Brevet FR2616387A1 — publié le 19881216

-1'- L'invention concerne une alimentation multi- polaire en courant, au niveau du sol, pour des véhi- cules à entraînement électrique, guidables sur une voie, montés sur pneumatiques, avec pour chaque pôle des rails de courant disposés tout à côté de la piste de roulement de façon à suivre la voie et composés d'un profilé en aluminium, dont la section transversale est identique de l'un à l'autre et symétrique par rapport à une ligne de symétrie, qui présentent une face de contact plate, susceptible d'entrer en contact glissant avec un capteur de courant qui est situé du côté du véhicule, pourvue d'un revêtement diminuant l'usure et disposée perpendiculairement à la ligne de symétrie, avec en outre un écran d'isolation se composant d'un matériau isolant électriquement et formant, pour chaque rail de courant, un canal fermé sur trois côtés longi- tudinaux, pour recevoir les rails de courant de façon protégée et en retrait par rapport aux bords libres de la paroi d'isolation, l'isolation mutuelle de deux rails de courant voisins étant formée d'une seule paroi inter- médiaire, faisant saillie vers le c8té ouvert du canal, par rapport au rail de courant, ainsi qu'il est connu par exemple selon la publication de la société Bendix Dashaveyor Company, sous le titre "Transportation System - Dashaveyor People Mover"; un système de circu- -2- lation sur faible distance, installé en 1972 sur l'aé- roport international "Dulles" de la capitale américaine Washington, est décrit en détail dans cette publica- tion. Pour l'alimentation en courant de ces véhi- cules guidables sur voie sont superposés mutuellement, verticalement, au-dessus des rampes de guidage trans- versal, en tout quatre rails de courant, dont chacun peut être mis en contact au moyen d'un bras de prise de courant. Les rails de courant ont un profil en double 7; le revêtement diminuant l'usure se compose d'un revête- ment en graphite. Chaque rail individuel est isolé vers le haut et par rapport à la paroi latérale, par une cor- nière en matière plastique ayant une forme en L; pour chaque rail de courant individuel, on obtient un canal d'isolation qui est ouvert vers le véhicule, mais est toutefois fermé sur trois c8tés, par les cornières mu- tuellement adjacentes. Les faces de contact des diffé- rents rails de courant sont disposées verticalement et sont toutes superposées verticalement dans un même plan. Afin de pouvoir compenser les tolérances de hauteur du capteur de courant qui est situé du côté du véhicule, par rapport aux rails de courant qui sont situés du c té de la piste de roulement, les balais du capteur de courant sont plus larges, en direction verticale, que la piste de contact des rails de courant. En consé- quence, les canaux d'isolation dans lesquels se trouvent les rails de courant doivent également être plus larges, vers le haut et vers le bas, pour faire face à un écart en hauteur. En conséquence, l'alimentation en courant est relativement volumineuse. L'isolation est ouverte vers le côté sur une surface importante, de telle sorte que les rails de courant ne sont que très mal protégés contre l'humidité due aux intempéries et contre le con- tact par un homme ou bien un animal. Un autre inconvé- -3- nient réside en une fixation relativement coûteuse des rails de courant. A cet effet, on doit d'abord fixer de nombreuses bandes verticales d'isolateur les unes derrière les autres, sur le c8té intérieur des pistes de roulement, en forme d'auge et sur ces bandes sont ensuite vissés de leur c8té les rails de courant et les profilés d'isolation. Ceci n'implique pas seulement un emploi important de matériau, mais le montage nécessite également de nombreuses heures de travail, faisant qu'- au total, l'alimentation en courant est très coûteuse. Le but de l'invention est par contre d'amélio- rer l'alimentation en courant évoquée en préambule, de telle sorte que l'alimentation en courant présente par construction une plus petite section, qu'elle soit mieux