FR3080577A1

FR3080577A1 - Bande de frottement d'un pantographe, vehicule ferroviaire et procede de surveillance correspondants

Info

Publication number: FR3080577A1
Application number: FR1853640A
Authority: FR
Inventors: Fabrice Lamide
Original assignee: Faiveley Transport Tours SAS
Current assignee: Faiveley Transport Tours SAS
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2019-11-01
Anticipated expiration: 2038-04-26
Also published as: FR3080577B1

Abstract

Cette bande de frottement comprend tout d'abord, de manière classique, une bande d'usure (3) destinée à entrer en contact avec une caténaire, réalisée un premier matériau électriquement conducteur. Selon l'invention cette bande comprend en outre au moins un élément électriquement conducteur (5), propre à être sectionné par la caténaire lors d'une diminution d'épaisseur de la bande d'usure, ainsi qu'une étiquette radiofréquence, ou étiquette RFID (7), propre à être activée par un lecteur radiofréquence, ou lecteur RFID, distant de ladite bande de frottement, cette étiquette RFID étant propre à envoyer au lecteur RFID une information relative à l'état dudit circuit, en particulier à la coupure dudit circuit. L'invention permet donc d'éviter, dans une mesure importante, l'abaissement d'urgence du bras du pantographe. En effet, l'opérateur est averti, grâce à cet élément conducteur, d'un état d'usure « intermédiaire » de la bande de frottement.

Description

BANDE DE FROTTEMENT D’UN PANTOGRAPHE, VEHICULE FERROVIAIRE ET PROCEDE DE SURVEILLANCE CORRESPONDANTS

Domaine technique de l’invention

L’invention concerne le domaine de l’électrotechnique pour application ferroviaire et, plus particulièrement, celui des pantographes. Plus précisément, elle concerne une bande de frottement pour pantographes, utilisée pour transférer l’énergie électrique entre un moyen fixe de distribution d’énergie, tel qu’une caténaire, et un appareil mobile consommateur d’énergie électrique, tel qu’un engin de traction de train, de métro, de tramway, qui est muni d’une telle bande de frottement. Cette bande de frottement comprend un dispositif de détection d’usure.

Etat de la technique

Pour un véhicule ferroviaire muni d’un moteur de traction électrique, les pantographes assurent le contact électrique entre l’unité de traction (par exemple la locomotive) et la caténaire. Plus précisément, le pantographe comprend une pièce de frottement qui entre en contact mécanique frottant avec la caténaire. La pièce de frottement est une bande disposée horizontalement et sensiblement perpendiculaire à la caténaire. Cette pièce appelée aussi « bande de frottement » comprend une bande d’usure fixée sur un étrier ; la bande d’usure est un conducteur électrique qui collecte et transmet le courant électrique de la caténaire au pantographe pour alimenter le système de traction électrique, par l’intermédiaire de l’étrier, un support métallique qui sert comme embase pour la bande d’usure.

Afin d’assurer un contact électrique stable, le pantographe exerce contre la caténaire une force de pression. Cette force n’est pas constante mais peut dépendre, d’une part, du développement du pantographe (qui dépend de la hauteur de la caténaire par rapport à la voie ferroviaire), et, d’autre part, des effets aérodynamiques, ces derniers étant fonction du développement du pantographe, de la vitesse d’avancement du véhicule ferroviaire, et de la vitesse et direction du vent.

La bande d’usure est réalisée en un matériau conducteur électrique moins dur que la caténaire, afin d’éviter l’usure précoce de la caténaire ; ce matériau est typiquement un mélange à forte contenance de carbone. C’est donc la bande d’usure qui s’use de manière prépondérante : la bande de frottement est une pièce consommable qu’il faut remplacer régulièrement, sachant qu’il n’est normalement pas prévu de remplacer uniquement la bande d’usure. En cas de rupture de la bande d’usure, le contact électrique entre la caténaire et le pantographe peut s’interrompre : cela perturbe l’alimentation électrique du train, pouvant conduire à l’arrêt du train en rase campagne. La rupture de la bande d’usure peut conduire à la montée incontrôlée du pantographe, qui continuera à exercer une force contre la caténaire pendant l’avancement du train : ainsi la rupture de la bande d’usure peut provoquer l’endommagement de la caténaire par le pantographe ou un arrachement de la tête du pantographe. Cela représente un incident lourd qui nécessite l’intervention d’une équipe de techniciens sur le lieu, avec interruption de la circulation ferroviaire pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours.

L’usure de la bande d’usure n’est pas une simple fonction du nombre de kilomètres parcourus par le train : l’usure dépend de la force de pression de la bande de frottement contre la caténaire, de la vitesse du train, de la vitesse et direction du vent, des conditions météorologiques (pluie, neige givre, température), des arcs électriques qui peuvent se produire au cours du contact frottant entre la bande et la caténaire. Par ailleurs, une température excessive non seulement accélère l’usure de la bande, mais encore favorise le décollement de la zone de transition entre la bande d’usure et son substrat métallique (étrier).

Il existe des systèmes qui visent à détecter l’usure de la bande d’usure, pour permettre de la remplacer avant sa rupture. Typiquement cette détection doit se situer à un stade suffisamment précoce pour permettre au véhicule ferroviaire d’atteindre sa gare de destination, où le service technique peut ensuite procéder au remplacement de la bande de frottement. Même dans le cas où cet objectif n’est pas atteint, il serait déjà désirable que le dispositif de détection puisse empêcher le pantographe de monter en cas de rupture de la bande d’usure, pour éviter l’endommagement de la caténaire par le pantographe. Ces systèmes de détection sont de différentes natures.

De nombreux documents décrivent des systèmes dans lesquels la bande de frottement comprend une enceinte longitudinale étanche contenant un fluide, de sorte qu’en cas d’usure au-delà d’une certaine valeur, ou en cas de rupture de la bande d’usure, il y a perte d’étanchéité de ladite enceinte, entraînant la fuite ou un changement de pression dudit fluide. Cet évènement peut être détecté pour déclencher le retrait du pantographe.

Dans les brevets anglais GB 1 374 972 et GB 2 107 662 (Morganite Carbon) ladite enceinte est un tube en matériau plastique ou caoutchouc pouvant résister à la température de fonctionnement qui peut atteindre 80 °C. Dans FR 2 663 592 (Le Carbone Lorraine) l’enceinte est un tube en matériau carboné présentant les mêmes caractéristiques mécaniques que la bande d’usure. Dans US 5,189,903 (Hoffmann & Co), EP 0 402 666 A1 (Ringsdorff-Werke), et dans EP 0 394 972 A2 et EP 1 384 972 (Schunk

Bahntechnik) l’enceinte est formée au moins en partie par les parois d’une rainure aménagée dans la partie inférieure de la bande de frottement. EP 0 872 374 A1 (Le Carbone-Lorraine) propose d’utiliser un tube étanche en aluminium ou cuivre, d’une dureté inférieure à 4 sur l’échelle de Mohs. Un autre dispositif utilisant un tube en laiton entaillé est décrit dans WO 2014/102508 (Mersen France Amiens).

