Brevet FR2700304A1 — publié le 19940713

FROTTEUR DE CAPTAGE DE COURANT SUR TROISIEME RAIL A SEMELLE TIREE Les trains a traction électrique Peuvent recevoir leur courant d'un fil catenaire où. plus economiquement. d'un troisieme rail ce qui nécessite un frotteur solidaire du train et aPPuvant sur ce troisième rail pour carter le courant Malheureusement les frotteur connus a ce our ne sont Pas tres efficaces. car ils decollent souvent du troisième rail surtout lorsque la vitesse augmente; ceci crève un arc électrique avec usure rapide du patin frotteur.De plus les premiers frotteurs connus comportaient essentiellement une semelle frottant sur le rail Plaquée par un ou deux ressorts et guidée par une ou deux coulisses Ce système encaisse très mal les chocs longitudinaux. c'est a dire ceux engendres par les défauts du troisième rail lorsque la semelle glisse dessus Certains ont cru trouver la solution dans des parallélogrammes ou des svstémes à bras artioulés s'ouvrant plus ou moins sous l'effet de la gravite ou de ressorts afin de maintenir le contact sur le troisième rail Les paralléloqrammes sont équipés, sur deux bras adjaoents, de secteurs denté assurant une rigidité suivant la diagonale parallèle au troisième rail ainsi qu'on le voit souvent sur certains crics de voitures D'autres systèmes assurent par leurs bras articules le debattement nécessaire entre train et troisième rail mais leur géométrie imposée par la réversibilté que doit avoir le frotteur entraïne une rigidité totale a tous mouvements parrallele au troisieme rail Ces svstemes connus poussent la semelle ce qui en cas de defaut en forme de bosse sur le rail. tend a. arc-bouter la semelle contre cet obstacle d'ou choc d'autant plus nuisible Le frotteur suivant l'invention. tire sa semelle comporte une suspension élastique agissant directement sur la semelle, beneficie de deux articulations au niveau de la semelle et a des articulations renforcées ces quatres avantages concourants a améliorer le captage du courant sur troisième rail a réduire l'usure de la semelle et a diminuer l'entretien du frotteur Le frotteur suivant l'invention comporte dans une version préférée mais non limitative un support 1 solidaire du train un quasi-parallélogramme composé de deux petits bras 2 et de deux grands bras 3, d'une base doublement articulee 4 par deux axes 5, d'une suspension composée d'une lame de ressort 6 et d'une semelle 7 frottant sur le rail 8. Eventuellement des ressorts 9 Peuvent être installés, ressorts de traction entre les axes 10, entre les bras 2 et 3 se faisant vis â vis où, préférentiellement entre le support 1 et un bras 3, pour assurer le déploiement du frotteur. Comme indiqué sur la figure 1 on peut mettre aussi un ressort de poussée entre le support 1 et un bras 3 oppose ou entre les bras 2 et 3 opposés, pour assurer le déploiement du frotteur.Pour realiser un frotteur suivant l'invention il faut sur deux bras adjacents des butées limitant l'ouverture des bras l'un par rapport à l'autre; de façon préférée cette butee 15,(voir fiqure 3), peut être placée a l'extrémité de chacun des bras 2 et s'appuyer sur le support l.éventuellement avec un ressort d'amortissement place en 15. entre 1 et 2. Les articulations sont composées d'axes cylindriques 12, avoir figure 4) pénétrant dans des bagues 11 avant une portée 13 de forme ovoïde et d'une collerette. la forme ovoïde étant emmanchée jusqu'a ce que la collerette 14 vienne en appui sur le bras dans une ouverture semblable des bras ou des supports, ce qui rend impossible toute rotation de la baque, la partie épaisse de la forme ovoïde etant préférablement placee du coté ou la bague subit les usures maximales. Si cette bague est réalisée en matière elastique on obtient ainsi aisément une élasticité de l'articulation. Les avantages de l'invention apparaissent aisément si l'on imagine le frotteur en fonctionnement. D'une Part il se déplie par gravité et (ou) sous l'effet des ressorts 9 jusqu'a ce que la semelle 7 entre en contact avec le troisieme rail 8 Lorsque le train se met en marche dans le sens indiqué par la flache 16.