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WO 2009/044057 PCT/FR2008/051592
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DISPOSITIF DE GUIDAGE ET DE CAPTAGE D'ENERGIE ELECTRIQUE AU SOL
POUR VEHICULE, ET VEHICULE DE TRANSPORT URBAIN EQUIPE D'UN TEL
DISPOSITIF
La présente invention a pour objet un dispositif de captage
d'énergie électrique au sol et de guidage pour véhicule, ainsi
qu'un véhicule de transport urbain équipé d'un tel dispositif.
La présente invention concerne notamment le domaine du transport
urbain, automatique ou non, de personnes.
Dans ce domaine du transport urbain de personnes on connaît de
nombreuses techniques qui ont été mises en aeuvre avec plus ou
moins de succès. Ces techniques diffèrent soit par le mode de
propulsion, et/ou soit par le mode de guidage, et/ou soit par le
mode de captage de l'énergie électrique.
La propulsion est généralement électrique, tandis que le guidage
est réalisé au travers d'un rail ou de plusieurs.
En ce qui concerne le mode de captage de l'énergie électrique,
la technique la plus fréquemment utilisée consiste à disposer
sur le trajet du véhicule des câbles aériens auxquels se
connecte ledit véhicule. L'inconvénient de cette technique est
essentiellement esthétique, et pour y pallier il a été proposé
l'alternative de l'alimentation souterraine.
Dans le domaine de l'alimentation souterraine on connaît de
nombreux systèmes, lesquels doivent tous répondre au même
impératif, permettre la fourniture d'énergie au véhicule, sans
que cela présente un risque pour les personnes. On peut en effet
comprendre que l'alimentation étant réalisée au travers de
conducteurs nus sous tension, ceux-ci ne doivent pas être
accessibles aux personnes.
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La technique la plus courante est par exemple celle décrite dans
les documents JP 62181929 et EP 1 694 525, où les conducteurs
nus sous tension sont disposés dans un caniveau pratiqué dans la
chaussée et fermé par un platelage, tandis qu'un moyen capteur,
lié au véhicule, vient au contact desdits conducteurs en passant
par une fente pratiquée dans ledit platelage. Un tel système
nécessite, afin que le capteur demeure au contact des
conducteurs, que le guidage du véhicule soit réalisé de manière
précise par rapport à ceux-ci et donc audit caniveau, en sorte
qu'il est indispensable de recourir à l'utilisation d'au moins
un rail de guidage.
Dans le document JP 62181929, le guidage est réalisé par
l'intermédiaire de rails disposés de part et d'autre du
platelage et dans lesquels roule le véhicule à déplacer, tandis
que dans le document EP 1 694 525 il est réalisé au niveau de la
fente pratiquée dans le platelage.
Or, le guidage par rail présente de nombreux inconvénients en
zone urbaine, parce que les virages y sont serrés, notamment de
bruit et d'usure prématurée des rails et/ou des roues ou galets
du fait de la grande pression exercée par le poids du véhicule.
Pour pallier cet inconvénient il est indispensable de que
certains passages soient réalisés à très faible vitesse, au
détriment des souhaits de l'usager.
On connaît aussi par les documents FR 2 613 305, DE 76 067 et,
des dispositifs de guidage et de motorisation enterrés,
comprenant également un caniveau dans lequel peut se déplacer
tracteur, qui tire le véhicule qui est guidé en surface.
Dans le document FR 2 613 305 le tracteur roule sur les parois
verticales latérales du caniveau, et est mû par une source
d'énergie mécanique produite à l'intérieur dudit caniveau. Un
tel dispositif présente des inconvénients liés à l'usure des
éléments qui le composent, et de sécurité puisque le moyen
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moteur étant déporté dans le caniveau, il y a peu de possibilité
d'intervention directe en cas de dysfonctionnement. De plus, là
encore le guidage par rail du véhicule en surface présente des
inconvénients de bruit et d'usure.
Le document DE 76 067 décrit également un tracteur qui roule
dans une infrastructure et qui capte l'énergie nécessaire à son
avancement sur des conducteurs nus disposés le long du plafond
de ladite infrastructure, tandis que le véhicule de surface
roule sur des rails, en présentant les mêmes inconvénients
précités.
Le véhicule objet du document DE 36 01 128 présente la
particularité d'être équipé de deux motorisations, d'une part il
comporte un moteur à combustion, et d'autre part il est relié à
un tracteur souterrain fonctionnant à l'énergie électrique,
destiné à prendre le relais du moteur à combustion lors de
passage dans des lieux qui nécessitent du calme et/ou dans
lesquels il ne faut pas émettre de gaz d'échappement. Le
véhicule est guidé en surface par l'intermédiaire de glissières
latérales, contre lesquelles viennent rouler des roues latérales
d'axes verticaux. Si ce véhicule ne présente pas les
inconvénients du guidage par rail, il demeure encombrant
puisqu'il nécessite que lui soit réservé un couloir de
circulation, bordé par les glissières.
