Brevet FR2835487A1 — publié le 20030808

L'invention concerne un outil et un procédé d'usinage de la surface de frottement d'un conducteur électrique de contact neuf au voisinage de sa jonction avec un conducteur électrique de contact en partie usé. L'invention est plus particulièrement, mais non exclusivement, destinée à l'usinage des conducteurs de contact aériens tels les fils de contact des caténaires. Une ligne ou un fil de contact est un fil conducteur sous lequel frotte le pantographe d'une locomotive, ou le trolley d'un tramway ou d'un trolleybus. Un tel fil de contact est suspendu au moyen d'un système dénommé caténaire en vue d'assurer un moyen d'alimentation électrique aérien. Le pantographe d'une locomotive exerce un effort constant du bas vers le haut sur le fil de contact afin d'assurer un contact électrique en continu. On comprend que de tels fils de contact sont soumis à de fortes contraintes de pression et de frottement qui causent une usure rapide desdits fils et l'obligation d'un remplacement relativement fréquent qui se fait généralement par tronçons. Pour assembler un tronçon de fil usé avec un tronçon de fil neuf, on utilise des moyens de raccordement tels que des griffes de jonction qui viennent enserrer les deux extrémités des tronçons pour les rabouter, les surfaces qui sont opposées aux surfaces de frottement des conducteurs étant raccordées de manière à être dans le prolongement l'une de l'autre. On comprend que du fait de l'usure, entre le fil neuf et le fil usé il existe alors une différence d'épaisseur parfois importante pouvant aller jusqu'à plusieurs millimètres, ce qui crée un épaulement indésirable particulièrement gênant au niveau de la jonction. Cet épaulement crée un risque d'arrachement du fil dans un sens par le pantographe en mouvement ou un rebond de celui-ci dans l'autre sens, entraînant alors une usure prématurée ponctuelle au voisinage de la jonction à cause des chocs et de l'arc électrique formé au moment de la rupture et/ou de la reprise du contact électrique. Pour atténuer ce décalage à l'endroit de la jonction, il est connu de chanfreiner manuellement et sur place cet épaulement au moyen d'une lime ce qui est évidemment mal aisé du fait d'un travail en hauteur et en outre de moins en moins satisfaisant du fait de l'augmentation de la vitesse des trains. Si l'invention concerne plus particulièrement un fil de contact d'une caténaire, elle concerne bien entendu tout conducteur électrique de contact en général, c'est-àdire par frottement, tel par exemple un rail conducteur d'un métropolitain ou similaire. Pour faciliter le travail précité et assurer un usinage progressif de la surface de frottement d'un conducteur électrique de contact neuf au voisinage de sa jonction avec un conducteur électrique de contact en partie usé, les surfaces qui sont opposées aux surfaces de frottement des conducteurs étant raccordées de manière à être dans le prolongement l'une de l'autre, l'invention propose un outil d'usinage qui est notamment remarquable en ce que qu'il comporte des moyens d'accrochage de l'outil sur les deux conducteurs, de part et d'autre de leur jonction, et un moyen d'usinage pour le conducteur neuf disposé sur un support monté mobile sur des moyens de guidage aménagés de telle sorte que ledit moyen d'usinage puisse se déplacer en translation le long dudit conducteur neuf de façon inclinée par rapport auxdites surfaces qui sont opposées aux surfaces de frottement des conducteurs afin d'enlever de la matière audit conducteur neuf sur une hauteur progressivement décroissante ou croissante selon le sens de l'usinage. Avec un tel outil selon l'invention, on peut ainsi aisément usiner le conducteur neuf sur une certaine longueur afin de rattraper progressivement la différence d'épaisseur, l'enlèvement maximum de matière ayant donc lieu au niveau de la jonction des conducteurs. Par exemple, les moyens d'accrochage sont constitués par des moyens de serrage qui viennent enserrer sur deux côtés les conducteurs de contact et dans ce cas, si les conducteurs de contact présentent des rainures latérales longitudinales, lesdits moyens de serrage comportent des paires de patins ayant des profils conjugués des profils des rainures dans lesquelles ils sont destinés à venir se loger en partie. Selon un mode de réalisation, le support mobile sur lequel est aménagé le moyen d'usinage est un chariot, tandis que les moyens de guidage en translation dudit chariot comportent des glissières disposées