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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de "PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS DE CONTROLE AUTOMATIQUE
DE LA MARCHE DES TRAINS"
L'invention est relative à des perfectionnements aux dispositifs de contrôle automatique de la marche des trains et à des mécanismes constitutifs de tels dispositifs.
On connaît déjà des systèmes dans lesquels des aimants permanents disposés convenablement dans la voie forment, par l'in- termédiaire de pièces polaires appropriées, un pont magnétique fixe. La locomotive porte, soit un pont magnétique dans lequel est encastré un relais polarisé, soit des plaques collectrices sur lesquelles peuvent jouer des armatures. Le relais ou les armatures agissent, lors du passage de la locomotive au droit du pont fixe, sur des contacts qui font entrer en jeu la force motrice nécessaire pour actionner les mécanismes d'avertissement ou de freinage de la locomotive suivant un programme établi.
Les ponts magnétiques fixes de la voie usuels ont
A
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l'inconvénient qu'ils ne peuvent donner chacun qu'une seule indication positive.
Ainsi le système d'aimants agit pour indiquer, par exemple, que le signal est à l'arrêt mais lorsque le signal est au passage, on est obligé d'annuler le flux donné par ces aimants par un dispositif accessoire quelconque afin que ltindication "signal à l'arrêt" ne soit pas reproduite à nouveau sur la loco- motive.
Il y a intérêt cependant à donner un signal au mécani- cien avec un même appareil dans la voie quelle que soit la posi- tion de la palette ou la signification du feu à contrôler; c'est le but de la présente invention qui consiste essentiellement à réaliser un pont magnétique dans la voie qui puisse prendre deux positions situées à 180 l'une de l'autre.
Sur les dessins schématiques ci-annexés, auxquels on se réfère dans la description qui va suivre : la fig. I montre, en vue de face, à titre dtexemple, une forme de réalisation du nouveau dispositif; la fig. II est la vue en plan correspondante; les fig. III, IV, V montrent respectivement, à plus grande échelle, différents organes du dispositif; la fig. VI est un schéma de connexions pour l'actionne- ment des appareils; les fig. VII et VIII représentent, en vue de face et en plan, partie en coupe, une autre forme d'exécution; les fig. IX, X, XI, XII, et XIII montrent différents modes de construction du pont magnétique de la voie; la fig. XIV est une vue en élévation d'une réalisation différente du nouveau dispositif; la fig. XV est la vue en plan correspondante; la fig.
XVI montre une dernière variante de réalisation, en coupe suivant l'axe x y de la fig. XVII la fig. XVII est la vue en plan correspondante.
Sur toutes les figures, les mêmes chiffres et lettres
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de référence désignent les mêmes éléments ou organes.
Dans l'exemple montré figures I etII, le pont magné- tique de la voie est composé d'aimants permanents 4, en nombre approprié, réunis à leur partie supérieure par deux pièces po- laires 2 et 3 et reliés à leur partie inférieure par un plateau circulaire 5 en fer doux. Le pont magnétique porté par la looo- motive, est représenté pour faciliter la compréhension, fig. I, par deux pièces 1 comportant un épanouissement polaire et un relais polarisé Rp placé entre elles. Un entrefer E1, E2 sépare les deux ponts magnétiques ainsi constitués.
Le pôle nord est supposé à gauche et le pôle sud à droite, de sorte que le flux produit lorsque le pont mobile passe au dessus du pont fixe traverse de gauche à droite le relais po- - larisé Rp, mais suivant l'invention ce flux peut changer de sens à volonté, dans des coniitions prédéterminées.
A cet effet, le plateau 5 peut tourner de 180 , il est calé à l'extrémité d'un axe vertical 6, fig.II, qui porte un pignon 7 engrenant avec une crémaillère 8 guidée par un boîtier
36, fixé dans la voie.
Des rouleaux 9 servent à supporter éventuellement le plateau 5.
Le dispositif est constamment rappelé dans la position montrée fig.II, par un ressort'de compression 10 appuyant, d'une part, sur un taquet 11 solidaire de la crémaillère 8, et d'autre part, sur le boîtier36, voir aussi fig. V.