protégée contre l'humidité due aux intempéries et contre tout contact et puisse être posée plus sim- plement et plus rapidement, en étant ainsi meilleur marché que les alimentations en courant connues. Ce problème est résolu selon l'invention, par la combinaison des caractéristiques suivantes: a) l'écran d'isolation est conformé pour deux rails de courant, sous forme d'un profilé extrudé autoportant en une seule pièce, avec une paire de canaux qui est ouverte vers le.bas en position d'installation, sur le c8té supérieur duquel est intégré un profila- ge de fixation, qui est approprié à la fixation sus- pendue à des bras supports; b) la section des rails de courant présente un.contour d'enveloppe qui est principalement triangulaire ou bien pentagonal en forme de maison, les rails de courant étant disposés à l'intérieur de l'écran d'isolation de manière mutuellement inclinée par leurs faces de contact et à proximité immédiate de la paroi intermédiaire; c) des gorges longitudinales, respectivement des bour- 26 1387 -4- relets longitudinaux, sont formés des deux côtés des rails de courant et des bourrelets, respectivement des gorges longitudinales, possédant une forme cor- respondante en négatif sont formés sur les c8tés in- térieurs des canaux de l'écran d'isolation, qui en- grènent réciproquement avec complémentarité de forme et à la façon de crochets, de telle sorte que les rails de courant puissent être introduits axialement dans l'écran d'isolation, mais en y étant maintenus d'eux-mêmes transversalement par rapport à la direc- tion d'introduction. Grâce à la configuration auto-portante et de construc- tion intégrée de l'écran d'isolation, en tant que pro- filé extrudé, les rails de courant, qui sont également configurés en profilés extrudés peuvent y être mainte- nus en sécurité, sans vissage, par introduction axiale. Grâce à la disposition suspendue de l'écran d'isolation, celui-ci peut être suspendu et oscillant de façon pen- dulaire, comme une poutre auto-portante, en peu de points d'appui, si bien que le montage s'effectue très rapidement. Une meilleure protection contre l'humidité et les contacts est procurée par l'écran d'isolation suspendu et ouvert sur le côté tourné vers le bas. Grâce à la disposition en forme de V des pistes de con- tact, on obtient une faculté de centrage pour les deux balais de capteur de courant qui sont situés du côté du véhicule, de telle sorte qu'il n'est pas besoin de prévoir d'espace libre correspondant, à l'intérieur de l'écran d'isolation, pour des mouvements relatifs entre rail de courant situé c8té piste de roulement et balai de capteur de courant situé côté véhicule. De ce fait, l'écran d'isolation peut être maintenu d'une section relativement petite, ce qui ne joue pas seulement en faveur du volume de construction, mais également du coût d'investissement. -5- Selon des modes de mise en oeuvre préférés de l'invention: - l'écran d'isolation se compose de matière plastique renforcée de fibre de verre, dans la zone en saillie par rapport au rail de cou- rant, la paroi intermédiaire est configurée de ma- nière plus épaisse que les autres parois de l'écran d'isolation, - les faces de contact des rails de courant sont dis- posées en étant mutuellement inclinées, en montant vers l'extérieur, en forme de V, - les faces de contact des deux rails de courant déli- mitent entre elles un angle d'environ 90 , - les rails de courant forment un profil creux, avec une délimitation intérieure circulaire de la section. D'autres caractéristiques de l'invention res- sortiront de la description ci-dessous, relatives à des exemples non limitatifs de mise en oeuvre, et en réfé- rence aux dessins annexés selon lesquels: - la figure I représente une section transver- sale à travers une piste de roulement à deux voies, avec des omnibus guidables sur voie se trouvant dessus, - la figure 2 est une représentation agrandie, de détail, de la partie de capteur de courant d'un vé- hicule selon la figure 1, y compris l'alimentation en