de manière à présenter une légère inclinaison par rapport aux surfaces qui sont opposées aux surfaces de frottement des conducteurs et avantageusement, mais non obligatoirement, l'inclinaison des glissières est réglable de manière à ajuster la pente de l'usinage en fonction de la quantité de matière à enlever. De même et de préférence, bien que non obligatoire, le chariot est entraîné en translation de manière motorisée. Selon un mode de réalisation avantageux, le moyen d'usinage est une fraise de fraisage en bout, qui est réglable en position dans la direction de son axe de rotation, ladite fraise pouvant, par exemple, être disposée sur le chariot précité de telle manière que son axe de rotation soit légèrement incliné par rapport à une normale aux glissières de guidage du chariot afin que ledit axe de rotation soit sensiblement perpendiculaire aux conducteurs de contact. Dans le cas d'un outil destiné à usiner un conducteur électrique sous forme d'un fil de contact d'une caténaire, l'outil peut avantageusement comporter en outre des moyens de suspension temporaire sur le fil de contact, lesdits moyens de suspension comportant par exemple au moins une barrette coulissante destinée à venir au-dessus du fil de contact. L'invention concerne aussi un procédé d'usinage d'un tel fil de contact neuf d'une caténaire au voisinage de sa jonction avec un fil de contact en partie usé, qui est notamment remarquable en ce qu'il consiste à suspendre temporairement un outil d'usinage au voisinage de ladite jonction, à accrocher l'outil sur lesdits fils, à régler une référence zéro d'un moyen d'usinage sur le fil de contact usé et à déplacer ledit moyen d'usinage le long du fil neuf en s'écartant régulièrement de celui-ci afin de lui enlever de la matière sur une hauteur progressivement décroissante. L'invention sera bien comprise et d'autres particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre en élévation un outil selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus de la figure 1, - la figure 3 est une vue en bout du côté gauche par rapport à la figure 1, - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe selon les lignes respectivement IV-IV et V-V de la figure 1, - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 2. Les dessins montrent un mode de réalisation d'un outil selon l'invention donné à titre d'exemple, destiné ici à usiner un fil de contact neuf 1 d'une caténaire à l'endroit de sa jonction avec un fil de contact en partie usé 1'. Les fils 1 et 1' sont raccordés entre eux au moyen ici d'une griffe de jonction 2 visible plus en détail sur la figure 5. Sur cette figure 5, on peut voir en coupe transversale le fil usé 1' tandis que le fil neuf 1 est visible en coupe sur la figure 4. L'élément 3, représenté en coupe sur la figure 5, est un tronçon de fil qui n'a qu'un rôle d'entretoise pour la griffe de jonction 2. La section des fils de contact 1, 1' présente, comme le montrent les figures 4 et 5, un profil sensiblement en 8 avec deux rainures latérales et longitudinales en V respectivement 4a, 4b et 4'a, 4'b. C'est d'ailleurs dans ces rainures que la griffe de jonction 2 vient s'accrocher comme représenté sur la figure 5. Comme le montre plus particulièrement la figure 6, la griffe de jonction 2 raboute les deux fils 1 et 1' de telle sorte que leurs extrémités en bout sont en contact tandis que leurs surfaces 5,5' (ici les surfaces du dessus) qui sont opposées à leurs surfaces de contact ou de frottement 6,6' (ici les surfaces du dessous), sont dans le prolongement l'une de l'autre. Comme le montre encore la figure 6, à l'endroit de la jonction des fils 1 et 1 'il existe donc un épaulement indésirable 7 que l'outil selon l'invention est destiné à supprimer par un enlèvement progressif de matière. A cet effet, l'outil selon l'invention est positionné, comme le montrent les dessins, sous les fils 1 et 1' et comporte un bâti 8 ouvert sur le dessus pour laisser passer et entourer partiellement les fils 1 et l' et la griffe de jonction 2 (figures 4 et 5). Pour sa fixation, le bâti 8 comporte ici plusieurs paires de patins telles que 9a, 9b (figure 4), chaque paire étant munie d'un moyen de serrage sous forme ici d'un bouton à vis 10, 11 et 12. Sur les figures 1 et 2, on peut voir qu'une paire de patins avec son bouton de serrage 10 est prévue pour s'accrocher sur le fil 1' et que deux paires de patins avec chacune son bouton de serrage 11 et 12 sont prévues pour enserrer le fil 1. Les paires de patins