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Disposition d'appareils de contact aux joints de rail d'une voie, en vue de la réalisation de dispositif automatique de protection et de signalisation.
La signalisation et la sécurité automatiques dans les chemins de fer sont le plus souvent réalisées du fait qu'en certains points des sections parcourues on a prévu la possibilité d'une prise de contact entre le train et les appareils de signalisation qui lui sont affectés, par l'interposition de divers appareils de contact qui doivent@être actionnés par ce train. Mais il faut que ce même dispositif de signalisation soit rendu libre aussi rapidement que possible pour la protection d'un autre véhicule. Or, sur une voie de chemin de fer, des convois lourds ou légers et de vitesses inégales roulent
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en différentes directions; tantôt il s'agit de signaler et de protéger une loc notive haut-le-pied ou une automotrice; d'autres fois un tr long rain de marchandises circulant à. petite vitesse.
Ces nombreuses alternatives dans les besoins de l'exploitation compliquent fortement un tel dispositif de protection. L'appareillage de commande très compliqué que né- cessite un tel dispositif de protection sollicite d'une manière relativement forte l'emploi de l'énergie électrique, de sorte qu'une telle disposition semble techniquement irréalisable sans ltapport régulier d'une énergie empruntée au réseau électrique.
On aurait cependant très souvent besoin d'une disposition de ce genre, spécialement dans les villes éloignées où il n'existe pas de réseau de courant. Des ruptures dans le réseau causent une insécurité d'exploitation au même titre que la complexité du dispositif protecteur causée par une exploitation elle-même complexe. Une simplification notable du dispositif de protection permettrait l'emploi normal d'une batterie d'accumulateurs; la simplification elle-même augmenterait la sécurité de l'exploi- tation, et l'emploi de la batterie augmenterait encore le degré de sécurité ainsi accru du dispositif.
La présente invention a pour but de transmettre du véhicule au dispositif de protection les impulsions en question, à, un état que l'on peut qualifier de .préparé d'avance". L'appa- reil de contact employé est muni d'un dispositif régulateur de temps comportant l'emploi de mouvements d'horlogerie, de freins pneumatiques ou hydrauliques ou de relais possédant leur batterie de secours propre, lesquels seraient annexés comme équipements au poste de contact. Si maintenant deux de ces appareils de contact sont intercalés dans le circuit de protection à peu de distance l'un de l'autre, soit en parallèle, soit en série, on obtient les "postes de contact" d'après l'invention, offrant de nombreuses possibilités de variations et de combinaisons.
Parmi
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les plus courantes on peut mentionner: l'émission d'une impulsion d'intensité et de durée choisies une seule fois pour l'ensemble des essieux d'un convoi, par exemple salement après passage du premier essieu ou seulement après le passage du dernier essieu.
Les impulsions ne sont données que pour la marche dans une direction choisie et pas pour la marche en direction oppoaôo. Los impulsions ne se produiront que lorsqu'un véhicule franchit le poste de contact aveo une vitesse donnée; pour clos vitesses in- férieures à la limite assignée il ne se produira aucune impulsion. Les impulsions ainsi préparées ne sont transmises que par un seul fil et les dispositifs de contact forment un tout aveo le dispositif de signalisation attenant qui, de cette manière, est profondément simplifié.
Les dessins annexés montrent schématiquement plusieurs exemples de réalisation de l'invention., répondant à différentes oonditions d'exploitation d'une ligne.
La fig. 1 montre la disposition d'un poste de contact ne fonctionnant que pour un sens de marche des trains, consistant en deux appareils de contact semblables, intercalés dans un circuit où normalement il ne passe pas de courant et qui n'envoient une impulsion de oourant dans le dispositif de protection et de signalisation qu'au passage du véhicule ou du train dans le sens de la flèche, et qui ne sont actionnés que par le premier essieu du vhéicule ou du train.
