches ondulées. Le maintien du frotteur d'usure est assuré, dans ce mode de réa30 lisation particulier, par l'appui des deux branches ondulées sur une aile longitudinale associée prévue à la base dudit frotteur, grâce à l'action d'un double rebord longitudinal ménagé sur la partie mobile du berceau, chaque -3 branche étant bordée supérieurement par le rebord du berceau et inférieurement par l'aile du frotteur d'usure. En effet, au passage de certains types d'appareillages de lignes (pour les croisements, aiguillages ou dé5 viations par exemple), le contact n'est plus assuré par le frotteur d'usure. Dans ce cas, le cheminement du courant se fait par les joues de la partie mobile du berceau dont la fonction est avant tout une fonction de guidage du câble de ligne de captation. Si l'on utilise un élément ressort à branches ondulées, cet élément peut alors être soumis à des surintensités, de l'ordre de 500 Ampères par exemple, pouvant entraîner la destruction dudit élément ressort. Il est donc intéressant de pouvoir alors disposer 15 d'une tête de trolleybus dans laquelle les joues de la partie mobile du berceau peuvent assurer le contact électrique lorsque ladite tête passe au niveau de tels appareillages de lignes. L'objet de la présente addition est de proposer 20 une structure de tête de trolleybus permettant d'éviter l'utilisation d'un élément ressort pris en sandwich entre la partie mobile du berceau et une aile inférieure saillante du frotteur d'usure, tout en améliorant la pression de contact appliquant le frotteur sur la face de support 25 et de contact. Un autre objet de l'invention est de proposer un frotteur d'usure destiné à équiper cette tête de trolleybus perfectionnée, dont la structure garantisse une grande fiabilité d'utilisation tout en étant apte à une fabrica30 tion très aisée en série. Il s'agit plus particulièrement d'une tête de trolleybus du type de celle définie dans la revendication 1 du brevet principal, et caractérisée en ce que la partie -4 mobile du berceau est articulée par un axe sur le corps principal dudit berceau, ledit axe étant monté sur ledit corps avec possibilité de débattement dans une direction sensiblement perpendiculaire à la face de support et de contact, ladite partie mobile présentant, au voisinage de l'ouverture longitudinale de celle-ci, un double rebord en contact direct avec les bords supérieurs latéraux du frotteur d'usure, et que les moyens élastiquement déformables comportent un organe ressort agissant sur l'axe d'articulation de façon à exercer sur la partie mobile du berceau un effort en vue du maintien du frotteur d'usure sur la face de support et de contact. En particulier, le corps principal du berceau comporte des paliers oblongs recevant les extrémités de 15 l'axe d'articulation. De préférence, l'organe ressort est un ressort de torsion monté sur le corps principal du berceau, et dont une branche au moins est en appui sur l'axe d'articulation; il est par ailleurs intéressant que l'axe d'articulation 20 présente une arête vive sur laquelle prend appui la branche du ressort de torsion lorsque la partie mobile du berceau est en position de verrouillage. Selon une possibilité avantageuse, les moyens élastiquement déformables comportent également un clip de 25 verrouillage monté à l'autre extrémité de la partie mobile du berceau; la partie mobile du berceau est alors doublement flottante. Avantageusement, la face de support et de contact est essentiellement constituée par des lamelles de contact 30 présentant une certaine élasticité, et disposées sur la face supérieure du corps principal du berceau; de telles lamelles assurent un bon contact, tout en permettant un rattrapage des tolérances pour la face de contact du - 5 frotteur d'usure, issu de moulage ou de filage d'un profilé en aggloméré de carbone chargé. De préférence, les lamelles de contact se présentent sous la forme d'au moins une plaquette disposée dans une rainure longitudinale du corps principal du berceau; en particulier, deux plaquettes sont prévues, disposées de part et d'autre d'une portion centrale de connexion du corps principal de berceau prévue pour recevoir l'extrémité d'un shunt passant par la liaison d'articulation du berceau. L'invention concerne