Ces dispositifs présentent certains inconvénients. Ils doivent être reliés à un circuit de fluide, par exemple d’air comprimé, ce qui alourdit à la fois le dispositif et sa maintenance. Ils ne permettent qu’un seul niveau de détection (intégrité de l’enceinte ou fuite de fluide), ce qui ne permet une maintenance prévisionnelle que lorsque le seuil d’usure de la bande de frottement qui déclenche la perte de fluide a été effectivement atteint.

Le principal inconvénient de ces systèmes automatiques d’abaissement d’urgence (connus sous le signe ADD = Automatic Drop Device) qui mettent en œuvre la détection pneumatique associée à un système de rétractation automatique est qu’ils entraînent une descente automatique du bras du pantographe afin d’éviter des dommages importants du matériel roulant et/ou de l’infrastructure; cela perturbe l’alimentation du véhicule ferroviaire et impacte la disponibilité du train.

EP 0 525 595 A1 (Siemens AG) décrit une bande de frottement dans laquelle ont été noyées des fibres optiques à des profondeurs différentes. Au fur et à mesure que l’épaisseur de la bande d’usure diminue par l’usure, les fibres optiques sont endommagées. Par des moyens optiques on peut ainsi en déduire autant de niveaux d’usure de la bande de frottement qu’il y a de fibres optiques à des profondeurs différentes. Cela donne une certaine idée de l’épaisseur de bande de frottement restante, mais cette solution est techniquement assez compliquée, à la fois pour la fabrication de la bande de frottement et pour le système de détection optique. WO 2006/065 985 (Pantrac GmbH) propose de percer des trous borgnes sur la partie inférieure de la bande d’usure ; l’usure de ces trous peut être relevée par une fibre optique noyée dans le trou. L’utilisation de trous d’une profondeur différente peut permettre de détecter plusieurs niveaux d’usure, mais ce dispositif optique est complexe et ne permet une surveillance que dans des zones discrètes de la bande.

On citera en outre WO 2005/044614, qui décrit l’utilisation de fibres dans l’étrier de la bande de frottement, de manière à déterminer la pression exercée par la caténaire sur la tête du pantographe. Ce dispositif est couplé à une géolocalisation, afin de donner une image représentative de l’état du réseau, en particulier du réglage de la tension de la caténaire. Cette solution n’est cependant pas économiquement viable, ce qui rend délicate son utilisation en service commercial. Enfin JPH08107603 (A) décrit une solution très rudimentaire, dans laquelle on donne une forme particulière au pantographe, de manière à permettre une observation du niveau d’usure de la bande. Ce système ne permet pas de surveiller la bande en mode dynamique, à savoir en service normal du véhicule. En pratique, l’enseignement de ces deux derniers documents ne permet donc pas de remédier aux problèmes présentés ci-dessus.

D’une manière générale, le pantographe d’un engin de traction ferroviaire, et surtout dans le cas d’un train à grande vitesse, représente un environnement très perturbé sur le plan mécanique (vitesse, vent, vibration, gel), thermique (températures d’été et d’hiver, température augmentée du fait du frottement) électrique (haute tension, fort courant, arc électrique, humidité, neige) et électronique (champ électromagnétiques, machines électriques tournantes, transformateurs, rupteurs). Il ne s’agit donc pas d’un environnement propice pour installer des dispositifs métrologiques de précision. Par ailleurs, il ne s’agit pas d’un environnement spécialement accessible pour la maintenance. Dans ces conditions, toute intervention humaine sur le pantographe doit suivre des procédures rigoureuses pour ne pas mettre en danger le personnel. Par conséquent, le respect de ces procédures rallonge la durée de l’intervention.

Compte tenu de ce qui précède, un objectif de la présente invention est de remédier, au moins partiellement, aux inconvénients de l’art antérieur évoqués ci-dessus.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une bande de frottement, dont le degré d’usure peut être surveillé de façon continue et en temps réel sans impacter la disponibilité de l’équipement.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une telle bande de frottement qui possède un coût de fabrication comparable à celui des solutions de l’état de la technique, tout en apportant de nouvelles fonctionnalités.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une telle bande de frottement qui peut être installée de manière aisée soit sur les pantographes existants, soit sur les nouveaux pantographes.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une telle bande de frottement qui s’accompagne d’un faible impact, en termes de masse et de traînée aérodynamique en tête de pantographe.

Objets de l’invention

Selon l’invention, au moins un des objectifs ci-dessus est atteint au moyen d’une bande de frottement (1 ; 101) pour un pantographe (308) d’un véhicule (300), notamment d’un véhicule ferroviaire, ladite bande de frottement comprenant des moyens de fixation sur ledit pantographe, notamment un étrier (2 ; 102), ainsi qu’une région active ou bande d’usure (3 ; 103) destinée à entrer en contact avec une caténaire (304), cette bande d’usure étant réalisée un premier matériau électriquement conducteur, caractérisée en ce que ladite bande de frottement (1 ; 101) comprend en outre au moins un circuit (8; 108, 1108) dit de détection électrique, le ou chaque circuit comprenant

- au moins un élément électriquement conducteur (5 ; 105, 1105), propre à être sectionné par la caténaire lors d’une diminution d’épaisseur de la bande d’usure, cet élément électriquement conducteur s’étendant au moins en partie dans l’épaisseur de la bande d’usure,

- une étiquette radiofréquence, ou étiquette RFID (7 ; 107, 1107), propre à être activée par un lecteur radiofréquence, ou lecteur RFID (9), distant de ladite bande de frottement, cette étiquette RFID étant propre à envoyer au lecteur RFID une information relative à l’état dudit circuit, en particulier à la coupure dudit circuit.

Selon d’autres caractéristiques de la bande de frottement conforme à l’invention :

a/ la surface supérieure (50) dudit élément électriquement conducteur (5) est située à une profondeur (P5) prédéterminée, par rapport à la surface supérieure (30) de ladite bande d’usure (3), à l’état non usé de cette dernière, cette profondeur étant notamment voisine de 20 millimètres.

b/ ledit élément électriquement conducteur (5 ; 105, 1105) forme une boucle dont les deux extrémités adjacentes (51, 52 ; 151, 152, 1151, 1152) sont reliées électriquement avec ladite étiquette, notamment par soudure.

c/ ladite bande de frottement comprend des moyens de fixation de ladite étiquette RFID (7) sur ledit support (2), en particulier sur la face inférieure (25) dudit support.

d/ les moyens de fixation sont des moyens de fixation par collage.

e/ le support (2) est muni d’une gaine isolante (20 ; 120) et les deux extrémités adjacentes (51,52; 151, 152, 1151, 1152) de l’élément conducteur s’étendent dans ladite gaine.

f/ ledit au moins un élément électriquement conducteur (5) est fixé, notamment par collage, contre le fond d’une gorge (31) de la bande d’usure (3).

g/ ladite bande de frottement comprend en outre des moyens (33) d’isolation électrique, permettant d’isoler ledit élément électriquement conducteur (5) par rapport à la bande d’usure (3).

h/ les moyens (33) d’isolation électrique comprennent un insert (33) réalisé en un matériau isolant électrique, notamment en silicone, lequel insert maintient en position ledit au moins un élément électriquement conducteur (5) contre le fond de ladite gorge (31).

i/ ladite bande de frottement comporte au moins deux éléments électriquement conducteurs (105, 1105), un premier élément électriquement conducteur (105) étant tourné vers la caténaire en fonctionnement normal du véhicule de manière à fournir un premier degré d’alerte, alors qu’au moins un autre élément électriquement conducteur (1105) est opposé à la caténaire de manière à fournir au moins un autre degré d’alerte, chaque premier ou second élément électriquement conducteur étant relié à une première ou seconde étiquette RFID (107, 1107) respective.

j/ ladite bande de frottement comprend en outre un conduit (4), dit de détection pneumatique, adapté pour contenir un fluide sous pression, et des moyens de liaison (43, 44) aptes à relier ce conduit de détection pneumatique à un circuit de détection pneumatique (45), k/ à l’état non usé de ladite bande d’usure (3), la différence entre la profondeur (P5) de la surface supérieure (50) dudit élément électriquement conducteur (5) et la profondeur (P4) de la surface supérieure (40) dudit conduit (4) est voisine de 5 millimètres.

