Brevet FR3120840A1 — publié le 20220923

Dispositif de connexion électrique entre une locomotive et un wagon tender d’énergie Le dispositif de connexion (14) comprend au moins un connecteur (16) configuré pour connecter une première pluralité de câbles Haute Tension (18) à une deuxième pluralité de câbles Haute Tension, le connecteur (16) comprenant une prise mâle (24) et une prise femelle (26), et le dispositif de connexion comprenant un capot de protection (28) de la prise femelle (26) et un dispositif de verrouillage mécanique (30) de la prise mâle (24) une fois connectée à la prise femelle (26). Figure pour l'abrégé : Figure 2 Dispositif de connexion électrique entre une locomotive et un wagon tender d’énergie La présente invention concerne un dispositif de connexion électrique entre une locomotive et un wagon tender d’énergie, le dispositif comprenant au moins un connecteur. Un wagon tender d’énergie permet d’alimenter une locomotive électrique de véhicule ferroviaire pour réaliser un service sans utiliser de caténaire, au moyen de câbles électriques connectés entre la locomotive et le wagon tender d’énergie. Il existe des connecteurs destinés à connecter une première pluralité de câbles électriques avec une deuxième pluralité de câbles électriques, les câbles électriques étant connectés électriquement deux à deux. De tels connecteurs présentent en général la forme d’un boîtier, la première pluralité de câbles arrivant d’un côté du boîtier et la deuxième pluralité de câbles arrivant de l’autre côté du boîtier. En particulier, on connaît des connecteurs multiples placés à l’avant ou à l’arrière de la locomotive sous le pare-brise, tels que les connecteurs UIC 552. Ces connecteurs comprennent, vu les puissances engagées quatre prises de gros volume, deux prises étant nécessaires pour le pôle positif et deux prises pour le pôle négatif, nécessitant de modifier le carénage de la locomotive et d’ajouter des supports soudés. Ces connecteurs sont particulièrement encombrants, peu aisés à manipuler par un opérateur, et peu esthétiques. L’invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer un dispositif de connexion électrique entre une locomotive et un tender d’énergie présentant un encombrement raisonnable, simple d’utilisation et garantissant la sécurité des opérateurs. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de connexion électrique entre une locomotive d’un véhicule ferroviaire et un wagon tender d’énergie, le dispositif de connexion comprenant au moins un connecteur configuré pour connecter une première pluralité de câbles Haute Tension à une deuxième pluralité de câbles Haute Tension, le connecteur comprenant une prise mâle et une prise femelle, et le dispositif de connexion comprenant un capot de protection de la prise femelle et un dispositif de verrouillage mécanique de la prise mâle une fois la prise mâle connectée à la prise femelle. Un dispositif de connexion selon l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toute combinaison techniquement envisageable : - la prise mâle et la prise femelle sont de formes complémentaires et sont avantageusement associées l’une à l’autre au moyen d’une liaison de type queue d’aronde ; - le capot de protection est susceptible de prendre une position verrouillée dans laquelle le capot de protection est fermé et la prise mâle ne peut être insérée dans la prise femelle, et une position déverrouillée dans laquelle le capot de protection est ouvert et la prise mâle peut être insérée dans la prise femelle ; - le capot de protection est propre à passer en position verrouillée ou déverrouillée au moyen d’une clé ; - le dispositif de verrouillage mécanique de la prise mâle est du type à genouillère ; - la première pluralité de câbles Haute Tension et la deuxième pluralité de câbles Haute Tension comprennent chacune quatre câbles Haute Tension. L’invention concerne également un véhicule ferroviaire comprenant au moins une locomotive et un wagon tender d’énergie, le véhicule ferroviaire comprenant au moins un dispositif de connexion électrique tel que décrit précédemment., agencé entre la locomotive et le wagon tender d’énergie. Selon un mode de réalisation particulier du véhicule ferroviaire, la locomotive comprend un pare-chocs et au moins deux tampons d’absorption de choc au niveau du