La fig. 2 montre une disposition similaire qui ne fonctionne qu'au passage du dernier essieu du véhicule ou du train et seulement pour la marche dans le sens de la flèche-
La fig. 3 montre un poste de contact qui, égalément, ne fonctionne que pour un sens de marche, qui est actionné par le premier essieu du véhicule ou du train, mais en fermant un cir-
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cuit permanent qui, au passage de l'essieu en question, est interrompu pour un certain temps qt qui nermalement reçoit de nouveau du. courant.
La fig. 4 montre une disposition ne produisant une interruption utile du circuit permanent que pour une vitesse donnée du véhicule.
Les fig. 5,6 et 7 montrent schématiquement à titre d'e- xemple une disposition comportant l'emploi d'appareils de contact en vue de différents équipements des postes de contact d'après les fig. 3 et 4. Dans les fig. 5 et 6 le circuit n'est influencé qu'après le passage du dernier essieu, et déparés la fig. 7 suelement après le passage du premier essieu du véhicule.
La tige 8 montre une autre forme d'exécution du poste de contact comportant l'emploi de relais de secours avec leur propre batterie d'accumulateurs.
Dans la disposition du poste de contact d'après la fig.1 la condition posée est que le véhicule en-circulation produise une impulsion lors de son passage à l'endroit voulu, mais eaulement pour la marche dans une direction, tandis que pour la marche en direction inverse il ne se produira pas d'impulsions au même endroit.
Cette disposition d'apres la fig. 1 comprend on principe deux dispositifs de contact E, F, montés en série sur le même circuit S et notamment de telle sorte que le premier contact E maintienne en permanence le circuit commun S ouvert avant l'émission de l'impulsion. Par contre, le deuxième contact F, placé à peu de distance de E, reste constamment fermé avant l'impulsion. Lors du passage du véhicule sur les contacts suivant la @équence choisie, c'est-à-dire dans la direction de la flèche, c'est d'abord le contact E qui se ferme et, comme à ce
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moment le contact F était fermé en permanence, l'impulsion oorrespondante entre en action.
Lors d'un passage du véhicule sur les contacts E et F en sens inverse, le contact F est ouvert avec retardement encore avant la fermeture du contact E, de sorte que le circuit commun est interrompu et que l'impulsion ne peut pas produire son effet même si le contact E a été ul- térieurement fermé.
Il est donc avantageux d'aménager l'appareil de contact F de telle sorte qu'après ouverture il revienne avec retardement dans la position initiale de fermeture, ce qui peut être obtenu par exemple par l'emploi d'un freinage à cataracte approprie' L'ensemble constitue ainsi un ferme-circuit instantané E et un coupe-circuit temporisé F qui sont tous les deux montés en série. L'écartement entre les deux dispositifs E et F, de même que le retour à retardement du contact F dans la position initiale de fermeture, peut être adapté à toutes les conditions désirées.
Le dispositif de protection et signalisation peut être équipé suivant les besoins avec un système de contacts comme d'après la f ig. 2,disposé de telle sorte que la fermeture voulue du contact puisse se faire de préférence seulement après passage du dernier essieu du vhéioule, ou de tout le train. Il est cependant évident que cette disposition peut être employée avec avantage pour d'autres buts de sécurité. Dans cette disposition le véhicule fait pression sur le rail et celui-ci à son tour appuie sur la partie i de l'un des deux appareils de contact G et H (fig. 2). L'organe i qui a reçu la pression, agit alors sur le plus petit bras du levier j, ainsi que sur celui du levier k.
Mais on peut également imag@@er une disposition semblable ayant pour but d'amplifier dans un rapport voulu le mouvement généralement faible de la partie i, soit par un moyen hydraulique, soit par transmission à engrenages, ou autrement.
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vitesse. Leur mouvement de retour, qui se fera sous l'action de contrepoids, de ressorts ou par d'autres moyens, sera cependant freine de façon inégale, par exemple par un dispositif hydraulique ou pneumatique, par des cataractes, par accélération inégale des masses mobiles inégales k et j, ou par mouvement d'horlogerie. Dans la position de départ des leviers À et k, les contacts 1, m, ne se touohent pas.