La rotation de 1800 du plateau 5 est provoquée par le déplacement de la crémaillère 8 qui est assuré, de toute façon appropriée, par un mécanisme logé en dehors de la voie dans un boîtier A (dont le couvercle est supposé enlevé) et comprenant : un moteur électrique 12, de préférence série, une démultiplica- tion par engrenages 13 et 14 attaquant une crémaillère 15 par un , ,. , . pignon 16, un commutateur de fin de course 18, un frein électro- magnétique 19, bloquant le mécanisme à fin de course lorsque le moteur 12 a été alimenté, et un enclenchement électro-magnétique
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20 assurant le calage du mécanisme après que le dispositif est revenu dans la position de la figure II.
La fig.III montre un exemple de réalisation du frein électro-magnétique 19. Le noyau 23 d'un électro-aimant 21 est , relié, par un système articulé, à une extrémité de deux leviers 24 disposés de part et d'autre d'une poulie de frein 27 calée sur un arbre 26 faisant partie du mécanisme de commande . Ces leviers 24 sont munis de sabots de frein 25 et sont mobiles à leur autre extrémité autour d'axes 35 solidaires du bâti de l'appareil.
Quand la bobine 22 de l'électro-aimant 21 est excitée elle attire le noyau 23, les leviers 24 pivotent autour des axes 35 et leurs sabots 25 bloquent la poulie de frein 27, fig.III. Lorsque la bobine 22 n'est plus alimentée, le noyau 23 retombe et écarte les sabots de frein 25 de la poulie 27.
La fig.IV montre un exemple de réalisation de l'enclen- chement électro-magnétique 20. La bobine 29 d'un électro-aimant 28 peut attirer un noyau 30, ce dernier est solidaire d'un verrou ou taquet de calage 31 susceptible de glisser dans des guides 32.
Lorsque la bobine 29 n'est pas excitée et que le dispositif occupe la position montrée fig.Il, le taquet 31 est engagé dans une enco- , che 33 d'une roue, ou d'un cylindre, 34 montée sur l'arbre 26, qui est ainsi fixé dans une position déterminée. Quand la bobine 29 est excitée, le noyau 30 est attiré et la roue 34 est déverrouillée.
Le schéma de connexions du moteur 12, des bobines 22 et 29 et du commutateur de fin de course 18, peut être établi suivant la fig.VI. Ltensemble est alimenté par l'intermédiaire d'un inter- rupteur 37 manoeuvré par le signal lui-même et fermé lorsque la voie est libre et inversement. Un autre interrupteur 38 commandé par l'enclenchement 20 reste ouvert tant que celui-ci intervient.
Le nouveau dispositif fonctionne de la manière suivante:
Lorsque le signal à protéger est à l'arrêt aucun courant ne circule dans l'appareil, l'interrupteur 37 étant ouvert ; ressort 10 est détendu et les pièces polaires 2 et 3 présentent, par exemple, la polarité indiquée fig.II,
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Le taquet 31 de l'enclenchement 20 est engagé dans l'encoche 33 de la roue 34, fig. IV, et fixe le dispositif dans la position qu'il occupe de façon à ce qu'un acte malveillant ne puisse le faire tourner. Le commutateur de fin de course 18 ferme alors le circuit du moteur 12 et coupe celui de la bobine 22 du frein 19, fig. VI.
Lorsque le signal s'ouvre, il ferme l'interrupteur 37.
Le courant passe d'abord dans la bobine 29 de l'enclenchement 20, fig. IV, le noyau 30 est attiré, le taquet 31 se dégage de l'en- coche 33 et l'arbre 26 peut tourner; lorsque le taquet 31 est dégagé, l'enclenchement 20 ferme par tout moyen approprié l'inter- rupteur 38, fig. VI. Aussitôt le moteur 12 se met en marche et la crémaillère 8 est entraînée vers la gauche par l'intermédiaire d'une fourche 17 solidaire de la crémaillère 15, fig. II. Le pi- , gnon 7 et le plateau 5 tournent dans le sens de la flèche F. Lors- que ce plateau s'est déplacé d'un demi-tour, les pièces polaires 2 et 3 occupent une position symétrique par rapport à la voie mais le pôle sud a remplacé le pôle nord et inversement.