également un frotteur d'usure destiné à équiper une tête de trolleybus ainsi perfectionnée, ce frotteur étant caractérisé par le fait qu'il est constitué par un corps allongé de section transversale essentiellement constante, ladite section ayant sensible15 ment la forme d'un trapèze dont la petite base correspond à une face plane inférieure devant être appliquée contre la face de support et de contact du corps principal de berceau. De préférence, le frotteur d'usure comporte deux facettes parallèles adjacentes aux bords supérieurs laté20 raux sur lesquels s'appuient les rebords associés de la partie mobile du berceau, puis deux faces inclinées rejoignant la face plane inférieure dudit frotteur d'usure; en particulier, chacune des faces inclinées forme un angle d'environ 30 avec la facette adjacente. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concernant un mode de réalisation préférentiel, en référence aux figures o: - la figure 1 illustre en coupe une tête de trolleybus conforme au présent perfectionnement, prête au fonctionnement, la position de remplacement du frotteur d'usure étant représentée en traits mixtes (partie mobile du berceau déverrouilléeet basculéepour l'extraction ins35 tantanée du frotteur d'usure); -6 - 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, permettant de mieux comprendre comment est réalisé le maintien 5 du frotteur d'usure sur la face de support et de contact associé grâce à un appui direct de la partie mobile du berceau; - la figure 3 est une vue en plan d'un flasque latéral du corps principal de berceau, permettant en particulier de 10 distinguer le palier oblong assurant un débattement de l'axe d'articulation de la partie mobile du berceau; - les figures 4 et 5 illustrent respectivement en vue en bout et de dessus la platine du corps principal de berceau recevant les lamelles de contact contre lesquelles 15 le frotteur d'usure est maintenu; - les figures 6 et 7 sont des vues respectivement en plan et en bout d'un frotteur d'usure conforme à l'invention, destiné à équiper la tête de trolleybus perfectionnée - illustrée aux figures précédentes; - la figure 8 est une vue de dessus, à échelle agrandie, du ressort de torsion agissant sur l'axe d'articulation de la partie mobile du berceau en vue du maintien du frotteur d'usure contre la face de support et de contact en position verrouillée. La tête de trolleybus faisant l'objet de la présente addition comporte un certain nombre d'organes constitutifs analogues à ceux formant la tête de trolleybus du brevet principal. Par mesure de simplicité, les références utilisées dans la suite de la description corres30 pondront aux références du brevet principal augmentées du nombre 100. La tête 101 comporte un corps d'embout de perche 102 monté à l'extrémité d'un tube isolant 103; sur ce -7 corps d'embout de perche 102 est articulé un corps de berceau 104 pouvant pivoter autour d'un axe oblique 105, sur une plage angulaire prédéterminée. Sur la pièce 104 est monté un berceau 106 avec une liaison permettant une oscillation autour d'un axe sensiblement vertical 107, ledit berceau 106 pouvant également basculer autour d'un axe sensiblement horizontal. Le berceau 106 comporte un corps principal 108 présentant une face de support et de contact 109 (sur la10 quelle il sera revenu ultérieurement) pour la face inférieure d'un frotteur d'usure 110, lequel est utilisé pour la transmission du courant vers un câble 111 porté par la perche, par l'intermédiaire d'un shunt 112 raccordé au berceau; ledit berceau comporte également une partie mo15 bile 113 articulée sur un axe 114 porté par le corps principal 108, et présentant une ouverture longitudinale pour le passage de la partie supérieure du frotteur d'usure 110. La pièce mobile 113 est de configuration symétrique, avec une paire d'oreilles 115 à chacune de ses extrémités, une 20 paire étant prévue pour l'articulation, tandis que l'autre est prévue pour porter une patte de verrouillage élastique 116 pouvant coopérer en position de verrouillage avec une moulure 117 ménagée à cet effet sur le corps principal du berceau. Conformément à un aspect essentiel du présent perfectionnement, l'axe d'articulation 114 de la partie mobile du berceau est monté sur le