I/ le support (2) délimite une cavité (23) ouverte vers le haut, et il est en outre prévu un insert (33), logé dans une gorge (31) de la bande d’usure (3), ledit insert obturant l’ouverture de ladite cavité de manière à former ledit conduit (4).

m/ ladite bande de frottement est dépourvue de conduit de détection pneumatique.

n/ ladite bande de frottement comprend des moyens d’isolation thermique de ladite étiquette RFID (7) par rapport audit support (2).

Ces caractéristiques additionnelles a/ à n/ peuvent être mises en œuvre avec l’objet principal ci-dessus, individuellement ou en combinaisons quelconques, techniquement compatibles.

L’invention a également pour objet un véhicule ferroviaire (300) comprenant une caisse (306) et un pantographe (308), ledit pantographe comportant un châssis monté sur ladite caisse dudit véhicule, une bande de frottement (1, T) destinée à entrer en contact avec une caténaire et des moyens de liaison entre le châssis et la bande de frottement, caractérisé en ce que la bande de frottement est telle que définie ci-dessus, et le véhicule comprend en outre un lecteur radiofréquence, ou lecteur RFID (9), propre à activer ladite étiquette RFID de ladite bande de frottement.

Selon d’autres caractéristiques du véhicule ferroviaire conforme à l’invention :

a’/ ledit lecteur comprend des moyens de communication, filaire ou de type sans fil, propres à transmettre des informations en direction dudit véhicule ferroviaire et/ou du sol.

b’/ ledit lecteur RFID (9) est fixé, notamment de manière amovible, sur le toit du véhicule ferroviaire.

Ces caractéristiques additionnelles a’/ et b’/ peuvent être mises en œuvre avec le second objet ci-dessus, individuellement ou en combinaisons quelconques, techniquement compatibles.

L’invention a également pour objet un procédé de surveillance de l’usure d’une bande de frottement telle que définie ci-dessus, montée sur un véhicule tel que défini ci-dessus, dans lequel :

on active ladite étiquette RFID (7 ; 107, 1107) de ladite bande de frottement au moyen dudit lecteur RFID (9), dont est muni ledit véhicule on détecte, au moyen dudit lecteur, la variation d’un paramètre représentatif dudit circuit électrique de détection (8 ; 108, 1108), tel que la coupure électrique dudit circuit de détection ;

on en déduit la mise en contact de l’élément électriquement conducteur (5 ; 105) avec la caténaire (304).

L’invention a également pour objet un procédé de surveillance de l’usure d’une bande de frottement telle que définie ci-dessus, montée sur un véhicule ferroviaire, notamment un véhicule ferroviaire dépourvu d’un lecteur RFID, dans lequel :

on dispose une pluralité de lecteurs RFID (9a ... 9n) sur l’infrastructure de la voie ferroviaire, on active successivement ladite étiquette RFID de ladite bande de frottement au moyen de chaque lecteur RFID, on détecte, au moyen d’au moins un lecteur, la variation d’un paramètre représentatif dudit circuit électrique de détection (8), tel que la coupure électrique dudit circuit de détection ;

on en déduit la mise en contact de l’élément électriquement conducteur (5) avec la caténaire (304).

Selon une caractéristique avantageuse de l’un ou l’autre des procédés de surveillance cidessus, on détermine un premier temps caractéristique (t1), correspondant à la mise en contact de l’élément électriquement conducteur avec la caténaire on estime un second temps caractéristique (t2), correspondant à la mise en contact du conduit avec la caténaire on estime une durée de service dite de sécurité, correspondant à la différence (t2t1) entre le second temps caractéristique et le premier temps caractéristique.

L’invention a enfin pour objet un procédé d’amélioration (ou « upgrading ») d’un véhicule ferroviaire (300) comprenant une caisse (306) et un pantographe (308), ainsi qu’un circuit de détection pneumatique, ledit pantographe comportant un châssis monté sur ladite caisse dudit véhicule, au moins une bande de frottement dite originelle, destinée à entrer en contact avec une caténaire et des moyens de liaison entre le châssis et la bande de frottement, ladite bande de frottement comprenant des moyens de fixation sur ledit pantographe, notamment un étrier, ainsi qu’une région active ou bande d’usure destinée à entrer en contact avec une caténaire (304) cette bande d’usure étant réalisée un premier matériau électriquement conducteur, ladite bande de frottement comprenant en outre un conduit, dit de détection pneumatique, adapté pour contenir un fluide sous pression, et des moyens de liaison aptes à relier ce conduit de détection pneumatique au circuit de détection pneumatique du véhicule, caractérisé en ce que on remplace ladite au moins une bande de frottement originelle par une bande de frottement (1, T) conforme à l’une quelconque des revendications précédentes, dite bande de frottement de remplacement on raccorde le conduit (4) de la bande de frottement de remplacement au circuit pneumatique du véhicule on équipe le véhicule, au moyen d’un lecteur RFID.

Figures

La figure 1 est une vue schématique de profil, illustrant un véhicule ferroviaire susceptible d’utiliser une bande de frottement selon l’invention.

La figure 2 est une vue de profil à plus grande échelle, illustrant un pantographe du véhicule ferroviaire de la figure 1, lequel est équipé de deux bandes de frottement selon l’invention.

La figure 3 est une vue en coupe transversale, illustrant de manière schématique une 5 bande de frottement selon un premier mode de réalisation de l’invention.

La figure 4 est une vue en coupe longitudinale, illustrant de manière schématique la bande de frottement de la figure 3.

Les figures 5 et 6 sont des vues en coupe respectivement transversale et longitudinale, analogues respectivement aux figures 3 et 4, illustrant de manière schématique une 10 bande de frottement conforme à un deuxième mode de réalisation de l’invention.

Les figures 7 et 8 sont des vues en coupe respectivement transversale et longitudinale, analogues respectivement aux figures 5 et 6, illustrant de manière schématique une bande de frottement conforme à une variante du deuxième mode de réalisation de l’invention.

