FR2876635A1 - Croisement de deux rails de guidage faisant partie d'un ensemble de captage au sol d'energie electrique pour un vehicule - Google Patents

Abstract

Le croisement (2) est prévu pour deux rails de guidage (3) sur lesquels roule un dispositif de guidage d'un véhicule à alimentation électrique par le sol ou un dispositif de guidage d'un ensemble de captage d'énergie électrique au sol, ces rails de guidage étant interrompus localement au niveau d'une zone (33) correspondant à leur intersection occupée par une pièce de coeur (34) et est caractérisé en ce que les rails de guidage présentent chacun sur une certaine longueur (43) avant et après le coeur une partie supérieure en porte-à-faux (44) délimitant sur la longueur de cette partie un espace vide vers le sol pour le libre passage de la partie inférieure de l'ensemble de captage d'énergie électrique au sol.Cette invention intéresse les véhicules électriques alimentés par le sol par un capteur guidé et pour certains en plus guidés par un rail au sol.

Description

La présente invention concerne un croisement de deux rails de guidage

faisant partie d'un ensemble de captage au sol d'énergie électrique de déplacement pour un véhicule.

Il peut s'agir de deux rails de guidage d'un véhicule routier ou d'entrepôts avec alimentation électrique par le sol mais aussi de deux rails de guidage du dispositif de guidage d'un ensemble de captage au sol d'énergie de déplacement d'un véhicule quelconque.

Les véhicules électriques visés sont des véhicules terrestres par exemple routiers, mais également ferroviaires. L'invention est particulièrement adaptée aux voies de circulation des véhicules de transport en commun urbains autoguidés à propulsion électrique, ces véhicules pouvant être de type ferroviaire ou à pneumatiques. L'invention n'est cependant pas limitée à cette application préférentielle.

Les véhicules électriques de ce type circulent sur une voie spécialement aménagée pour satisfaire tous les besoins du véhicule en matière de guidage et d'alimentation électrique.

La voie comporte ainsi au moins un rail de guidage et une ou plusieurs pistes linéaires électriquement conductrices utilisées pour l'alimentation au sol du véhicule, le rail de guidage pouvant porter une au moins de ces pistes conductrices.

Pour des raisons évidentes de sécurité, l'accès aux pistes conductrices est empêché par des protections linéaires surplombant celles-ci. Ces protections sont par exemple disposées en surface et affleurent au niveau du sol dans le cas d'un système enterré d'alimentation au sol.

Un dispositif de captage coopérant avec le système au sol est prévu sur le véhicule. Ce dispositif comporte au moins un sous-ensemble de captage doté d'un ou de plusieurs patins de captage en contact électrique de glissement avec les pistes linéaires conductrices au sol, qui en fonctionnement se déplacent sous ces protections linéaires de surface.

Les sous-ensembles de captage sont introduits en position de captage en début de ligne et ne sont ressortis qu'en fin de ligne. Généralement, ils ne peuvent être extraits en pleine ligne que dans des circonstances exceptionnelles mettant en jeu la sécurité des personnes.

Le but de l'invention est de faire se croiser deux voies de circulation avec captage d'énergie électrique au sol et guidage et donc deux rails de guidage pouvant porter chacun au moins une piste conductrice d'énergie électrique.

Lorsque deux de ces voies de circulation doivent se croiser, il se pose un certain nombre de problèmes. Les deux rails de guidage, tout comme les pistes linéaires conductrices doivent être interrompus au niveau du croisement tout en poursuivant le guidage du véhicule ou celui de son dispositif de captage. En outre, le croisement doit permettre le passage sans interférence des sous-ensembles de captage d'énergie électrique.

Pour résoudre ces problèmes techniques, l'invention permet de réaliser un croisement pour deux voies de roulage comprenant chacune un rail de guidage sur lequel roule un dispositif de guidage d'un véhicule à alimentation électrique par le sol ou de guidage d'un ensemble de captage d'énergie électrique au sol.

Chacun de ces rails de guidage est interrompus localement au niveau d'une zone correspondant à leur intersection qui est occupée par une pièce de coeur, distante des extrémités des rails, assurant un appui central lors du passage du dispositif de guidage.

