Brevet FR3078445A1 — publié le 20190830

Dispositif de connexion électrique d'une caténaire Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication d'équipements de maintenance ferroviaire. Plus précisément, l'invention concerne un outillage permettant la mise à la terre d'une caténaire. Dans le domaine de la maintenance ferroviaire, les chantiers peuvent se dérouler à proximité immédiate de voies électrifiées, et donc de caténaires. Dans la majorité des cas, le chantier se déroule sans consignation électrique, c'est-à-dire sans arrêter l'alimentation en électricité des caténaires. Outre la coupure de courant proprement dite, la procédure d'intervention sur le chantier exige que les caténaires soient reliées à la terre. La mise à la terre des caténaires permet de pallier les risques liés à l'induction provoquée par les caténaires voisines et sous tension, ou par une remise sous tension accidentelle des caténaires du chantier. Pour cela, une connexion entre la caténaire et un rail est établie. Cette opération est réalisée à l'aide d'un dispositif de connexion électrique qui comprend : - une tête de perche destinée à être suspendue sur la caténaire, et - d'un câble électrique relié à un rail d'une voie ferrée. Dans le cas d'une mise à la terre, la tête de perche et le câble électrique permettent de connecter électriquement la caténaire à l'un au moins des rails qui sont eux-mêmes reliés à la terre. On parle alors de mise en équipotentialité de la caténaire. Suite à cette intervention, la zone de chantier est protégée contre tout risque de réalimentation intempestive de la caténaire, ou toute arrivée accidentelle de courant électrique à la caténaire. Ces dispositifs sont ainsi des éléments essentiels pour la sécurité du personnel de maintenance intervenant sur voie ferrée. Les dispositifs sont généralement simples de conception. Par exemple, en référence au document de brevet publié sous le numéro FR2749439, un dispositif de connexion électrique comprend : - une perche ; - une tête de perche formée par un crochet solidaire de la perche et destiné à être suspendu sur la caténaire, la tête comprenant des moyens conducteurs d'électricité destinés à venir au contact de la caténaire, et - un câble électrique coopérant avec les moyens conducteurs d'électricité et destiné à être relié à un rail. 2 Les moyens conducteurs d'électricité sont généralement sous la forme d'une tresse métallique constituée de fils métalliques tissés entre eux. Les tresses présentent généralement une largeur telle qu'elles définissent une sorte de nappe destinée à recouvrir une largeur donnée d'une caténaire. 5 Par ailleurs, pour ne pas gêner les techniciens lors des opérations de maintenance, une évolution des perches a été réalisée afin de retirer les perches et de ne laisser en suspension sur les caténaires que les têtes de perche. A ce titre, les têtes de perches présentent désormais des verrous pour assurer leur maintien sur les caténaires. 10 Toutefois, le fait de séparer les perches des têtes de perches engendre des difficultés lorsqu'il faut retirer les têtes de perches des caténaires. Pour ce faire, le technicien, positionné au niveau des rails, doit manipuler la perche pour la solidariser à la tête de perche qui se trouve à plusieurs mètres au-dessus de lui. 15 Cette manoeuvre est délicate à réaliser. En effet, la solidarisation de la perche à la tête de perche est réalisée par des moyens de solidarisation qui comprennent une première partie et une deuxième partie, chaque partie étant solidaire de la tête de perche ou de la perche. En pratique, la première partie et la deuxième partie sont de dimensions 20 relativement petites si bien que le technicien, depuis les rails, doit s'armer de patience et de précision pour faire coopérer la première partie et la deuxième partie. La solidarisation de la perche à la tête de perche est d'autant plus compliquée en présence de vent qui fait bouger la tête de perche, suspendue, relativement à la perche. 