corps principal 108 avec possibilité de-débattement dans une direction sensiblement perpendiculaire à la face de support et de contact 109, la 30 partie mobile 113 du berceau présentant, au voisinage de l'ouverture longitudinale 118 de celle-ci, un double rebord 122 en contact direct avec les bords supérieurs latéraux du frotteur d'usure 110; comme dans le brevet principal, -8 les moyens élastiquement déformables sont prévus pour le maintien du frotteur d'.usure 110 entre la face de support et de contact lorsque la partie mobile est verrouillée sur le corps principal, mais ces moyens comportent ici un or5 gane ressort 142 agissant sur l'axe d'articulation 114 de façon à exercer sur la partie mobile 113 du berceau l'effort de maintien désiré. Ainsi que cela est mieux visible sur la figure 3, chacun des deux flasques latéraux 133 du corps principal 10 108 comporte ainsi un palier oblong 143 recevant l'extrémité associée-de l'axe d'articulation 114. Il est à noter que ce flasque 133 est de réalisation symétrique, pour en simplifier la fabrication et éviter tout risque d'erreur au-montage: on trouve ainsi un palier oblong 143 et une 15 moulure 117 à chacune des extrémités du flasque, étant entendu que le palier oblong est indispensable au niveau de l'axe d'articulation 114 seulement, et que la moulure 117 est quant à elle indispensable pour coopérer avec le clip de verrouillage 116. Un tel montage-confère à la partie mobile 113 un caractère flottant extrêmement intéressant, car c'est lui qui permet un appui direct par les rebords 122 sur le frotteur 110, ainsi que cela est particulièrement visible sur la figure 2. On conçoit aisément que, en cas d'inter25 ruption du contact électrique avec le frotteur 110 lorsque la tête passe au niveau d'appareillagesde lignes du type mentionné plus haut, les joues de la partie mobile 113 assurent le cheminement direct du courant vers le frotteur 110, sans passer parun élément intermédiaire tel que 30 l'élément ressort à branches ondulées du brevet principal. Les joues de la partie mobile 113 assurent ainsi une double fonction, c'est-à-dire le guidage de la-ligne de captation 119, et le contact électrique pour le cheminement direct du courant. -9 La figure 8 illustre un mode de réalisation possible pour le ressort de torsion 142 monté sur le corps principal 108 du berceau. Ce ressort est monté sur un axe 144 traversant Ies oreilles 145 d'une platine 146 disposée entre les flasques latéraux 133 et dont la partie supérieure 109 constitue la face de support et de contact pour le frotteur d'usure 110. Ainsi montées, les deux branches libres d'extrémité 147 du ressort 142 sont en appui contre la face inférieure de la platine 146, tandis que la branche 10 148 exerce en permanence une pression d'application dirigée vers le bas sur l'axe d'articulation 114. Le ressort 142 tend ainsi toujours à déplacer l'axe 114 vers la partie inférieure du palier oblong 143. On a illustré ici un axe d'articulation 114 de section carrée: cet axe présente ainsi une arête vive 149 sur laquelle prend appui la branche 148 du ressort de torsion lorsque la partie mobile 113 du berceau est en position de verrouillage; ceci définit un cran qui facilite le dégagement de la partie mobile du berceau et évite une retombée de celle-ci sur 20 les mains de l'opérateur occupé à manipuler le frotteur d'usure. Selon une possibilité avantageuse, l'organe de verrouillage de la partie mobile, qui est ici un clip 116, présente une capacité suffisante de déformation élastique 25 pour remplir également, comme le ressort de torsion 142 mais dans une moindre mesure, une fonction de maintien élastique du frotteur d'usure 110 sur la face de support et de contact 109 lorsque la partie mobile est verrouillée sur le corps principal. La partie mobile du berceau est 30 alors doublement flottante. La face de support et de contact 109 est avantageusement constituée par des lamelles de contact présentant une certaine élasticité, et disposée sur la face supérieure -10 du corps principal du berceau. Ici, deux plaquettes 150 sont disposées dans une rainure lonqitudinale 151 de la platine 146 du corps principal du berceau; ces deux plaquettes sont disposées de part et d'autre d'une portion 5 centrale de connexion 