Dès que la pression sur le rail et par suite aussi la pression de la pièce i sur les petits bras des leviers j, k, a disparu, ces deux leviers reviennent à leur position de départ et le petit bras de ces leviers a tendance à s'appuyer de nouvaau sur son point d'appui sur la pièce i. Par le retour aveo des vitesses différentes des leviers j et k, l'écartement initial entre les parties 1 et m se modifie à tel point que ces parties entrainées 1 et m se touchent au moment du retour des leviers 1 et k, ce qui ferme le contact entre 1 et m. Lorsque les deux contacts 1 et m se touchent, les petits bras des leviers j et k ne prennent pas la morne position par rapport à i, contrairement à ce qui avait lieu précédemment.
Il s'ensuit que le précédent bras de levier du levier 1 qui se meut le plus rapidement, revient, au cours du retour décrit des deux leviers, plus vite dans sa position initiale sur la pièce i, tandis que le levier j, plus lent (fortement freiné) continue seul son mouvement et a tendance à revenir à sa pesition initiale contre la pièce i. De ce fait la pièce de contact m se trouve de nouveau éloignée de la pièce i et le contact entre les deux appareils de contact G et E du circuit S est interrompu.
Dans le dispositif de signalisation et de protection d'après l'invention, ainsi que pour d'autres cas de dispositifs de protection, il est utile de pouvoir distinguer les véhicules
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marchant à grande vitesse de ceux marchant plus lentement, dès que ces véhicules eux-mêmes oht pour mission de signaler leur déplacement sur la voie aux endroits qui auraient alors encore à signaler les autres situations d'exploitation, c'est-à-dire dans les cas où. la fermeture désirée du contact ne se produit que pour des véhicules marchant avec une vitesse supérieure à une limite précise déterminée d'avance suivant'les besoins.
En de tels cas on forme un poste de contact au moyen de deux des appareils de contact qui viennent d'être décrits à titre d'exemple. Si les véhicules franchissent ce poste de contact plus lentement qu'il avait été fixé, ils ne produiront aucune fermeture de contact.
Dans la fige 2 par exemple, deux de ces appareils de contact G et H sont placés sur la voie à la distance de par exemple 50 mètres, chacun d'aux étant disposa de telle sorte que la fermeture du contact se fasse seulement après le passage du dernier essieu et notamment après un même temps de par exemple quatre secondes après le passage.
Le dispositif de freinage de l'appareil de contact G est en outre réglé de telle sorte qu'après le temps voulu qui suit le passage du dernier essieu,par exem- ple après quatre secondes,la fermeture de contact se prolonge encore pendant un court espace de temps, préalablement réglé dans le dispositif de freinage (comme par exemple dans les déclencheurs photographiques automatiques, soit par exemple seulement après trois autres secondas).Dans l'appareil de contact G le contact se ferme quatre secondes après le passage du dernier essieu et il reste en cet état pendant encore trois sec ondes.Dans le dispositif E le contact se ferme aussi quatre secondes après le passage du, dernier essieu, mais pour un instant seulement, par exemple un quart (le seconde.
Les contacts des doux appareils G et Il Dont montât) on série dans le même circuit, de sorte que le circuit se ferme , tout d'abord par la fermeture simultanée de G et de H. Il -est
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évident nna 1a nA,....4A... ."...("''' -'1" .W"r.....,.. ¯--3 --- -- - . ,
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tion G à la position E en moins de trois secondes,produit la fermeture du. circuit, et que cela ne sera pas produit par le dernier essieu, d'un véhicule qui met plus de trois secondes à paroourir la distance G-H. Dans ce dernier cas le dispositif de signalisation relié aux postes G et H ne reoevra pas d'impulsion .
