Brevet FR2794695A1 — publié le 20001215

La présente invention concerne un système permettant de créer une liaison mécanique et électrique entre une partie fixée au sol et un véhicule mobile. Comme cela est connu, tous les véhicules mus par l'énergie électrique et embarquant des batteries qui permettent d'alimenter le ou les moteurs électriques qui le font avancer, ont besoin d'être branchés sur une source d'énergie électrique pour en recharger les batteries. Les liaisons électriques couramment utilisées sont des prises que l'on branche pour recharger les batteries et que l'on débranche lorsque l'on veut utiliser le véhicule de façon autonome. Cette liaison implique des manipulations répétitives et systématiques de la prise par une tierce personne. La présente invention a pour but de supprimer cette manipulation, en assurant une liaison électrique entre le véhicule mobile et le sol, dés lors que le véhicule entre dans une zone de recharge. L'invention est essentiellement constituée de deux parties complémentaires du type mâle/femelle. Une première partie, la glissière, est fixée au sol et constitue la zone de recharge. Une seconde partie, le patin, est fixée au véhicule et constitue l'interface entre la glissière est le véhicule. Chacune des deux parties assure premièrement une fonction de guidage et deuxièmement une fonction de liaison électrique. La glissière fixée au sol est constituée de deux zones successives: -Une glissière de centrage constituée d'un assemblage de parallélépipèdes rectangles, ou triangles, bizotés sur les flancs extérieurs de la glissière, à fronts raides sur les flancs intérieurs de la glissière, dont l'entrée est large et basse, sans toutefois dépasser la largeur du véhicule pour lequel elle est prévue ni dépasser la garde au sol du véhicule pour lequel elle est prévue et dont, au fur et à mesure, l'épaisseur par rapport au sol augmente alors que sa largeur intérieure entre les fronts raides diminue. Le matériau employé est un matériau indéformable, lisse, plein ou creux. -Une glissière de recharge constituée d'un assemblage de parallélépipèdes rectangles formant une glissière rectiligne, ou légèrement curviligne, à flancs intérieurs raides, de profondeur et de largeur constante, caractérisée par le fait qu'elle se compose d'une partie centrale qui représente la partie maîtresse de la glissière en ce sens qu'elle constitue en elle-même la gorge et les flancs de la glissière, et de deux parties situées de part et d'autre de la partie centrale qui constituent une zone d'appui et/ou de contact électrique pour le véhicule. Le matériau employé en position centrale de la glissière est un matériau indéformable, non conducteur et lisse. Le matériau employé de part et d'autre de la partie centrale de la glissière de recharge est un matériau indéformable, plein ou creux, conducteur et lisse. Au fond de la partie centrale de la glissière de recharge est fixée une barre de métal conducteur, dont la section n'est pas forcement rectangulaire, bizotée à chacune de ses extrémités de telle sorte qu'elle ne présente pas d'angle vif sur son épaisseur. Le patin fixé au véhicule a pour but de guider le véhicule, de supporter le poids du véhicule et d'assurer des contacts électriques en interagissant avec les glissières de centrage et de recharge. Il est constitué d'une plaque de liaison sur laquelle sont fixés, orienté vers le bas, un cylindre, dont la section n'est pas forcement circulaire, dont la largeur est légèrement inférieure à la largeur intérieure de la glissière de recharge afin de pouvoir être guidé par elle, et deux pièces d'usures qui constituent une zone d'appui et/ou de contact électrique pour le véhicule. Le matériau employé pour la plaque de liaison et le cylindre est un matériau indéformable, non conducteur et lisse. Le matériau employé pour les pièces d'usure est un matériau conducteur et lisse. Le cylindre fixé sous la plaque de liaison est fendu parallèlement à la direction principale de déplacement du véhicule sur une épaisseur telle que la barre de métal conducteur fixée au fond de la glissière puisse s'y engager. Afin de permette un angle de quelques degrés entre la barre de métal conducteur fixée au fond de la glissière et la direction principale de déplacement du véhicule, la fente s'élargie en double entonnoirs opposés centrés au centre du cylindre. Le cylindre fixé sous la plaque de liaison est percé ou usiné de façon à ce qu'une pièce conductrice puisse être maintenue par un ressort dans la fente de sorte que cette pièce puisse entrer et être maintenue en contact électrique avec la barre de métal conducteur fixée au fond de la glissière de recharge. Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente, dans les vues de face, droite et dessus, la zone de recharge constituée des glissières de centrage et de recharge. La figure 2 représente, dans les vues de face, gauche, dessus et dessous, le patin fixé au véhicule. La figure 3 schématise, dans les vues de face, gauche et dessus, le positionnement du patin par rapport au système porteur directionnel du véhicule. La figure 4 représente, dans la vue de face, les contacts électriques entre la glissière de recharge et le patin. La figure 5 représente, dans les vues de face et dessus, un exemple de mise en recharge d'un véhicule par l'invention. En référence à ces dessins, le dispositif peut être réalisé de la manière suivante La fonction de guidage est assurée par un système du type mâle/femelle. Sur le sol est fixée une glissière (figure 1). L'entrée de cette glissière (1) (appelée ensuite glissière de centrage), est large et basse, sans toutefois dépasser la largeur du véhicule pour lequel elle est prévue ni dépasser, en épaisseur, la garde au sol du véhicule pour lequel elle est prévue. Au fur et à mesure que l'on avance sur la dite glissière de centrage, sa profondeur augmente alors que sa largeur intérieure diminue jusqu'à atteindre certaines valeurs, celles de la glissière de recharge. Au-delà de la glissière de centrage, la glissière de recharge (2;3;4) est d'une profondeur et largeur constante et se compose d'une partie centrale (2) qui représente la partie maîtresse de la glissière en ce sens qu'elle comporte la gorge et les flancs intérieurs , et deux parties situées de part et d'autre (3) de la partie centrale (2) qui constituent une zone d'appui et/ou de contact électrique pour le véhicule. C'est dans cette glissière de recharge (2;3;4) que se feront les contacts électriques avec le véhicule mobile. La glissière de centrage (1) est constituée d'un assemblage de parallélépipèdes rectangles ou parallélépipèdes triangles, bizotés sur les flancs extérieurs de la glissière, à fronts raides sur les flancs intérieurs de la glissière. La glissière de recharge (2;3;4) est constituée d'un assemblage de parallélépipèdes rectangles. Sur le véhicule est fixé un patin en T (figure 2) dont le pied (7) orienté vers le bas est mécaniquement complémentaire à la glissière fixée au sol. De ce fait, en se présentant devant la glissière de centrage, le véhicule est guidé par la glissière. Pour faciliter le guidage, ledit patin fixé au véhicule peut être positionné non loin du système porteur (5) directionnel du véhicule (Figure 3). Au sol, ladite glissière devient suffisamment épaisse (ou ledit patin peut être fixé suffisamment bas) pour que le véhicule une fois engagé ne repose plus sur son système porteur directionnel mais partiellement ou totalement sur son patin (figure 4). Dans toute la glissière de recharge, le véhicule est ainsi positionné transversalement de façon très précise. II peut alors être mu soit par son propre système de propulsion à moteur électrique, soit par un autre moyen. Le patin en T (figure 2) est constitué d'une plaque de liaison (6) (la barre du T) sur lequel sont fixés un cylindre de centrage (7) (le pied du T) orienté vers le bas, et des pièces d'usures (8) qui supporteront l'appui du véhicule sur la glissière. La plaque de liaison permet de fixer le patin sur le véhicule et est suffisamment épaisse pour pouvoir supporter le poids du véhicule Le cylindre de centrage (7) est la pièce qui va entrer en contact avec les flancs intérieurs raides de la glissière de centrage de manière à centrer le véhicule. Les pièces d'usure (8) sont les pièces sur lesquelles va s'appuyer le véhicule et/ou sur lesquelles se feront des contacts électriques. La fonction de liaison électrique (figure 4) est assurée par des contacts glissants dont l'un est situé dans la glissière de recharge (contact n 1), les autres se faisant à l'extérieur de la gorge de la glissière de recharge (contact n 2). Le contact n' l électrique se fait entre une barre de métal conducteur (4) fixée dans la glissière et une pièce conductrice (9) située dans le pied dudit patin en T fixé au véhicule. La barre de métal conducteur (4) est installée au fond de la glissière sur toute la longueur de la glissière de recharge (2;3;4). Dans la glissière de centrage (1), il n'y a aucune barre de métal conducteur, le contact ne peut en effet être fait tant que le véhicule n'est pas parfaitement guidé. La barre de métal conducteur (4) est bizotée à chacune de ses extrémités de telle sorte qu'elle ne présente pas d'angle vif sur son épaisseur. Elle est moins large que la dite glissière n'est large et est moins épaisse que ladite glissière n'est profonde. Afin d'être complémentaire à la barre de métal conducteur (4), le cylindre (7) dudit patin en T fixé au véhicule est fendu en son milieu parallèlement à la direction principale de déplacement