A ce mo- ment, le commutateur de fin de course 18, ouvre le circuit du moteur 12 et ferme celui de la bobine 22 du frein 19, fig. VI.
.
Cette bobine 22 attire le noyau 23, fig. III, et les sabots 25 bloquent la poulie 27 et maintiennent le dispositif dans sa nou- velle position.
Le ressort 10, fig. II et V, a été comprimé et tend à faire revenir le dispositif à sa position initiale.
Lorsque la palette se remet à l'arrêt, l'interrupteur 37 s'ouvre, l'électro-aimant 28 de l'enclenchement 20 n'est plus excité et le taquet 31 vient se poser sur la surface extérieure de la roue 34. L'électro-aimant 21 du frein 19 est également dé- sexeité et les sabots 25 s'écartent de la poulie 27.
Tout le dispositif revient alors dans saposition primi- tive, fig. II, sous l'action du ressort 10 ; la roue 34, fig. IV, ayant présenté son encoche 33 devant le taquet 31, celui-ci s'y engage et le dispositif est calé et prêt pour un nouveau fonction- nement. L'interrupteur 18 a repris la position indiquée fig. VI.
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On conçoit que suivant la polarité des pièces polaires 2 et 3, le dispositif qui vient d'être décrit pourra répéter sur la locomotive deux indications bien différentes, par exemple "voie libre" et "arrêt".
Il est évident que le système inducteur pourrait être rappelé dans la position de la fig.II par l'action d'un ressort de traction, ou d'un ressort spiral, ou d'un contrepoids.
Le mécanisme moteur pourrait être aussi logé sous le plateau 5 au lieu d'être en dehors de la voie, de manière à former un dispositif plus compact. Autour des aimants permanents 4 peu- vent âtre disposés des enroulements créant un flux régénérateur lorsque le courant passe dans le moteur 12. Enfin, dans l'exemple décrit, le système des pièces polaires tourne autour d'un axe vertical 6 mais plusieurs autres dispositions sont possibles et entrent dans le cadre de l'invention.
Ainsi, afin de pouvoir allonger les pièces polaires - autant que nécessaire, on peut faire usage du dispositif montré fig. VII et.VIII.
Le changement de sens du flux inducteur est obtenu par la rotation simultanée et de 1800 d'assemblages 39 et 40 compre- nant des aimants permanents 41 et des épanouissements polaires 42, 43, 44 et 45 de forme appropriée. Chaque assemblage 39,40 est solidaire d'axes 46 parallèles aux rails, tournant dans des palier 48 et 49, et munis à une extrémité de pignons 47, fig. VIII. Des pièces polaires 53 et 54 et une tôle-support 55, fig.VII, complè- tent le système magnétique. Les pignons 47 sont commandés par une crémaillère 50 qui est reliée à un mécanisme moteur, identique à celui décrit précédemment, par l'intermédiaire d'une tringle 51 et d'une fourche 52.
La crémaillère 50 est constamment rappelée dans sa position initiale (correspondant à la palette à l'arrêt) par un ressort de compression 56 s'appuyant d'un côté sur le bâti de l'appareil et de l'autre sur un taquet 57 solidaire de la cré- maillère 50.
Un des éléments tournants, 39 par exemple, est repré-
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senté à plus grande échelle fig. IX. On conçoit que l'entrefer e compris entre l'épanouissement polaire 42 ou 45, dont la section affecte la forme d'un segment circulaire, et la pièce polaire creuse 53, ne peut être'réduit au dessous d'une valeur compatible avec la construction du dispositif. On peut cependant diminuer cet entrefer en adoptant la disposition des fig. X et XI; chaque épanouissment polaire 58 présente une partie plate qui s'adapte complètement sur une pièce 59 en fer doux reliant les deux pôles du système, lorsque l'axe 46, fig. X, tourne de 1800 l'élément considéré prend la position de la fig. XI.
Une autre variante consiste à placer l'axe 46 en dehors des éléments tournants, comme montré sur les fig. XII et XIII; chaque épanouissement polaire 60, de section rectangulaire, s'adap- te encore parfaitement sur la pièce 59. Une masse 61 sert à équi- librer l'ensemble.