Les repères numériques suivants sont utilisés sur les figures :

300	Véhicule	1,1’	Bande de frottement
302	Voie ferrée	3	Bande d’usure
304	Caténaire	H3	Hauteur initiale de 3
306	Toit du véhicule 300	308	Pantographe
202	Châssis du pantographe 308	5	Elément conducteur
204	Cadre du châssis 202	2	Support
206	Isolateurs électriques	51,52	Extrémités de 5
208	Archet	21,22	Rebords de 2
210	Bras articulé	23	Cavité de 2
214	Tige inférieure principale	W	Zone d’usure de 3
216	Tige supérieure principale	30	Surface supérieure de 3
218	Tige inférieure auxiliaire	31	Gorge de 3
222	Dispositif de rappel	32	Adhésif
224	Dispositif de déploiement	33	Insert
4	Conduit	41,42	Extrémités de 4
43,44	Buses de 4	40	Surface supérieure de 4
H4	Altitude de 4	45	Circuit pneumatique
46	Contrôleur pneumatique	50	Surface supérieure de 5
53	Brin supérieur de 5	54	Brin inférieur de 5
H5	Hauteur de 5	20	Gaine
8	Circuits de détection	7	Etiquette RFID
9	Lecteur RFID
L3	Largeur de 3	L33	Largeur de 33
101	Bande de frottement (figures 5-6)	105	Conducteur
133	Insert	108	Circuit de détection 1
1001	Bande de frottement (figures 7-8)	1105	Conducteur
107	Etiquette RFID 1	1107	Etiquette RFID 2
151	Extrémité de 105	152	Extrémité de 105
1151	Extrémité de 1105	1152	Extrémité de 1105
1108	Circuit de détection 2	120	Gaine

Description

Dans la présente description les termes « conducteur » et « isolant » se réfèrent à la conduction électrique, sauf mention contraire.

En référence à la figure 1, un véhicule ferroviaire 300 mettant en œuvre l’invention va à présent être décrit. Le véhicule ferroviaire 300 est conçu pour circuler sur une voie ferroviaire 302 au-dessus de laquelle s’étend une caténaire 304 dans laquelle passe un courant électrique d’alimentation. Le véhicule ferroviaire 300 comporte un toit 306 sur lequel est fixé un pantographe 308 conçu pour capter, de manière connue en soi, le courant électrique d’alimentation de la caténaire 304 et ainsi alimenter électriquement le véhicule ferroviaire 300. La voie ferroviaire 302 est équipée d’une pluralité de lecteurs RFID, dont la structure et la fonction vont être détaillées dans ce qui suit.

En référence notamment à la figure 2, le pantographe 308 va à présent être décrit plus en détail. Le pantographe 308 comporte un châssis 202 fixé au toit 306 du véhicule ferroviaire. Dans l’exemple décrit, le châssis 202 comporte un cadre 204 et des isolateurs électriques 206 reliant le cadre 204 au toit du véhicule ferroviaire. Le pantographe 308 comporte en outre un archet 208 destiné à être au contact de la caténaire 304 afin de capter le courant d’alimentation.

La caténaire est située verticalement à une distance du châssis 202 qui peut fortement varier. Pour pallier les variations de la distance entre la caténaire et le châssis 202, le pantographe comporte en outre un bras articulé 210 reliant l’archet 208 au châssis 202, de sorte que l’archet 208 se trouve à une distance variable par rapport au châssis 202. Le bras articulé 210 est conçu pour se développer verticalement afin de déplacer l’archet 208 par rapport au châssis 202 dans le but de maintenir l’archet 208 au contact de la caténaire. Ainsi, le bras articulé 210 est conçu pour, d’une part, se développer verticalement afin d’écarter l’archet 208 du châssis 202 lorsque la distance entre la caténaire 304 et le châssis 202 augmente et, d’autre part, se replier verticalement afin de rapprocher l’archet 208 du châssis 202 lorsque la distance entre la caténaire 304 et le châssis 202 diminue.

Dans l’exemple décrit, le bras articulé 210 est en deux parties et comporte une tige inférieure principale 214, montée transversalement pivotante sur le châssis 202, par exemple sur le cadre 204, présentant un angle A1 avec la direction longitudinale, ainsi qu’une tige supérieure principale 216 montée transversalement pivotante sur la tige inférieure principale 214 et présentant un angle A2 avec la direction longitudinale. L’archet 208 est monté transversalement pivotant sur la tige supérieure principale 216.

Le bras articulé 210 comporte en outre, de manière connue, une tige inférieure auxiliaire 218 montée transversalement pivotante sur le châssis 202 (par exemple, sur le cadre 204) et sur la tige supérieure principale 216, de manière à asservir l’angle A2 de la tige supérieure principale 216 à l’angle A1 de la tige inférieure principale 214, de sorte que l’augmentation de l’angle A1 entraîne l’augmentation de l’angle A2.

Le bras articulé 210 comporte en outre, de manière connue, une tige supérieure auxiliaire non représentée, montée transversalement pivotante sur la tige inférieure principale 214 et sur l’archet 208, de manière à ce que l’archet garde un angle sensiblement constant avec la direction longitudinale L quel que soit le développement du bras articulé 210.

Le pantographe 308 comporte en outre un dispositif de rappel 222 conçu pour inciter le bras articulé 210 à se développer. Ainsi, l’archet 208 est maintenu au contact de la caténaire 304. Le dispositif de rappel 222 comporte par exemple un coussin d’air, un ressort ou bien un moteur électrique. Par ailleurs, le pantographe 308 comporte un dispositif de déploiement 224 permettant de déployer ou de retirer le pantographe selon le besoin de service du véhicule ferroviaire.

L’archet 208 montré sur la figure 2 est un archet dit double, dans la mesure où il porte à son sommet deux bandes de frottement conformes à l’invention 1 et Γ. Ces bandes de frottement, qui seront décrites plus en détail dans ce qui suit, se trouvent en contact mécanique frottant avec la caténaire 304 lorsque le pantographe 308 est déployé ; elles assurent ainsi un contact électrique dynamique entre la caténaire 304 et le pantographe 308.

Chaque bande de frottement 1 et Γ, montée sur l’archet, est conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention. La structure de la première bande de frottement 1 conforme à l’invention va maintenant être expliquée en grand détail en relation avec les figures 3 et 4, étant entendu que la structure de l’autre bande T est identique.

De façon connue en soi, la bande de frottement 1 comprend tout d’abord un support métallique 2, encore appelé «étrier», qui forme une embase de fixation. Typiquement, cet étrier est un profilé extrudé en aluminium ou alliage d’aluminium. De façon connue en soi, le support 2 est pourvu de deux rebords longitudinaux 21 et 22, visibles notamment en figure 3. Ces rebords délimitent une cavité 23, globalement en forme de U, laquelle est ouverte vers le haut.

Sur cet étrier 2 est fixée une bande d’usure 3 réalisée en un premier matériau électriquement conducteur et plus mou que le fil de la caténaire 304. Typiquement, la bande de frottement 3 est réalisée en matériau carboné. Elle constitue la zone active pour le transfert d’énergie électrique de la caténaire 304 vers l’archet et le pantographe. De manière habituelle, cette bande d’usure peut être insérée longitudinalement à l’intérieur de l’étrier 2. Cette bande d’usure 3 présente une zone centrale W d’épaisseur sensiblement constante qui représente sa zone principale d’usure. La hauteur initiale de la surface supérieure 30 de cette bande d’usure 3 est repérée par la ligne H3 de la figure 3.