pare-chocs, le dispositif de connexion étant placé sous le au moins un tampon d’absorption de choc. L’invention concerne également un procédé de raccordement du dispositif de connexion tel que décrit ci-dessus, le procédé comprenant les étapes suivantes : le capot de protection de la prise femelle est ouvert ; le dispositif de verrouillage mécanique de la prise mâle est passé en position déverrouillée ; la prise mâle est insérée dans la prise femelle ; le dispositif de verrouillage mécanique de la prise mâle est passé en position verrouillée de façon à bloquer les mouvements de translation de la prise mâle vers l’extérieur de la prise femelle ; le capot de protection est maintenu dans une position ouverte. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : La représente schématiquement une locomotive reliée à un wagon tender d’énergie par un dispositif de connexion selon l’invention ; La représente schématiquement un dispositif de connexion selon l’invention ; et La représente schématiquement l’emplacement d’un dispositif de connexion selon l’invention sur une locomotive. On a représenté sur la une locomotive 10 de véhicule ferroviaire reliée à un wagon tender d’énergie 12 au moyen d’un dispositif de connexion 14 représenté plus en détail sur la . Le dispositif de connexion 14 selon l’invention comprend au moins un connecteur 16. Le dispositif de connexion 14 selon l’invention est de préférence adapté pour tout véhicule ferroviaire avec une ligne à Haute Tension dont la tension est comprise entre 1000 V et 3000 V. Le dispositif de connexion 14 est adapté à un tender d’énergie 12 à pile à combustible, batterie ou diesel par exemple. Le dispositif de connexion 14 selon l’invention permet avantageusement de transmettre une puissance allant jusqu’à 1 MW en toute sécurité. D’autres puissances et tensions peuvent être aussi considérées. Le connecteur 16 se présente sous la forme d’un boîtier. Le boîtier est par exemple réalisé en acier inoxydable. Le connecteur 16 est destiné à connecter une première pluralité de câbles électriques 18 avec une deuxième pluralité de câbles électriques, les câbles électriques étant connectés électriquement deux à deux. La première pluralité de câbles 18 arrive d’un côté du connecteur 16 et la deuxième pluralité de câbles arrive de l’autre côté du connecteur 16. De préférence, la première pluralité de câbles 18 et la deuxième pluralité de câbles comprennent chacune deux, trois ou quatre câbles, la première et la deuxième pluralité de câbles 18 comprenant le même nombre de câbles. Les câbles 22 de chaque pluralité de câbles 18 sont des câbles Haute Tension, supportant une tension comprise entre 1000 V et 3000 V. De préférence, les câbles 22 présentent une section de 185 mm². Avantageusement, les câbles sont blindés. On définit des directions longitudinale X, transversale Y et d’élévation Z, selon les directions habituelles de déplacement d’un véhicule ferroviaire. Le connecteur 16 présente avantageusement une longueur maximale, prise selon la direction transversale Y, comprise entre 350 mm et 400 mm. Le connecteur 16 présente avantageusement par exemple une largeur maximale, prise selon la direction longitudinale X, comprise entre 350 mm et 400 mm. Le connecteur 16 présente avantageusement par exemple une hauteur maximale, prise selon la direction d’élévation Z, comprise entre 100 mm et 200 mm. Le connecteur 16 comprend une prise mâle 24 et une prise femelle 26 complémentaires l’une de l’autre. La prise mâle présente un indice de protection IP2X. Un tel indice assure la sécurité des personnes susceptibles de manipuler le dispositif de connexion 14. Sur la , la prise mâle 24 et la prise femelle 26 sont reliées par exemple au moyen d’une liaison de type queue d’aronde. On entend par liaison de type queue d’aronde que la prise mâle 24 présente une saillie en forme de queue d’aronde complémentaire d’un renfoncement dans la prise femelle 26 en forme de queue d’aronde, et que la prise mâle 24 présente un renfoncement en forme de queue d’aronde complémentaire d’une saillie dans la prise femelle 26 en forme de queue d’aronde. Selon des variantes, le type de liaison entre la prise mâle 24 et la prise femelle 26 est différent et les prises mâle 24 et femelle 26 présentent toute forme techniquement envisageable, tant que la prise mâle 