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pour Perfectionnements aux systèmes de sécurité de trains. par La Société ASSOCIATED TELEPHONE & TELEGRAPH Company
Cette invention est relative aux systèmes au- tomatiques de manoeuvre des trains, en général,mais a plus spécialement pour objet an dispositif d'arrêt automatique à induction intermittente pour trains, comportant des facilités pour imposer des caractéris- tiques de contrôle de vitesse qui ne se rencontrent généralement pas dans les systèmes d'arrêt ordinaires connus pour trains.
Dans toue'les systèmes connus de cette caté- gorie,le mécanicien peut, s'il est attentif ;empêcher
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lelserrage automatique des freins au passage d'un signal mis sur "attention" ou "danger", et peut dans ce cas poursuivre sa marche à pleine vitesse, s'il le désire, sans aucun autre obstacle jusqu'à ce qu'il arrive au si- gnal suivant.
Aucun avertissement, ni%optique , ni acous- tique n'informe du reste le mécanicien qu'il se trouve dans une zone dangereuse ou qu'il approche d'une telle zone, ou ne lui rappelle qu'il a ou non manoeuvré son organe de commande des freins en conformité du dernier signal,
Les caractéristiques plus importantes du sys tème qui fait l'objet de l'invention sont : un disposi- tif pour influencer le freinage automatique, tel qu'il en est appliqué à d'autres systèmes du même genre; des avertisseurs acoustiques et optiques appelant l'atten- tion du mécanicien au passage d'un signal mis sur "attention ou "danger";
le dispositifpour augmenter la durée de l'intervalle entre deux avertissements suc- cessifs, grâce auquel un contrôle de la vitesse peut être établi à l'approche de signaux d'arrêt et qui déclenchera automatiquement le serrage des freins si l'alidre du train dépasse une vitesse ralentie détermi- née; le dispositif pour donner une indication de # voie libre"au passage d'un signal mis sursoie libre'r; et un dispositif de contrôle simple et robuste manoeuvrable depuis la cabine de la locomotive pour permettre de ré- tablir la position du repos de l'appareil de sûreté du train, mais seulement lorsque le train se trouve arrê- té.
Aux dessins ann@xés, est représentée à titre
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d'exemple une forme d'exécution préférée de l'objet de l'invention.
Les feuil-Les 1 et 2 (fig, 1 et 2) doivent être placées de telle manière que la fig.2 se trouve droite de la fig.1, tandis que la feuille 3 (fig. 3 et 4) est placer juste sous la feuille 2 de façon à faire coïncider les parties correspondantes.La feuille 4, portant la fig.5, montre un diagramme indicateur des vitesses et les circuits correspondants de la voie.
La fig.l montre une valve pour freins de lo- comotives du type normal munie d'une manette de commas de spéciale et combinée avec un dispositif pneumatique et sa valve de distribution pour actionner les freins.
La fige 2 montre un ensemble comprenant une valve éléctro-pneumatique EP et divers autres dispo- sitifs pneumatiques,signaux et réservoirs d'air con- nexes.La plupart des appareils sont montrés en coupe dans le but de faciliter la description des divers organes et l'explication de la corrélation entre leurs fonctions respectives.
Les divers organes représentés aux fig.l et 2 sont figurés dans leur position de repos et on re- marquera que dans cette position la valve électro- pneumatique EP est excitée sur un circuit allant de la batterie par l'enroulement de l'électro@aimant de la valvé EP et le conducteur 48,les contacts 31,la tige du détecteur et le conducteur correspondant à la 'erre.Dans la position fermée de la valve pneumatique EP la soupape 6 se trouvera fermée.
Dans ces conditions la chambre à air A indiquée à la/fig,! et le tuyaute
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de communication 3 qui la raccorde au réservoir B de la fig. 2, ainsi que le réservoir lui-mêmesont soumis la pression intégrale de l'air affluant du réservoir principal par le robinet à pointeau 4. Dans cet état de choses la pression du réservoir principal régnant à la chambre A suffit à maintenir la soupape 10 appliquée sur son siège,
Les autres soupapes 26, 19 et 28 sont norma- lement maintenuedans leurs positions respectives manies trées aux dessins par la pression de l'air dont les chambres à air respectives 16, D et 15 âont normalement alimentées, Les contacts 38 sont normalement maintenus fermés également, comme l'indique le dessin, par la pression de l'air sur le diaphragme 31.