du véhicule. Cette fente est plus large que la barre de métal conducteur (4) fixée au fond de la glissière n'est large afin qu'elles soient mécaniquement complémentaires. De plus, la fente est usinée horizontalement en double entonnoirs opposés, centrés au centre du cylindre (7), de sorte qu'elle permette un angle de quelques degrés entre la glissière de recharge et la direction principale de déplacement du véhicule. Le patin étant ainsi encastré, la liaison électrique va se faire entre la barre de métal conducteur (4) fixée à la glissière de recharge, et une pièce conductrice (9) solidaire du véhicule dont l'une des extrémités est située dans la fente du cylindre (7). Afin de recevoir la pièce conductrice (9), le cylindre (7) du patin est percé, partiellement du haut en bas, de sorte que la pièce conductrice (9) dépasse dans la fente mais pas au-delà du cylindre. De ce fait, seule la barre de métal conducteur (4) fixée au fond de la glissière pourra entrer en contact avec la pièce conductrice (9). Afin de maintenir une pression suffisante sur le contact n' l électrique, un ressort (10) est monté dans le cylindre exerçant un effort vers le sol sur la pièce conductrice (9). Le contact n 2 électrique se fait entre les parties conductrices (3) situées de part et d'autre de la partie centrale (2) de la glissière et les pièces d'usures (8) situées sur le patin en T (figure 2), sous la plaque de liaison (6), de part et d'autre du cylindre fendu (7). En s'appuyant sur le patin en T (figure 2), donc sur les pièces d'usure (8) conductrices, le véhicule va transmettre un effort vertical exerçant une pression suffisante pour le contact n 2 électrique. Pour récapituler (figure 5), le principe de fonctionnement de l'invention est le suivant: Le véhicule s'engage dans la glissière de centrage (figure 1). Le patin en T (figure 2) fixé au véhicule, va être guidé par l'étranglement de la glissière de centrage (1) puis va s'engager dans la glissière de recharge (2;3;4). Le véhicule est ainsi positionné transversalement de façon très précise. La liaison mécanique est ainsi constituée. Au fur et à mesure que le véhicule continue d'avancer, la barre de métal conducteur (4) fixée au fond de la glissière de recharge devient épaisse, s'engage dans la fente du patin et vient entrer en contact (contact n 1) avec la pièce conductrice (9) située dans le patin. Dans le même temps, les pièces conductrices (8) situées sous la plaque de liaison (6) du patin seront entrées en contact (contact n 2) avec les parties conductrices (3) situées de part et d'autre de la partie centrale (2) de la glissière. La liaison électrique est ainsi constituée par ces deux contacts. A titre d'exemple non limitatif, la glissière aura une largeur hors tout de 70 cm, une largeur intérieure de 7 cm, une épaisseur de 4 cm ; une longueur totale de 2 m, le patin aura une largeur de 30 cm, une épaisseur de 4 cm. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la recharge des batteries d'un kart électrique. Selon des variantes non illustrées, le système peut avoir les caractéristiques suivantes La barre de métal conducteur (4) fixée dans la glissière peut étre d'une section non rectangulaire. La pièce conductrice (9) dont une extrémité est située dans la fente du pied (7) du patin fixé au véhicule, peut disposer d'une liberté de translation verticale ou oblique. Lorsque le véhicule s'engage dans la glissière de recharge, la glissière est d'une épaisseur réduite. Cette épaisseur augmente au fur et à mesure que le véhicule avance. Le véhicule est alors guidé et éventuellement porté par la glissière. II est également possible que la glissière soit d'une épaisseur constante et que le sol se creuse autour d'elle au fur et à mesure que l'on entre dans la glissière de recharge. Le patin en T peut être de géométrie différente. Dans la description qui précède, le pied du T permet au véhicule d'être guidé dans la glissière ; La barre du T sert d'appui si le véhicule repose totalement ou partiellement sur la glissière. La variante consiste en un patin où le pied du T (le cylindre) sert à la fois de guide et d'appui. Pour cela, ledit pied du T doit être suffisamment haut, ou la glissière peu profonde, pour que le véhicule repose au fond de la glissière, de part et d'autre de la barre de métal conducteur. Le pied du patin en T (le cylindre (7)) peut également avoir une section autre que circulaire. Le contact n 2 électrique est décrit comme étant double, symétrique par rapport à la partie centrale de la glissière. Il peut également être excentré et ou être simple. La glissière de recharge peut être légèrement curviligne plutôt qu'être rectiligne. REVENDICATIONS -1- Systèmes de liaison mécaniques et électriques entre le sol et un véhicule mobile caractérisés par