Les dispositifs de captage et de guidage de véhicule existants
présentent tous des inconvénients, principalement au niveau des
moyens de guidage du véhicule terrestre. La présente invention a
pour but de remédier à ces divers inconvénients en proposant un
dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage
pour véhicule, permettant d'alimenter en énergie électrique un
véhicule au travers de conducteurs nus, sans que ceux-ci soient
accessibles aux personnes, et permettant de s'affranchir des
superstructures, en ne nécessitant que des infrastructures.
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Le dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de
guidage pour véhicule selon l'invention comprend des conducteurs
nus sous tension disposés dans un caniveau pratiqué dans la
chaussée et fermé par un platelage, tandis que d'une part un
moyen capteur vient au contact desdits conducteurs en passant
par une fente pratiquée dans ledit platelage, et que d'autre
part ledit véhicule comporte un moteur électrique alimenté au
travers dudit moyen capteur, et qui permet de mouvoir
directement ou indirectement ledit véhicule, et il se
caractérise en ce que lesdits conducteurs consistent en des
rails et que ledit moyen capteur consiste en un chariot apte à
rouler sur lesdits rails et à être guidé par ceux-ci; et en ce
que ledit chariot est relié mécaniquement audit véhicule au
travers d'un bras articulé, et qu'il est muni de moyens de
mesures prévus aptes à mesurer le sens et l'amplitude des
déplacements dudit bras par rapport audit chariot, et à
transmettre ces données aux moyens de commande des organes de
direction dudit véhicule, en sorte de permettre de corriger la
trajectoire dudit véhicule.
Le guidage du véhicule est réalisé par une action sur les
organes de direction de celui-ci. Lors d'un changement de
direction des rails, le chariot suit ceux-ci mais pas le
véhicule, ce qui génère un déplacement du bras articulé par
rapport au chariot, et plus particulièrement à l'axe principal
de déplacement dudit chariot. Des moyens de mesures apprécient
le sens et l'amplitude de ce déplacement du bras, et ces données
sont transmises au moyen de commande des organes de direction,
lesquels corrigent alors la trajectoire du véhicule.
Selon une caractéristique additionnelle du dispositif de captage
d'énergie électrique au sol et de guidage selon l'invention, le
chariot comporte quatre roues, chacune à bande de roulement
conique et boudin de guidage, liées deux à deux en rotation,
tandis les rails sont de type champignon.
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Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de
captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon
l'invention, le chariot est disposé en avant du bras articulé et
est poussé par le véhicule.
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Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de
captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon
l'invention, le chariot est disposé en arrière du bras articulé
et est tiré par le véhicule.
Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de
captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon
l'invention, le bras articulé comprend une partie sensiblement
horizontale liée au véhicule par une extrémité au travers d'une
première articulation de type rotule, et par son autre
extrémité, au travers d'une seconde articulation de type rotule,
à un mât qui s'élève du chariot et qui est engagé dans la fente
longitudinale, ladite seconde articulation étant disposée au-
dessus du platelage qui ferme le caniveau pratiqué dans la
chaussée.
Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de
captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon
l'invention, le bras articulé est associé à des moyens de
commandes qui comprennent d'une part des moyens capteurs aptes à
mesurer l'angle formé par ledit bras avec l'axe longitudinal du
véhicule, et d'autre part des moyens d'action sur la direction
dudit véhicule, aptes à permettre une correction de trajectoire
proportionnelle.
Un tel dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de
guidage trouve une application toute particulière dans le
domaine du transport urbain, et permet la mise en aeuvre d'un
véhicule léger, automatique ou non, pour le transport de
personnes.
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Ainsi la présente demande a également pour objet un véhicule
pour le transport urbain de personnes, monté sur des roues à
bandage caoutchouc ou pneus, roulant librement sur la chaussée,
en enjambant le caniveau fermé par le platelage, et qui est
alimenté en énergie électrique et est guidé par un dispositif de
captage d'énergie électrique au sol et de guidage tel que décrit
précédemment.
Le véhicule est, de manière préférentielle, à propulsion de type
hydraulique, réalisée au travers d'une pompe hydraulique à
volume variable entraînée par un moteur électrique asynchrone ou
synchrone tournant à vitesse constante, et entraînant un ou
plusieurs moteurs hydrauliques.
Les avantages et les caractéristiques du dispositif de captage
d'énergie électrique au sol et de guidage selon l'invention,
ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui
se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de
réalisation non limitatif.
Dans le dessin annexé
- la figure 1 représente une vue schématique en coupe
transversale d'un dispositif de captage d'énergie électrique au
sol et de guidage selon l'invention.
