FR3096642A1 - Détecteur ferroviaire à dispositif hydraulique de temporisation - Google Patents

Abstract

Le détecteur ferroviaire comporte une pédale agencée pour être actionnée par une roue d’un train et engendrer un signal de commande par l’intermédiaire d’une chaîne électromécanique établissant un contact électrique, générateur du signal de commande. Le dispositif hydraulique (2) de temporisation du contact électrique (10) comporte un piston (14) déplaçable dans un cylindre (13) comportant un clapet de vidange (17). La chaîne électromécanique est agencée pour maintenir l’obturation du clapet de vidange (17) jusqu’à la fin de la temporisation où elle l’ouvre. Grâce à l’invention, la temporisation peut être facilement réglée. Figure de l’abrégé : Figure 2.

Description

Détecteur ferroviaire à dispositif hydraulique de temporisation

L’invention concerne les détecteurs ferroviaires placés sur les voies ferrées pour que, lors des passages des trains, ces détecteurs soient actionnés par les premières roues des trains et engendrent un signal de commande, suite auquel un opérateur pourra alors commander par exemple des barrières de passage à niveau, des feux rouges, des annonces, etc.

Ces détecteurs comportent donc une pédale agencée pour être mise en mouvement, c’est-à-dire enfoncée, par les roues, la pédale agissant sur un bras, ou une manivelle, qui, à son tour, agit sur un levier qui va actionner un dispositif hydraulique de temporisation qui va maintenir un contact électrique établi grâce à la pédale, générateur du signal de commande, sur une certaine durée.

La temporisation des détecteurs ferroviaires est primordiale pour deux raisons.

Tout d’abord, les opérateurs de transport ferroviaire exigent, pour des raisons de sécurité, que les signaux soient engendrés, non pas par des impulsions, mais par des créneaux temporels. Ces opérateurs veulent être certains que le signal de commande n’est pas provoqué par un défaut électrique.

Il est également indispensable que la manivelle ne revienne à l’état de repos qu’après un certain temps pour ne pas être à nouveau entraînée en déplacement par les roues des trains suivant les premières.

On notera ici rapidement qu’on place sur les voies trois types de détecteurs : ceux qui détectent les trains venant dans un sens, ceux qui détectent les trains venant dans l’autre sens et ceux qui peuvent détecter les trains venant dans les deux sens.

Les dispositifs hydrauliques des détecteurs ferroviaires, qui sont des dispositifs amortisseurs, comportent, dans un cylindre monté à l’intérieur d’un carter, un piston que le levier, évoqué plus haut, déplace très rapidement dans un sens, ce qui, par aspiration, ouvre un clapet monté en bout du cylindre et par lequel entre dans le cylindre un liquide, généralement de l’huile. L’entraînement du piston par le levier, dans le sens du remplissage du cylindre par le liquide, s’effectue contre l’action de moyens de rappel, généralement une grosse lame-ressort.

Lorsque le levier vient en butée de remplissage, le ressort de rappel déplace le levier et donc aussi le piston, mais dans l’autre sens, contre l’action du liquide se trouvant dans le cylindre, ce qui referme le clapet d’aspiration.

Dans les dispositifs connus, le liquide dans le cylindre, poussé par le piston, s’évacue en un courant de fuite dans un organe de vidange, en l’occurrence une vis pointeau coopérant avec un siège conique de clapet de vidange, le liquide revenant dans le carter du dispositif de temporisation pour le cycle suivant. C’est quand le piston est au bout de sa course d’aspiration, et donc au début de sa course de refoulement, ou de vidange, que la temporisation commence, mais c’est dès qu’il est déplacé par le levier que le contact électrique est établi.

Lorsque le piston, sous l’action du ressort de rappel, a fini de vidanger le cylindre et est retourné en position de repos, le levier, duquel il est resté solidaire, est aussi retourné en position de repos, en butée de temporisation, ce qui met fin à la temporisation.