Dans le présent, exemple où.la distance entre G et H est de cinquante mètres le temps maximum pour parcourir cette distance est de trois secondes. Le véhicule doit donc marcher avec une vitesse d'au moins 51 mètres en 3 secondes, soit au moins 17 mètres à la seconde ou plus de 60 kilomètres à l'heure. Tous les véhicules passant sur l'endroit G-H avec une vitesse inférieure à celle décrite ne pourront produire aucune impulsion sur le dispositif de signalisation. Si par contre les véhicules marchent avec une vitesse supérieure à celle fixée, l'impulsion se fait sentir.
Il est évident qu'en un point de contact ce dispositif est régla ble pour diverses autres vitesses. De même, on comprend que le dispositif présente en même temps l'avantage de ne fonctionner que pour la marche suivant une direction donnée, comme o'est le cas pour le dispositif d'âpres la fig. 1.
D'après la fig. 3 l'impulsion est donnée par des contacts placés à l'extrémité de la section protégée, p our le dispositif de protection et dé signalisation, à travers un relais de courant de repos r. Si par exemple au poste de contact d'après la fig. 3 un véhicule se déplace dans le sens de la flèche, son premier essieu passe d'abord sur l'appareil de contact E et produit ainsi en x une interruption momentanée du circuit principal III sur la section de circuit I, ce qui produit l'effet recherché dans le dispositif r.
Dès que le véhicule, poursuivant son chemin, arrive au dispositif de contact F situé à une faible
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distance, par exemple à 10 mètres de E, il se produit une mise en circuit de plus longue durée du circuit III sur la section II, et notamment de telle sorte que cet état de choses reste maintenu lorsqu'un autre essieu du véhicule a de nouveau ouvert le contact E pour un instant. Mais pour une marche en direction opposée cette mise en circuit prolongée de II a pour effet que l'interruption du circuit I en E n'entraîne point la rupture du circuit principal III.du dispositif de protection ou similaire, car dans ce cas la mise en action précédente de l'appareil de contact F empêche d'avance les conséquences de la mise en action de l'appareil de contact E.
Un effet semblable, c'est-à-dire la mise en uaotion des circuits voulus pour la marche dans une seule direction, est également obtenu avec la disposition d'après la fig. 4, mais ici seulement lorsque les postes de contact G et H sont équipés avec des appareils qui ne produisent l'effet recherché qu'après passage du dernier essieu du véhicule, ce qui dépend de la disposition réciproque des contacts actifs z et u, exactement comme avec l'appareil E-F de la fig. 3 où cet effet dépend de la disposition des contacts actifs x et y.
Une disposition dans laquelle l'effet recherché ne se produira qu'après le passage du dernier essieu du véhicule, est plus particulièrement visible en fig.5. Cette disposition a pour mission d'ouvrir le circuit après passage du dernier essieu du véhicule pendant un temps déterminé, après quoi le circuit sera de nouveau fermé en permanence. Lorsque dans cette forme d'exécution d'après la fig. 5 la pièce de contact t est abaissée par le passage du véhicule, les deux leviers j. et k sont simultanément soulevés de la même hauteur; ceux-ci portent les contacts 1 et m. Le mouvement de retour de ces leviers est freina par un moyen convenable, de façon inégale et réglable, par exemple par des cataractes à liquider et K.
Si maintenant les le-
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viers j et k, sout l'action de leurs ressorts, de contrepoids, etc., ont tendance à revenir dans leur position initiale, les dispositifs de retenue, tels que les cataractes, produisent un freinage du mouvement suffisamment prolongé pour que dans l'entretemps le passage d'un autre essieu du véhicule ait produit un nouvel abaissement du contact t et par conséquent un nouveau soulèvement des leviers et k. Et cela se répète jusqu'à, ce que le dernier essieu du véhicule soit passé. A ce moment rien ne s'oppose plus, sauf le frein, au retour des leviers ± et k à leur position initiale. Comme le frein K oppose à son ressort moins de résistance que le frein J, le levier j devance pendant un court espace de temps le levier k, avec le contact m monté sur le levier j.
Le circuit S resia dono coupé jusqu'à ce que le levier k soit aussi revenu à sa position initiale et que son contaot 1 touche le contact m. Les dispositifs de contact d'après la fig. 5 sont placés l'un derrière l'autre sur le même rail avec un écartement déterminé selon les besoins, par exemple 50 mètres.
