Brevet FR2626233A1 — publié le 19890728

L'invention concerne un systeme de raccordEment d'au moins une liaison electrique entre une voiture et au moins un bogie associe d'un véhicule se deplaçant notannent sur rails. ledi- bogie étant mont a rotation sous la voiture, sur un secteur circulaire déterminé, du type comprenant deux éléments raccordes respectivement aux deux extrémistes adjacentes de deux conducteurs de courant å raccorder et assembles l'un a l'autre de maniére amovible et telle que la continuité de la liaison électrique entre les conducteurs soit maintenue au cours des debattements du bogie par rapport a la voiture pendant le deplacement du véhicule. D'une maniére genérale. la conduite d'un véhicule se deplaçant sur rails. tel un train ou une rame de métropolitain par exempte, s'effectue par un ensemble de commandes qui agissent a distance, depuis un poste de conduite, sur différents organes des bogies associés aux voitures composant le vébicule1 notamment sur ceux qui assurent la motricité et le farinage du véhicule. Ces fifférentes commandes, de type électrique pour les moteurs des bogies par exemple et de type pneumatique pour l es dispositifs de freinage des roues par exemple, nécessitent par consquent. et de manière generale, des liaisons électriques et pneumatiques entre au moins certaines voitures et leurs bogies. Ces liaisons, aussi bien de type électrique que de type pneumatique. doivent apporter une solution a des problèmes liés notamment, d'une part, au mode de déplacement du véhicule et, d'autre part, a certaines interventions sur une voiture et/ou sur ses bogies dans les ateliers de réparation. Pour résoudre le problème lié au déplacement du véhicules il faut assurer une continuité des liaisons pneumatiques et électriques au cours des débattements des bogies par rapport a chaque voiture associée du véhicule, notamment lorsque le véhicule aborde une courbe de la voie et au cours des débattements résultant de la suspension prévue entre abaque voiture et ses bogies. Pour résoudre le problème lié a certaines interventions sur une voiture ou sur ses bogies, qui nécessitent un désaccouplement total entre voiture et bogies, il faut prévoir des liaisons électriques et pneumatiques qui puissent être momentanément interrompues. Pour apporter une solution a ces problèmes dans le cas d'une liaison électrique. les moyens utilisés et connus å ce jour font appela d'une part, A des conducteurs de courant flexibles ayant une longueur suffisante, entre la voiture et le bogie associé, pour assurer la continuité de la liaison au cours des débattements des bogies et, d'autre part, des systèmes de raccordement, communément dinommOs raccord rapides, formés chacun par deux raccords mile et femelle qui sont respectivement montés aux deux extrémités adjacentes des deux conducteurs flexibles a raccorder et verrouillés l'un a l'autre de manière amovible. De tels systèmes de raccordement associés a des conducteurs flexibles présentent de nombreux inconvénients. En effet, lors d'une intervention nécessitant un désaccouplement entre une voiture et ses bogies, il faut procéder à trois operations successives pour éviter d'endommager les différentes liaisons electriques. Dans une première opération, la voiture et les bogies sont séparés d'une distance compatible avec la longueur des conducteurs pour éviter leur arrachement.Dans une seconde opération, les raccords des différentes liaisons électriques sont désaccouplés manuellement. Blen entendu, la distance séparant alors la voiture et les bogies doit etre suffisante pour pouvoir accéder manuellement a tous les raccords, ce qui est une contrainte supplémentaire inLposée a la longueur des conducteurs.Puis, dans une troisième opération, la voiture et les bogies devenus indépendants, peuvent être enfin déplaces séparément. Bien entendu, lors de l'assemblage d'un bogie sur une voiture, il faut également prévoir l'opération intermédiaire qui consiste à raccorder ensemble des liaisons électriques, avant la mise en place définitive du bogie sur la voiture. En outre, l'utilisation de raccords rapides est d'un coût relativement élevé, d'une part, a cause de leur nombre pour l'enseznble des voitures formant un train ou une rame de métropolitain, chant qu'il faut un système de raccordement pour chaque liaison électrique et, d'autre part, a cause de la fréquence de leur remplacement résultant d'une usure prématurée par suite des vibrations auxquelles ces éléments sont constamment soumis. L'invention vise a apporter une solution nouvelle aux