Cette bande d’usure 3 est creusée d’une gorge 31, laquelle débouche sur la surface inférieure de cette bande 3. Comme on le verra plus en détail dans ce qui suit, cette gorge permet la réception d’un élément conducteur 5, lequel est fixé contre la paroi supérieure de la gorge au moyen d’une couche 32 d’un adhésif approprié. Cette gorge permet en outre la réception d’un insert 33, dit insert de maintien, dont la face inférieure assure la fermeture de la cavité 23. De la sorte cette face inférieure délimite, avec les parois de cette cavité, un conduit 4 dont les deux extrémités longitudinales 41 et 42 sont reliées à des buses de connexion respectives 43 et 44. La surface supérieure 40 du conduit 4 est avantageusement disposée à une altitude constante notée H4, visible sur la figure 3.

De manière connue en soi ces buses 43 et 44 sont mises en communication avec un circuit pneumatique 45, visible sur la figure 2. Ce circuit renferme un fluide, typiquement de l’air comprimé. Il est associé à un contrôleur pneumatique 46, de manière à commander le dispositif 224 décrit ci-dessus, assurant le déploiement du pantographe. En cas d’usure au-delà d’une certaine valeur, ou en cas de rupture de la bande d’usure 3, il y a perte d’étanchéité au niveau du conduit 4, entraînant la fuite ou un changement de pression dudit fluide. Cette occurrence est détectée par le contrôleur 46, lequel active le dispositif 224 de manière à déclencher la rétractation du pantographe. Le conduit 4 et le circuit de fluide 45 appartiennent à un système automatique d’abaissement d’urgence, connu sous le signe ADD, soit « Automatic Drop Device ». Les différentes fonctions, liées à ce système ADD, sont bien connues de sorte qu’elles ne seront pas décrites plus en détail.

Selon l’invention la bande d’usure 3 comprend, outre le conduit 4, l’élément conducteur 5 mentionné ci-dessus. Comme le montre la figure 4, le conduit 4 et l’élément 5 s’étendent de manière sensiblement parallèle, à savoir que leur différence de hauteurs est sensiblement constante. Cet élément conducteur est réalisé en un deuxième matériau électriquement conducteur, dont la conductivité électrique est de préférence supérieure à celle dudit premier matériau électriquement conducteur. Cet élément conducteur peut être un fil de cuivre.

Cet élément conducteur 5 est de préférence électriquement isolé, par rapport à la fois à la bande d’usure 3 et au support métallique (étrier) 2. Dans le présent mode de réalisation cet élément conducteur 5, qui est recouvert d’une enveloppe isolante non représentée, est noyé dans l’insert 33. Ce dernier est réalisé en un matériau électriquement isolant, par exemple en silicone. Par conséquent cet insert contribue, en complément de l’enveloppe précitée, à la fonction d’isolation entre l’élément conducteur longitudinal 5 et la bande d’usure 3. Cet insert assure une fonction supplémentaire de maintien, de manière à faciliter la manipulation lors de la fermeture du conduit 4 et la mise en place de l’élément conducteur longitudinal 5.

Par ailleurs l’élément conducteur 5 est replié sur lui-même à la manière d’une boucle, de sorte qu’il délimite deux brins parallèles respectivement supérieur 53 et inférieur 54. La surface supérieure du brin 53 délimite la surface supérieure 50 de l’élément 5, qui est avantageusement disposée à une altitude constante notée H5. Afin d’assurer l’isolation électrique entre ledit élément conducteur longitudinal 5 et le support métallique 2 on prévoit avantageusement, au voisinage de chaque extrémité du connecteur, une gaine de protection 20 isolante qui sépare l’élément conducteur longitudinal 5 vis-à-vis du support métallique 2. Les deux extrémités 51 et 52 du conducteur, qui sont adjacentes, s’étendent au travers de la gaine précitée 20.

La bande de frottement 1, conforme à l’invention, est en outre munie d’une étiquette radiofréquence désignée dans son ensemble par la référence 7. Cette étiquette, encore dénommée étiquette RFID, est de type connu en soi. De façon typique elle se présente sous forme d’une feuille mince, dont la largeur et la longueur sont de l’ordre de quelques centimètres, et l’épaisseur de l’ordre de quelques millimètres. Cette étiquette comprend, de façon classique, un substrat supportant une antenne et une puce. Elle est fixée sur la bande de frottement par tous moyens appropriés. Dans l’exemple illustré, cette étiquette est fixée contre la face inférieure 25 du support 2. Cette fixation est avantageusement réalisée par collage, afin de ne pas compromettre l’intégrité de l’étiquette RFID.

De manière avantageuse, la bande de frottement conforme à l’invention peut être équipée de moyens, permettant l’isolation thermique de l’étiquette RFID 7 par rapport au support

2. Ces moyens d’isolation, non représentés sur les figures, sont de tout type approprié. À titre indicatif, on peut par exemple prévoir une plaque polymère. Etant donné qu’elle peut présenter une certaine fragilité au niveau de sa tenue en température, ces moyens d’isolation permettent de protéger cette étiquette.

Les deux extrémités 51 et 52 de l’élément 5 sont reliées électriquement à l’étiquette, en particulier à l’antenne de cette dernière. À titre d’exemple, ces deux extrémités conductrices sont directement soudées sur le circuit de l’antenne, au moyen de toute opération de soudage appropriée. L’élément conducteur 5 forme par conséquent, avec l’étiquette RFID 7, un circuit dit de détection, désigné dans son ensemble par la référence 8.

Cette étiquette 7 coopère avec un lecteur radiofréquence, encore dénommé lecteur RFID, lequel est désigné dans son ensemble par la référence 9. Ce lecteur est fixé, par tous moyens appropriés, sur le toit du véhicule ferroviaire. De manière typique, la distance séparant l’étiquette et son lecteur est choisie entre 50 centimètres (pantographe en position rétractée) et environ 3 mètres (pantographe déployé). Cette étiquette est apte à répondre à l’excitation du lecteur, confirmant ainsi l’intégrité du circuit de détection 8. Cette étiquette peut également contenir d’autres informations, relatives par exemple au numéro de série de la bande carbone. Lorsque le circuit s’ouvre, à savoir que l’élément conducteur 5 est coupé par l’usure de la bande carbone, l’étiquette RFID perd son aptitude à répondre aux excitations du lecteur.

On donne ci-dessous, à titre non limitatif, les valeurs numériques suivantes :

diamètre du conducteurs : entre 1,0 mm (millimètre) et 1,5 mm ;

différence d’altitudes entre la surface supérieure 30 de la bande 3, à l’état non usé de celle-ci, et la surface supérieure 50 du conducteur 5 : typiquement de l’ordre de 20 mm. Cette différence d’altitudes, montrée sur la figure 3, est dénommée profondeur P5 du conducteur;

différence d’altitudes entre la surface supérieure 30 de la bande 3, à l’état non usé de celle-ci, et la surface supérieure 40 du conduit 4, au niveau de la face interne de ce conduit : typiquement de l’ordre de 25 mm. Cette différence d’altitudes, montrée sur la figure 3, est dénommée profondeur P4 du conduit 4.

différence de profondeur (P5-P4) entre les profondeurs respectives du conducteur 5 et du conduit 4 : typiquement de l’ordre de 5 mm.

Conformément à l’invention, l’usure de la bande de frottement 1 est détectée de la manière suivante. Lors de la mise en place d’une bande de frottement neuve, cette dernière est reconnue par le lecteur 9, qui met à zéro le compteur temps. Puis, en service, le contact frottant entre la caténaire 304 et la surface supérieure 30 de la bande d’usure 3 se fait à des endroits différents répartis sur la zone principale d’usure W, car le centrage de la caténaire 304 par rapport à la voie ferrée n’est pas constant. De ce fait l’usure de la zone principale d’usure W est assez uniforme.