Dans la fig. 4 le dispositif de contact G est agencé de telle sorte que, par exemple 5 secondes après le passage du dernier essieu du véhicule, le circuit I soit coupé pour une durée convenablement réglée, par exemple pour quatre autres secondes. Le dispositif de contact H ne coupe aussi le circuit II que cinq secondes après le passage du dernier essieu, mais suelement pour un instant. S i maintenant le véhicule se déplace dans le sens de la flèche, il se produit, comme décrit, 5 secondes après le passage du dernier essieu, une interruption de courant sur le circuit I dans l'appareil G, laquelle se prolonge encore pendant quatre autres secondes.
Si le véhicule se déplace à la vitesse de 10 mètres à la seconde, il partourt
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40 mètres de voie pendant les 4 secondes, de sorte qu'à l'endroit G le circuit 1 est ferme avant que le circuit II du dispositif H ait été coupé. Par conséquent, pendant ce trajet, le circuit sur H restait encore fermé, de sorte qu'il ne se produit pas de rupture du circuit III du dispositif de protection et de signalisation, même si ultérieurement se produit la rupture du circuit II en H. Mais si le véhicule se déplace avec une vitesse supérieure à 15 mètres par seconde, il arriverait en H à un moment où le courant est encore coupé en G, de sorte que dans ce cas il se produirait une ooupure simultanée en z et en u dans le circuit III du dispositif de protection et de signalisation, et cela ,usai bien en G qu'en H.
Le circuit III serait alors effectivement coupé. Il en serait de même pour tous autres véhicules marchant avec une vitesse supérieure à la limite minimum fixée de 15 mètres à la seconde, vitesse à
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laquelle:11:sé.prodù1enQorè unerdntàrrupt1ow.du, circuit. Si les véhicules marchent plus lentement il ne se produit pas de coupure du circuit.
Si le véhicule se déplace en sens inverse il ne peut pas se produire de coupure du circuit parce que l'interruption momentanée en H, 5 secondes après le passage du dernier essieu (et pour un instant seulement) se produit avant l'interruption en G, laquelle intervient après le temps néoessaire pour parcourir les 50 mètres séparant H et G, et après les b secondes mentionnées Il s'ensuit que le dispositif ne fonctionne aussi que pour un seul sens de marche et pour une vitesse donnée du véhicule.
Le dispositif peut, de toute façon, servir de poste de contact pour une seule direction de marche sans qu'il soit tenu compte de la vitesse du véhicule, si l'on diminue la distance entre G et H de telle sorte que même des véhicules marchant très lentement et dans la direction donnée
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puissent interrompre le courant, tandis que pour la marche en sens inverse ce circuit ne sera coupé ni par des véhicules marchant lentement, ni par d'autres de déplaçant à grande vitesse.
Pour certains agencements du dispositif de protection et de signalisation il sera avantageux de disposer les postes de contact sur la voie de telle sorte que la coupure ou lerme- ture du circuit ne se produise qu'au passage du premier essieu, et pour un instant, La fig. 6 montre une autre disposition du contact dans laquelle le circuit n'est coupé qu'après le passage du dernier essieu. Dans cette forme d'exécution la pression du rail f repousse vers le bas la partie t de l'appareil de contact G, en produisant un déplacement simultané de la partie a de ce contact. Cette partie a fait tourner le levier µ autour de son axe b. Le levier c, à son tour, soulève le piston du dispositif à cataracte et fait tourner autour de l'axe h' le levier h dont le bras libre porte le contact o.
Le circuit qui est fermé ne sera donc pas coupé parce que le ressort p' du contact opposé n'obéit que peu à la pression du contact p, en sorte que la fermeture du circuit se prolonge. Le freina a pour effet que les chocs répétés des essieux successifs maintiennent le levier a en une position suffisamment relevée pour qu'il ne puisse pas revenir à la position initiale. Ce n'est que lorsque tous les essieux sont passés que le frein revient lentement, avec une vitesse réglable, à sa position de départ sous la traction de son propre ressort.