- la figure 2 représente une vue schématique en plan d'une
partie du même dispositif.
- la figure 3 représente une vue schématique partielle de profil
du même dispositif.
- la figure 4 représente une vue schématique de profil d'un
véhicule équipé du dispositif de captage d'énergie électrique au
sol et de guidage selon l'invention.
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- la figure 5 représente une vue schématique en plan du même
véhicule.
En référence à la figure 1, on peut voir un dispositif 1 de
captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon
l'invention, destiné à prendre place dans la chaussée C.
Ce dispositif 1 comprend un caniveau 2 réalisé en béton, fermé
supérieurement par un platelage 3 réalisé en deux parties 30 et
31 séparées par une fente longitudinale 32, de largeur
interdisant le passage d'une main et donc l'accès au caniveau 2.
Le caniveau 2 présente inférieurement et longitudinalement un
chenal 20, et latéralement à une hauteur médiane, disposés de
part et d'autre du chenal 20, deux redans 21, qui supportent
chacun un rail 22, un élément 23 en matériau isolant
électriquement étant intercalé entre le redan 21 et le rail 22.
Le caniveau 2 comporte également une saignée 24, pratiquée
latéralement et longitudinalement, au-dessus du niveau des
redans 21, et qui loge des conducteurs 25 haute-tension
permettant l'alimentation de transformateurs, non représentés,
placés cycliquement dans le caniveau 2. Ces transformateurs sont
destinés à mettre sous tension les rails 22 qui constituent des
conducteurs nus.
En référence également à la figure 2, on peut voir que sur les
rails 22 est placé un chariot 4, comprenant un châssis 40 monté
sur quatre roues 41.
Les roues 41 sont de type chemin de fer, elles sont métalliques,
et comportent une bande de roulement 42 conique et un boudin de
guidage 43, tandis que les rails 22 sont de type champignon.
En référence également à la figure 3, on peut voir que le
chariot 4 est solidarisé à un véhicule 5 roulant sur la chaussée
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C. au-dessus du caniveau 2, par l'intermédiaire d'un bras
articulé 6 qui comprend une partie 60 sensiblement horizontale,
liée au véhicule 5 par l'une de ses extrémités au travers d'une
rotule 61, et liée par son autre extrémité au travers d'une
rotule 62 au chariot 4, et plus exactement à l'extrémité d'un
mât 44 solidaire fixement du chariot 4, et qui émerge
verticalement du caniveau 2 en passant par la fente 32 du
platelage 3.
On notera que le platelage est, de manière optionnelle, muni
d'un élément de couverture 33, en matériau souple, apte à
recouvrir la fente 32, visible sur la figure 1, et qui
s'escamote lors du passage du mât 44.
Le bras articulé 6 renferme des conducteurs électriques, non
visibles, permettant de transmettre au véhicule 5 l'énergie
électrique captée par les roues 41 sur les rails 22. Cette
énergie électrique est utilisée pour alimenter un moyen moteur
apte à entraîner en déplacement le véhicule 5.
Selon un mode de réalisation préférentiel, les rails sont
alimentés en courant basse tension, inférieure à 1000 V,
monophasé 50 Hz, et il alimente un moteur électrique asynchrone
ou synchrone tournant à vitesse constante, pour entraîner une
pompe hydraulique à volume variable, qui elle-même alimente un
ou plusieurs moteurs hydrauliques.
Le moteur électrique, la pompe hydraulique et le ou les moteurs
hydrauliques sont installés dans un véhicule 5 tel que celui
représenté sur les figures 4 et 5. Ce véhicule 5 est monté sur
des roues 50 à bandage caoutchouc ou pneus, et il est conçu pour
rouler librement sur la chaussée, en étant guidé par le chariot
4 auquel il est relié.
A cet effet, le véhicule 5 comporte des organes de direction
agissant sur des roues 50 directrices, gérés par des moyens de
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commandes comprenant des moyens permettant de mesurer les écarts
angulaires que forme la partie 60 du bras articulé 6 avec, par
exemple l'axe longitudinal du véhicule ou l'orientation des
roues 50 directrices, en sorte d'agir sur les organes de
directions afin de corriger la trajectoire du véhicule, comme
cela est représenté sur la figure 5.
On peut comprendre que le chariot 4 assure, outre le captage
d'énergie électrique, le guidage du véhicule 5 sans que soit
exercée la moindre contrainte des roues 41 sur les rails 22, ne
générant ainsi que peu de nuisances sonores et d'usure des
éléments en contact.
Le chariot 4 est poussé sur les rails 22 par le véhicule 5, mais
il est parfaitement possible de prévoir une autre configuration
dans laquelle il est tiré.
