Brevet FR2616388A1 — publié le 19881216

Jonction conductrice de l'électricité reliant des tronçons de rails de contact aboutés. L'invention concerne une jonction conductrice de l'électricité reliant des tronçons de rails de con- tact aboutés, comprenant un câble conducteur de courant, formé d'un toron à mes multiples et de deux sabots de con- tact montés symétriquement aux extrémités de ce toron, en formant des connexions conductrices de l'électricité et durables, ces sabots de contact pouvant être mis en contact statique avec les rails de contact dans la ré- gion du joint telle que celle décrite, par exemple dans la revue "Elektrische Bahnen" 1976, fascicule 7, pages 157 à 159. Les rails de contact du genre qui est à la base de la présente invention sont utilisés, non seulement pour les installations de levage mais également pour les alimentations en courant au sol de véhicules à traction électrique des transports en commun. Les rails de con- tact sont composés, par morceaux, de tronçons distincts transportables et, aux joints, il est nécessaire de créer une jonction bonne conductrice de l'électricité entre les tronçons. Selon les conditions climatiques de l'environnement, il est nécessaire de prévoir, tous les à 50 m, un joint de dilatation qui puisse absorber les dilatations longitudinales des rails de contact qui sont dues à des effets thermiques. Jusqu'à présent, au moins ces joints de dilatation étaient pontés par des câ- bles conducteurs du courant. Dans les joints normaux entre les tronçons des rails de contact, on prévoyait des jonctions fixes boulonnées ou soudées. Un inconvénient de ces jonctions conductrices de l'électricité déjà connues consiste en ce qu'elles dé- bordent au-delà du contour extérieur du profil des rails de contact et font obstacle à la pose des rails de con- tact sans boulonnage à l'intérieur d'un capot prismati- que isolant de l'électricité. Or, ce capot serait parti- culièrement avantageux pour permettre une pose économi- que de ces rails de contact. Le but de l'invention est de perfectionner la jonction conductrice de l'électricité reliant des tron- çons de rails de contact du type précité, de manière qu'elle puisse être montée rationnellement et qu'elle n'agrandisse pas le contour extérieur des rails de contact dans la région du joint. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que chacun des sabots du câble est constitué par une broche cylindrique ou prismatique qui peut être emmanchée dans un évidement axial de forme cylindrique ou prismatique correspondante, prévu en position frontale au moins dans la région dujoint des tronçons des rails de contact, en établissant le contact par sa surface externe. Grâce à cette constitution, la jonction conductrice de l'électricité est reportée dans le volume intérieur des rails de contact et elle utilise une technique d'emboîtement qui peut être mise en oeuvre de façon rationnelle. L'évidement ménagé dans les rails de contact, qui est nécessaire pour cette technique dd'em- boitement est de toute façon présent dans la plupart des cas parce que, depuis un certain temps, les rails de contact sont faits de profilés creux en aluminium filé à la presse. Si la jonction selon l'invention est uti- lisée sur des rails de contact à profil plein, on doit prévoir un perçage axial dans la région des faces fronta-. les. L'invention est par ailleurs décrite de façon plus détaillée dans la suite à propos de différents exem- ples de réalisation représentés sur les dessins. Sur ces dessins, la figure 1 est une coupe transversale d'un dispositif d'alimentation bipolaire suspendu pour un vé- hicule comportant une tête de prise de courant bipolaire qui entre en contact avec le dispositif d'alimentation; la figure 2estunevue oblique de la région deliai- son entre deux tronçons de rails au moment de la mise en place de la jonction conductrice de l'électricité; la figure 3 représente l'utilisation d'une jonc- tion conductrice de l'électricité à section d'emboite- ment non circulaire sur un autre profilé de rail de con- tact; et les figures 4a à 4c sont des vues isolées du ca- ble conducteur selon la figure 2, dans différents états. La figure 1 montre la coupe transversale d'une alimentation électrique bipolaire telle que celles que l'on peut installer, par exemple, pour des autobus ou vé- hicules équivalents de transport en commun à traction électrique, à roues caoutchoutées et roulant sur des voies fixes. L'alimentation en électricité est située à proximité du sol. Les rails de contact qui transportent la tension doivent être fixés d'une façon bien isolée électriquement et suivre la trajectoire prédéterminée du véhicule avec un profil en hauteur constant; par ail- leurs, la pose doit pouvoir être exécutée d'une façon aussi économique que possible. Pour cela, on prévoit une fixation sans boulonnaqe des rails de contact 1 à l'inté- rieur d'un capot isolant 2 qui constitue un ensemble in- tégré formant support longitudinal, isolateur et canal de réception des rails de contact 1. Sur la face supé- rieure, est prévue une rainure en T dans laquelle sont engagées des vis à tête large destinées à la fixation à des bras porteurs distincts 4. Le capot forme deux rainures, relativement profondes, qui s'ouvrent vers le bas et dans lesquels les