Au fur et à mesure que la caténaire entre en contact frottant avec la surface supérieure 30 de la bande d’usure 3, cette dernière est soumise à une usure. Par conséquent, l’altitude de cette surface supérieure diminue, tout comme la distance δ entre cette surface supérieure 30 et la surface supérieure 50 de l’élément longitudinal 5. A titre d’exemple, lorsque la surface 30 se situera à la hauteur H3’, illustrée en traits mixtes sur la figure 3, la distance entre la surface supérieure H3 de la bande et la surface supérieure de l’élément longitudinal 5 aura diminué de δ à δ’.

Lorsque la hauteur de la bande d’usure 3 diminue jusqu’au niveau de la surface supérieure de l’insert isolant 33, le contact électrique entre la bande de frottement 1 et la caténaire 304 n’est pas interrompu car la largeur L33 de cet insert isolant est faible par rapport à la largeur L3 de la bande d’usure 3 (voir figure 3). La bande de frottement 1 peut donc continuer à remplir sa fonction de collecteur de courant entre la caténaire et le véhicule 300 pendant que l’usure de la bande d’usure 3 progresse, vers la base de l’insert isolant 33.

Par ailleurs, le lecteur 9 envoie périodiquement des ondes radio en direction de l’étiquette

7. Cette dernière renvoie alors les informations relatives à l’état du circuit de détection. Lorsque le matériau de cet insert isolant 33 a été enlevé par frottement avec la caténaire, cette dernière vient user l’élément conducteur longitudinal 5 et l’élément conducteur longitudinal 5 finit par être sectionné. Dans cette éventualité, l’antenne de l’étiquette perd son intégrité et l’étiquette perd son aptitude à répondre. Le circuit électrique 8 est désormais ouvert.

Le lecteur 9 répercute alors cette information en direction du véhicule ferroviaire et/ou du sol, par tout mode de communication appropriée, qui peut être filaire ou non filaire. De façon préférée ce lecteur est étanche et se trouve au même potentiel que le reste des équipements du véhicule ferroviaire, ce qui facilite la transmission du signal de sortie du lecteur. Typiquement, un signal de sortie « 1 » signifie que le circuit électrique 8 incluant l’étiquette RFID est intègre, alors qu’un signal de sortie « 0 » signifie que ce circuit électrique est altéré. Cette configuration élimine les problèmes de différence de potentiel entre une caténaire à 25000V et une électronique du véhicule ferroviaire à 72V ou 110V, soit la tension de la batterie de ce véhicule.

Soit par l’intermédiaire des capacités de traitement/calcul du lecteur 9, soit par traitement ultérieur au niveau du sol, l’occurrence de la coupure du circuit 8 est tout d’abord affectée d’un premier temps caractéristique, dénommé t1. Le module précité peut alors calculer la vitesse d’usure moyenne de la bande d’usure et ainsi, par extrapolation, générer une analyse prédictive de l’usure de la nouvelle bande. Il peut d’autre part calculer un deuxième temps caractéristique t2, correspondant à la mise en contact de la caténaire avec le conduit 4. Cette valeur t2 est sensiblement égale à : t2 = (P4/P5) *t1, en supposant que la vitesse d’usure est constante. Le module estime alors une durée dite durée de sécurité (t2-t1), qui correspond à la durée de service restante avant que la bande 3 ne s’use jusqu’au conduit 4 et, par conséquent, ne déclenche l’ouverture du circuit pneumatique et la perte de disponibilité du pantographe.

Cette information peut alors permettre de planifier l’opération de maintenance de manière optimale. L’opérateur peut en effet prendre toutes les précautions nécessaires afin d’éviter le déclenchement du circuit pneumatique. En effet, comme on l’a vu ci-dessus, ce déclenchement s’accompagne nécessairement d’un retrait du bras du pantographe, ce qui impacte donc la disponibilité du véhicule ferroviaire.

Enfin, le lecteur est capable d’envoyer régulièrement au véhicule ferroviaire et/ou au sol un message confirmant son bon état de fonctionnement. Toute avarie de fonctionnement du système de surveillance et, en particulier, de ce lecteur sera donc automatiquement détectée et communiquée aux personnes concernées.

Selon l’invention, il est préféré de détecter le sectionnement de l’élément conducteur longitudinal 5 en surveillant la capacité de l’étiquette RFID à répondre, c'est-à-dire à surveiller l’intégrité de son circuit d’antenne dont le conducteur 5 fait partie. Dès que le conducteur 5 est sectionné, l’antenne de l’étiquette RFID n’est plus fonctionnelle, empêchant ainsi l’envoi de toute réponse vers le lecteur 9.

Nous décrivons maintenant un procédé de fabrication d’une bande de frottement 1 selon l’invention. On approvisionne le support métallique (étrier) 2, l’élément conducteur longitudinal 5, la bande d’usure 3, la gaine de protection 20, ainsi que l’insert 33. On aménage la gorge 31 dans la bande d’usure 3 pour accueillir ce matériau électriquement isolant. De la sorte ce matériau permet tout d’abord de refermer le conduit 4 dans la partie supérieure de la cavité 23 du support 2, tout en maintenant mécaniquement le conducteur 5 par rapport à la bande d’usure 3.

Le matériau électriquement isolant, dont est constitué l’insert 33, est typiquement réalisé en extrusion silicone. De manière connue en soi les extrémités longitudinales de la cavité 23 du support métallique 2 sont bouchées, afin d’éviter les fuites du circuit pneumatique. Puis on fixe la partie inférieure de la bande d’usure 3 dans le profilé 2 convenablement préformé, on pose la gaine de protection isolantes 20 et on fait sortir les extrémités dudit élément conducteur longitudinal 5 à travers cette gaine 20. On connecte enfin, par exemple par soudure, ces deux extrémités 51 et 52 avec l’étiquette RFID, qui sera fixée sur le support 2.

Les figures 5 et 6 illustrent un second mode de réalisation de la bande de frottement, conforme à l’invention. Sur ces figures 5 et 6, les éléments mécaniques analogues à ceux des figures 3 et 4 y sont affectés des mêmes numéros de référence, augmentés de 100. La bande de frottement 101 de ces figures 5 et 6 diffère essentiellement de celle 1 des figures 3 et 4, en ce qu’elle est dépourvue de conduit pneumatique, tel celui 4 du premier mode de réalisation. L’élément conducteur 105 est logé et maintenu dans l’insert 133, dont la surface inférieure repose contre la surface supérieure du support 102. La profondeur P105 de cet élément conducteur présente une valeur analogue à celle de la profondeur P5, décrite en référence au conducteur 5 du premier mode de réalisation.

La mise en œuvre de la bande de frottement 101, conforme à ce second mode de réalisation, est analogue à celle décrite ci-dessus pour la bande 1. Ainsi, lorsque la caténaire frotte contre l’élément conducteur 105, le circuit électrique 108 se coupe. L’étiquette RFID transmet alors l’information correspondante à un lecteur RFID non représenté, analogue à celui 9, qui la répercute à son tour en direction du véhicule ferroviaire et/ou du sol.