25 Il existe donc un besoin de faciliter l'assemblage de la perche avec la tête de perche. L'invention a notamment pour objectif de proposer un dispositif de connexion électrique d'une caténaire qui permette de faciliter l'assemblage de la perche avec la tête de perche. 30 L'invention a également pour objectif de proposer un tel dispositif qui soit simple de conception et d'utilisation. L'invention a en outre pour objectif de proposer un tel dispositif qui soit économique et fiable. 3 Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un dispositif de connexion électrique d'une caténaire, comprenant : - une perche ; 5 - une tête de perche destinée à être mise en suspension sur une caténaire ; - des moyens de solidarisation de la tête de perche sur la perche, comprenant une première partie et une deuxième partie, caractérisé en ce que la première partie des moyens de solidarisation comprend : 10 - une pièce femelle, - un premier organe magnétique solidaire de la pièce femelle, en ce que la deuxième partie des moyens de solidarisation comprend : - une pièce mâle complémentaire de la pièce femelle et destinée être couplée en rotation avec la pièce femelle par coopération de forme, 15 - un deuxième organe magnétique destiné à coopérer par attraction magnétique avec le premier organe magnétique, et en ce que les moyens de solidarisation comprennent un entonnoir pour guider la pièce mâle et la pièce femelle l'une vers l'autre. La combinaison des organes magnétiques et des pièces mâle et femelle 20 permet de s'assurer de la coopération entre la première partie et la deuxième partie des moyens de solidarisation de sorte que la tête de perche puisse être retirée de la caténaire. En outre, la présence de l'entonnoir permet de faciliter l'introduction de la pièce mâle dans la pièce femelle. 25 Ainsi, l'opération d'assemblage peut être effectuée de façon plus rapide et plus aisée qu'avec les solutions de l'art antérieur. Selon un premier mode de réalisation, la première partie est solidaire de la perche et la deuxième partie est solidaire de la tête de perche. Selon un deuxième mode de réalisation, la première partie est solidaire de 30 la tête de perche et la deuxième partie est solidaire de la perche. Selon un premier aspect, l'entonnoir est solidaire de la première partie des moyens de solidarisation. Dans ce cas, la pièce femelle est montée dans l'entonnoir et bloquée en rotation dans celui-ci au moyen d'une goupille. 4 La goupille permet un montage et un démontage rapides et aisés de la première partie des moyens de solidarisation. Selon un deuxième aspect, l'entonnoir est solidaire de la deuxième partie des moyens de solidarisation. 5 Avantageusement, la tête de perche comprend une perche courte sur laquelle est montée la première partie ou la deuxième partie des moyens de solidarisation. La présence de la perche courte permet de réduire la distance pour assembler la première partie et la deuxième partie des moyens d'assemblage depuis 10 le sol. Ainsi, le raccordement de la perche à la tête de perche est facilité pour le technicien. Avantageusement, la tête de perche comprend un verrou actionnable par rotation de la perche. La tête de perche peut ainsi être maintenue en suspension sur la caténaire 15 sans risque de décrochement en cas de vent par exemple. Par ailleurs, l'utilisation de la tête de perche est simplifiée puisque le technicien peut déverrouiller la tête de perche depuis le sol sans avoir à utiliser d'outils pour atteindre la tête de perche. De préférence la pièce femelle est une douille de type à empreinte 20 hexagonale. Une telle douille étant largement répandue dans le commerce, le remplacement d'une douille par une autre peut ainsi être rapide et peu coûteux. Dans ce cas, la pièce mâle est avantageusement une tête de vis de type hexagonale qui est également largement répandue dans le commerce. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de connexion électrique 30 d'une caténaire, selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté d'une tête de perche du dispositif selon l'invention ; 5 - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de moyens de solidarisation de la tête de perche à une perche, du dispositif selon l'invention ; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une première partie des 5 moyens de solidarisation du dispositif selon l'invention ; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une deuxième partie des moyens de solidarisation du dispositif selon l'invention et, - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale montrant l'assemblage de la première partie et de la deuxième partie des moyens de solidarisation 10 du dispositif selon l'invention. La figure 1 illustre un dispositif 1 de connexion électrique d'une caténaire 2, selon l'invention. Le dispositif 1 comprend : - une tête de perche 3; 15 - une perche 4 de manipulation, et - un câble 5 électrique. La tête de perche 3, illustrée sur la figure 2, comprend : - une armature 31 destinée à être mise en suspension sur une caténaire 2, 20 - des moyens conducteurs d'électricité 32; - des moyens de raccordement 33; - un verrou 34 et, - un embout 35 de raccordement. L'armature 31 est rigide, présente une forme générale de crochet et 25 comprend deux flaques 311, en forme de crochet, reliés l'un à l'autre par un plateau 312. Plus précisément, les flasques 311 sont solidarisés au plateau 312 et maintenus parallèles l'un à l'autre au moyen d'un treillis en forme de crochet auquel les flasques 311 sont fixés par des vis. Le treillis peut être réalisé dans un matériau métallique ou dans un matériau 30 plastique permettant de réduire le poids de la tête de perche 3. En référence à la figure 2, la forme de crochet de l'armature 31 a une première extrémité 314 et une deuxième extrémité 315 qui définissent entre elles un passage 316 par lequel la caténaire 2 est introduite dans la forme en crochet. 6 La première extrémité 314 est par exemple une extrémité inférieure au niveau de laquelle les flasques 311 sont reliés par le plateau 312 et la deuxième extrémité 315 est par exemple une extrémité supérieure au niveau de laquelle les flasques 311 sont reliés par un rebord métallique 317. 5 Par ailleurs, le rebord métallique 317 porte un grattoir 318 destiné gratter la caténaire 2 comme il sera expliqué ci-après. Le grattoir 318 assure un frottement sur la caténaire 2, ce qui a pour effet d'enlever une couche d'oxyde présente sur la caténaire 2 afin de faciliter le passage du courant électrique de la caténaire 2 aux moyens conducteurs d'électricité 32. La 10 suppression de la couche d'oxyde est une étape importante pour la mise en équipotentialité de la caténaire 2 notamment, c'est-à-dire la mise à la terre de la caténaire 2. Chaque flasque 311 présente, entre la première extrémité 314 et la deuxième extrémité 315, une bordure 3111 définissant forme interne de crochet. 15 Les moyens conducteurs d'électricité 32 prennent la forme d'une tresse métallique souple, destinée à venir au contact de la caténaire 2. A une première extrémité, la tresse métallique est raccordée au rebord métallique 317. A une seconde extrémité, la tresse métallique est solidaire des moyens de 20 raccordement 33 qui forment une interface entre les moyens conducteurs d'électricité 32 et le câble électrique 5. Pour cela, les moyens de raccordement 33 se présentent sous la forme d'une plaque intégrant une fiche (non représentée) dans laquelle vient se loger le câble 5 électrique. Le câble 5 électrique peut, à cet effet, porter une cosse de 25 raccordement. L'électricité de la caténaire 2 passe alors par les moyens conducteurs d'électricité 32 puis les moyens de raccordement 33 et enfin par le câble 5 qui est relié à la terre. Tel que cela apparaît sur la figure 2, le verrou 34, est une pièce en forme 30 d'arc montée à rotation sur l'un des flasques 311 de l'armature 31, entre : - une première position dans laquelle le verrou 34 obture le passage 316, et - une deuxième position dans laquelle le verrou 34 est écarté du passage 316. 