<Desc/Clms Page number 1>
CHARBON FROTTEUR A MONTURE COULEE.
Les archets à charbon frotteur pour tramways et chemins de fer é- lectriques, à monture métallique coulée autour du charbon sont connus de longue date. Comparativement aux frotteurs à armature métallique profilée rapportée, les charbons frotteurs à monture métallique coulée autour du charbon, offrent Davantage que le charbon et le métal sont intimement liés par les forces de retrait engendrées par le métal en se refroidissant, et ce tant électriquement que mécaniquement. De pareils archets à charbon frotteur à monture coulée au- tour du charbon présentent néanmoins certains inconvénients, notamment celui provoqué par les forces de retrait du métal s'exerçant en sens divers qui sou- mettent le charbon à de fortes sollicitations ce qui provoque le bris du char- bon si l'on ne prend pas des mesures particulières.
Celles-ci consistent par exemple à interposer entre le charbon et le métal des amortisseurs de retrait en tissu métallique élastique, pouvant être fortement comprimés lors du re- trait ou encore à insérer lors de la coulée entre le métal liquide et le char- bon, une mince feuille métallique sur laquelle le métal peut glisser en se con- tractant. On a également essayé de combiner des profilés métalliques avec le métal coulé. Bien que ces moyens permettent de fabriquer un frotteur utilisa- ble, on ne peut toutefois pas avoir une certitude absolue de la perfection de l'assemblage et du contact électrique. Un autre inconvénient de la monture cou- lée autour du charbon, telle qu'on l'a exécutée jusqu'ici, est son poids très élevé.
Le frotteur entier constitué par le charbon et l'armature métallique doit pourtant se distinguer par un poids le moins élevé possible tout en of- frant une sécurité électrique et mécanique maximum.
La présente invention concerne un dispositif de prise de courant comportant une armature métallique combinée, coulée à la fois dans la pièce en charbon et autour de celle-ci, avantageusement en métal léger, qui offre les avantages d'un contact électrique sur et d'une grande solidité, le poids total du dispositif étant sensiblement inférieur à, celui des frotteurs, connus. La
<Desc/Clms Page number 2>
monture coulée enserrant le frotteur sur toute sa longueur est complètement supprimée et seuls les éléments de l'armature décisifs pour la résistance mé- canique sont conservés. D'autre part, l'armature doit pouvoir être adaptée à la pièce en charbon de façon que celle-ci ne soit pas soumise à des forces de pression ou de tension après le refroidissement de l'armature métallique cou- lée.
L'essentiel dans l'exécution de cette armature coulée est d'ef- fectuer la coulée en plusieurs opérations de telle sorte que les forces de retrait du métal apparaissant dans chaque opération soient'dirigées ou mesurées de manière qu'elles ne puissent pas détruire le charbon, tout en assurant un maximum de solidité et de contact électrique. On obtient en fin de compte une monture coulée en une pièce sans aucune liaison mécanique supplémentaire, tel- le que vissage, rivage ou soudage.
Le procédé de coulée et de retrait s'exécu- te en coulant d'abord dans une rainure longitudinale de la face inférieure de la pièce en charbon, cette rainure ayant par exemple une forme. en queue d'a- ronde, en T ou rayée, une mince nervure métallique dont le retrait est calculé de façon que le charbon ne soit pas soumis à des sollicitations de flexion, mais qu'il se produise uniquement un contact électrique intime entre le char- bon et le métal. Bien que pour arriver à ce résultat, on donne à la nervure mé- tallique de faibles dimensions, elle a cependant grâce à son profil sur champ, une force portante considérable sur toute sa longueur. Cette coulée peut être exécutée dans le sable, par injection ou en coquille.
Après le refroidisse- ment de la nervure métallique on peut aménager des évidements (gorges ou trous) dans la nervure métallique aux endroits où d'autres coulées doivent encore se faire,ce qui procure au métal coulé ensuite un appui supplémentaire ou une meilleure liaison, Dans la deuxième opération, on procède à la coulée des pièces d'extrémité, massives et portantes, et ce transversalement à la ner- vure métallique et autour de la partie inférieure du charbon conformée de fa- çon connue en queue d'aronde, tout en veillant à ce que la dilatation longitu- dinale de ces pièces d'extrémité soit la plus faible possible, pour que les pressions de retrait s'exercent en ordre principal transversalement à l'axe du frotteur qui, ainsi, n'est pas sollicité à la flexion.
La nervure métal- lique coulée en premier lieu est incluse dans les pièces d'extrémité coulées.