Selon l'invention, les rails de guidage interrompus de part et d'autre de la pièce de coeur présentent chacun, au-delà ou en deçà de leur extrémité d'interruption, sur une longueur, une partie supérieure en porte-à-faux délimitant sur la longueur de cette partie, un espace vide vers le sol pour le libre passage de la partie inférieure de l'ensemble de captage d'énergie électrique au sol.

Au moins un des rails de guidage peut présenter sur au moins un de ses flancs au moins une piste conductrice, celle-ci ainsi que la partie voisine du flanc correspondant étant alors interrompues sur la longueur de la partie en porte-à-faux à partir de la pièce de coeur.

En outre, au moins un des rails de guidage peut présenter au moins un conducteur adjacent d'alimentation dont l'une des faces constitue une piste latérale conductrice, celle-ci étant interrompue sur une certaine longueur en deçà et au-delà de la pièce de coeur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue générale en perspective d'un croisement selon l'invention de deux rails de guidage, les plaques de protection de surface étant enlevées; la figure 2 est une vue générale similaire à celle de la figure 1 mais avec des plaques de protection disposées en surface; la figure 3 est une vue de dessus schématique et en plan de l'ensemble de croisement montrant les conducteurs adjacents formant des pistes latérales; 35. la figure 4 est un agrandissement en perspective de la zone centrale du croisement illustré sur la figure 1; 4 2876635 la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un exemple de rail de guidage pouvant être utilisé pour réaliser un croisement selon l'invention; la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un exemple compatible avec l'invention de dispositif au sol de guidage et de fourniture de courant, coopérant avec un dispositif de captage embarqué, au niveau d'une portion rectiligne de la voie de circulation.

Le croisement selon la présente invention va maintenant être décrit de façon détaillée en référence aux figures 1 à 6 qui correspondent à un mode de réalisation préférentiel de l'invention. Les éléments équivalents représentés sur les différentes figures porteront les mêmes références numériques.

Sur les figures 1 à 4, on a représenté à titre illustratif deux voies de circulation 1 pour un véhicule électrique alimenté par le sol, véhicule par exemple mais non obligatoirement routier et de préférence autoguidé.

Les deux voies de circulation 1 se croisent au niveau d'un croisement 2 aménagé selon l'invention et illustré plus particulièrement sur l'agrandissement de la figure 4.

Chacune de ces voies 1 comporte un rail de guidage 3 servant au guidage du véhicule lui-même ou à celui de son bras de captage.

Une variante préférentielle mais non exclusive d'un tel rail de guidage 3, compatible avec le croisement 2 selon l'invention, a été représentée seule et en section transversale sur la figure 5.

Avantageusement, le rail 3 peut être réalisé, de préférence par extrusion, en matériau électriquement isolant et mécaniquement résistant. Divers procédés actuels permettent d'obtenir des pièces dont la résistance est maximale dans le sens de l'extrusion avec selon le cas des fibres de renforcement.

Cependant, on peut également envisager le cas d'un rail métallique si l'on s'assure que sa partie émergée est à un potentiel électrique nul ou sans danger pour les personnes.

Sur le mode de réalisation représenté, le rail 3 présente un corps 4 dont la forme générale de section est de type sensiblement triangulaire.

Afin d'économiser de la matière tout en assurant une résistance satisfaisante vis-à-vis des efforts latéraux, le corps 4 du rail présente de préférence une structure en caissons creux et comporte ainsi par exemple deux caissons superposés 5 et 6 à section sensiblement trapézoïdale, séparés par une paroi 7 et surmontés par une canal intérieur 8 de section préférentiellement cylindrique.

Le corps du rail 4 se poursuit vers le haut par une tête de rail 9 pleine, pouvant également être appelée champignon. Elle présente, dans l'exemple représenté, une section de forme générale en trapèze à deux flancs inférieurs 10 inclinés et divergents vers le haut, à deux pistes de roulement 11 inclinées convergentes vers le haut et réunies en partie supérieure par une table 12 par exemple légèrement bombée.