La fig. 3 montre un indicateur d'arrêt SD dans sa position de travail par rapport à une roue de locomotive.'Cet indicateur est un appareil pneumatique constitué par un piston actionné pneumatiquement et portant un clapet sphérique pouvant s'ouvrir seulement lorsque l'organe 46 est comprimé contre la roue pendant que celle-ci est en mouvement.
La fig. 4 montre un inducteur de voie à aimant permanent et un appareil récepteur ou releveur. Les in- ducteurs électro-magnétiques sont tous construits sui- vant le même principe. Ce relais récepteur ou releveur possède un aimant permanent qui maintient l'armature inclinée dans l'une ou l'autre position dans laquelle elle a été placés. Le relais et ses balais de prise de courant sont Suspendus au châssis du tender au moyen d'un certain nombre de tiges filetées ou de tirants,
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dont deux sont représentés à la fig. 4. On remarquera qu'un troisième tirant, appelé tige détectrice est utilisé comme organe conducteur à travers lequel du courant est fourni aux électro-aimants de rappel du
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relais répéptèaur et à la valve, électro-pneumatique EP.
Cette tige détectrice est en fonte tournée et est par conséquent très cassante,Si le relais récepteur ou les parties constructives connexes venaient heurter un objet ou un corps quelconque avec une force suffisante pour faire ployer les tirants de suspension,ou mettre l'ap- pareil hors d'usage d'une manière quelconque,le choc suffira à rompre le tige détectrice relativement cassan- te et provoquera l'interruption du courant d'excitation de la valve électro-pneumatique EP.La désexcitation de cell-ei provoquera alors automatiquement un serrage des freins d'une manière qui sera décrite plus loin,
La fig,
5 est une vue schématique représentant une voie de chemin de fer divisée en un certain nombre de blocks ou de secteurs comportant chaque fois des si- gnaux de block-système placés respectivement dans
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les positions "voie libre',"'attenti.On , "halteir et "voie libre". La* courbe de contrôle à observer pour le freinage dans ces conditions est représentée éga- lement de même que les circuits de la voie servant à déterminer les conditions des inducteurs de la voie.
Avant d'aborder la description des divers cycles du fonctionnement @l a paru nécessaire dtexpli- quer les circuits de la voie et d'exposer la manière dont ils effectuent les différents changements de cir- cuit pour faire varier les conditions magnétiques des
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indueteurs de la voie qui sont nécessaires pour obtenir les opérations de contrôle désirées pour le train.
Dans l'exemple décrit,une locomotive est mon- trée marchant de gauche à droite et engagée sur le dernier secteur du block qui est figuré en entier. Dans ces conditions le courant normalement prélevé aux con- tacts du relais polarisé à trois positions 54 est dérivé du relais polarisé à trois positions 53,ce dernier re- lais êtant ainsi amené . prendre sa position neutre.
Une fois le relais 53 dans sa position neutre, la direc- tfon du courant affluant au relais polarisé à trois po@- sitions 52 est telle que ce relais va prendre la posi- tion indiquée au dessin. Le relais 52 une fois dans cette position le courant afflue au relais polarisé @l de telle façon que les armatures de ce relais sont amenées à une position opposée à celle des armatures du relais 52.
On remarquera que dans les blocks dont les sémaphores sont dans la position donnant le, voie libre, les inducteurs de la voie placés à distance aussi.,bien que ceux sur place sont excités les uns et les autres, et qu'au block dont le signal est sur "attention' seul l'inducteur de la voie situé à distance est excité, tandis'que ni l'inducteur de la voie placé à distance, ni celui à côté du sémaphore appartenant au block dont le sémaphore a son signal sur "halte" n'est excité.
Ceci' établi, il sera donné à présent,, une des- cription des opérations qui se produisent lorsqu'une lo- comotive passe un signal'mis sur "voie libre".