rails de contact 1 peu- vent être fixés et retenus sans boulons; plus précisé- ment, grâce à un profil approprié du contour intérieur du capot protecteur 2 et du contour extérieur des rails de contact, ces rails sont emmanchés axialement, avec mi- se en prise des sillons longitudinaux et des bourrelets de retenue. Les pistes de contact des rails de contact, qui sont munies de portées en acier inoxydable, sont in- clinées l'une par rapport à l'autre en formant un V et forment dans une certaine mesure un prisme de rails de contact qui est auto-centreur pour une tête de prise de courant 3 de forme correspondante. Grâce aux fonctions multiples du capot protecteur 2, ce type de support de rails de contact peut être construit à peu de frais et il est d'un montage rationnel. Toutefois, il exige que la connexion électrique des tronçons des rails de con- tact 1 dans la région de liaison ne déborde pas au-delà du contour de la section des rails de contact. A cet effet, l'invention prévoit un câble conducteur qui est formé d'un court tronçon d'un toron 7, et de broches 6 montées aux deux extrémités. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 2 ou selon la figure 4, ces broches sont de section ronde et correspon- dent aux évidements 5 ménagés dans les rails de contact 1. Les broches peuvent être emboîtées dans les évide- ments 5 en faisant contact avec leur surface externe et, pour assurer une bonne liaison conductrice de l'électri- cité, on prévoit un ajustement bloqué. Dans un joint de rails de contact normal qui n'est pas sujet à subir l'action des dilatations thermi- ques, le câble conducteur n'a pas à permettre de déplace- ments longitudinaux des broches l'une par rapport à l'au- tre, de sorte que -la profondeur d'enfoncement des bro- ches dans les évidements formés dans les rails serait sans importance dans ces cas. Dans les joints de dilata- tion, un mouvement relatif des broches emmanchées peut absorber le mouvement relatif grâce au fait que - si l'on suppose un état fortement tendu du toron et un joint de dilatation élargi à l'extrême - le toron se com- prime sur lui-même en réponse à un rétrécissement du joint de dilatation, et son diamètre s'élargit alors. Même dans le cas o l'on utilise le câble conducteur sur des joints de dilatation, on n'a pas à se préoccuper par- ticulièrement de la Drofondeur d'enfoncement des broches dans l'évidement ménagé dans les rails parce que, en pré- sence d'un froid extrême, les broches peuvent éventuelle- ment s'extraire des évidements, si elles ont été trop fortement enfoncées au moment du montage initial. Pour obtenir un bon contact entre les broches et la surface interne de l'évidement 5, même dans le cas de tolérances relativement larges sur le diamètre, la broche 6 est munie de fentes longitudinales, de sorte que son diamètre peut s'adapter élastiquement au diamè- tre de l'évidement 5. Pour réduire la quantité de matière consommée et pouvoir sertir plus facilement les broches 6 sur le toron 7, chaque broche 6 est de constitution creuse, et le sertissage I0 qui réunit la broche 6 au toron 7 est formé à l'extrémité de la broche. Dans ce mode de cons- truction, il est particulièrement avantageux que les deux broches 6 opposées s'étendent l'une vers l'autre en partant des extrémités du toron 7, ce toron 7 étant logé à l'intérieur des broches creuses 6. Ceci permet de main- tenir la profondeur d'enfoncement des broches à une va- leur aussi réduite que possible. Indépendamment d'une configuration creuse des broches, qu'il est avantageux de prévoir, le toron 7 doit dans tous les cas s'étendre dans une cavité 8 qui est de section libre sensiblement supérieure à la sec- tion du toron tendu, qui est indiquée sur la figure 4b par le diamètre d; dans cet état, le toron est allongé de la distance d'allongement s comparativement à l'état refoulé représenté sur la figure 4a (diamètre D du to- ron). La cavité qui entoure le toron 7 est d'une section libre supérieure d'au moins environ 15 à 40 % à celle du contour extérieur de la surface de section de l'envelop- pe du toron 7 à l'état tendu; ce surdimensionnement de la cavité est nécessaire pour pouvoir recevoir avec sécu- rité le toron 7 à l'état refoulé représenté sur la figu- re 4a, dans lequel il présente le diamètre D. Le gonfle- ment que le toron subit en passant à l'état refoulé dé- pend naturellement également de la longueur de ce toron 7 lui-même. Si l'on utilise un tronçon de toron de très grande longueur, l'agrandissement du diamètre se répar- tit sur une plus grande longueur du toron et l'accroisse- ment de diamètre est moins accentué. Pour cette raison, dans le cas de torons courts, il est nécessaire de pré- voir plus de jeu pour absorber un agrandissement du dia- mètre que dans le cas de torons de grande longueur. La longueur de la cavité qui convient pour recevoir le to- ron gonflé correspond à peu près à 5 à 20 fois le diamè- tre d du toron. Dans les exemples de réalisation repré- sentés, cette longueur de cavité est répartie sur les segments 8 de la cavité qui sont associés aux deux bro- ches 6. La longueur des broches est calculée en fonc- tion de la longueur qu'il est nécessaire de donner au toron pour absorber la longueur de dilatation s. Cette longueur des broches sera sans aucun doute