On a constaté qu'il était avantageux de couler également l'une.après l'autre. les deux pièces d'extrémité..
L'archet à charbon frotteur ainsi exécuté comporte donc unè ar- mature métallique dpnt les forces de retrait de la nervure sont sans effet sur le charbon,tandis que dans les pièces d'extrémité ces forces de retrait ne s' exercent qu'horizontalement. L'archet est exempt de tensions et possède une résistance mécanique élevée.
Afin d'éviter pour des raisons d'aérodynamisme, la.formation de tourbillons d'air contre la nervure métallique, on peut placer une tôle bombée de forme aérodynamique sur la face inférieure de l'archet à charbon de la ma- nière connue en soi. Toutefois, suivant l'invention, cette tôle est exécutée sous forme de support auxiliaire, du fait qu'elle est constituée par une tôle d'acier à ressort dur, prenant sur toute la longueur du charbon frotteur dans les rainures latérales de la queue d'aronde. Cette tôle est reliée mécanique- ment et électriquement , par rivage ou vissage, à la.face inférieure de. la ner- vure métallique et aux deux pièces d'extrémité. Elle contribue ainsi à renfor- cer encore la rigidité de l'ensemble du' dispositif de prise de eourant, et par- ticipe à la conduite ou.la prise du courant.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, montre une forme d'exé- cution de la présente invention, dans laquelle la.. pièce en charbon est recti- ligne.. -
La fig. 1 montre en vue de côté une pièce en charbon rectiligne
1 pourvue de la nervure en métal 2 qui y a été coulée lors d'une opération ini- tiale, cette nervure pouvant être pourvue en 8 d'évidements, par exemple des trous.
Les figs. 2, 3 et 4 montrent différentes formes de section trans- versale de la rainure et de la nervure. La pièce en charbon 1 comporte dans
<Desc/Clms Page number 3>
chaque variante les rainures latérales 3 lui donnant la forme en queue d'aron- de et la nervure métallique 2.
La fig. 5 montre en vue de côté une extrémité du charbon trot- teur 1 suivant la fig. l, pourvue de la pièce d'extrémité rapportée, tandis que la fig. 6 représente cette même extrémité en coupe transversale; 4 désigne la pièce d'extrémité portante, coulée autour de la nervure métallique 2 et-de la queue d'aronde 3 du charbon 1. La fig. 7 montre également en perspective une partie du charbon frotteur avec l'armature coulée complète et la tôle de pro- tection 5 conforme à l'invention, cette tôle étant fixée tant en 7 aux pièces d'extrémité qu'en 6 à la nervure métallique; faite en tble à ressort dur, la t6le 5 supporte le charbon trotteur proprement dit en prenant dans les rainu-- res de sa queue d'aronde.
REVENDICATIONS
1. Charbon frotteur à armature métallique coulée, caractérisé-en- ce que dans une ou, plusieurs gorges longitudinales de la face inférieure du charbon sont coulées une ou plusieurs nervures métalliques , avantageusement pourvues d'évidements pour deux pièces d'extrémité rapportées ultérieurement par coulée, qui sont coulées et font leur retrait transversalement à la ner- vure métallique et autour de la partie inférieure de la pièce de charbon avan- tageusement conformée en queue d'aronde, de sorte que grâce à la coulée de 1' armature en deux ou plusieurs parties, les forces de contraction et de retrait engendrées dans chaque partie métallique, ne s'exercent sur le charbon, pendant le refroidissement,
essentiellement chaque fois que dans une seule direction.
<Desc / Clms Page number 1>
CAST FRAME RUBBER CHARCOAL.
Carbon brush bows for tramways and electric railways, with metal frames cast around coal, have been known for a long time. Compared to wipers with an added profiled metal frame, wipers with a metal frame cast around the carbon offer more than the carbon and the metal are intimately linked by the withdrawal forces generated by the metal as it cools, both electrically and mechanically . Such charcoal bows with a frame cast around the charcoal nevertheless have certain drawbacks, in particular that caused by the forces of withdrawal of the metal acting in various directions which subject the charcoal to strong stresses which causes breakage. coal if no special measures are taken.
These consist, for example, of interposing between the carbon and the metal shrinkage dampers made of elastic metallic fabric, which can be strongly compressed during withdrawal or even to insert during the casting between the liquid metal and the carbon, a thin sheet of metal on which the metal can slide by contracting. We also tried to combine metal profiles with the cast metal. Although these means make it possible to manufacture a usable wiper, one cannot however be absolutely certain of the perfection of the assembly and of the electrical contact. Another disadvantage of the cast-around-charcoal mount, as hitherto executed, is its very heavy weight.