Enfin, pour obtenir deux sens différents du flux dans le relais polarisé Rp, on peut faire usage du dispositif représen- té fig. XIV et XV.
Le pont magnétique sur la locomotive est un peu diffé- rent de celui des dispositifs décrits plus haut. Le relais pola- risé Rp se trouve dans un troisième épanouissement polaire placé au milieu des deux autres, fig. XIV.
Les aimants permanents 69 du pont magnétique de la voie, au lieu d'avoir un mouvement de rotation de 180 , sont simple ment déplacés perpendiculairement à la voie par un mécanisme moteur identique à celui visé ci-dessus.
Le système inducteur 63, convenablement agencé, est relié au mécanisme moteur par une fourc'he 62 et une bielle 64.
Ce système peut coulisser entre des guides 65, fig. XV, grâce à des galets 66 fixés à un support 67, de façon à occuper deux posi- tions différentes, fig. XIV: la position droite indiquée en traits pleins et la position gauche esquissée en pointillés. Le dit sys-' tème est rappelé dans la position correspondant au signal à l'arrêt par un ressort 68 ainsi que présédemment.
Les flèches en traits mixtes, fig. XIV, montrent le sens
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du flux produit dans les deux positions que peut occuper le sys- tème inducteur 63 ; on. voit que ce flux changera de sens dans le relais polarisé Rp suivant que ce système sera dans l'une ou 1'- autre position.
Dans la variante de réalisation représentée fig.XVI et XVII, une des branches du pont magnétique de la voie est constituée par une des files de rails, par exemple 70, ce qui a pour avanta- ge d'être beaucoup plus économique, de demander moins de puissance pour la rotation des aimants et de permettre de placer le dispo- sitif en dehors de la voie.
L'autre branche comporte, comme décrit ci-dessus en regard des fig.VII et VIII, des aimants permanents 71 et deux épanouit , sements polaires 72 et 73 solidaires d'un axe 74 parallèle aux rails.
L'ensemble est enfermé dans un carter en métal non magnétique 75 avec des épanouissements polaires rapportés 76 et 77 judicieusement placés. -
Les deux branches sont réunies par une tle 78 servant de support et fixée au rail 70 par des atia ches quelconques 79.
L'axe 74 tourne dans des paliers formés par le carter 75; sa rotation de 1800 et par suite celle du système inducteur, formé par les aimants 71 et les épanouissements polaires 72 et 73, est assurée directement par un mécanisme moteur semblable à celui décrit ci-dessus mais approprié à ce genre de construction.
Sur la fig. XVII, on a représenté dans le boîtier A, le moteur 12, une réduction par engrenages 80, un interrupteur de fin de course et un électro de maintien 81.
Lors du passage de la locomotive au-dessus du pont magnétique de la voie, le circuit magnétique est fermé, par exemple, fig.XVI, par les pièces 1 et le relais Rp du pont magné- , - . tique porté par la locomotive, les entrefers E1 E2, le rail 70, la tôle 78, la pièce polaire 77, l'entrefer,!!, le système induc- teur 72, 71, 73, un entrefer e' et la pièce polaire 76.
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Le dispositif est rappelé dans sa position primitive
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par un ressort de torsion 82 convenablement agencé. Il fonctionne de la même manière que décrit précédemment et aucune de ses par- ties n'est accessible de l'extérieur.
Dans tous les dispositifs visés ci-dessus on peut uti- liser un électro-aimant au lieu du moteur 12, le schéma de conne.-- xions, fig.VI, ne change pas, mais la roue 34, fig.IV, est rempla- cée par une barre avec une encoche et la poulie 27, fig.III, est commandée par la crémaillère 8, le mouvement de translation de celle-ci étant transformé en mouvement de rotation, ou de toute autre façon.
Il est naturellement loisible, sans. sortir du cadre de l'invention, d'agencer différemment les éléments constitutifs du nouveau dispositif de contrôle automatique de la marche des trains de manière à réaliser d'autres variantes présentant les oaracté- , ristiques sus-indiquées et se comportant pratiquement de la même façon que les exemples de réalisation décrits ci-dessus en regard des fig. I à XVII des dessins.