courant, - la figure 3 est une représentation encore agrandie, de détail, d'une alimentation en courant à deux p8les et des balais à charbon du capteur de cou- rant, - la figure 4 est un autre exemple de réalisa- tion d'une alimentation en courant, à l'état incomplè- tement monté et - la figure 5 est une section transversale d'un rail de courant, pour l'alimentation en courant -6- selon la figure 4. La figure I représente deux omnibus 1, qui se croisent sur une piste de roulement 2 à deux voies dé- terminant leur voie. Dans la zone des roues avant di- rectrices 4 de véhicule, les omnibus sont pourvus de galets de guidage transversal 5; les rouleaux de gui- dage transversal 5 coopèrent avec des rampes de guidage transversal 3 qui sont situées c8té piste de roulement et qui impriment la direction de déplacement aux roues de véhicule 4 qui sont braquables. Les pistes de roule- ment 2 sont pourvues d'une alimentation en courant 7 au niveau du sol, pour réaliser l'alimentation en courant de l'entraInement électrique des véhicules; du c8té du véhicule sont prévus des bras de capteur de courant 6 correspondants susceptibles d'être mis en saillie qui peuvent se déformer en direction verticale et en direc- tion horizontale lorsqu'ils sont en saillie, et suivre exactement le développement des rails de guidage, du fait d'une configuration prismatique des pistes de con- tact des rails de courant et d'une configuration égale- ment prismatique, lui correspondant en négatif, des pièces de contact 14 des balais de capteur de courant. Seuls d'éventuels mouvements de flottement ou bien de roulis du véhicule, transmis aux pièces de contact 14, conduisent à des translations relatives, respectivement à des torsions relatives par rapport aux rails de cou- rant; les pièces de contact 14 s'arrondissent ainsi dans la zone d'appui. L'alimentation en courant, qui est représen- tée en section et de manière fortement agrandie sur la figure 3, comporte un écran d'isolation 9 en matière plastique qui est suspendu de manière pendulaire au bras support 8 et qui est configuré en profilé extrudé en une seule pièce autoportante. Par le concept de pro- filé extrudé, on doit comprendre que l'écran d'isola- 26 1I3-7 -7- tion 9 possède la même section pour tous les points qui sont situés les uns derrière les autres. L'écran d'isolation 9 se compose avantageusement de matière plastique renforcée de fibre de verre, faisant que sa résistance est ainsi augmentée. Outre une bonne résis- tance en charge, il est important que le matériau pos- sède également une bonne propriété d'isolation élec- trique, ainsi qu'une bonne résistance au vieillissement. L'écran d'isolation ne peut en aucun cas devenir fra- gile ou bien fissurée, après avoir passé de nombreuses années dans un environnement libre. Par les deux parois extérieures 13 et une paroi intermédiaire 12, l'écrantage forme deux canaux 11, qui sont ouverts vers le bas et pour le reste com- plètement fermés. Dans l'exemple de réalisation qui est représenté sur la figure 3, une rainure en T 19 est formée sur le c8té supérieur de l'écran d'isolation; l'écran d'isolation peut alors être fixé simplement, de manière suspendue sur les bras support 8, au moyen de vis à tête & marteau. Un rail de courant 10 est glis- sé axialement dans chacun des canaux individuels 11 de l'écran d'isolation 9. Les rails de courant sont fabri- qués sous forme de profilés extrudés en aluminium, et d'une section qui est configurée symétriquement, par rapport à une ligne de symétrie 16. La face de contact du rail de courant est assurée contre l'usure et contre la rouille et la corrosion éventuelle, par un revêtement 17 en acier spécial. Les rails de courant possèdent un contour d'enveloppe 21 qui est principa- lement triangulaire ou bien pentagonal, en forme de maison, les rails de courant étant disposés de manière mutuellement inclinée par leurs faces de contact 15 et à proximité immédiate de la paroi intermédiaire 12, à l'intérieur de l'écran d'isolation. Et en fait, les faces