Il peut ainsi servir de rail de guidage pour un ensemble de guidage du véhicule ou du bras de captage, qui peut comporter deux galets de guidage inclinés en V, venant rouler sur les deux pistes inclinées 11 correspondantes de la tête du rail 9.

Vers le bas, le corps 4 du rail 3 se termine de préférence par une base élargie 13 laissant dépasser de chaque coté une bordure longitudinale d'appui 14 permettant son ancrage.

Le rail 3 peut servir, en plus de sa fonction de guidage, de support à une ou plusieurs piste(s) conductrice(s) 15 par exemple d'alimentation électrique ou de retour à zéro volt. Ces pistes, par exemple réalisées en acier, sont de préférence au nombre de deux et disposées sur chacun des flancs 16 du rail de guidage 3. Les pistes 15 sont préférentiellement symétriques et sensiblement verticales, comme représenté sur la figure 5.

En fonctionnement, deux sous-ensembles de captage 17, dont un exemple est représenté sur la figure 6, se déplacent de part et d'autre du rail de guidage 3, leur patin de captage 18 s'appuyant contre et glissant le long des pistes conductrices 15.

Un exemple de réalisation d'une voie de circulation 1 permettant un croisement selon l'invention a été représenté en coupe sur la figure 6 au niveau d'une portion rectiligne, afin de permettre au lecteur une meilleure compréhension.

Cet exemple de réalisation illustre plus particulièrement le système d'alimentation électrique du véhicule formé de deux dispositifs complémentaires qui coopèrent pour permettre de réaliser à partir du sol l'alimentation des circuits électriques d'utilisation embarqués: un ensemble de fourniture de courant électrique 19 disposé au sol et un dispositif de captage de courant 20, embarqué sur le véhicule et se déplaçant avec ce dernier.

L'ensemble de fourniture de courant 19 est contenu dans une goulotte 21, ouverte au niveau de sa face supérieure et de section sensiblement rectangulaire, mise en place dans une tranchée. Il se compose principalement d'un rail 3 de préférence central et d'au moins un, mais de préférence deux conducteurs linéaires d'alimentation 22 reliés chacun à une tension d'alimentation.

Ces conducteurs d'alimentation 22 sont parallèles et adjacents au rail de guidage 3. Une de leurs faces sert de piste pour un frotteur ou patin de collecte de tension. Pour cette raison, on l'appellera piste latérale conductrice 23. Dans le cas de deux conducteurs, il existe deux pistes latérales conductrices 23.

Dans cet exemple, le retour par le zéro électrique s'effectue le long du rail 3, qui porte à cet effet deux pistes conductrices 15 de retour à zéro volt, préférentiellement symétriques. Le rail 3 sert également de rail de guidage pour le guidage du véhicule ou du système de captage.

Le rail 3 est immobilisé dans le fond de la goulotte 21 sur des traverses 24 disposées à intervalles réguliers. Au niveau de chacune des extrémités latérales de ces traverses 24, est immobilisée par clipsage l'extrémité inférieure d'un profilé de flanc 25 qui délimite latéralement l'ensemble 19 de fourniture de courant électrique.

Les conducteurs linéaires d'alimentation 22 formant les pistes latérales conductrices 23 sont portés par une série d'étriers 26, fixés à intervalles sur les profilés de flanc 25, par lesquels ils sont suspendus. Un profilé de protection 27 est fixé au niveau de l'extrémité supérieure de chaque profilé de flanc 25, de manière à interdire tout accès non autorisé aux conducteurs linéaire 22 sous tension.

La collecte de l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement des circuits d'utilisation du véhicule s'effectue au moyen du dispositif de captage de courant 20 embarqué sur le véhicule, qui comprend deux sousensembles mobiles de captage 17 circulant dans la goulotte 21 de part et d'autre du rail 3.

Chacun de ces sous-ensembles de captage 17 comporte en position centrale un patin de puissance 28 destiné à venir en contact de glissement avec la piste latérale 23 du conducteur d'alimentation 22 correspondant, et, sur son flanc dirigé vers le rail 3, un patin zéro volt 29 disposé de manière à être en contact électrique de glissement avec la piste conductrice de retour à zéro volt 15 correspondante portée par le rail 3.