Comme l'indique schématiquement le circuit de
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la fig. 5, le récepteur sur la locomotive franchit, au passage d'un signal mis sur "voie libre", d'abord un aimant permanent qui fait osciller l'armature 45 du récepteur et sépare les contacts Si, ouvrant ainsi le circuit normalement fermé pour la valve électro-pneuma-
EP. La valve électro-pneumatique tique/ainsi mise hors circuit libère son armature 29 et pemmet à la soupape 6 qu'elle commande,de s'ouvrit. L'ou- verture de cette soupape a pour résultat un abaissement de la pression dans la chambre A du réservoir B puisque les orifices de la soupape 6 et de la chambre sont très grands en comparaison de l'orifice d'arrivée d'air réglé au moyen d'un pointeau 4.
Environ 2 mètres plus loin le récepteur de la locomotive passe sur l'inducteur correspondant de la voie qui, dans l'état du circuit indiqué à la fig, 5, ramène l'armature 45 à sa position primitive et referme les contacts 21 de telle sorte que la valve électro-pneumatique est excitée à nouveau et ferme la soupape 6 ramenant ainsi l'appareil qui avait été manoeuvré à sa position primitive
Les opérations qui viennent d'être décrites s'effectuent à tous les signaux "voie libre" et cons- tmtuent une opération de vérification automatique et,à moins que le train ne marche à une vitesse très lente, le sifflet W ne sera pas actionné,pour cette raison que la chambre B derrière le sifflet met une demi-seconde à se remplir avant que le sifflet puisse f onctionner.
Ce dispositif évite d'appeler l'attention du mécani- cient sans nécessité au passage d'un signal placé sur "voie libre*,
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En se reportant à nouveau au schéma de la fige 5,et en supposant qui'une locomotive.passe un signal mis sur "attention", on verra qu'environ 150 mitres au- delà de 1 'empiècement de chaque signal se trouve placée une paire d'électro-aimants de voie et qu'en outre une paire de ces électro-aimants se trouve placée au signal lui-même.
Comme l'indique clairement le schéma du circuit et comme il a été exposé plus haut,les deux électro-ai- mants sont excités lorsque le signal rencontré est sur "voie libre- et l'appareil sur la locomotive fonctionne par conséquent cette fois encore de la façon déjà dé- crite plus haut,au moment de passer la paire d'aimants installée au signal lui-même.mais si le signal se trou- ve placé sur "éttention", le deuxième é.lectro-aimant ren- contré est désexcité ,comme l'indique le dessin, et la valve électro-pneumatique BP n'est, par conséquent,pas ramenée à sa position primitive. A ses contacts 24,la valve pneumatique ouvre le circuit normalement fermé de la lampe verte G, et ferme, à ses contacts 25, le circuit pour la lampe rouge R.
Comme dans ce cas la pression du réservoir a baissé à la chambre B pendant une durée supérieure à une demi (seconde, la pression de l'air-dans la chambre E s'élève suffisamment pour actionner le sifflet @ et donner au mécanicien un nou- vel avertissement relatif aux conditions dans lesquelles il marche avec sa locomotive. A ce moment-là le mécani- cient est forcé de reconnâ@tre qu'il a compris puis- quil est obligé de maintenir le piston de réplique dans @ sa position manoeuvréejusqu'à ce que le sifflet cesse
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de marcher s'il veut éviter un serrage automatique des freins.
Le piston de réplique AP étant poussé & fond ouvre la soupape 26 qui fait communiquer la chambre 16 avec l'atmosphère et, en outre, la chambre 15 située juste au-dessus du diaphragme 27 commandant la soupape 28 L'orifice étroit 17 assurant l'arrivée de la pres- sion du réservoir principal est insuffisant pour main- tenir la pression derrière le diaphragme 27, de telle sorte que ce diaphragme fléchit et ouvre la soupape 28.
L'ouverture de cette dernière permet une poussée momen- tanée de l'air de la chambre à soupape D à travers le tuyau 14 pour venir frapper le disque 151 et soulever ainsi le ressort 29 Il suffisamment pour fermer momenta- nément les contacts 13. Cette fermeture des contacts 13 a pour résultat de fermer un circuit allant de la batterie par les contacts 38, le conducteur 30, le ressort 291, les contacts 13, le conducteur 34, les en- roulements des bobines de rappel 39 et la tige détec- trice à la terre, L'armature du récepteur reprend par conséquent sa position normale et rétablit le circuit de l'aimant de la valve électro-pneumatique EP.