24 et la prise femelle 26 sont de formes complémentaires. Le dispositif de connexion 14 comprend un capot de protection 28 de la prise femelle 26. Le capot de protection 28 est par exemple relié à la prise femelle 26 au moyen d’une liaison pivot d’axe sensiblement parallèle à la direction transversale Y. Avantageusement, le capot de protection 28 de la prise femelle 26 est susceptible de prendre une position verrouillée dans laquelle le capot de protection 28 est fermé et la prise mâle 24 ne peut être insérée dans la prise femelle 26, et une position déverrouillée dans laquelle le capot de protection 28 est ouvert et la prise mâle 24 peut être insérée dans la prise femelle 26. Le capot de protection 28 est par exemple propre à passer en position verrouillée ou déverrouillée à l’aide d’une clé. Selon des variantes, le capot de protection est propre à passer en position verrouillée ou déverrouillée à l’aide de systèmes de verrouillages différents. Le verrouillage du capot de protection assure la sécurité des personnels au sol et assure une protection contre les poussières, la neige, et les entrées d’eau. Le dispositif de connexion 14 comprend en outre un dispositif de verrouillage mécanique 30 de la prise mâle 24. Le dispositif de verrouillage mécanique 30 de la prise mâle 24 permet de verrouiller la prise mâle 24 lorsqu’elle est insérée dans la prise femelle 26. Avantageusement, le dispositif de verrouillage mécanique 30 de la prise mâle 24 est du type à genouillère. Il est ici entendu que le dispositif de verrouillage 30 comprend par exemple une tige 31 d’axe sensiblement parallèle à la direction transversale Y, mobile en rotation autour d’une liaison pivot tubulaire fixée sur le connecteur 16, la liaison pivot étant d’axe sensiblement parallèle à la direction transversale Y. A cet effet, la tige 31 est reliée à la liaison pivot par au moins un bras. La tige 31 vient en appui contre la prise mâle 24 lorsqu’elle est en position verrouillée. Selon des variantes non représentées, le dispositif de verrouillage mécanique de la prise mâle est différent, par exemple il s’agit d’ un pêne de serrure ou un doigt de verrouillage qui pourrait être commandé électriquement.. Le dispositif de verrouillage mécanique 30 de la prise mâle 24 permet de maintenir la prise mâle 24 connectée à l’intérieur de la prise femelle 26 et évite ainsi le retrait inopiné de la prise mâle 24, notamment en service du véhicule ferroviaire. Avantageusement, la prise femelle 26 comprend un détecteur (non représenté) de la présence de la prise mâle 24. Un tel détecteur permet l’affichage d’un signal, par exemple lumineux, lorsque la prise mâle 24 est correctement connectée. Le détecteur contribue à la sécurité globale du dispositif de connexion 14. Comme visible sur la , la locomotive 10 comprend de façon connue un pare-chocs 32 et deux tampons d’absorption de choc 34 au niveau du pare-chocs 32 (un seul est visible sur la ). Le dispositif de connexion 14 est représenté ici sans le capot 28 et le dispositif de verrouillage mécanique 30 de la prise mâle, cette figure a uniquement pour but de représenter l’emplacement du dispositif de connexion 14 sur la locomotive 10. Dans l’exemple représenté sur la , deux dispositifs de connexion 14 selon l’invention sont placés chacun sous un tampon d’absorption de choc 34 respectif de la locomotive 10. Ainsi, l’accès au dispositif de connexion 14 est aisé pour un opérateur et ne nécessite pas d’équipement supplémentaire tel qu’un escabeau pour atteindre des zones difficiles d’accès de la locomotive. La sécurité de l’opérateur en est également améliorée. Un procédé de raccordement du dispositif de connexion 14 selon l’invention va maintenant être décrit. Le capot de protection 28 est déverrouillé, en particulier en insérant une clé dans une serrure de verrouillage 36 du capot de protection 28. Le dispositif de verrouillage mécanique 30 de la prise mâle 24 est passé en position déverrouillée. La prise mâle 24 est insérée dans la prise femelle 26, par exemple manuellement. La clé est libérée de préférence par l’insertion de la prise mâle 24 dans la prise femelle 26 en étant éjectée par la serrure. Le dispositif de verrouillage mécanique 30 de la prise mâle 24 est passé en position verrouillée de façon à bloquer les mouvements de translation de la prise