Les figures 7 et 8 illustrent une variante du second mode de réalisation de la bande de frottement, conforme à l’invention. La bande de frottement 1001 des figures 7 et 8 diffère de celle 101 des figures 5 et 6, en ce que deux éléments conducteurs 105 et 1105 sont logés dans l’insert 133. Ces deux conducteurs sont situés à des profondeurs différentes, de sorte qu’on distingue un élément conducteur supérieur 105, tourné vers la surface supérieure 30, et un élément conducteur inférieur opposé à cette dernière. La profondeur P1105 de cet élément conducteur inférieur 1105 correspond sensiblement à celle du conduit 4 du premier mode de réalisation.

Les extrémités 151 et 152 du conducteur supérieur sont connectées à la première étiquette RFID 107, alors que les extrémités 1151 et 1152 du conducteur inférieur 1105 sont connectées à une deuxième étiquette RFID 1107, distincte de l’étiquette 107. Typiquement, les deux étiquettes sont fixées contre la face inférieure du support, de part et d’autre de la gaine 120. Ces deux étiquettes sont propres à coopérer avec un unique lecteur RFID.

Lorsque la caténaire entre en contact avec le conducteur supérieur 105, la première étiquette informe le lecteur de l’ouverture du premier circuit électrique 108, ce qui permet de délivrer un premier degré d’alerte. Si l’opérateur choisit de poursuivre le service du véhicule ferroviaire, la caténaire peut entrer en contact avec le conducteur inférieur 1105. Dans cette occurrence, il y a ouverture du second circuit électrique 1108.

L’information correspondante est transmise par la seconde étiquette 1107 en direction du lecteur, puis répercutée à l’opérateur. Dans ce cas, ce dernier peut choisir de stopper immédiatement le véhicule afin de ne pas mettre en danger la caténaire en cas de rupture de la bande de frottement. On peut prévoir que, en même temps que l’alerte est donnée, un automatisme commande le retrait immédiat du pantographe, de sorte qu’il n’est plus en contact avec la caténaire. La variante de ces figures 7 et 8 peut également être mise en œuvre sur une bande de frottement selon le premier mode de réalisation, à savoir comprenant un conduit de détection pneumatique.

L’invention présente de nombreux avantages.

L’invention prévoit d’utiliser un élément électriquement conducteur, avec lequel la caténaire va interférer à un stade d’usure « intermédiaire » de la bande de frottement. L’invention permet donc d’éviter, dans une mesure importante, l’abaissement d’urgence du bras du pantographe. En effet, l’opérateur est averti, grâce à la présence de cet élément conducteur, de l’état d’usure intermédiaire précité. Dans ces conditions, il peut prendre toutes les précautions requises pour éviter l’occurrence d’un tel abaissement d’urgence. Par ailleurs, l’invention permet de fournir un niveau d’alerte, qui est non seulement précis mais aussi avantageusement modulable, grâce au positionnement de cet élément conducteur. En particulier, l’invention permet d’estimer la durée restante, avant le déclenchement du système automatique d’abaissement d’urgence, ou ADD.

L’invention est également avantageuse en termes économiques. La bande de frottement de l’invention, formant un élément consommable, présente un prix de revient comparable à celui d’une bande classique. En effet, le surcoût induit par la présence de l’étiquette RFID est modeste.

Par ailleurs, le dispositif de surveillance équipant un véhicule ferroviaire selon l’invention fait intervenir un faible nombre d’éléments mécaniques. Cette bande de frottement et ce véhicule ferroviaire, tous deux conformes à l’invention, présentent par conséquent des structures proches de l’état de la technique, tout en autorisant des fonctionnalités supplémentaires. Cette solution améliore donc la disponibilité du pantographe et la durée d’utilisation de la bande d’usure, sans faire de compromis sur la sécurité.

À cet égard, on notera qu’il est particulièrement commode d’équiper des véhicules ferroviaires déjà en service, au moyen de la bande de frottement conforme au premier mode de réalisation de l’invention. On rappellera qu’une bande de frottement classique est équipée uniquement d’un conduit, destiné à être relié au circuit pneumatique de détection. En faisant référence notamment à la figure 3 ou 4, on suppose désormais que cette bande classique doit être remplacée par une bande 1 conforme à l’invention. On dispose alors cette bande 1 à l’emplacement primitivement occupé par la bande classique, puis on raccorde le conduit 4 au circuit pneumatique déjà existant. On équipe par ailleurs le véhicule, au moyen d’un lecteur RFID.

La bande de frottement conforme au second mode de réalisation de l’invention peut remplacer, ou bien éventuellement venir en complément, d’un système automatique d’abaissement d’urgence (ADD) de type connu. Elle est plus légère, plus simple et plus facile à monter et à démonter qu’une bande de frottement de l’art antérieur, équipée d’un système à circuit pneumatique. Ce second mode de réalisation de l’invention permet d’apporter un équivalent au système ADD sur les véhicules de type tramway, lesquels sont dépourvus de circuit d’air comprimé.

On notera également que les experts du présent domaine technique s’entendent sur le fait, que l’avenir des pantographes réside dans un abandon des systèmes de type pneumatique. Dans ces conditions, la présente invention s’inscrit donc dans le sens de l’histoire, puisqu’elle permet de s’affranchir de l’utilisation de tels systèmes pneumatiques.

Le fait de prévoir un lecteur RFID, apte à transmettre des informations en mode « sans fil », présente des avantages spécifiques. Cela permet en effet d’éviter de relayer ce lecteur, en mode filaire, à l’électronique du véhicule ferroviaire. Cette solution est à comparer, d’une part, avec une connexion au moyen d’un fil conducteur, qui serait incompatible avec la différence de potentiels. Elle est à comparer, d’autre part, avec une connexion par fibre optique, qui est relativement coûteuse et difficile à mettre en place.

On notera en outre que la bande de frottement selon l’invention présente une masse sensiblement analogue à celle des bandes classique, puisque la masse spécifique à l’étiquette RFID est négligeable. Par conséquent, la solution de l’invention présente un impact négligeable sur la traînée aérodynamique et la masse en tête de pantographe.

L’invention permet en outre de s’affranchir de l’installation de détecteurs dans la tête du pantographe et dans la bande de frottement, qui est un endroit exposé et perturbé (chocs, arcs électriques, pollution électromagnétique, températures ponctuellement élevées).

Enfin, l’invention autorise une surveillance de l’ensemble de la largeur de la bande d’usure. En effet, elle ne fait pas appel à des capteurs discrets, localisés de manière ponctuelle sur cette bande d’usure.

La présente invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment, mais est au contraire définie par les revendications qui suivent. Il sera en effet apparent à l’homme du métier que des modifications peuvent y être apportées. Par exemple, on peut prévoir de réaliser le conduit de circulation pneumatique sous forme d’un tube, noyé dans l’insert. Néanmoins les modes de réalisation des figures 3 à 8 sont préférés, en particulier car ils sont plus économiques.

Par ailleurs, dans les exemples décrits et représentés, le lecteur RFID est fixé sur le véhicule ferroviaire proprement dit. A titre de variante, on peut prévoir de disposer une pluralité de lecteurs identiques 9a ... 9i ... 9n sur l’infrastructure de la voie ferroviaire, comme cela est illustré de façon schématique sur la figure 1. Ces lecteurs qui peuvent être positionnés à des points stratégiques du réseau, envoient des ondes au moment du passage du train et, par conséquent, coopèrent avec l’étiquette RFID lorsque celle-ci passe successivement au droit de ces lecteurs. Dans le cas d’ouverture du circuit électrique, l’étiquette cesse d’émettre une réponse et le lecteur qui vient de l’interroger transmet l’alerte au sol.