telles que 9a, 9b (figure 4) viennent enserrer latéralement les fils de contact et présentent avantageusement des profils conjugués des profils des rainures 4a, 4b dans lesquelles lesdits patins viennent en partie se loger. De cette façon, on comprend que l'on obtient un positionnement parfait du bâti 8 par rapport aux fils 1 et 1'. '. Pour aider à la mise en place de l'outil par l'utilisateur, le bâti 8 comporte en outre un moyen de suspension temporaire qui sert de moyen de retenue pour faciliter l'accrochage dont il vient d'être question et qui comporte ici une barrette 13 coulissante dans des moyens appropriés et qui est manoeuvrable par un bouton 14 (figures 2 et 3), ladite barrette 13 pouvant ainsi passer au-dessus du fil 1. Le bâti 8 comporte deux glissières latérales 15a, 15b (figures 4,5 et 6) disposées de manière à présenter une légère inclinaison par rapport aux surfaces 5,5' des fils en convergeant vers les fils 1 et 1' du côté du fil usé 1'. Les glissières peuvent être inclinées sur le bâti 8 ou comme c'est le cas ici, l'inclinaison peut être obtenue par un alignement des paires de patins telles que 9a, 9b et donc des boutons 10,11 et 12 en légère pente par rapport à l'axe longitudinal dudit bâti. Sur les glissières 15a, 15b, est disposé un chariot support 16 qui est monté de manière coulissante au moyen de coulisseaux (sous forme par exemple de patins à rouleaux) tels que 17a, 17b (figures 5 et 6). Le chariot 16 est ici mû en translation le long des glissières 15a, 15b par un moteur 18 du type, par exemple, moto-réducteur qui entraîne un écrou 19 solidaire dudit chariot 16 par l'intermédiaire d'une vis rotative 20 (figures 2 et 5). Toutefois bien entendu, le chariot pourrait être mû manuellement. Sur le chariot 16, est montée une fraise 21 pour un fraisage en bout, entraînée en rotation par un moteur 22 (figures 5 et 6). Selon l'invention, le fraisage en bout a été préféré à un fraisage en roulant mais ce dernier n'est évidemment pas exclu. Selon un mode de réalisation, les moteurs 18 et 22 sont des moteurs électriques basse tension en courant continu, éventuellement alimentés par la même batterie, le moteur d'avance 18 ne pouvant en outre, par exemple, être mis en fonction qu'après la mise en fonctionnement du moteur 22 d'entraînement de la fraise 21. L'ensemble fraise 21 et moteur 22 est en outre monté de manière réglable en translation dans la direction de l'axe de rotation de ladite fraise 21 au moyen par exemple d'un volant de vissage et de dévissage 23. Pour assurer un travail parfait de la fraise 21, son axe de rotation doit être perpendiculaire (fraisage en bout) aux fils de contacts 1 et 1'. Etant donné que les glissières sur lesquelles coulisse le chariot 16 sont inclinées, l'axe de la fraise 21 et du moteur 22 est ajusté pour être légèrement incliné par rapport à une normale aux glissières 15a, 15b de telle sorte que tout en se déplaçant en légère pente, la fraise 21 reste bien perpendiculaire au fil à usiner. L'utilisation de l'outil et/ou le procédé d'usinage selon l'invention sont maintenant simples à comprendre. Après avoir positionné l'outil temporairement sur les fils de contacts 1 et 1' au moyen de la barrette 13, l'outil est accroché par l'utilisateur à l'aide des paires de patins telles que 9a, 9b qui viennent se loger dans les rainures 4a, 4b ; 4'b des fils de contact 1, 1'. On comprend que le positionnement de l'outil est alors tout à fait correct par rapport aux fils et donc au plan d'usinage, les trois paires de patins prévues dans ce mode de réalisation assurant en effet un alignement parfait. La fraise 21 est ensuite amenée à venir tangenter la surface de frottement 6' du fil 1' en man#uvrant le volant 23, ce qui assure un point zéro. En actionnant les moteurs 18 et 22, on comprend alors que la fraise 21 va suivre un mouvement translatif parallèle aux glissières 15a, 15b et enlever de la matière sur le fil 1 selon une pente égale à l'inclinaison desdites glissières par rapport aux surfaces 5,5' (voir le trait continu 24 qui représente la surface 6 du fil 1 après usinage). Dans le cas de glissières fixes, la pente et donc la longueur d'usinage est par exemple choisie pour un enlèvement maximum de matière qui survient lorsque la différence d'épaisseur est par exemple de 4,5 mm. Toutefois, comme déjà dit, la pente peut être réglable avec un moyen approprié de réglage de l'inclinaison des glissières 15a, 15b. Si l'usinage paraît facilité en partant du fil usé afin d'ajuster la