mâle 24 vers l’extérieur de la prise femelle 26. Le capot de protection 28 est maintenu dans une position déverrouillée, également appelée position de stockage. Pour déconnecter le dispositif de connexion 14, il suffit de passer le dispositif de verrouillage mécanique 30 de la prise mâle 24 en position déverrouillée, de retirer la prise mâle 24 de la prise femelle 26, de fermer le capot de protection 28 et de le verrouiller à l’aide de la clé. La mise en œuvre est donc particulièrement simple, et l’opérateur responsable de la connexion du dispositif selon l’invention réalise l’ensemble des opérations en toute sécurité. Grâce au dispositif de connexion 14 selon l’invention, la manœuvre de raccordement peut être effectuée par une seule personne. Le dispositif de connexion 14 selon l’invention permet en outre d’utiliser des éléments de base standard tels que des contacts électriques ou des câbles. La liaison entre la prise mâle 24 et la prise femelle 26 est facilement démontable sans outil et peut être déconnectée de nombreuses fois par jour par un opérateur, par exemple lors d’une mise en service ou d’un retournement de la locomotive 10 et/ou du wagon tender d’énergie 12. Dispositif de connexion électrique (14) entre une locomotive (10) d’un véhicule ferroviaire et un wagon tender d’énergie (12), le dispositif de connexion (14) comprenant au moins un connecteur (16) configuré pour connecter une première pluralité de câbles Haute Tension (18) à une deuxième pluralité de câbles Haute Tension, le connecteur (16) comprenant une prise mâle (24) et une prise femelle (26), et le dispositif de connexion comprenant un capot de protection (28) de la prise femelle (26) et un dispositif de verrouillage mécanique (30) de la prise mâle (24) une fois la prise mâle (24) connectée à la prise femelle (26). Dispositif de connexion électrique (14) selon la revendication 1, dans lequel la prise mâle (24) et la prise femelle (26) sont de formes complémentaires et sont avantageusement associées l’une à l’autre au moyen d’une liaison de type queue d’aronde. Dispositif de connexion électrique (14) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le capot de protection (28) est susceptible de prendre une position verrouillée dans laquelle le capot de protection (28) est fermé et la prise mâle (24) ne peut être insérée dans la prise femelle (26), et une position déverrouillée dans laquelle le capot de protection (28) est ouvert et la prise mâle (24) peut être insérée dans la prise femelle (26). Dispositif de connexion électrique (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le capot de protection (28) est propre à passer en position verrouillée ou déverrouillée au moyen d’une clé. Dispositif de connexion électrique (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de verrouillage mécanique (30) de la prise mâle (24) est du type à genouillère. Dispositif de connexion électrique (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la première pluralité de câbles Haute Tension (18) et la deuxième pluralité de câbles Haute Tension comprennent chacune quatre câbles Haute Tension. Véhicule ferroviaire comprenant au moins une locomotive (10) et un wagon tender d’énergie (12), le véhicule ferroviaire comprenant au moins un dispositif de connexion électrique (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, agencé entre la locomotive (10) et le wagon tender d’énergie (12). Véhicule ferroviaire selon la revendication 7, dans lequel la locomotive (10) comprend un pare-chocs (32) et au moins deux tampons d’absorption de choc (34) au niveau du pare-chocs (32), le dispositif de connexion (14) étant placé sous le au moins un tampon d’absorption de choc (34). Procédé de raccordement du dispositif de connexion (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes : le capot de protection (28) de la prise femelle (26) est ouvert ; le dispositif de verrouillage mécanique (30) de la prise mâle (24) est passé en position déverrouillée ; la prise mâle (24) est insérée dans la prise femelle (26) ; le dispositif de verrouillage mécanique (30) de la prise mâle (24) est passé en position verrouillée de façon à bloquer les mouvements de translation de la prise mâle (24) vers l’extérieur de la prise femelle (26) ; le capot de protection (28) est maintenu dans une position ouverte.