7 Sur une première face 341, tournée vers l'extérieur de l'armature 31, le verrou 34 porte un grattoir 342 destiné gratter la caténaire 2 comme il sera expliqué ci-après. Le grattoir 342 assure un frottement sur la caténaire 2, ce qui a pour effet 5 d'enlever une couche d'oxyde présente sur la caténaire 2 afin de faciliter le passage du courant électrique de la caténaire 2 aux moyens conducteurs d'électricité 32. La suppression de la couche d'oxyde est une étape importante pour la mise en équipotentialité de la caténaire 2 notamment, c'est-à-dire la mise à la terre de la caténaire 2. 10 La première face 341 présente également une découpe 343 destinée à recevoir une partie du rebord métallique 317 lorsque le verrou est dans sa première position. Un élément de rappel (non visible) est solidarisé au flasque 311 sur lequel le verrou 34 est monté à rotation. Cet élément de rappel est destiné à coopérer avec le 15 verrou 34 pour le repousser vers sa première position dans laquelle il obture le passage 316. L'élément de rappel est par exemple une spire qui exerce une force pour repousser la découpe 343 vers le rebord métallique 317. Cet élément de rappel permet notamment de sécuriser la tête de perche 3, 20 notamment en la maintenant suspendue à une caténaire 2 de sorte que des vibrations ou le vent ne puissent pas la faire tomber de la caténaire 2. Des moyens de commande ad hoc sont couplés au verrou 34 pour le faire passer de sa première position à sa deuxième position. A titre d'exemple non limitatif, les moyens ad hoc sont un actionneur (non 25 visible sur les figures) couplé en rotation avec l'embout 35. Cet embout 35 se présente sous la forme d'une pièce cylindrique creuse de section circulaire, montée à rotation sur l'armature 31. L'embout 35 s'étend depuis le plateau 312, dans une direction opposée au treillis. Comme illustré sur les figures 1 et 2, la tête de perche comprend également 30 une perche courte 36 qui est montée dans l'embout 35. Par ailleurs, la perche courte 36 est solidaire en rotation de l'embout 35. En référence aux figures 1 et 3 à 6, le dispositif 1 comprend également des moyens de solidarisation 6, 7 de la tête de perche 3 sur la perche 4. 8 Plus précisément, ces moyens de solidarisation 6, 7 comprennent une première partie 6, illustrée à la figure 4, et une deuxième partie 7, illustrée à la figure 5. Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2 à 6, la première 5 partie est portée par la perche 4 et la deuxième partie 7 est portée par la tête de perche 3. La première partie 6 des moyens de solidarisation 6, 7 comprend : - un premier manchon 61 de fixation ; - une pièce femelle 62 et, 10 - un premier organe magnétique 63 solidaire de la pièce femelle 62. Le premier manchon 61 comprend un corps tubulaire 611 présentant une première extrémité ouverte 612 et une seconde extrémité borgne 613. La seconde extrémité borgne 613 présente un premier perçage 614 sensiblement perpendiculaire à l'axe d'extension du corps tubulaire 611, et un 15 deuxième perçage 615 s'étendant suivant l'axe d'extension du corps tubulaire 611 et définissant un logement. La pièce femelle 62 se présente sous la forme d'une douille 621 de type à empreinte hexagonale 622. La douille comprend un corps à une extrémité duquel est réalisée l'empreinte hexagonale. 20 Le corps de la douille est réalisé dans une matière présentant des propriétés magnétiques de sorte que le corps de la douille forme le premier organe magnétique 63. En outre, le corps tubulaire 611 de la douille présente un perçage 623 s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe d'extension de la douille 621. 25 Par ailleurs, la première partie 6 comprend un entonnoir 64 s'étendant depuis la seconde extrémité borgne 613 du corps tubulaire 611, dans une direction opposée à la première extrémité ouverte 612. Comme illustré par la figure 4, l'empreinte hexagonale 622 fait saillie à l'intérieur de l'entonnoir 64. 30 La première partie 6 est montée comme suit sur la perche 4. Un embout 41 (visible sur les figures 3 et 6), monté à une extrémité de la perche 4, est inséré dans le corps tubulaire 611 par la première extrémité ouverte 612. 