The entire wiper made up of the carbon and the metal frame must nevertheless be distinguished by the lowest possible weight while offering maximum electrical and mechanical safety.
The present invention relates to a socket device comprising a combined metal frame, cast both in and around the carbon part, preferably of light metal, which offers the advantages of electrical contact on and of great strength, the total weight of the device being substantially less than that of the known rubbers. The
<Desc / Clms Page number 2>
the cast frame enclosing the slider over its entire length is completely eliminated and only the elements of the frame which are decisive for the mechanical resistance are retained. On the other hand, the reinforcement must be able to be adapted to the carbon part so that the latter is not subjected to pressure or tension forces after the cast metal reinforcement has cooled.
The essential thing in the execution of this casting reinforcement is to carry out the casting in several operations so that the forces of withdrawal of the metal appearing in each operation are directed or measured in such a way that they cannot destroy charcoal, while ensuring maximum strength and electrical contact. The result is a one-piece cast frame without any additional mechanical connections, such as screwing, riveting or welding.
The casting and shrinking process is carried out by first casting in a longitudinal groove of the underside of the coal part, this groove having for example a shape. in round tail, in T or striped, a thin metallic rib whose shrinkage is calculated so that the carbon is not subjected to bending stresses, but that only an intimate electrical contact occurs between the charcoal and metal. Although to achieve this result, the small size metal rib is given, however, thanks to its profile on the field, it has a considerable load-bearing force over its entire length. This casting can be performed in sand, by injection or in shell.
After the metal rib has cooled, recesses (grooves or holes) can be made in the metal rib at places where other castings still have to be made, which gives the subsequently cast metal an additional support or a better bond, In the second operation, one proceeds to the casting of the end pieces, massive and bearing, and this transversely to the metal rib and around the lower part of the coal shaped in a known way as a dovetail, all taking care that the longitudinal expansion of these end pieces is as low as possible, so that the withdrawal pressures are exerted in the main order transversely to the axis of the wiper which, therefore, is not stressed bending.
The first cast metal rib is included in the cast end pieces.
It has been found to be advantageous to also pour one after the other. the two end pieces ..
The charcoal friction bow thus produced therefore has a metal frame in which the forces of withdrawal of the rib have no effect on the charcoal, while in the end pieces these withdrawal forces are exerted only horizontally. The bow is tension free and has high mechanical strength.
In order to avoid, for aerodynamic reasons, the formation of air vortices against the metal rib, it is possible to place a convex sheet of aerodynamic shape on the underside of the carbon bow in the known manner: self. However, according to the invention, this sheet is made in the form of an auxiliary support, because it consists of a sheet of hard spring steel, taking over the entire length of the friction carbon in the lateral grooves of the tail of 'dovetail. This sheet is mechanically and electrically connected, by riveting or screwing, to the lower face of. the metal rib and the two end pieces. It thus contributes to further reinforce the rigidity of the whole of the current pick-up device, and participates in the conduct or the taking of the current.
The accompanying drawing, given by way of example, shows one embodiment of the present invention, in which the carbon workpiece is straight.
Fig. 1 shows a side view of a straight charcoal piece
1 provided with the metal rib 2 which was cast therein during an initial operation, this rib possibly being provided with 8 recesses, for example holes.
Figs. 2, 3 and 4 show different cross-sectional shapes of the groove and the rib. The coal part 1 has in
<Desc / Clms Page number 3>
each variant has the lateral grooves 3 giving it the shape of a dovetail and the metal rib 2.
Fig. 5 shows a side view of one end of the trotter coal 1 according to FIG. 1, provided with the attached end piece, while FIG. 6 shows this same end in cross section; 4 denotes the bearing end piece, cast around the metal rib 2 and the dovetail 3 of the coal 1. FIG. 7 also shows in perspective a part of the rubbing carbon with the complete cast reinforcement and the protective sheet 5 according to the invention, this sheet being fixed both at 7 to the end pieces and at 6 to the metal rib. ; made of hard spring tble, the plate 5 supports the trotter carbon itself by taking in the grooves of its dovetail.
CLAIMS
1. Cast metal frame rubbing carbon, characterized-en- that in one or more longitudinal grooves of the underside of the carbon are cast one or more metal ribs, advantageously provided with recesses for two end pieces subsequently added by cast, which are cast and shrink transversely to the metal rib and around the lower part of the piece of coal advantageously shaped like a dovetail, so that by casting the frame in two or several parts, the forces of contraction and withdrawal generated in each metal part, are not exerted on the carbon, during cooling,
basically every time in one direction.