Bien entendu, ces patins sont de préférence montés en rappel élastique de contact avec les conducteurs correspondants de manière à assurer un contact électrique satisfaisant en toute circonstance.

Les deux sous-ensembles de captage 17 sont portés et réunis mécaniquement par un ensemble porteur 30, qui assure en outre la liaison électrique entre ces sous-ensembles de captage 17 et les circuits utilisateurs du véhicule. Cet ensemble porteur 30 est de préférence monté sur le bras de guidage du véhicule en vue de sa stabilité dynamique.

L'invention permet de réaliser astucieusement les croisements de deux voies.

Au niveau du croisement 2, le rail 3 est immobilisé sur une plaque de fond 31 sensiblement plane, de préférence par l'intermédiaire de pièces de pincement 32 dites de clamage. Sur l'exemple représenté, le rail de guidage 3 se trouve de préférence sensiblement au centre de chaque voie de circulation 1.

Les deux rails de guidage 3 sont interrompus localement au niveau d'une zone 33 correspondant à leur intersection. De même, les éventuels conducteurs linéaires d'alimentation 22 sont aussi interrompus dans la zone d'intersection 33.

Au centre de cette zone 33, c'est-à-dire à l'emplacement géométrique de l'intersection, se trouve montée une pièce de coeur 34 à distance de l'extrémité 35 des rails de guidage 3 interrompus et à distance de l'extrémité 36 des éventuels conducteurs 22 interrompus.

Cette pièce de coeur 34 est une pièce intermédiaire d'appui formée de préférence d'un corps 37 à section par exemple en losange, prolongé vers le haut par une tête 38 plus large et de forme 9 2876635 sensiblement en losange.

La tête 38 de la pièce de coeur 34 présente sur chacun de ses côtés, une piste de roulement 39 des galets de guidage, située dans le prolongement de la piste de roulement 11 correspondante de l'un des rails de guidage 3 et conformée de manière à lui correspondre.

Ainsi, pour le mode de réalisation représenté, la tête 38 de la pièce de coeur 34 comporte, comme la tête 9 des rails de guidage 3, des flancs inférieurs 40 inclinés et divergents vers le haut, prolongés par les pistes de roulement 39 inclinées en sens opposé, convergentes vers le haut et réunies en partie supérieure par une table 41.

La présence de la pièce de coeur 34 permet d'assurer la continuité du guidage par les galets de guidage. Pour atteindre ce but, les tronçons de rail 3 antérieurs et postérieurs au croisement 2 doivent être poursuivis le plus près possible de cette pièce de coeur 34.

Le corps 37 de la pièce de coeur 34 doit être prévu suffisamment étroit à sa base pour ne pas interférer avec le passage des patins de captage 18.

La pièce de coeur 34 comporte en partie inférieure un socle 42, par exemple sensiblement plan et horizontal et préférentiellement de contour en losange, par l'intermédiaire duquel elle est fixée sur la plaque fond 31. Ce socle 42 doit présenter des dimensions suffisantes pour assurer une bonne stabilité de la pièce de coeur 34.

Pour rendre possible le passage du système de captage de courant sans risque de gêne, de casse ou de frottements, un espace suffisant doit être laissé libre au niveau du croisement en partie inférieure du dispositif.

De ce fait et selon une caractéristique essentielle de l'invention, les rails de guidage 3 ont été évidés ou tronqués en partie inférieure sur toute une portion 43 de leur longueur située à proximité de la zone d'intersection 33, au-delà ou en deçà de celle-ci.

Un espace suffisant est ainsi laissé libre pour le passage des sousensembles de captage 17 dans la zone d'intersection 33 où les rails de guidage 3 sont très proches l'un de l'autre, tout en conservant le plus longtemps possible les pistes de roulement 11 nécessaires au guidage.

