Brevet FR2791615A1 — publié le 20001006

FROTTEUR DE CAPTATION DE COURANT AU SOL POUR VEHICULES ELECTRIQUES GUIDES o. A. DOMAINE DE L 'INVENTION Les transports guidés sur rail et sur pneu tel que METRO, RER, TRAINS (notamment anglais), navettes type VAL, etc... B. ETA T DE LA TECHNIQUE 0. Les transports guidés utilisent fréquemment la captation de courant grâce à un frotteur qui capte sur un rail de courant. Ce rail de courant peut avoir sa surface de frotteur horizontale (matériel sur rail) ou verticale (matériel sur pneus). On utilise actuellement des semelles d'usure en acier qui appuient par leur propre poids ou sont assistés par des ressorts de manière à exercer une pression suffisante au niveau du contact semelle/rail. Les semelles et leur dispositif de supportage sont en général extrêmement lourdes. Typiquement 15kg. Un mécanisme de guidage en général à parallélogramme articulé assure leur maintien Ces mécanismes sont sujet à usure de leurs axes et à rupture. Suite aux chocs violents qu'ils subissent lors du passage de coupons 8 et 8' ou d'irrégularités de la barre de courant 7. De façon à assurer le parallélisme entre le frotteur et la barre de courant quelque soit l'assiette du bogie, les mécanismes possèdent en général une articulation en bout de parallélogramme dite de tangage. Cette articulation a un effet pervers, car elle a tendance à faire " engager" le bord d'attaque de la zone de frottement, ce qui génère des vibrations, voir des décollements. Le mécanisme doit pouvoir fonctionner dans les35 2 sens de marche, or en général, le mécanisme est mieux adapté à un sens, ce qui abouti à des usures en biseau du patin. 40. 2791615 B. PRINCIPE DE L'INVENTION. 45. On utilise un patin 4 extrêmement léger typiquement 1.5kg, supporté et guidé uniquement par 1, 2 ou 4 ressorts, préférentiellement composite.50. Dans l'exemple illustré, on utilise 4 ressorts élémentaires composite I préférentiellement des cames d'appuis 5 et 5' (portées par les supports supérieures 2 et 3) permettent de raccourcir progressivement la longueur utile des ressorts et donc d'accroître leur rigidité lorsque nécessaire. Les ressorts sont préférentiellement convergeants " sous le contact frotteur rail de courant " ce qui permet d'obtenir un centre virtuel 6 de l'articulation de tangage ayant o des propriétés anti-engagement. L'usage préférentiel des ressorts élémentaires I en forme de C à faible flèche permet d'obtenir des effets de non linéarité marqués qui permettent de limiter la course de détente lorsque le frotteur 4 est entre deux coupons 8 et 8'; et ceci sans avoir à recourir à des mécanismes de butée de détente. L'isolation du frotteur par rapport au rail de courant s'obtient en faisant coulisser la 70. pièce 2 qui porte une paire de ressort par rapport à la pièce 3. Les ressorts élémentaires peuvent avoir une section circulaire toutefois préférentiellement, les ressorts élémentaires 1 ont une forme elliptique ou 7 rectangulaire de façon à offrir une rigidité différente dans le sens transversal (en général le sens transversal a une rigidité supérieure à la rigidité de compression). Le ressort élémentaire I est préférentiellement en matériaux composites. Il peut être constitué d'unidirectionnels placés dans le sens long du ressort. Préférentiellement, une enroulement de 90 par rapport au sens long est ajouté pour garantir une bonne tenue au délaminage et au fluage. On note * que les ressorts assurent à la fois le guidage et l'application de la semelle 4 sur la barre de courant 7. * que le mécanisme est parfaitement symétrique. * qu'il a une capacité de répondre à haute fréquence aux défauts de voie, ce qui 90. limite considérablement les risques de flash. * que grâce à l'usage d'un centre virtuel, l'usure du patin est plus régulière et que son fonctionnement est exempt de broutement (pas d'engagement) * que lors du passage d'un coupon, le frotteur ne descend que très peu (environ 10 mm). Il a donc moins de chemin à parcourir pour redevenir actif et comme il est plus léger, les pressions exercées entre le coupon et le patin sont considérablement réduites par rapport au mécanisme classique. o0c * que la limitation de course vers le bas est liée à la portance par le ressort de la masse du frotteur. Il n'y a donc pas de buté, ni de choc de fin de course. * qu'en cas de chocs longitudinaux, le patin peu reculer de façon non négligeables contrairement aux systèmes classiques, ce qui permet de réduire considérablement la force d'impact et l'usure des composants de la suspension. REVENDICATIONS I. Frotteur de captation de courant au sol pour véhicule électrique caractérisé par l'usage de ressorts pour assurer à la fois le guidage et la pression du frotteur sur la barre de courant 7.