La vis pointeau des dispositifs hydrauliques à courant de fuite est montée en bout d’une tige positionnée par rapport au siège du clapet de vidange en fonction de la durée de temporisation, pour en faire varier la durée en réglant l’espace annulaire autour de la vis pointeau et donc la vitesse d’écoulement du liquide.

La temporisation est donc fonction du débit défini par la vis pointeau, autrement dit de l’obturation du siège.

Ces dispositifs posent quelques problèmes.

Le réglage de la temporisation est particulièrement délicat. En effet, avec les tiges filetées en usage, à la plage de variation de la temporisation, qui s’étend, en théorie, de 0 à 25 secondes, correspond une rotation de la vis pointeau en bout de tige d’un seul tour. Passer de 10 à 15 secondes implique de ne pouvoir tourner la vis pointeau que d’un cinquième de tour. Une telle précision est hasardeuse.

Compte tenu des ressorts de rappel utilisés pour repousser le piston, de façon grossière, au tiers de la temporisation, et quelle qu’elle soit, le piston a déjà été repoussé des deux tiers de sa course. Comme le réglage en position de la tige filetée n’est pas facile, le risque existe que le retour du piston en position de repos soit prématuré et donc que la manivelle, rappelée en position de repos par le cylindre et le levier, puisse être à nouveau frappée par une roue du même train. Or, plus les manivelles sont frappées, plus elles s’usent et impliquent un changement des détecteurs.

Si la température ambiante baisse et donc que la viscosité de l’huile d’amortissement du piston du dispositif de temporisation augmente, la vis pointeau s’écarte de son siège, ce qui revient à dérégler la durée de temporisation.

Et malheureusement, même si les tiges filetées sont en matière plastique du type PMMA qui se rétracte à froid, cette rétractation ne peut raisonnablement pas compenser l’augmentation de la viscosité de l’huile. En effet, une temporisation de 10 secondes à température ambiante de 20 °C pourrait passer à 57 secondes à – 40 °C.

L’invention de la présente demande vise à éliminer les problèmes posés par les détecteurs ferroviaires à courant de fuite de l’art antérieur.

À cet effet, l’invention concerne un détecteur ferroviaire comportant une pédale, agencée pour être actionnée par une roue d’un train et engendrer un signal de commande par l’intermédiaire d’une chaîne électromécanique établissant un contact électrique, générateur du signal de commande, et comportant un dispositif hydraulique de temporisation du contact électrique comportant un piston déplaçable dans un cylindre comportant un clapet de vidange, caractérisé par le fait que la chaîne électromécanique est agencée pour maintenir l’obturation du clapet de vidange jusqu’à la fin de la temporisation où elle l’ouvre.

Dans le détecteur de l’invention, le clapet de vidange du dispositif hydraulique de temporisation reste constamment obturé durant toute la temporisation souhaitée, pour ne s’ouvrir qu’à la fin de celle-ci. La temporisation peut être facilement réglée, sans dépendre d’un débit et en diminuant l’effet de la viscosité du fluide du dispositif sur la durée de la temporisation.

Dans la forme de réalisation préférée du détecteur de l’invention, la chaîne électromécanique et le clapet de vidange sont agencés pour que, lors du déplacement du piston et à la fin de la temporisation, le clapet de vidange soit ouvert et le piston rappelé dans sa position de repos.

Avantageusement, le cylindre du dispositif hydraulique de temporisation comporte un clapet d’aspiration d’un fluide, la chaîne électromécanique comportant un levier monté pour être entraîné en déplacement par la pédale et solidaire du piston du cylindre qui est déplaçable dans un sens, sous l’action du levier et contre l’action de moyens de rappel en sens inverse du piston en position de repos.

De préférence, le clapet de vidange comporte un obturateur solidaire d’une tige de réglage de la temporisation agencée pour être entraînée en déplacement par le levier sous l’action des moyens de rappel et contre l’action sur le piston du fluide dans le cylindre.

C’est donc après un déplacement déterminé du piston sous l’action des moyens de rappel que la temporisation prend fin.