9 Le corps tubulaire 611 est alors serré sur l'embout 41 au moyen d'une bague 66 vissée sur l'extérieur du corps tubulaire 611. La pièce femelle 62 est insérée au travers de l'entonnoir 64 dans le deuxième perçage 615 de sorte que l'empreinte hexagonale 622 fasse saillie à l'intérieur de 5 l'entonnoir 64 et que le perçage 623 de la douille soit en regard du premier perçage 614 du premier manchon 61. Une goupille 65 prend alors place, par un montage en force par exemple, dans le perçage 623 de la douille et dans le premier perçage 614 du manchon 61 pour solidariser en rotation la pièce femelle 62 et le premier manchon 61. 10 La deuxième partie 7 des moyens de solidarisation 6, 7 comprend : - un deuxième manchon 71 de fixation ; - une pièce mâle 72 et, - un deuxième organe magnétique 73. Le deuxième manchon 71 comprend un corps tubulaire 711 présentant une 15 première extrémité ouverte 712 et une seconde extrémité borgne 713. La seconde extrémité borgne 713 présente un perçage 714 qui s'étend suivant l'axe d'extension du corps tubulaire 711 et définit un logement 715. Le perçage 714 du deuxième manchon 71 présente un diamètre supérieur à celui de la douille 621 pour pouvoir recevoir celle-ci lorsque la première partie 6 et la 20 deuxième partie 7 des moyens de solidarisation 6, 7 sont assemblées. La pièce mâle 72 se présente sous la forme d'une vis ayant une tête de vis 721 hexagonale complémentaire de l'empreinte hexagonale 622 la pièce femelle 62, et une tige filetée 722. La tête de vis 721 est destinée à être couplée en rotation avec l'empreinte hexagonale 622 de la pièce femelle 62 par coopération de forme comme 25 expliqué ci-après. Le deuxième organe magnétique 73 se présente sous la forme de deux disques 731 superposés, logés dans le logement 715 du manchon 71. Le deuxième organe magnétique 73 est destiné à coopérer par attraction magnétique avec le premier organe magnétique 63 comme expliqué ci-après. 30 La deuxième partie 7 est montée comme suit sur la tête de perche 3, et plus précisément sur la perche courte 36. Les disques 731 du deuxième organe magnétique 73 sont insérés dans le logement 715 ainsi que la pièce mâle 72. 10 Selon une variante de réalisation, le deuxième organe 73 comprend un aimant annulaire en lieu et place des deux disques 731 superposés. La tige filetée 722 est alors insérée au travers des disques 731 de sorte que la tête de vis 721 soit en appui sur les disques 731. 5 Un écrou 74 est inséré dans la première extrémité ouverte 712 du deuxième manchon 71 et vient en prise hélicoïdale avec la tige filetée 722 pour maintenir les disques 731 dans le logement 715. Une extrémité de la perche courte 36 est ensuite insérée dans le corps tubulaire 711 par la première extrémité ouverte 712. 10 Le corps tubulaire 711 est alors solidarisé sur la perche courte 36 au moyen d'une vis sans tête 75 traversant le corps tubulaire 711 pour venir en appui sur la perche courte 36. Bien qu'il est décrit et représenté que la première partie 6 des moyens de solidarisation 6, 7 est portée par la perche 4 et que la deuxième partie 7 des moyens 15 de solidarisation 6, 7 est portée par la tête de perche 3, il pourrait en être autrement. En effet, la première partie 6 des moyens de solidarisation 6, 7 pourrait être portée par la tête de perche 3, et la deuxième partie 7 des moyens de solidarisation 6, 7 pourrait être portée par la perche 4. Par ailleurs, l'entonnoir 64 est décrit comme solidaire de la première partie 6 20 des moyens de solidarisation 6, 7. Toutefois, l'entonnoir 64 pourrait également être solidaire de la deuxième partie 7 des moyens de solidarisation 6, 7. L'entonnoir 64 s'étendrait alors depuis la seconde extrémité borgne 713 du corps tubulaire 711, dans une direction opposée à la première extrémité ouverte 712, la tête de vis 721 faisant alors saillie à l'intérieur de l'entonnoir 64. 