problèmes précités pour des liaisons de type électrique, et qui soit en mesure de limiter les inconvénients précites, tout en procurant d'autres avantaes. A cet effet, 18 l'invention propose un système de raccordement qui se caractérise en ce que l'un des éléments du système de raccordement est constitué par un axe conducteur de courant, parallèle a l'axe de rotation du bogie. et en ce que l'autre élément du système de raccordement est constitué par une plaque conductrice de courant disposée perpendiculairement audit axe et qui s'étend sur au moins un arc de cercle centré sur l'axe de rotation du bogie, ledit axe étant en contact glissant permanent avec ladite plaque Selon une autre disposition de l'invention, l1axe est sollicité en contact permanent avec ladite plaque par un élément élastiquement déformable fixé, par une extrémité, audit axe et, par l'autre extrémité, a un point fixe. Selon une autre disposition de l'invention, la plaque conductrice est solidaire d'une plaque support, ellemême fixée au bogie par des éléments de suspension semi- rigides Grâce à ces différentes dispositions, l'invention permet d'assurer des liaisons électriques entre une voiture et ses bogies en utilisant des eléments conducteurs rigides qui offrent l'avantage d'être plus fiables et plus robustes Selon un autre avantage important de l'invention, les éléments constituant un système de raccordement n'étant plus verrouillés l'un à l'autre, leur sasemblage s'effectue automatiquement lors de l'accouplement du bogie et de la voiture D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement i titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un système de raccordement conforme a l'invention suivant un mode de réalisation préférentiel, la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, et - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 111-111 de la figure l. Il a été représenté a la figure 1 un systéme de raccordement de plusieurs liaisons électriques entre une voiture l et un bogie associé 2 d'un véhicule se déplaçant sur rails. La voiture 1 et chaque bogie accocie 2, généralement au nombre de deux, sont assembles l'un a l'autre par des liaisons a rotation (non représentées) qui permettent au bogies d'avoir les débattements nécessaires et suffisants respectivement de part et d'autre de l'axe longitudinal de la voiture 1 pendant le déplacement du véhicule. Pour des raisons de clarté, les représentations de la voiture 1 et du bogie 2 ont été limités à la partie de leur chassis située dans la zone de raccordement entre les conducteurs de courant supportés respectivement par la voiture 1 et le bogie 2, et raccordés deux a deux par un système conforme à l'invention. Dans l'exemple considéré ici, il a été représenté deux types de systèmes de raccordement Sa et 5b, nais ces systèmes sont basés sur un même principe conforme å l'invention, seules des questions de puissance justifiant cette distinction, D'une naniére générale, chaque système de raccordement 5a ou 5b comprend essentiellement deux éléments rigides 10,11 fixés å la voiture 1 et au bogie 2, respectivement.Ces deux éléments 10 et 11 sont en contact glissant permanent l'un sur l'autre lorsque le bogie 2 est assemblé a la voiture 1. Chaque élément rigide 10 d'un système de raccordement 5a est constitué par un axe en un matériau conducteur de courant, tel le cuivre. Vers une extrémité, l'axe 1O est raccordé à l'extrémité d'un conducteur de courant 6 par un étrier en deux parties 12a,12b solidarisées l'une a l'autre par des vis 13. L'extrémité du conducteur 6 est placée entre les deux parties 12a, 12b de l'étrier formant une borne d'entrée-sortie, et l'ensemble est solidarisé a l'axe 10 par les vis 13 qui s' engagent dans une surface d'extrémité de l'axe 10. Dans sa partie centrale, l'axe 10 est monté axialement coulissant dans un guide cylindrique 15, electriquement isolant, qui présente un premier alésage lEa prolonge par un second alésage 16b de plus grand diamètre Ces deux alésages 16a,16b délimitent entre eux un épaulement annulaire 17.A son autre extrémité, l'axe 10 est solidaire d'un capuchon 20, avantageusament en carbone, emmanché farta force par exemple La surface périphérique externe du capuchon 20 est sensiblement en contact avec la paroi interne de l'alêsage 16b, alors que la partie centrale de l'axe 10 est sensiblement en contact avec la paroi interne de l'alésage 16a. Entre la surface d'extrémité annulaire du capuchon 20 formant un épaulement 21 et l'épaulement 17 délimité entre les deux alésages 36a et 