de contact des rails de courant sont disposées 261f3D? -8- en montant vers l'extérieur et mutuellement inclinées en forme de V, faisant que l'angle qu'elles forment entre elles est d'environ 90 . De par cette disposition en forme de V des faces de contact 15 des rails de cou- rant, il s'exerce un guidage autocentreur, de la part des rails de courant, sur les deux pièces de contact 14 du capteur de courant. Grâce à la disposition en forme de V des faces de contact 15 des rails de courant, les deux pièces de contact 14 peuvent être montées sur un seul et même bras de capteur de courant 6, en étant mutuellement solidaires, ce qui représente une simplifi- cation du capteur de courant et de ses pièces indivi- duelles et une simplification de l'entretien. Lors des décalages angulaires de la tête de capteur de courant par rapport aux rails de courant, résultant du flotte- ment ou du roulis, les deux pièces de contact 14 res- tent en contact avec transmission de courant, vis-à- vis des faces de contact 15, grâce à la propriété auto- centreuse de la disposition en V. Qu'une pièce de con- tact 14 dérape seulement sur la face de contact 15 cor- respondante, par rapport à la position normale et l'au- tre tombera également. Cet avantage est procuré aussi bien pour une disposition en forme V des faces de con- tact 15, tel que représenté, qu'également dans le cas d'une disposition inversée, c'est-à-dire tombant vers l'extérieur, en forme de toit. Dans le cas o les faces de contact 15 sont disposées en montant vers l'exté- rieur, ainsi que représenté sur les figures 3 et 4, l'introduction des pièces de contact 14 dans les canaux individuels est facilitée, par rapport à une position autrement inclinée des faces de contact 15, parce qu'en effet, la paroi intermédiaire 12 qui émerge au milieu se place plus facilement entre les deux pièces de con- tact 14 qui sont inclinées mutuellement en forme de V. De chacun de leurs deux côtés et symétrique- 26t6387 _-9- ment par rapport à la ligne de symétrie 16, les rails de courant 10 possèdent chacun une gorge longitudinale 22, pour permettre une fixation sans vis des rails de courant, à l'intérieur de l'écran d'isolation. L'écran d'isolation 9 possède aux endroits correspondants à chaque fois une paire de bourrelets 23. Les gorges lon- gitudinales 22 et les bourrelets 23 engrènent l'un dans l'autre à la façon de crochets et avec complémen- tarité de forme et maintiennent contre toute chute les rails de courant qui sont introduits axialement par coulissement. De manière appropriée,on fabriquera et l'on introduira l'un dans l'autre l'écran d'isolation 9 et les rails de courant 10 en sections de longueur identique, les joints situés entre les écrans d'isola- tion limitrophes d'une part et les joints entre rails limitrophes en direction longitudinale d'autre part étant toutefois décalés entre eux en direction longitu- dinale. On peut de ce fait mutuellement centrer entre- eux, aux points de joint, l'écran d'isolation et les rails de courant respectivement. Aux points de joint de l'écran d'isolation, celui-ci peut être protégé de ma- nière appropriée, contre les courants de fuite super- ficielle, les amorçages ainsi que contre l'humidité, la poussière et la formation d'incrustations, par une manchette dans Ja zone extérieure et par une configura- tion verticale rainure et languette, dans la zone de la paroi intermédiaire 12 (voir la rainure 18 sur la figure 4). Un câble de transmission de courant est in- séré aux points de Joint des rails de courant, dans l'intérieur du profilé creux, ce qui fait l'objet d'une demande de protection particulière de la demanderesse. De manière appropriée, le contour intérieur du profilé creux est de section circulaire, de telle sorte que les cosses de câble situées sur le câble de transmission de courant puissent être configurées sous forme de con- -10- tacts m9les correspondants. Grâce A la fixation sans vis des rails de courant, à l'intérieur de l'écran d'isolation, ceux-ci peuvent y être logés en