131 du corps principal de berceau prévue pour recevoir l'extrémité du shunt 112 passant par les liaisons d'articulation-du berceau. Ces lamelles de contact donnent de meilleurs résultats que les pointes de diamant prévues sur la face de support de contact de la 10 tête du brevet principal: leur souplesse assure à la fois un bon contact, et permet un rattrapage des tolérances pour la face de contact du frotteur d'usure, lequel est issu de moulage ou de filage d'un profilé en aggloméré de carbone chargé. Le frotteur d'usure 110 est ainsi parfaitement positionné sur la face de support et de contact 109, par exemple entre deux butées 130 dont la fonction est d'assurer le maintien dudit frotteur dans une direction longitudinale (on pourrait naturellement prévoir une face 20 supérieure parfaitement-plane 152 pour la platine 146, ainsi qu'illustré aux figures 4 et 5, auquel cas le maintien du frotteur peut être simplement assuré par deux nervures transversales ménagées sur la partie mobile 113 du berceau, ce qui facilite l'usinage de la rainure 151). 25 Comme dans le brevet principal, les extrémités du shunt 112 sont fixées au moyen de vis 132 sur la portion centrale de connexion 131, ces extrémités s'étendant ainsi entre les flasques latéraux 133 du corps principal, puis dans l'alésage d'une douille 134 de la liaison arti30 culée du berceau sur la pièce 104; cette douille 134 est par ailleurs entourée par une pièce 135 dont la surface extérieure présente de chaque côté une gorge circulaire 138 dans laquelle passe une rainure circulaire saillante -11 137 ménagée sur chacun des flasques latéraux 133 (on notera que dans le brevet principal la disposition était inversée, avec une gorge sur chaque flasque latéral et une rainure circulaire sur la pièce mobile). La partie centrale du shunt 112 passe ensuite à l'intérieur d'un manchon 139 au niveau de la liaison d'articulation avec le corps d'embout de perche 102, ledit manchon recevant extérieurement deux douilles de frottement 140; l'extrémité du shunt 112 se raccorde enfin sur une pièce de jonction électrique 141 10 assurant la connexion avec le câble 111. Les figures 6 et 7 illustrent la structure d'un frotteur d'usure destiné à équiper une tête de trolleybus ainsi perfectionnée. Ce frotteur est constitué par un corps allongé de section transversale essentiellement constante, 15 ladite section ayant ici la forme d'un trapèze dont la petite base correspond à une face plane inférieure 153 qui doit être appliquée contre la face de support et de contact du corps principal du berceau. La forme de cette section transversale est doublement intéressante: d'abord elle réduit la surface du frotteur en appui direct sur les lamelles, ce qui permet de s'assurer que la face inférieure 153 est toujours en contact avec les lamelles sans reposer sur la face supérieure adjacente 152 de la platine; de plus, il est possible de réaliser une économie de matière 25. d'au moins 20 %, tout en ayant un comportement optimal du frotteur à l'usure grâce au parallélisme de facettes latérales. Le frotteur comporte ainsi deux facettes parallèles 154 adjacentes aux bords supérieurs latéraux sur les30 quels s'appuient les rebords 122 de la partie mobile 113 en position de verrouillage, puis deux faces inclinées 155 rejoignant la face plane inférieure 153. Chacune des faces inclinées 155 forme de préférence un angle d'environ 30 2600287-12 avec la facette 154 adjacente (angle y sur la figure 7). Les faces d'extrémité 15.6 sont quant à elles essentiellement planes et perpendiculaires à la direction générale du corps allongé, à l'exception de leur bord supérieur 157 5 qui est avantageusement incliné par rapport à cette direction, selon un angle e (figure 6) qui est ici d'environ 30 . La tête de trolleybus, ainsi réalisée conformément à l'invention, permet un démontage rapide et aisé, sans outilsparticulier$ pour le remplacement du frotteur d'usure, 10 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 section transversale du frotteur d'usure 15 peut différer de celle représentée à la figure 7, et les moyens élastiquement déformables peuvent aussi présenter des structures sensiblement différentes de celles illustrées aux figures 4 et 5. On pourra enfin également utiliser une structure différente pour les liaisons d'articu20 lation traversées par le shunt, et plus particulièrement celles du berceau portant le frotteur d'usure. 