supérieure à celle qui serait par le calcul de la densité de courant admissible dans la région de contact de la surface de la broche. Pour que la longueur indispensable de câble puis- se s'enfoncer suffisamment profondément dans les évide- ments 5, les broches doivent être d'une longueur égale à la moitié de la longueur que le toron doit posséder dans son état refoulé. Lors de l'emmanchement des broches creuses dans les évidements, qui exige quelquefois un enfoncement au marteau, compte tenu du montage serré, les bords libres des broches creuses sont soumis à des contraintes parti- culièrement fortes etdans l'exemple de réalisation se- lon lesfigures4a à 4c, on aprévudanscetterégionunbordredresseé ourap- porté 12en formedecollerette pour consolider la broche creuse. Afin de protéger le toron 7 des frottements ou des détériorations mécaniques dans la région de liaison des rails de contact ou dans la région d'aboutement des broches creuses 6 lorsque le joint est écarté, le toron est entouré dans cette région de l'aboutement d'une gai- ne 11 qui adhére fortement et qui pénètre dans les bro- ches creuses 6. Pour la fixation, la gaine 11 est sertie sur une courte région centrale; dans les autres ré- gions, elle n'entoure le toron que d'une façon lâche. De cette façon, on peut obtenir une transition progressive entre le diamètre comprimé du toron et un diamètre élar- gi dans l'état refoulé de ce toron. La gaine 11 peut aus- si être faite d'une matière isolante de l'électricité. L'exemple de réalisation représenté sur la figu- re 3 sert à montrer que l'invention est également réali- sable avec des broches non circulaires. D'une façon qui correspond à son profil en double T, le rail de contact 1' présente un évidement 5' sensiblement en tête de mar- teau. Pour emmancher le câble conducteur, on utilise la partie de surface inférieure, transversale, de l'évide- ment 5'. Le profil non circulaire de la broche peut être obtenu en comprimant une conformation extérieure corres- pondante à un segment de tube, ou encore en formant un profilé filé à la presse de forme correspondante. Dans la région de chaque arête, est formée une fente longitu- dinale 9, mais cette fente ne s'étend que sur une partie de la longueur de la broche. Les parties de parois de la broche 6' qui s'étendent entre les fentes 11 sont initia- lement légèrement bombées vers l'extérieur, pour assurer l'établissement d'un bon contact étroit avec la surface interne de l'évidement 5'. Toutefois, à l'exception de la section non circulaire des broches 6', de la gaine 11' et du toron 7', le câble conducteur selon la figure 3 est en principe d'une construction analogue à celle du cable conducteur selon la figure 2 ou selon les figures 4a à 4c. R.E V E N D I C A T I O N S 1 - Jonction conductrice de l'électricité re- liant des tronçons distincts de rails de contact abou- tés, comprenant un câble conducteur de courant, qui est lui-même composé d'un toron à âmes multiples et de sabots de contact montés symétriquement aux deux extrémités de ce toron, en formant des connexions conductrices de l'électricité et durables, ces sabots de contact pouvant être mis en contact statique avec les rails de contact dans la région du joint, caractérisée en ce que chacun des sabots du câble est constitué par une broche cylin- drique ou prismatique (6, 6') qui peut être emmanchée dans un évidement axial (5, 5'), de forme cylindrique ou prismatique correspondante, prévue en position frontale au moins dans la région du joint des tronçons distincts des rails de contact (1, 1'), en établissant le contact avec leur surface externe. 2 - Jonction selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le toron (7, 7') est logé, sur une lon- gueur (L) qui correspond à peu près à 5 à 2.0 fois son diamètre (d), dans une cavité (8) qui est d'une section libre supérieure d'au moins à peu près 15 à 40 % à celle de la surface de section de l'enveloppe du'profil exté- rieur du toron (7, 7') à l'état tendu. 3 - Jonction selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisée en ce que les broches (6, 6') sont fendues longitudinalement (fente 9). 4 - Jonction selon une des revendications 1,- 2 et 3, caractérisée en ce que les broches (6, 6') sont creuses. 5 - Jonction selon la revendication 4, caracté- risée en ce que le toron (7, 7') est logé à l'intérieur de la broche creuse (6, 6') et que la jonction conductri- ce de l'électricité durable (sertissage 10, 10') établie entre le toron (7, 7') et la broche (6, 6') est prévue pour chacune, à l'extrémité extérieure correspondante de la broche (6, 6'), cette broche s'étendant vers la bro- che opposée (6, 6') à partir de ce sertissage. 6 - Jonction selon une des revendications 1 à , caractérisée en ce que, dans la région de joint des rails de contact (1, 1') ou des broches creuses (6, 6'), le toron (7, 7') est protégé par une gaine (11, 11') qui y adhère fortement. 7 - Jonction selon la revendication 6, caracté- risée en ce que la gaine (11, 11') est sertie sur une ré- gion centrale courte tandis que, dans le reste de son ex- tension, elle entoure lâchement le toron (7, 7'). 8 - Jonction selon la revendication 5, caracté- risée en ce que le bord de la broche creuse (6) est re- dressé ou muni d'un petit rebord (12) en forme de colle- rette.