le fait qu'ils comprennent une glissière fixée au sol et un patin fixé au véhicule, complémentaires mécaniquement, et réalisant des contacts électriques au fond de la glissière et sur les parties extérieures à la gorge de la glissière. -2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la glissière (figure 1) fixée au sol est constituée d'une première zone, la glissière de centrage (1), constituée d'un assemblage de parallélépipèdes rectangles, ou triangles, bizotés sur les flancs extérieurs de la glissière, à fronts raides sur les flancs intérieurs de la glissière, dont l'entrée est large et basse, sans toutefois dépasser la largeur du véhicule pour lequel elle est prévue ni dépasser la garde au sol du véhicule pour lequel elle est prévue et dont, au fur et à mesure, l'épaisseur par rapport au sol augmente alors que sa largeur intérieure entre les fronts raides diminue, et pour laquelle le matériau employé est un matériau indéformable, lisse, plein ou creux. -3-Dispositif selon les revendications 1 & 2 caractérisé par le fait que la glissière (figure 1) fixée au sol est constituée d'une seconde zone, la glissière de recharge (2;3;4), constituée d'un assemblage de parallélépipèdes rectangles formant une glissière rectiligne, ou légèrement curviligne, à flancs intérieurs raides, de profondeur et de largeur constante, composée d'une partie centrale (2) pour laquelle le matériau employé est un matériau indéformable, non conducteur, lisse, plein ou creux représentant la partie maîtresse de la glissière en ce sens qu'elle comporte en elle même la gorge et les flancs, et de deux parties (3) situées de part et d'autre de la partie centrale (2) pour lesquelles le matériau employé est un matériau indéformable, plein ou creux, conducteur et lisse, et qui constituent une zone d'appui et/ou de contacts électriques pour le véhicule. -4- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait qu'une barre de métal conducteur (4), dont la section n'est pas forcement rectangulaire, est fixée au fond de la partie centrale de la glissière (2) et que cette barre de métal est bizotée à chacune de ses extrémités de telle sorte qu'elle ne présente pas d'angle vif sur son épaisseur. -5- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le patin fixé au véhicule est constitué d'une plaque de liaison (6) sur laquelle sont fixés, orientés vers le bas, un cylindre, dont la section n'est pas forcement circulaire, pour lequel le matériau employé est un matériau indéformable, non conducteur et lisse, dont la largeur est légèrement inférieure à la largeur de la glissière (2) afin de pouvoir être guidé par elle, et deux pièces plates (8) pour lesquelles le matériau employé est un matériau conducteur et lisse, qui constituent une zone d'appui et/ou de contacts électriques pour le véhicule. -6- Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le cylindre (7) fixé sous la plaque de liaison est fendu parallèlement à la direction principale de déplacement du véhicule sur une épaisseur telle que la barre de métal conducteur fixée au fond de la glissière puisse s'y engager. -7- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que la fente dans le cylindre (7) s'élargie en double entonnoirs opposés, centrés au centre du cylindre (7), de sorte qu'elle permette un angle de quelques degrés entre la barre de métal conducteur fixée au fond de la glissière et la direction principale de déplacement du véhicule. -8- Dispositif selon les revendications 4,5 & 6 caractérisé par le fait que le cylindre (7) fixé sous la plaque de liaison est percé ou usiné, de façon à ce qu'une pièce conductrice puisse être maintenue dans l'usinage par un ressort (10), jusque dans la fente de sorte que cette pièce conductrice puisse être maintenue en contact électrique avec la barre de métal conducteur (4) fixée au fond de la glissière de recharge. -9- Dispositif selon les revendications 2 & 3 caractérisé par le fait que la glissière de recharge (2;3;4) se compose d'une partie centrale (2) pour laquelle le matériau employé est un matériau indéformable, non conducteur, lisse, plein ou creux, qui représente la partie maîtresse de la glissière en ce sens qu'elle comporte la gorge, les flancs de la glissière et une partie des zones d'appui du véhicule, et d'une partie située à coté de la partie centrale (2) pour laquelle le matériau employé est un matériau indéformable, conducteur, lisse, plein ou creux, et qui constitue une autre zone d'appui et/ou de contact électrique pour le véhicule. -10- Dispositif selon les revendications 5,6,7 & 8 caractérisé par le fait que le cylindre (7) est d'une épaisseur suffisante pour qu'il entre en contact avec le fond de la glissière de telle sorte que le véhicule repose partiellement ou totalement sur ce cylindre (7)