Avantageusement, la tige de réglage a une longueur variable.

La variation de longueur, qui fixe la variation de la durée de temporisation, n’est pas négligeable et peut dépasser le centimètre. C’est plus facile de faire varier la longueur d’une tige de quelques millimètres que de faire tourner une vis de quelques dixièmes de tour.

Dans la forme de réalisation la plus préférée du détecteur de l’invention, la tige de réglage solidaire de l’obturateur du clapet de vidange comporte une portion d’extrémité filetée sur laquelle est vissé un manchon, un ressort de rappel du manchon étant agencé pour rappeler la tige de réglage en position d’obturation du clapet de vidange.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :
est un bloc-diagramme du détecteur ferroviaire de l’invention et de son fonctionnement et
est une vue en coupe du dispositif hydraulique de temporisation du détecteur de la figure 1.

Le détecteur de l’invention ne se distinguant des détecteurs de l’art antérieur que par son dispositif de temporisation, il ne sera décrit, pour le reste, que par son bloc-diagramme de la figure 1 illustrant également son fonctionnement.

Le détecteur, agencé pour être fixé sur un rail de voie ferrée, comporte une chaîne électromécanique 1 et un dispositif hydraulique de temporisation 2.

La chaîne électromécanique 1, ici d’un détecteur unidirectionnel, comporte une pédale 3, destinée à être enfoncée par une roue 4 d’un train, un bras, ou manivelle, 5, conformée pour être entraînée en rotation par la pédale 3 et déplacer un porte-contact 6 pour fermer un circuit électrique et démarrer (10) un créneau électrique 7 de temporisation, et un levier 8 monté pivotant contre des moyens de rappel, généralement une lame-ressort 9. Toutefois, un ressort de torsion pourrait tout aussi bien assurer la fonction.

La fin du créneau électrique 7, qui intervient à la fin de la temporisation et pendant lequel le porte-contact 6 est maintenu en position de fermeture du circuit électrique, déclenche un signal de commande 11 qu’un opérateur du réseau ferré peut utiliser dans divers buts, comme la fermeture d’un passage à niveau, l’allumage d’un feu de signalisation, la diffusion d’un message sonore, etc.

Le dispositif hydraulique de temporisation 2 comporte, dans un carter 12, un cylindre 13 dans lequel est monté un piston 14, solidaire du levier 8 par sa tige 15, et sont implantés un clapet 16 d’admission d’un fluide, généralement de l’huile, et un clapet de vidange 17.

Le piston 14 est monté pour coulisser dans le cylindre, dans un sens, sous l’action directe du levier 8, et contre l’action ici de la lame-ressort 9 et, dans l’autre sens, sous l’action indirecte du levier 8 entraîné en pivotement par la lame-ressort 9 et contre l’action du fluide ayant rempli le cylindre 13.

On notera d’emblée ici que l’obturateur du clapet de vidange 17 reste en position d’obturation jusqu’à la fin de la temporisation.

Le clapet d’admission 16, de façon classique, comporte un siège 18 et un obturateur 19, repoussé contre le siège 18 par un ressort de rappel 20. Le clapet 16 communique avec l’intérieur du cylindre 13.

Le clapet de vidange 17 comporte un obturateur 21 agencé, comme cela va être décrit ci-après, pour obturer, ici depuis l’extérieur du cylindre, un orifice de vidange 22 ménagé dans le fond 24 du cylindre 13 et communiquant avec l’intérieur du cylindre, ici par un espace latéral jouxtant le clapet d’admission 16.

L’obturateur 21 est monté sur un bras 23 articulé, d’un côté, sur le fond 24 du cylindre 13 et, de l’autre côté, à une tige 25 de réglage de la temporisation. Le bras 23 est percé d’un orifice 40, en regard du siège 18 du clapet d’admission 16, pour le passage du fluide lors de son admission dans le cylindre 13.

Dans l’exemple en cours de description, la tige de réglage 25 comporte une portion d’extrémité filetée 26 sur laquelle sont vissés un écrou 27 et un manchon 28.