économisant de l'espace et simplement, l'écran d'isolation 9 et les rails de cou- rant 10 qui y sont posés formant à cette occasion une unité d'une seule pièce autoportante, qui ne nécessite d'être suspendue qu'à peu de bras supports 8, disposés avec un certain écartement. Les moyens de fixation, respectivement les boulons tels que les boulons à tête à marteau déjà mentionnés, qui sont utilisés à cet ef- fet engrènent à l'extérieur sur l'écran d'isolation ou isolation et ne présentent aucune sorte de proximité dangereuse avec des parties véhiculant une tension. Grâce à l'ouverture des canaux 11 qui est tournée vers le bas, on réalise une protection efficace contre l'humi- dité et le contact, surtout si le c8té ouvert des canaux est relativement étroit et que les parties véhiculant une tension se trouvent en conséquence dans un profond renfoncement. Afin que l'écran d'isolation autoportant soit aussi rigide que possible en flexion, en direction ver- ticale et qu'il puisse porter les rails de courant en présentant une flexion aussi limitée que possible et un large écartement pour lea appuis, le moment d'inertie géométrique de la section de l'écran d'isolation doit être aussi important que possible. L'étendue verticale relativement importante de la paroi extérieure 15 et îe la paroi intermédiaire 12 sert aussi ce but. Une fle- xion aussi limitée que possible est importante pour des vitesses élevées de déplacement du véhicule, car sinon, la tête de capteur de courant sera excitée en des vibra- tionsverticales, qui peuvent conduire à un écartement des pièces de contact 15 par rapport aux rails de cou- rant, en cas d'apparition de résonances. Il est appro- -11- prié de prévoir des accumulations de matière dans la zone du côté supérieur et du côté inférieur, afin de rendre le moment d'inertie géométrique de l'écran d'i- solation 9 aussi important que possible. Pour cette raison, les bordures profilées formant la rainure en T 19 sont formées sur le côté supérieur et représentent une accumulation de matière correspondante. Une accu- mulation de matière agissant dans ce sens est intro- duite dans la zone du côté inférieur, par le fait que la paroi intermédiaire 12 est réalisée de manière plus épaisse (Cote 24) dans la zone de son extrémité sail- lante, que les autres épaisseurs de paroi de l'écran d'isolation. De plus, l'épaississement de paroi de la paroi intermédiaire, dans la zone inférieure, possède toutefois également un autre but: la partie de la pa- roi intermédiaire 12 qui fait saillie par rapport aux rails de courant 10 engrène, sans qu'il y ait contact, dans un évidement correspondant de la tête du capteur de courant; on crée de ce fait un certain guidage de sûreté de la tête de capteur de courant, le long de l'écran d'isolation, pour le cas d'un écartement de la tête de capteur de courant par rapport aux rails de courant. Dans le cas de l'exemple de réalisation de l'écran d'isolation 9', respectivement des rails de courant 10', qui est représenté sur les figures 4 et 5, il a été utilisé les mêmes repères, agrémentés d'une apostrophe, pour toutes les parties qui ont la même fonction, mais qui ont une forme différente, de telle sorte que l'on peut principalement se référer à la description précédente. Une bordure en T 20 est prévue dans la zone de l'écran d'isolation 9', à la place d'une rainure en T, pour la fixation suspendue à une série de bras porteurs. Les rails de courant 10' sont d'une section de matière plus faible et de ce fait -12plus légers. Les bourrelets 23' qui sont situés dans la zone du c8té intérieur des canaux 11' sont simple- ment formés par des saillies rectangulaires. La sec- tion de l'écran d'isolation 9' est de ce fait configu- rée plus simplement. Une pièce femelle spéciale 25 qui est à glisser axialement sur le profil en T de la rai- nure en T est également représentée sur la figure 4 et est fabriquée sous forme de profilé extrudé en aluminium, avec une garniture filetée emmanchée à force. Lors du serrage de la pièce femelle, les