On remarquera que le mouvement du piston de réplique AP sépare le ressort 23 du ressort de contact 22 et que les deux ressorts sont maintenus séparés jus- qu'à ce que l'armature 29 soit revenue à sa position de l'excitation ou de repos,Il en résulte que lorsque le ressort 23 est ramené à sa hauteur normale par l'arma- ture de la valve électro-pneumatique, le ressort 22 res- te en arrière qt que la lumière rouge reste allumée jusqu'à ce que l'armature 29 soit retombée et ait re-
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pris de nouveau sa position de repos,une fois le piston
AP abandonné, C'est alors seulement que le ressort 23 peut entrer en contact avec le dessous du ressort 22 et soulever ce ressort ainsi à sa position normale,ouvrant les contacts 25 et fermant les contacts 24.
Puisque c'est seulement lorsque la locomotive rencontre des signaux placés sur "voie libre" que le circuit de ta valve électro-pneumatique EP est d'abord interrompu et ensuite rétabli sans l'aide du piston de réplique, il stensuit que la circuit pour la lampe ver- te ne peut se trouver rétabli immédiatement qu'au passa- ge d'un signal placé sur"voie libre".
Pour revenir au fonctionnement des contacts
13, on remarquera que la chambre D est d'un très petit volume et laisse passer parole tuyau 14, de l'air d'une pression suffisante pour actionner les contacts 13 seu- lement pendant un temps très courte l'orifice 18 communi- quant avec le réservoir principal étant suffisamment étroit pour empêcher une augmentation quelconque de la pression dans la chambre D, tant que la soupape 28 est ouverte. Il est évident Rar conséquent qu'un premier mouvement rentrant du piston ne peut produire qu'une fermeture momentanée des contacts 13.
Dès la première manoeuvre du piston la pres- sion s'échappe de la chambre D et du réservoir C ainsi que de l'espace au-delà du diaphragme 27. L'orifice
17 communiquant avec le réservoirprincipal et la capacité du réservoir C sont réglés de telle manière qu'âpres une première manoeuvre du piston AP la pression d'air sur le diaphragme 27 ne peut remonter suffisamment pour
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fermer la soupape 28 qu'une fois la chambre C rechargée.
Ce remplissage exige environ 20 secondes. Il s'ensuit qu'une deuxième poussée d'air ne peut être lancée pour effectuer la fermeture des contacts 13 qu'après l'expi- ration du délai imposé par ce remplissage.
En se reportant de nouveau su schéma de la fig.
5 et en supposant qu'une locomotive passe devant un signal placé sur "Halte" on se rend compte que les électro-aimants sont désexcités tous les deux dans ce cas et que le relais récepteur d'un train approchant au signal d'arrêt ne reçoit pas d'impulsion pour re- fermer le circuit de la valve électro-pneumatique EP comme célle qu'il avait reçue à 150 mètres de distance du signal en approchant de signaux sur "voie libre" et
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"attention*. *
S'il est attentif,le mécanicien réplique de la manière usuelle, mais lorsque le train atteint le signal, le relais reçoit une nouvelle impulsion à la- quelle il faut de nouveau répondre sans quoi les freins seraient serrés automatiquement.
Au bout de vingt secondes, après la première réplique du mécanicien,si la vitesse moyenne entre les deux paires d'inducteurs est d'environ 30 kilomètres à l'heure,une deuxième répliquepeut avoir lieu de la même manière que la précédente. Si au contraire le mé- canicien n'a pas tenu compte de l'avertissement précé- dent et a conservé une vitesse moyenne de plus de 30 kilomètres à l'heure, il va parvenir au point voulu pour la seconde manoeuvre de réplique avant que le laps de temps de 20 secondes se soit écoulé, et sa, ma-
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noeuvre du piston de réplique demeurera sans effet.
Par conséquent,et étant donné la capacité du réservoir B et le réglage du pointeau'4,la pression de l'air au tuyau 3 se trouvera, avant l'expiration de six secondes après avoir rencontré l'aimant permanent au signal,réduite à 700 grammes par centimètre carré, et cette diminution de la pression sera suffisante pour permettre à la pres- sion au réservoir principal de vaincre la pression agis- sant sur le piston 8 et le piston 11 sera actionné pour déterminer le serrage des freins.