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 caracté25 ristiques essentielles figurant aux revendications. -13 REVENDICATIONS 1. Tête de trolleybus, comportant un corps de berceau monté pivotant en bout de perche, un berceau monté sur le corps de cerceau 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'inter10 médiaire d'un shunt raccordé au berceau, ladite tête étant telle 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 ou15 verture 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, selon la 20 revendication 1 du brevet principal, caractérisée par le fait que la partie mobile (113) du berceau (106) est articulée par un axe (114) sur le corps principal (108) dudit berceau, ledit axe étant monté sur ledit corps avec possibilité de débattement dans une direction sensiblement 25 perpendiculaire à la face de support et de contact (109), ladite partie mobile présentant, au voisinage de l'ouverture longitudinale (118) de celle-ci, un double rebord (122) en contact direct avec les bords supérieurs latéraux du frotteur d'usure (110), et que les moyens élastiquement 30 déformables comportent un organe ressort (142) agissant sur l'axe d'articulation (114) de façon à exercer sur la partie mobile (113) du berceau un effort en vue du maintien du frotteur d'usure (110) sur la face de support et de contact (109). -14 2. Tête de trolleybus selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le corps principal (108) du berceau (106) comporte des paliers oblongs (143) recevant les extrémités de l'axe d'articulation (114). 3. Tête de trolleybus selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'organe ressort est un ressort de torsion (142) monté sur le corps principal (108) du berceau, et dont une branche (148) au moins est en appui sur l'axe d'articulation (114). 4. Tête de trolleybus selon la revendication 3, caractérisée par le fait que l'axe d'articulation (114) présente une arête vive (149),sur laquelle prend appui la branche (148) du ressort de torsion (142) lorsque la partie mobile (113) du berceau est en position de verrouillage. 15 5. Tête de trolleybus selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les moyens élastiquement déformables comportent également un clip de verrouillage (116) monté à l'autre extrémité de la partie mobile (113) du berceau. 6. Tête de trolleybus selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la face de support et de contact est essentiellement constituée par des lamelles de contact (150) présentant une certaine élasticité, et disposées sur la face supérieure.du corps princi25 pal (108) du berceau. 7. Tête de trolleybus selon la revendication 6, -caractérisée par le fait que les lamelles de contact se présentent sous la forme d'au moins une plaquette (150) disposée dans une rainure longitudinale (151> du corps prin30 cipal (108) du berceau. 8. Tête de trolleybus selon la revendication 7, caractérisée par le fait que deux plaquettes (150) sont prévues, disposées de part et d'autre d'une portion centrale -15 de connexion (131) du corps principal de berceau prévue pour recevoir l'extrémité d'un shunt (112) passant par la liaison d'articulation du berceau. 9. Frotteur d'usure destiné à équiper une tête 5 de trolleybus selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un corps allongé (110) de section transversale essentiellement constante, ladite section ayant sensiblement la forme d'un trapèze dont la petite base correspond à une face 10 plane inférieure (153) devant être appliquée contre la face de support et de contact du corps principal de berceau. 10. Frotteur d'usure selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte deux facettes parallèles (154) adjacentes aux bords supérieurs latéraux sur lesquels s'appuient les rebords associés de la partie mobile (113) du berceau, puis deux faces inclinées (155) rejoignant la face plane inférieure dudit frotteur d'usure. 11. Frotteur d'usure selon la revendication 10, caractérisé par le fait que chacune des faces inclinées 20 (155) forme un angle d'environ 30: avec la facette adjacente (154).