25 En utilisation, lorsque le technicien souhaite décrocher une tête de perche 3 d'une caténaire 2, il saisit la perche 4 et dirige la deuxième partie 7 des moyens de solidarisation 6, 7 vers la première partie 6 des moyens de solidarisation 6, 7. Lorsque les deux parties 6, 7 des moyens de solidarisation 6, 7 sont proches l'une de l'autre, tel qu'illustré sur la figure 6, le technicien fait glisser le deuxième 30 manchon 71 dans l'entonnoir 64 pour guider la pièce femelle 62 et la pièce mâle 72 l'une vers l'autre. Le deuxième organe magnétique 73 et le premier organe magnétique 63 sont alors magnétiquement attirés l'un vers l'autre jusqu'à ce que la pièce mâle 72 vienne au contact de la pièce femelle 62. 11 Le technicien peut, au besoin, effectuer une légère rotation de la perche 4 selon l'une des flèches 8, 9 de sorte que la forme hexagonale de la tête de vis 721 de la pièce mâle 72 vienne se loger dans l'empreinte hexagonale 621 de la pièce femelle 62. 5 Lorsque la pièce mâle 72 et la pièce femelle 62 sont emboîtées, l'opérateur peut tourner la perche 4 de sorte à positionner le verrou 34 dans sa deuxième position, libérant ainsi le passage 316 permettant le retrait de la tête de perche de la caténaire 2. Au contraire, lorsque le technicien souhaite suspendre la tête de perche sur 10 une caténaire 2, il assemble, au sol, la tête de perche 3 sur la perche 4 grâce aux moyens de solidarisation 6, 7, et amène le verrou 34 au contact de la caténaire2. En tirant la perche 4 vers le sol et sous l'action du poids propre de la tête de perche 3, le verrou passe dans sa deuxième position et la caténaire peut venir au contact des moyens conducteurs d'électricité 32. 15 Pour désolidariser la perche 4 de la tête de perche 3, le technicien accentue la traction vers le sol de la perche 4 à l'encontre de l'attraction magnétique du premier organe magnétique 63 et du deuxième organe magnétique 73 jusqu'à REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de connexion électrique d'une caténaire (2), comprenant : - une perche (4) ; - une tête de perche (3) destinée à être mise en suspension sur une caténaire (2) ; - des moyens de solidarisation (6, 7) de la tête de perche (3) sur la perche (4), comprenant une première partie (6) et une deuxième partie (7), caractérisé en ce que la première partie (6) des moyens de solidarisation (6, 7) comprend : - une pièce femelle (62), - un premier organe magnétique (63) solidaire de la pièce femelle (62), en ce que la deuxième partie (7) des moyens de solidarisation (6, 7) comprend : - une pièce mâle (72) complémentaire de la pièce femelle (62) et destinée être couplée en rotation avec la pièce femelle (62) par coopération de forme, - un deuxième organe mangétique (73) destiné à coopérer par attraction magnétique avec le premier organe magnétique (63), et en ce que les moyens de solidarisation (6, 7) comprennent un entonnoir (64) pour guider la pièce mâle (72) et la pièce femelle (62) l'une vers l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (6) est solidaire de la perche (4) et la deuxième partie (7) est solidaire de la tête de perche (3). 3. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (6) est solidaire de la tête de perche (3) et la deuxième partie (7) est solidaire de la perche (46). 4. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entonnoir (64) est solidaire de la première partie (6) des moyens de solidarisation (6, 7). 13 5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce femelle (62) est montée dans l'entonnoir (64) et bloquée en rotation dans celui-ci au moyen d'une goupille (65). 5 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'entonnoir (64) est solidaire de la deuxième partie (6) des moyens de solidarisation (6, 7). 7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce que la tête de perche (3) comprend une perche courte (36) sur laquelle est montée la première partie (6) ou la deuxième partie (7) des moyens de solidarisation (6, 7). 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que la tête de perche (3) comprend un verrou (34) actionnable par rotation de la perche (4). 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce femelle (62) est une douille (621) de type à 20 empreinte hexagonale (622). 10. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce mâle (72) est une tête de vis (721) de type hexagonale. 25