En ce qui concerne alors le serrage automatique des freins, une fois cette manoeuvre déclenchée soi faute d'avoir tenu compte d'un signal # Attention" ou "danger" , soit par suite d'une vitesse supérieure à la vitesse prescrite à l'approche d'un signal d'arrêt, il est impossible de l'annuler tant que le train ne s'est pas arrêté, Le dispositif adopté à cet effet comprend l'interrupteur pneumatique PS dont les contacts 38 sont normalement maintenus fermés par la pression d'air agis- sant sur son diaphragme élastique 31 .La tension du ressort 32 est réglée'de telle manière que cet in- terrupteur se déclenchera dès que la pression au tuyau 3 se trouvera réduite à 700 grammes par centimètre carré, pression à laquelle le piston 8 du distributeur ouvre, comme il'a été dit précédemment,
la soupape 10 et effectue le serrage automatique des freins, ouvrant en même temps le circuit des bobines 39 du relais récepteur. Comme il a été exposé plus haut, la manoeu- vre du piston de réplique AP ouvre la soupape 28 laissant ainsi échapper la pression de la chambre
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D. La chute de pression de la chambre D fait à son tour fléchir le diaphragme 33 et ouvre la soupape 19.
Une fois la soupape 19 ouverte, l'admission d'air du réservoir principal par le tuyau 20 va éventuelle- ment fermer les contacts 40 du détecteur d'arrêt, à la condition que la looomotive soit complètement arrê- tée.Cette fermeture des contacts 40 se produit parce que le piston 41 de cet interrupteur pneumatique laisse ces contacts normalement séparés sous l'action du ressort 43. La surface du piston 41 et la tension du ressort 43 sont choisies de telle façon qu'il faut une pression d'au moins 5 kilog. par centimètre carré pour fermer les contacts 40.Les organes du détecteur d'arrêt sont au contraire disposés de telle façon qu'une pression d'air d'un kilogramme par centimètre carré suffira pour appliquer l'organe 46 portant le clapet sphérique contre la roue de locomotive.
Aussitôt la pièce 4@ en con- tact avec la roue@de la locomotive, le clapet sphéri- que qui.ien est solidaire va rester appliqué sur son siège quelle que soit la pression exercée sur lui du moment que la roue se trouve arrêtée; la pression va par conséquent monter et refoulera le piston 41 qui fermera alors les contacts 40. La fermeture de ces contacts complète un circuit d'excitation pour les bobines de commande 39 de l'armature 45, indépendamment des con- tacts 38.
Ce circuit est comme suit: de la batterie par les contacts 40 et le conducteur 34 aux bobines 39 et de là par la tige détectrice à la terre.Aussitôt ce circuit fermé, l'armature 45 reprend sa position
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normale et la valve éleotro-phsmtique'est excitée, sur
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un circuit allant de la batterie par la valve électro- pneumatique EP, le conducteur 28,les contacts 21 de l'aimant du récepteur,et la tige détectrice à la terre.
La valve électro-pneumatique est par conséquent excitée et vient refermer la soupape 6. Après un petit intervalle la pression au tuyau 3 devient suffisante pour ramener le piston 8 à la position primitive . Dans cette position l'arrivée d'air au piston 11 se trouve coupée et le mécanicien peut alors desserrer les freins en ramenant la manette à la main à sa position de la marche,
Si le mécanicien voulait chercher à manoeuvrer le piston de réplique pendant que le train est en mar- che , dans le but d'effectuer le desserrage des freins;
l'organe porte-clapet 46 basculerait dès qu'il tombhe la roue,et déchargerait la pression délivrée au détec- teur d'arrêt et au piston 41, de sorte qu'il est impos- sible de fermer les contacts 40 tant que la locomotive est en marche,
REVENDICATIONS
1) Le système de contrôle pour trains est caractérisé en ce qu'un appareil avertisseur est disposé de manière à être actionné dès qu'une locomotive se trouve sur la voie en présence de circonstances constituant un danger ou nécessitant de la prudence, cet appareil étant disposé de manière à rester actionné malgré l'ingérence de n'importe quelle commande manuelle sur la locomotive, jusqu'à ce que celle-ci rencontre l'équivalent d'un état de circulation libr sur la
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