Claims

REVENDICATIONS

1. Bande de frottement (1 ; 101) pour un pantographe (308) d’un véhicule (300), notamment d’un véhicule ferroviaire, ladite bande de frottement comprenant des moyens de fixation sur ledit pantographe, notamment un étrier (2 ; 102), ainsi qu’une région active ou bande d’usure (3 ; 103) destinée à entrer en contact avec une caténaire (304), cette bande d’usure étant réalisée un premier matériau électriquement conducteur, caractérisée en ce que ladite bande de frottement (1 ; 101) comprend en outre au moins un circuit (8; 108, 1108) dit de détection électrique, le ou chaque circuit comprenant :

au moins un élément électriquement conducteur (5; 105, 1105), propre à être sectionné par la caténaire lors d’une diminution d’épaisseur de la bande d’usure, cet élément électriquement conducteur s’étendant au moins en partie dans l’épaisseur de la bande d’usure, une étiquette radiofréquence, ou étiquette RFID (7 ; 107, 1107), propre à être activée par un lecteur radiofréquence, ou lecteur RFID (9), distant de ladite bande de frottement, cette étiquette RFID étant propre à envoyer au lecteur RFID une information relative à l’état dudit circuit, en particulier à la coupure dudit circuit.
2. Bande de frottement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface supérieure (50) dudit élément électriquement conducteur (5) est située à une profondeur (P5) prédéterminée, par rapport à la surface supérieure (30) de ladite bande d’usure (3), à l’état non usé de cette dernière, cette profondeur étant notamment voisine de 20 millimètres.
3. Bande de frottement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit élément électriquement conducteur (5 ; 105, 1105) forme une boucle dont les deux extrémités adjacentes (51, 52; 151, 152, 1151, 1152) sont reliées électriquement avec ladite étiquette, notamment par soudure.
4. Bande de frottement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend des moyens de fixation de ladite étiquette RFID (7) sur ledit support (2), en particulier sur la face inférieure (25) dudit support.
5. Bande de frottement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support (2) est muni d’une gaine isolante (20 ; 120) et les deux extrémités adjacentes (51, 52 ; 151, 152, 1151, 1152) de l’élément conducteur s’étendent dans ladite gaine.
6. Bande de frottement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre des moyens (33) d’isolation électrique, permettant d’isoler ledit élément électriquement conducteur (5) par rapport à la bande d’usure (3).
7. Bande de frottement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins deux éléments électriquement conducteurs (105, 1105), un premier élément électriquement conducteur (105) étant tourné vers la caténaire en fonctionnement normal du véhicule de manière à fournir un premier degré d’alerte, alors qu’au moins un autre élément électriquement conducteur (1105) est opposé à la caténaire de manière à fournir au moins un autre degré d’alerte, chaque premier ou second élément électriquement conducteur étant relié à une première ou seconde étiquette RFID (107, 1107) respective.
8. Bande de frottement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite bande de frottement comprend en outre un conduit (4), dit de détection pneumatique, adapté pour contenir un fluide sous pression, et des moyens de liaison (43, 44) aptes à relier ce conduit de détection pneumatique à un circuit de détection pneumatique (45).
9. Bande de frottement selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite bande de frottement est dépourvue de conduit de détection pneumatique.
10. Véhicule ferroviaire (300) comprenant une caisse (306) et un pantographe (308), ledit pantographe comportant un châssis monté sur ladite caisse dudit véhicule, une bande de frottement (1, T) destinée à entrer en contact avec une caténaire et des moyens de liaison entre le châssis et la bande de frottement, caractérisé en ce que la bande de frottement est conforme à l’une quelconque des revendications précédentes, et le véhicule comprend en outre un lecteur radiofréquence, ou lecteur RFID (9), propre à activer ladite étiquette RFID de ladite bande de frottement.
11. Véhicule selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit lecteur comprend des moyens de communication, filaire ou de type sans fil, propres à transmettre des informations en direction dudit véhicule ferroviaire et/ou du sol.
12. Procédé de surveillance de l’usure d’une bande de frottement selon l’une des revendications 1 à 9, montée sur un véhicule selon l’une des revendications 10 ou 11, dans lequel :

on active ladite étiquette RFID (7 ; 107, 1107) de ladite bande de frottement au moyen dudit lecteur RFID (9), dont est muni ledit véhicule on détecte, au moyen dudit lecteur, la variation d’un paramètre représentatif dudit circuit électrique de détection (8 ; 108, 1108), tel que la coupure électrique dudit circuit de détection ;

on en déduit la mise en contact de l’élément électriquement conducteur (5 ; 105) avec la caténaire (304).
13. Procédé de surveillance de l’usure d’une bande de frottement selon l’une des revendications 1 à 9, montée sur un véhicule ferroviaire, notamment un véhicule ferroviaire dépourvu d’un lecteur RFID, dans lequel :

on dispose une pluralité de lecteurs RFID (9a ... 9n) sur l’infrastructure de la voie ferroviaire, on active successivement ladite étiquette RFID de ladite bande de frottement au moyen de chaque lecteur RFID, on détecte, au moyen d’au moins un lecteur, la variation d’un paramètre représentatif dudit circuit électrique de détection (8), tel que la coupure électrique dudit circuit de détection ;

on en déduit la mise en contact de l’élément électriquement conducteur (5) avec la caténaire (304).
14. Procédé de surveillance selon la revendication 12 ou 13, dans lequel on détermine un premier temps caractéristique (t1), correspondant à la mise en contact de l’élément électriquement conducteur avec la caténaire on estime un second temps caractéristique (t2), correspondant à la mise en contact du conduit avec la caténaire on estime une durée de service dite de sécurité, correspondant à la différence (t2t1) entre le second temps caractéristique et le premier temps caractéristique.
15. Procédé d’amélioration d’un véhicule ferroviaire (300) comprenant une caisse (306) et un pantographe (308), ainsi qu’un circuit de détection pneumatique, ledit pantographe comportant un châssis monté sur ladite caisse dudit véhicule, au moins une bande de frottement dite originelle, destinée à entrer en contact avec une caténaire et des moyens de liaison entre le châssis et la bande de frottement, ladite bande de frottement comprenant des moyens de fixation sur ledit pantographe, notamment un étrier, ainsi qu’une région active ou bande d’usure destinée à entrer en contact avec une caténaire (304) cette bande d’usure étant réalisée un premier matériau électriquement conducteur, ladite bande de frottement comprenant en outre un 5 conduit, dit de détection pneumatique, adapté pour contenir un fluide sous pression, et des moyens de liaison aptes à relier ce conduit de détection pneumatique au circuit de détection pneumatique du véhicule, caractérisé en ce que on remplace ladite au moins une bande de frottement originelle par une bande de

10 frottement (1, T) conforme à l’une quelconque des revendications précédentes, dite bande de frottement de remplacement on raccorde le conduit (4) de la bande de frottement de remplacement au circuit pneumatique du véhicule on équipe le véhicule, au moyen d’un lecteur RFID.