La partie supérieure restante 44 du rail 3, qui se trouve en porte-à-faux, doit alors supporter seule les efforts du bras de guidage. Afin d'éviter tout risque de casse, la partie supérieure en porte-à- faux 44 du rail 3 peut être rigidifiée par une armature intérieure. Il s'agit par exemple d'une tige de rigidification 45, préférentiellement en acier et par exemple en tube creux, qui peut être placée dans une cavité longitudinale prévue dans la partie supérieure du rail.

Avantageusement, dans la variante représentée, la tige de rigidification 45 peut être logée dans le canal intérieur 8 du rail de guidage 3 au niveau de la partie supérieure en porte-à-faux 44 de celui-ci.

Cette tige de rigidification 45 peut par exemple, être insérée dans son logement lors de la pose ou à la fabrication du rail. On peut également envisager de surmouler le rail sur la tige 44 dans le cas d'un rail de guidage réalisé en matière plastique.

De préférence, la longueur de la portion évidée ou tronquée 43 est inférieure à la demi largeur de voie du véhicule portant le bras de guidage.

Lorsqu'elle est présente, la piste conductrice 15 ainsi que la partie voisine du flanc 16 correspondant sont interrompues sur toute la longueur évidée ou tronquée 43 du rail de guidage 3. Afin de dégager progressivement le patin de captage 18, puis de le remettre progressivement en tension mécanique, la piste conductrice 15 du rail de guidage 3 est préférentiellement interrompue en débutant par une plage de transition 46, de préférence réalisée sous la forme d'une rampe d'engagement/dégagement 47 pour le patin de captage 18 frottant sur celleci, en amont et en aval de l'intersection 33, au début et à la fin de la zone évidée ou tronquée 43 à partie supérieure en porte-à-faux.

Cette rampe 47 peut par exemple affecter une forme en biseau à une ou deux pentes successives, une forme arrondie, ou toute autre forme progressive appropriée.

Il en est de même pour les pistes latérales conductrices 23 des conducteurs 22 qui sont interrompues à un niveau adapté par exemple au début de la zone en porte-à-faux 43 ou un peu en avant par rapport à celle-ci.

De préférence, l'une au moins de ces pistes latérales conductrices 23 présente au niveau de sont extrémité d'interruption une plage de transition 48 en rampe de d'engagement/dégagement 49 permettant l'engagement ou l'échappement progressif et en douceur du patin de captage 28 correspondant se déplaçant sur celle-ci. Cette plage de transition 48 peut comme précédemment être réalisée sous la forme d'une rampe en biseau à une ou deux pentes successives.

L'échappement provisoire du contact glissant du patin de captage 18 sur la ou les piste(s) conductrice(s) 15 et/ou 23 interrompue(s) peut être relayé temporairement par un autre captage électrique par exemple celui d'un autre ensemble de captage du véhicule, situé par exemple à l'autre extrémité de la rame ou de la voiture. Il peut également être compensé par un basculement de l'alimentation du véhicule sur un système de batteries embarquées.

On peut aussi envisager de ne pas compenser cette rupture provisoire d'alimentation, le véhicule continuant sur sa lancée pour traverser la faible longueur du croisement.

Par ailleurs, et comme représenté sur la figure 2, des supports 50 fixés sur et par exemple mécano-soudés sur la plaque de fond 31, permettent la fixation de plaques de protection 51 qui affleurent au niveau de la partie supérieure des rails de guidage 3 et sont préférentiellement situées sensiblement au niveau de la surface du sol dans le cas d'un dispositif enterré.

Ces plaques de protection 51 interdisent l'accès aux pistes conductrices 15 et autres éléments dangereux sous tension, mais laissent libres les pistes de roulement 11 des têtes 9 des rails de guidage 3. Ces plaques de protection 51 peuvent supporter le poids d'un véhicule sur roues qui les traverse.