Pendant ce mouvement de retour le plus petit bras du levier o rencontre le bras opposé du deuxième levier h qui, cédant sous la pression du levier o, tourne autour de son axe h' en soulevant l'autre bras de levier du contact o, lequel se trouve alors écarté du contact p, d'où. il résulte que le circuit sera coupé pour un instant après le passage de tous les essieux du véhicule. Si
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dans leur position initiale les oontaots o, p sont séparés l'un de l'autre et que par conséquent le cirouit est ooupé, il est évident que la première pression du rail! établit le oontact entre o et p pendant un instant, avant que le levier c puisse passer sous le bras du deuxième levier h qui porte le contact o.
Ce n'est qu'âpres le passage de tous les essieux du véhicule que le piston du freina avec le levier 0 revient lentement à sa position d'origine, mouvement pendant lequel le oontaot o s'éloigne encore un peu et pendant un instant du contact , de sorte qu'il ne peut pas non plus se produire une fermeture du circuit. Donc le circuit n'avait été fermé que par le passage du premier essieu et pendant un instant.
La fig. 7 montre une forme d'exécution semblable du dispositif de contact dans laquelle le circuit n'est coupé que pendant un instant lors du passage du premier essieu du véhicule. Ni les autresessieux, ni le retour du piston de frein dans sa position initiale, ne peuvent provoquer une interruption du circuit.
Les dispositifs représentés ici sohématiquement peuvent aussi être employé s avec avantage lorsqu'il s'agit de produire soit une fermeturesoit une rupture de circuit lors du passage de véhicules avec une vitesse limite minimum, et cela en opposition avec l'exécution de la fig. 4 où l'effet désiré se produisait après passage du dernier essieu du véhicule. La solution d'après la fig. 7 peut être employée pour n'obtenir la différenoe de vitesse qu'avec le premier essieu des véhicules et pour un temps de fonctionnement court.
Si l'on emploie par exemple le @@ppositif G de la fig. 6, mais avec la variante décrite, c'est-à-dire avec les contacts séparés 0, p, disposition dans laquelle une fermeture immédiate mais seulement momentanée du circuit ne se produit ou'après passage du premier essieu,
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et si l'on place à une certaine distance, par exemple à 50 mètres, un deuxième dispositif de contact H d'après la fig. 7, qui ne coupe le courant que momentanément et pour un temps très court et seulement au passage du premier essieu, il devient possible,d'après la fig.
8, de compléter le dispositif par une batterie de secours figurée par 200 et un relais r qui pendant un instant sera mis en oirouit sur cette batterie, dès que le premier essieu du véhicule aura provoqué la fermeture des deux contacts o, p. Le relais r est constitué de telle sorta que lors d'une fermeture et d'une rupture momentanée de son@circuit en ol, pl, son armature reste encore attirée pendant un certain temps réglable, par exemple 4 secondes, ce qui fait que le dircuit I sera interrompu pendant ce temps mentionné de par exemple 4 secondes.
Si le véhicule se déplace avec une vitesse telle que la distance de par exemple 50 mètres entre les dispositifs de contact H et G soit parcourue en moins de 4 secondes, temps pour lequel était réglé le relais r, et si le premier essieu a produit encore en temps voulu une interruption unique et instantanée du circuit II dans le deuxième dispositif de contact H, le circuit principal III du dispositif de signalisation est interrompu. Pour une marche lente ou en sena inverse le circuit III ntest pas interrompu. On peut également aménager le premier contact G de telle sorte que tout en conservant une disposition semblable à celle comportant le relais r dans le circuit, on remplace ce relais par un dispositif mécanique qui produirait également lors dtun fonctionnement momentané de l'appareil de contact la rupture du circuit I pour une durée réglable.
Il est aussi important de prévoir à chaque dispositif de contact deux circuits partiels I et II pour le circuit prinoipal III.