parois latérales, qui sont raccordées par d'étroites nervures de liaison qui agissent comme une charnière à film, exercent la fonc- tion de plaques à griffes, qui saisissent la tête du profilé en T en la bloquant. -13- - REVENDICATIONS - 1 - Alimentation multipolaire en courant, au niveau du sol, pour des véhicules à entraînement électrique, guidables sur une voie, montés sur pneuma- tiques, avec pour chaque pôle des rails de courant disposés tout à côté de la piste de roulement de façon à suivre la voie et composés d'un profilé en aluminium, dont la section transversale est identique de l'un à l'autre et symétrique par rapport à une ligne de symé- trie, qui présentent une face de contact plate, suscep- tible d'entrer en contact glissant avec un capteur de courant qui est situé du côté du véhicule, pourvue d'un revêtement diminuant l'usure et disposée perpen- diculairement à la ligne de symétrie, avec en outre un écran d'isolation se composant d'un matériau isolant électriquement et formant, pour chaque rail de courant, un canal fermé sur trois côtés longitudinaux, pour re- cevoir les rails de courant de façon protégée et en retrait par rapport aux bords libres de la paroi d'iso- lation, l'isolation mutuelle de deux rails de courant voisins étant formée d'une seule paroi intermédiaire, faisant saillie vers le côté ouvert du canal, par rap- port au rail de courant, caractérisée par la combinai- son des caractéristiques suivantes: a) l'écran d'isolation (9, 9') est conformé pour deux rails de courant (10, 10'), sous forme d'un profilé extrudé autoportant en une seule pièce, avec une paire de canaux (11, 11') qui est ouverte vers le bas en position d'installation, sur le côté supé- rieur duquel est intégré un profilage de fixation (bordure 20, rainure en T 19), qui est approprié à la fixation suspendue à des bras supports (8); b) la section des rails de courant (10, 10') présente un contour d'enveloppe (21) qui est principalement triangulaire ou bien pentagonal, en forme de maison, -14- les rails de courant (10, 10') étant disposés à l'intérieur de l'écran d'isolation (9, 9') de ma- nière mutuellement inclinée par leurs faces de con- tact (15) et à proximité immédiate de la paroi in- termédiaire (12'); c) des gorges longitudinales (22, 22'), respectivement des bourrelets longitudinaux, sont formés des deux c8tés des rails de courant (10, 10') et des bourre- lets (23, 23'), respectivement des gorges longitu- dinales, possédant une forme correspondante en né- gatif sont formés sur les c8tés intérieurs des ca- naux (11, 11') de l'écran d'isolation (9, 9'), qui engrènent réciproquement avec complémentarité de forme et à la façon de crochets, de telle sorte que les rails de courant (10, 10') puissent être intro- duits axialement dans l'écran d'isolation (9, 9'), mais en y étant maintenus d'eux-mêmes transversale- ment par rapport à la direction d'introduction. 2 - Alimentation en courant selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que l'écran d'isolation (9, 9') se compose de matière plastique renforcée de fibre de verre. 3 - Alimentation en courant selon la reven- dication 1 ou 2, caractérisée en ce que dans la zone en saillie par rapport au rail de courant (10, 10'), la paroi intermédiaire (12, 12') est configurée de ma- nière plus épaisse (épaisseur de paroi 24) que les autres parois (13) de l'écran d'isolation (9, 9'). 4 - Alimentation en courant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les faces -de contact (15) des rails de courant (10, 10') sont disposées en étant mutuellement inclinées, en montant vers l'extérieur, en forme de V. Alimentation en courant selon l'une des revendications I à 4, caractérisée en ce que les faces -15- de contact (15) des deux rails de courant (10, 10') délimitent entre elles un angle d'environ 90 . 6 - Alimentation en courant selon l'une des revendications 1 & 5, caractérisée en ce que les rails de courant (10, 10') forment un profil creux, avec une délimitation intérieure circulaire de la section.