16b, un lément élastiquement déformable 22, tel un ressort, est monté autour de l'axe 10. Le ressort 22 est ancré, par une extrémité, dans l'épaulement 17 et, par l'autre extrémité, dans l'épaulement 21. De cette manière, l'axe 10 est maintenu a l'intérieur du guide 15 tout en étant axialement mobile le long de celui-ci dans les limites imposées par l'élasticité du ressort 22. Le guide 15 présente une bride annulaire 23 a sa surface périphérique externe par laquelle il vient en appui autour d'une ouverture 24 d'une plaque support 25 solidaire de la voiture 1, et de manière a ce que l'extrémité de l'axe 10 munie du capuchon 20 fasse saillie au-delà de la plaque support 25. Des vis 26 traversant la bride 23 servent a fixer le guide 15 sur la plaque support 25. Le guide 15, cote voiture 1, est recouvert d'un capot 27 électriquement isolant et pourvu d'au moins une ouverture pour le passage du conducteur de courant 6. Chaque élément rigide 11 d'un système de raccordement Sa est constitue par une plaque en un matériau électriquement conducteur, tel le carbone, qui s'étend sur au moins un arc de cercle centre sur l'axe de rotation théorique R du bogie 2 et dont les deux extrémités délimitent un secteur circulaire correspondant a 11 angle de débattement maximum du bogie 2 par rapport a la voiture 1.Sur sa face opposée a celle sur laquelle vient en appui l'axe la par l'întermediaire du capuchon 20. la plaque il se prolonge perpendiculairement par un élément cylindrique central lia électriquement conducteur formant une borne d'entree-sortie du système de raccordement Sa. La plaque il est fixée, par exemple par soudage, a un support 3O électriquement isolant, relie à la partie 2a du châssis du bogie 2 par des éléments de suspension semi-rigides Si. Plus précisément et dans l'exemple considéré ici, le support 30 est solidaire d'un bloc support 32 s'étendant perpendiculairement en direction du bogie 2 et fixé au moyen de cornières 33, par exemple au nombre de quatre, au cassis 2a du bogie 2. Une branche 33a de chaque -cornière 33 est fixée par des vis 34 au bloc support 32, et l'autre branche 33b est utilisée pour fixer, par des vis 35, un des éléments semi-rigides 31 de liaison au chassie 2a du bogie. L'élément tubulaire lia qui forme une borne d'entrée- sortie fait saillie au travers du support 30 par une ouverture 36 et est connecté a un conducteur de liaison ea associé au bogie 2 et fixé par un écrou 37 vissé R l'extrémité filetée de l'élément tubulaire 11a, Chaque système de raccordement 5b comprend également un axe conducteur 1D, côté voiture 1, terminé a une extrémité par un capuchon 2O en contact permanent avec une plaque conductrice 11, côté bogie 2.La partie centrale de l'axe 10 est également montée d'une manière coulissante a l'interieur d'un guide 15 et retenue par un ressort 22. 2 l'autre extrémité, l'axe lg est raccordé électriquement A un conducteur de courant 7 associé a la voiture 1. Pour cela, le conducteur 7 se termine par exemple par une boucle enfilée autour de l'axe 10 et maintenue au moyen d'un écrou 40 vissé sur la partie terminale filetée de l'axe 10 pour former une borne d'entrée-sortie.La plaque il, électriquement conductrice, est fixée au support 30 relié à la partie 2a du chassie du bogie 2 et s'étend également sur un arc de cercle centré sur l'axe de rotation théorique R du bogie 2. Sur sa face oppasée a celle en contact avec l'axe la, la plaque il se prolonge par un élément cylindrique ra électriquement conducteur formant une borne d'entrée-sortie du système de raccordement Eb. La borne d'entrée-sortie 11a est eliée à l'extrémité d'un conducteur de courant Fa associé au bogie 2.Pour cela, la borne dtentrEe-sortie 11a est par exemple filetée, et le conducteur 7a se termine par une boucle enfilée autour de la borne et maintenue entre deux écrous 41 par exemple vissés sur la borne lia. Un capot 42, fixé par des vis 43 au support 251 recouvre par exemple plusieurs systèmes de raccordement 5b qui ont des dimensions inférieures a celles des systèmes de raccordement Sa, car ils sont associés A des liaisons électriques de faible puissance. En se reportant a la figure 2, le mode de réalisation représenté montre sept systèmes de raccordement 5a et dix systèmes de raccordement 5b. Les systèmes de raccordement Sa sont par exemple circonférentiellement régulièrement répartis sur une circonférence extérieure centrée sur l'axe de rotation R du bogie 2 et formée par les différentes plaques li en arc de cercle, et les sept systémes de raccordement 5b sont circonférantiellement