L’écrou 27 est disposé à l’intérieur du manchon 28 dont la base 29 est taraudée et vissée sur l’extrémité filetée 26 de la tige 25 pour déterminer la longueur hors tout de la tige 25 avec son manchon 28. L’écrou 27, positionnée de façon définitive sur la portion filetée 26 de la tige 25, sert de butée à la base 29 du manchon 28 pour définir la longueur maximale de la tige de réglage 25 avec son manchon 28. La paroi latérale externe du manchon 28 comporte, écarté de sa base 29, un aileron annulaire 30 servant d’appui, d’un côté, à un ressort 31 de rappel du manchon, ressort 31 qui est en appui, de l’autre côté, contre un prolongement d’un flasque 32 coiffant le cylindre 23 du côté opposé à son fond 24 et à travers lequel s’étendent la tige de piston 15 et ici aussi la tige de réglage 25. Le manchon 28 est fermé, du côté opposé à sa base 29, par un couvercle 33 en butée, sous l’action du ressort 31, contre le levier 8. C’est grâce au ressort de rappel 31 que le clapet de vidange 17 est fermé et que la rotation du manchon 28 sur la portion filetée 26 de la tige 25 est empêchée. En d’autres termes, le ressort de rappel 31 est agencé pour rappeler la tige de réglage 25 en position d’obturation du clapet de vidange 17.

En vissant plus ou moins le manchon 28 sur l’extrémité filetée 26 de la tige 25, on règle la longueur hors tout de la tige 25 avec son manchon 28. Au repos, le ressort 31 rappelle la tige 25 vers le levier 8 en faisant pivoter le bras 23 autour de son articulation sur le fond 24 du cylindre 13, ce qui rabat l’obturateur 21 contre le fond du cylindre et obture le clapet de vidange 17.

Lors du pivotement du levier 8 autour de son articulation 34 sous l’action de la lame-ressort 9 pour rappeler le piston 14 dans sa position de repos, le levier 8 va, à un moment de son mouvement, venir en contact avec le manchon 28 et former la tige 25 qui va faire pivoter le bras 23 et ouvrir le clapet de vidange 17.

C’est la fin de la temporisation qui intervient donc à un endroit de la course du piston dans le cylindre vers sa position de repos.

On a décrit une tige de réglage dont seulement une portion d’extrémité est filetée. Ses deux portions d’extrémité pourraient l’être, et notamment aussi la portion de fixation à la pièce d’articulation du bras sur lequel est monté l’obturateur du clapet de vidange. La tige de réglage pourrait aussi être une tige entièrement filetée.

Fonctionnement du détecteur.

Établissement du contact électrique et démarrage de la temporisation

Le bloc-diagramme fonctionnel de la figure 1 comporte à la fois des lignes temporelles et des lignes spatiales qui vont être éclairées par la description qui suit :

Quand un train arrive sur le détecteur, l’une 4 de ses premières roues enfonce la pédale 3 qui fait tourner le bras 5, qui alors entraîne le levier 8 en rotation autour de son articulation 34. À cet instant (35, figure 1), le piston 14 quitte sa position de repos et le contact électrique 10 est établi. Le piston 14 est entraîné dans le cylindre à très grande vitesse jusqu’à ce que le levier 8 vienne contre une butée de remplissage, le piston ayant durant cette course ouvert le clapet d’aspiration 16 et l’huile se trouvant dans le carter 12 du dispositif hydraulique de temporisation ayant été aspirée dans le cylindre.

C’est en fin d’aspiration et donc en fin de course de remplissage (36, figure 1) du piston que démarre la période de temporisation (37, figure 1) qui avait au préalable été réglée (38, figure 1) comme expliqué plus haut.

La lame-ressort 9 rappelle alors dans l’autre sens le levier 8 qui entraîne le piston 14 vers sa position de repos contre l’action de l’huile se trouvant dans le cylindre, ce qui referme le clapet d’admission 16. L’huile s’écoule entre le piston et la paroi interne du cylindre, ce qui lubrifie le piston.