bonne hauteur pour la fraise 21, après un tel ajustement, on peut bien sûr imaginer un moyen de déplacement de la fraise pour commencer l'usinage à partir du fil neuf. Comme déjà dit également, le fil de contact 1 peut en fait être un conducteur de contact quelconque tel qu'un rail au sol, l'outil étant alors positionné en sens inverse sans avoir alors bien entendu besoin de le suspendre. REVENDICATIONS 1) Outil d'usinage de la surface de frottement (6) d'un conducteur électrique de contact (1) neuf au voisinage de sa jonction avec un conducteur électrique de contact (1') en partie usé, les surfaces (5,5') qui sont opposées aux surfaces de frottement (6,6') des conducteurs étant raccordées de manière à être dans le prolongement l'une de l'autre, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'accrochage de l'outil sur les deux conducteurs (1,1'), de part et d'autre de leur jonction, et un moyen d'usinage (21) pour le conducteur neuf (1) disposé sur un support (16) monté mobile sur des moyens de guidage (15a,15b) aménagés de telle sorte que ledit moyen d'usinage (21)puisse se déplacer en translation le long dudit conducteur neuf (1) de façon inclinée par rapport auxdites surfaces (5,5') qui sont opposées aux surfaces de frottement (6,6') des conducteurs afin d'enlever de la matière audit conducteur neuf sur une hauteur progressivement décroissante ou croissante selon le sens de l'usinage. 2) Outil d'usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage sont constitués par des moyens de serrage (9a,9b,10 ; 11 ; 12) qui viennent enserrer sur deux côtés les conducteurs de contact (1,1'). 3) Outil d'usinage selon la revendication 2, dont les conducteurs de contact présentent des rainures latérales longitudinales (4a, 4b ; 4'a,4'b), caractérisé en ce que les moyens d'accrochage, sous forme de moyens de serrage, comportent des paires de patins (9a,9b) ayant des profils conjugués des profils des rainures (4a,4b ; 4'a,4'b) dans lesquelles ils sont destinés à venir se loger en partie. 4) Outil d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support mobile sur lequel est aménagé le moyen d'usinage (21) est un chariot (16), tandis que les moyens de guidage en translation dudit chariot comportent des glissières (15a,15b) disposées de manière à présenter une légère inclinaison par rapport aux surfaces (5,5') qui sont opposées aux surfaces de frottement (6,6') des conducteurs (1,1'). 5) Outil d'usinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'inclinaison des glissières (15a, 15b) est réglable de manière à ajuster la pente de l'usinage en fonction de la quantité de matière à enlever. 6) Outil d'usinage selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le chariot (16) est entraîné en translation de manière motorisée (18). 7) Outil d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen d'usinage est une fraise (21) de fraisage en bout, qui est réglable en position dans la direction de son axe de rotation. 8) Outil d'usinage selon l'ensemble des revendications 4 et 7, caractérisé en ce que la fraise (21) est disposée sur le chariot (16) de telle manière que son axe de rotation soit légèrement incliné par rapport à une normale aux glissières (15a,15b) de guidage du chariot afin que ledit axe de rotation soit sensiblement perpendiculaire aux conducteurs de contact (1,1'). 9) Outil d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, destiné à usiner un conducteur électrique sous forme d'un fil de contact (1) d'une caténaire, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de suspension temporaire (13,14) sur le fil de contact (1). 10) Outil d'usinage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de suspension comportent au moins une barrette coulissante (13) destinée à venir au-dessus du fil de contact (1). 11) Procédé d'usinage d'un fil de contact (1) neuf d'une caténaire au voisinage de sa jonction avec un fil de contact (1') en partie usé, les surfaces (5,5') qui sont opposées aux surfaces de frottement (6,6') des fils étant raccordées de manière à être dans le prolongement l'une de l'autre, caractérisé en ce qu'il consiste à suspendre temporairement un outil d'usinage au voisinage de ladite jonction, à accrocher l'outil sur lesdits fils, à régler une référence zéro d'un moyen d'usinage sur le fil de contact usé (1') et à déplacer ledit moyen d'usinage le long du fil neuf (1) en s'écartant régulièrement de celui-ci afin de lui enlever de la matière sur une hauteur progressivement décroissante.