régulièrement répartis sur deux circonférences intérieures concentriques centrées sur l'axe de rotation théorique R du bogie 2. En se reportant à la figure 3, il est représente les différents conducteurs de liaison 6a associés respectivement aux différentes plaques 11 des systèmes de raccordement Sa associés au bogie 2. Chaque conducteur de liaison 6a s'étend entre la borne d'entrée-sortie 11a du système de raccordement Sa associé et une borne d'entrée-sortie 45 fixée au bogie 2 et reliée à un dispositif de commande électrique (non représenté) supporté par le bogie 2. Dans le mode de réalisation considéré ici, le bloc support 32 relié au bogie 2 présente un alésage central 50 dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation R du bogie 2. Un tourillon 51 solidaire du chassie de la voiture l est reçu librement à l'intérieur de l'alésage 50 et vient en butée contre le fond de l'alésage. Ce tourillon 51 est avantageusement utilisé pour assurer au moins une liaison pneumatique entre la voiture 1 et le bogie 2. Dans cet exemple, le tourillon 51 présente trois passages internes distincts 53a,53b,53c, de longueurs différentes et sensiblement parallèles & l'axe R du tourillon 51.A une extrémité, les trois passages débouchent a la surface d'extrémité du tourillon 51 qui est adjacente à la voiture 1 et, à l'autre extrémité, les trois passages débouchent & la surface périphérique externe du tourillon 51 dans trois gorges 54a,54b,54c, respectivement. Le bloc support 32 présente également trois passages 55a,55b,55c qui débouchent, à une extrémité dans l'alésage 51 et, à l'autre extrémité, a la surface d'extrémité du bloc support 32 opposée à celle ou débouche l'alésage 56. Une fois le bogie 2 assemblé à la voiture 1, les passages 53a,53b,53c, du tourillon 51 sont en communication directe avec les passages 55a,55b,55c du bloc support 32. Ainsi, ces différents passages assurent des liaisons pneumatiques entre des conduits, avantageusement rigides, 57,58,59 associés a la voiture 1 et des conduits, avantageusement rigides, 60,61,62 associés au bogie 2, respectivement. Des gorges intermédiaires 63 sont prévues à la surface périphérique externe du tourillon 51 et reçoivent chacune un joint d'étanchéité 54 pour éviter toute commmunication entre les différents passages Les elêments semi-rigides 31 qui assurent la liaison entre le support 30 et le bogie 2 ont essentiellement trois fonctions - ils permettent de rattraper le désaxage éventuel entre l'axe 10 et la plaque 11 de chaque système de raccordement Sa, Sb, - ils permettent à chaque axe 10 de venir en contact avec la plaque 11 associée de chaque système de raccordement 5a,5b, et - ils supportent une partie de la charge de la voiture 1. Ces différentes fonctions sont assurées par la déformation de ces élements S1 constitués par des plots en caoutchouc par exemple. Avec un tel système de raccordement, lors de l'accouplement ou du désaccouplement du bogie 2 et de la voiture 1, les liaisons électriques sont automatiquement établies ou interrompues dés que les axes 10 solidaires de la voiture 1 sont mis en contact ou dégagés des plaques Il asso-ciées solidaires du bogie 2.Lorsque la voiture 1 se déplace, les liaisons électriques sont maintenues au cours des dêbattements du bogie 2 par rapport à la voiture 1, puisque les plaques 11 sont chacune conformées suivant un arc de cercle centré sur l'axe de rotation R du bogie 2 pour permettre a chaque axe 10 de rester en contact avce sa plaque 11 associée Lors d'un dèsaccouplement du bogie 2, chaque axe 10 glisse légèrement le long de son guide 15 tout en étant retenu par le ressort 22.L'utilisation d'un matériau conducteur de courant seyant une grande dureté, tel le carbone, pour le contact entre chaque axe 10 et sa opaque Il associée permet de limiter les problèmes d'usure susceptibles d'intervenr au cours des dé battements du bogue 2. A titre d'exemple, les systèmes de raccordement Sa sont utilises pour des liaisons électriques de puissance, comme par exemple celles nécessaires a la commande des moteurs des bogies, alors que les systèmes de raccordement Sb sont utilisés pour la oonmande de dispositifs secondaires, notamment ceux associés au contrôle du bon fonctionnement de différents organes qui équipent chaque bogie 2. Dans l'exemple de réalisation décrit1 le système de raccordement permet de raccorder plusieurs liaisons electriques, mais le nombre de ces liaisons est en fait spécifique du type de voiture considéré. D'une manière avantageuse, il ressort du mode de realisation