Entre sa position de fin de remplissage et la position de repos du piston 14, le levier 8 vient heurter le manchon 28 de la tige de réglage de temporisation 25 qui ouvre le clapet de vidange 17 et rappelle (38, figure 1) le piston, qui a parcouru une certaine distance, dans sa position de repos.

C’est durant la période de temporisation T que le signal de commande est déclenché, la temporisation servant surtout à éviter que la manivelle ne soit à nouveau entraînée en déplacement par les roues des trains suivant les premières.

Jusqu’à l’ouverture du clapet de vidange 17, celui-ci est resté constamment obturé.

Claims (10)

1. Détecteur ferroviaire comportant une pédale (3), agencée pour être actionnée par une roue (4) d’un train et engendrer un signal de commande (11) par l’intermédiaire d’une chaîne électromécanique (1) établissant un contact électrique, générateur du signal de commande, et comportant un dispositif hydraulique (2) de temporisation du contact électrique (10) comportant un piston (14) déplaçable dans un cylindre (13) comportant un clapet de vidange (17), caractérisé par le fait que la chaîne électromécanique (1) est agencée pour maintenir l’obturation du clapet de vidange (17) jusqu’à la fin de la temporisation où elle l’ouvre.
2. Détecteur selon la revendication 1, dans lequel la chaîne électromécanique (1) et le clapet de vidange (17) sont agencés pour que, lors du déplacement du piston (14) et à la fin de la temporisation, le clapet de vidange (17) soit ouvert et le piston (14) rappelé dans sa position de repos.
3. Détecteur selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le cylindre (13) du dispositif hydraulique de temporisation (2) comporte un clapet (16) d’aspiration d’un fluide, la chaîne électromécanique (1) comportant un levier (8) monté pour être entraîné en déplacement par la pédale (3) et solidaire du piston (14) du cylindre (13) qui est déplaçable dans un sens, sous l’action du levier (8) et contre l’action de moyens (9) de rappel en sens inverse du piston (14) en position de repos.
4. Détecteur selon la revendication 3, dans lequel le clapet de vidange (17) comporte un obturateur (21) solidaire d’une tige (25) de réglage de la temporisation agencée pour être entraînée en déplacement par le levier (8) sous l’action des moyens de rappel (9) et contre l’action sur le piston (14) du fluide dans le cylindre (13).
5. Détecteur selon la revendication 4, dans lequel la tige de réglage (25, 28) a une longueur variable.
6. Détecteur selon la revendication 5, dans lequel la tige de réglage (25) solidaire de l’obturateur (21) du clapet de vidange (17) comporte une portion d’extrémité filetée (26) sur laquelle est vissé un manchon (28), un ressort (31) de rappel du manchon (28) étant agencé pour rappeler la tige de réglage (25) en position d’obturation du clapet de vidange (17).
7. Détecteur selon la revendication 6, dans lequel un écrou (27) est vissé sur la portion d’extrémité (26) de la tige de réglage (25) à l’intérieur du manchon (28) pour définir la longueur maximale de la tige de réglage (25) avec son manchon (28).
8. Détecteur selon l’une des revendications 4 à 7, dans lequel le cylindre (13) comporte un fond (24) et l’obturateur (21) du clapet de vidange (17) est monté sur un bras (23) articulé, d’un côté, sur le fond (24) du cylindre (13) et, de l’autre côté, à la tige de réglage (25).
9. Détecteur selon la revendication 8, dans lequel le bras (23) portant l’obturateur (21) du clapet de vidange (17) est percé d’un orifice (40) pour le passage du fluide du dispositif hydraulique de temporisation (2).
10. Détecteur selon l’une des revendications 8 et 9, dans lequel le ressort (31) est en appui, d’un côté, contre un flasque (32) coiffant le cylindre (13) et, de l’autre côté, contre un aileron annulaire (30) disposé sur la paroi latérale externe du manchon (28).