De manière évidente, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation préférentiel décrit précédemment et représenté sur les différentes figures, l'homme du métier pouvant y apporter de nombreuses modifications et imaginer d'autres variantes sans sortir de la portée et du cadre de l'invention.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Croisement (2) pour deux voies de roulage comprenant chacune un rail de guidage (3) sur lequel roule un dispositif de guidage d'un véhicule à alimentation électrique par le sol ou de guidage d'un ensemble de captage d'énergie électrique au sol, chacun de ces rails de guidage (3) étant interrompu localement au niveau d'une zone (33) correspondant à leur intersection qui est occupée par une pièce de coeur (34) distante des extrémités (35) des rails (3), assurant un appui central lors du passage du dispositif de guidage caractérisé en ce que les rails de guidage (3) interrompus de part et d'autre de la pièce de coeur présentent chacun, audelà ou en deçà de leur extrémité d'interruption (35), sur une longueur (43), une partie supérieure en porte-à-faux (44) délimitant sur la longueur (43) de cette partie, un espace vide vers le sol pour le libre passage de la partie inférieure de l'ensemble de captage d'énergie électrique au sol.

2. Croisement selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'au moins un des rails de guidage (3) présente sur au moins un de ses flancs (16) au moins une piste conductrice (15), celle-ci ainsi que la partie voisine du flanc (16) correspondant étant interrompues sur la longueur (43) de la partie en porte-à-faux (44) à partir de la pièce de coeur (34).

3. Croisement selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'un au moins des rails de guidage (3) présente au moins un conducteur adjacent d'alimentation (22) dont l'une des faces constitue une piste latérale conductrice (23), celle-ci étant interrompue sur une certaine longueur en deçà et au-delà de la pièce de coeur (34).

4. Croisement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie supérieure en porte-à-faux (44) de l'un au moins des rails de guidage (3) est rigidifiée par une armature intérieure.

5. Croisement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins un des rails de guidage (3) présente un canal intérieur (8) le long de sa partie supérieure.

6. Croisement selon les revendications 4 et 5 caractérisé en ce que le canal intérieur (8) est occupé par une tige de rigidification (45) dans la partie en porte-à-faux (44).

7. Croisement selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que l'au moins une piste conductrice (15) est interrompue en débutant par une plage de transition (46) en rampe de d'engagement/dégagement (47) pour le patin de captage (18, 29) frottant sur celle-ci.

8. Croisement selon la revendication précédente caractérisé en ce que la plage de transition (46) est une rampe (47) en biseau à une ou deux pentes successives.

9. Croisement selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 caractérisé en ce qu'au moins l'un des rails de guidage (3) comporte une piste conductrice (15) de retour à zéro volt sur chacun de ses flancs (16).

10. Croisement selon l'une quelconque des revendications 3 à 9 caractérisé en ce que l'au moins une piste latérale conductrice (23) est interrompue en débutant par une plage de transition (48) en rampe de d'engagement/dégagement (49) pour le patin de captage (18, 28) se déplaçant sur celle-ci.

11. Croisement selon la revendication précédente caractérisé en ce que la plage de transition (48) est une rampe (49) en biseau à une ou deux pentes successives.

12. Croisement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce de coeur (34) est une pièce intermédiaire d'appui formée d'un corps (37) prolongé vers le haut par une tête (38) plus large et de forme sensiblement en losange.

13. Croisement selon la revendication précédente caractérisé en ce que la tête (38) de la pièce de coeur (34) présente sur chacun de ses côtés une piste de roulement (39) située dans le prolongement de la piste de roulement (11) correspondante de l'un des rails de guidage (3) et conformée de manière à lui correspondre.

14. Croisement selon la revendication précédente caractérisé en ce que la tête (38) de la pièce de coeur (34) comporte des flancs inférieurs (40) inclinés et divergents vers le haut, prolongés par des pistes de roulement (39) inclinées en sens opposé et réunies en partie supérieure par une table (41).

15. Croisement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les rails (3) sont immobilisés sur une plaque de fond (31) sensiblement plane.

16. Croisement selon la revendication précédente caractérisé en ce que la pièce de coeur (34) comporte un socle (42) en partie inférieure, par l'intermédiaire duquel elle est fixée sur la plaque fond (31).

17. Croisement selon la revendication 15 caractérisé en ce que des supports (50) fixés sur la plaque de fond (31) permettent la fixation de plaques de protection (51) affleurant au niveau de la partie supérieure des rails de guidage (3).