décrit que l'invention appliquée a une voiture de métropolitain ou de chemin de fer permet de résoudre, de manière originale, ce problème des raccordements électriques entre une voiture et chaque bogie associé en centrant tous ces raccordements par rapport à l'axe de rotation R du bogie par rapport à la voiture, mais qu'il rend également possible le raccordement entre des liaisons pneumatiques sans utiliser des conduits flexibles1 mais au contraire rigides, si ce raccordement de type pneumatique passe par l'axe de rotation du bogie. Dien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, et des variantes de réalisation peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention. En partsculierZ les liaisons électriques entre chaque système de raccordement et les deux conducteurs respectivement côté voiture et côté bogie, peuvent être effectuées par tout moyen a la portée de l'homme de métier, et l'utilisation du carbone pour assurer le contact entre chaque axe et sa plaque associee n'est pas limitative de l'invention. Enfin, l'invention a été décrite en visant plus particulierement un véhicule se deplaçant sur rails. mais elle peut s'appliquer à des véhicules montés sur pneus, comme les trolleybus par exemple REVENDICATIONS 1. Système de raccordement d'au moins une liaison électrique entre une voiture et au moins un bogie associé d'un véhicule se déplaçant notamment sur rails, ledit bogie étant monté à rotation sous la voiture, sur un secteur circulaire déterminé, du type comprenant deux éléments raccordés respectivement aux deux extremités adjacentes de deux conducteurs de courant a raccorder et assemblés l'un à l'autre de manière amovible et telle que la continuité électrique entre les deux conducteurs soit assuree au cours des débattements du bogie par rapport a la voiture pendant le déplacement du véhicule, caractérise en ce que l'un des éléments est constitue par un axe (10) conducteur de courant, paralléle à l'axe de rotation PBS du bogie, et en ce que l'autre élément est constitué par une plaque conductrice (11) sensiblement perpendiculaire audit axe (10) et qui s'étend sur au moins un arc de cercle centre sur l'axe de rotation (R) du bogie t2), ledit axe (10) étant en contact glissant avec ladite plaque. 2.- Système selon la revendication 1. caractérisé en ce que ledit axe est sollicité en contact permanent avec ladite plaque (11) au moyen d'un élément élastiquement déformable (22) fixé à une extrémité audit axe (10) et a l'autre extrémité a un point fixe. 3.- Système selon la revendication a, caractérise en ce que, dans sa partie centrale, ledit axe (101 est monté coulissant dans un guide isolant (15), et en ce que ledit élément elastiquement déformable est constitué par un ressort (22? monté autour dudit axe C10), dans ledit guide (15), une extrémité du ressort (22) étant ixe audit guide (15) formant ledit point fixe. 4.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 a. 3, caractérisé en ce que ledit axe (10) est en contact avec ladits plaque (11) par l'intermediaire d'un capuchon (25) en un matériau conducteur de courant ayant une grande dureté. 5.- Système selon la revendication 4, caractérisé en que que ladite plaque (11) est également en un matériau conducteur de courant ayant une grande dureté. e. - système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit matériau est le carbone 7.- Système selon l'une quelconque des revendications 3 A 6, caractérisé en ce que ledit guide (15) est fixé å une plaque support (25) solidaire de la voiture (1), ledit axe faisant saillie au-delà de ladite plaque w 253 par une ouverture (24). 8 Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite plaque (11) se prolonge, sur sa face opposée a celle en contact avec ledit axe C10), par une partie centrale saillante (11a) formant borne d'entrée-sortie reliée à un conducteur de courant (a) u bogie (2). 9 Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite plaque (11) est solidaire d'un support (O) fixé audit bogie (2) par des éléments de suspension semi-regides (31 > . 10.- Système selon la revendication g, caractérisé en ce que ledit support (30) fait partie d'un bloc support (32) qui présente un alésage central (50) dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation (R) du bogie t?) et dans lequel s'engage librement un tourillon (51) solidaire de la voiture (1). ledit bloc support (32) et ledit tourillon (51) avant chacun au moins un passage (55a;53a) pour assurer le raccordement d'une liaison de type pneumatique entre la voiture (1) et le bogie.