(voir figure 2), le bras 2 placé en avant du frotteur tourne dans le sens indiqué par la fléche 17 jusqu'à ce qu' il soit en butee en 15. L'autre bras 2 tourne alors dans le même sens et la semelle 7 se Place en arrière de l'axe du support 1; la semelle 7 est alors tirée par le support 1.Si un defaut 18 apparaït sur le rail 8,la semelle 7 subit sur sa partie avant un choc horizontal 19 se transformant en une force verticale sur l'axe avant 5, d'autant plus aisément que le bras 3 est incliné. Pendant cette Prise de contact la semelle décolle du rail a l'avant tout en etant plaquée par le ressort 9 correspondant, l'autre ressort 9 maintenant l'arrière de la semelle en contact avec le rail; puis, le train continuant a avancer,la semelle pivote autour du défaut et reprend contact avec le rail par sa partie avant Il n'y a ainsi pas de flash électrique donc pas de destruction de la semelle.Dans un cas semblable, un frotteur classique, genre cric de voiture, qui est rigide dans le sens parallele au rail, ne peut que transmettre le choc aux articulations et remonter verticalement d'ou décollement du rail, flash et usure prematuree de la semelle. L'invention est plus efficace si les bras supérieurs 2 sont plus courts que les bras 3, le rapport entre leurs longueurs ne devant pas depasser 0,8. La semelle 7 est fixée au quasi parallélogramme, forme des pieces 1, 2 3 et 4 par l'intermédiaire d'une lame elastique 6 placée juste au dessus de la semelle et l'entrainant dans le sens de la marche. L'invention est d'autant plus efficace que le ressort 9 a une force dont la composante verticale est nettement supérieure a celle de la lame 6, que la lonqueur des bras 2 est inférieure à celle des bras 3 et que la distance entre les axes 5 est d'au moins un quart de la lonqueur de la semelle. Le dispositif suivant l'invention est plus particulierement destine à l'alimentation en courant des rames de métro. REVENDICATIONS 1-Frotteur de captage de courant sur 3iéme rail, à bras articulés, caractérisé par au moins deux articulations ayant des butées 15 avec 3eu permettant le tirage de la semelle queiquesoit le sens de marche du train. 2-Frotteur suivant la revendication L caractérisé par des butées placees entre les uras supérieurs 2 et le support 1 solidaire du train. 3-Frotteur suivant ia revendication.21 caractérisé par le fait que ces butées sont élastiques. 4-Frotteur suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes caractérisé par l'existence de ceu, articulations 5 sur la base 4 supportant la semelle @. 5-Frotteur suivant la revendication 4 caractérisé par a distance des deux artIculations 5 qui doit être d"au moins le quart de la longueur de la semelle. 6-Frotteur suivant l'une ou l'autre des revendIcations précédentes caractérisé par des bras supérieurs 2 dont la longueur est inférieure à 0,8 fois la longueur des bras inférieurs 3 7-Frotteur suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes caractérisé par un ou des ressorts de traction 9 placés entre le support 1 et les bras 3. 8- Frotteur suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6 caractérisé par un ou deus ressorts de poussée 9 placés entre les bras 2 et les bras 3. 9-Frotteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par une lame élastique placée juste sur la semelle et entraînant celle-ci. 10-Frotteur suivant les revendications 7 ou 8 et 3 caractérisé par une composante verticale des ressorts 9 plus grande que celle de la lame 6. 11-Frotteur suivant l'une queiconque des revendications précédentes caractérisé par des articulations avec bagues ovotides 13. 12- Frotteur suivant la revendication 11 caractérisé par des bagues ovoïdes en matiéres élastiques.