Appareil de commande électrique d'aiguille de chemin de fer. La présente invention se rapporte à. un appareil de commande électrique des aiguilles de chemin de fer qui est caractérisé, contrai rement aux appareils connus de ce genre, dans lesquels des trains d'engrenages ou des vis sans fin sont habituellement employés pour obtenir la réduction de vitesse du mo teur de commande, par un réducteur de vi tesse différentiel. comportant un dispositif limiteur d'effort qui agit en cas d'obstruction de l'aiguille et étant combiné avec un dispo sitif de débrayage du moteur électrique et d'une partie du mécanisme, lorsque l'appareil doit, être actionné à la. main.
Le dessin annexé représente, à, titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'en semble de l'appareil de commande électrique d'aiguille.
1.a fig. 2 est une vue en perspective du carter extérieur du moteur en position de marche sur moteur électrique.
La fig. 3 est une vue correspondante, mais pour la position de manoeuvre à main.
Les fig. 4, 5 et 6 représentent, à une plus grande échelle, les détails du levier de ma- noeuvre à main et des pièces dans lesquelles il s'engage.
La fi-. 7 représente une variante du dis positif de calage du moteur. La fig. 8 représente une variante du dis positif d'entraînement du commutateur de contrôle.
La fig. 9 est une vue analogue à celle de la fig. 1 et représente une variante dans la quelle toutes les manoeuvres à main sont effec tuées au moyen d'un seul levier.
Les fig. 10, 11 et 12 sont des coupes de détail de l'articulation du levier unique de la fig. 9.
Les fig. 13 à, 15 représentent les positions successives du levier unique de la fig. 9, au cours d'une manoeuvre à main.
La fig. 16 est une vue en élévation laté rale du levier de commande manuelle et du carter contenant le moteur, conformément à une autre forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 17 est une vue en perspective, à plus grande échelle, du moteur qui se trouve dans le carter de la fig. 16.
Les fig. 18 et 19, enfin, montrent, à, plus grande échelle encore, respectivement en élé vation latérale et en élévation de face, avec coupe partielle, tin détail du dispositif de ré glage et de débrayage du frein limiteur d'effort.
On. va tout d'abord décrire la. forme d'exé cution de l'invention représentée sur les fig. 1 à. 6. Comme on le voit, le moteur électrique 1 utilisé pour la commande de l'aiguille est alimenté soit en courant continu, soit en cou- rant alternatif, par des circuits non repré sentés; il tourne dans un sens ou dans l'autre, selon que l'aiguille doit être entraînée vers la gauche ou vers la droite. Sa vitesse est ré duite à une valeur convenable, au moyen d'un réducteur différentiel à engrenages 2, dont l'emploi permet un rendement mécani que supérieur à celui d'un ensemble de trains d'engrenages ou d'un réducteur à vis sans fin.
Pendant le fonctionnement normal, la cou ronna extérieure 3 de ce réducteur différen tiel est immobile.
Ce système réducteur différentiel est re lié à l'arbre du moteur électrique et à l'arbre du mécanisme de commande d'aiguille par des accouplements 4 et 5 respectivement, par exemple, par des accouplements élastiques. Les arbres 6 et 7, bien que dans le prolonge ment l'un de l'autre, tournent à des vitesses différentes, par suite de l'interposition, entre eux, du système réducteur.
Sur l'arbre de commande 7 est calé un pignon 8 qui n'est denté que sur une partie de sa circonférence et qui, pendant une partie de sa rotation, engrène avec un secteur denté 9 qu'il entraîne.
Le secteur 9, solidaire d'un arbre 10, actionne la barre de manoeuvre 11 de l'ai guille, par l'intermédiaire d'in bras de le vier 12, dont la longueur peut être ajustée en suie d'obtenir la course nécessaire de l'ai guille.
Pour éviter la fatigue des dentures de 8 et 9 au moment où se fait l'engrènement, on s'arrange pour que la brusque mise en prise s'effectue entre l'une des parties massives 13 ou 13 bis du pignon 8 et l'une des parties 14 ou 14bio du secteur 9.
Sur les arbres 7 et 10 sont en outre calées respectivement des pièces 15 et 16 qui servent à immobiliser le secteur denté 9 et la barre d'aiguille 11 pendant le temps où les dentures de 8 et 9 ne sont pas en prise. A cet effet, la partie extérieure de la came 15 est cylindri que et s'engage contre les surfaces 17 et 17 bis, de forme correspondante, de la pièce 16 qu'elle empêche de tourner dans un sens, tandis que la rotation dans l'autre sens est empêchée par les butées fixes 18 et 18 bis.
La fig. 1 représente le mécanisme au début d'une course dans laquelle l'arbre de com mande 7 tournera en sens inverse des aiguilles d'une montre. L'aiguille a été poussée vers la droite et elle est calée dans cette position par l'épaulement de la came 15 contre la surface 17, d'une part, et par le contact du secteur 9 avec la butée 18, d'autre part.
Au moment où la corne 19 de la came 15, tournant en sens inverse des aiguilles d'une montre, se dégage de la surface 17, l'engrène ment commence entre le pignon 8 et le secteur 9 par leurs parties 13 et 14. Le secteur 9, l'arbre 10 et le bras 12 tournent alors en en traînant l'aiguille vers la gauche.
A fin de course, le secteur 9 est arrêté par la butée 18bis, les dentures de 8 et 9 se dégagent, tandis que la corne 19bis de la came 15 vient s'engager sur la surface 17bis de la partie 16 qu'elle cale.
Le fonctionnement inverse se produirait pour l'autre sens de rotation de l'arbre 7. Le circuit d'alimentation du moteur n'est coupé qu'à partir des points où les calages sont effectifs; l'arbre 7 décrit cependant en core, par inertie, une portion de tour, mais le calage est conservé par la forme cylindrique de la came 15, la rotation du pignon 8 par rapport au secteur 9 étant libre, puisqu'une partie des dents de 8 a été supprimée.
Pour être certain que le secteur 9 ne se déplace pas par rapport au pignon 8 au mo ment où la corne 19 attaque la surface 17, on usine en outre, sur la pièce 16, deux surfaces d'approche 20 et 20bis à forme de dévelop- pante qui, en même temps, évitent une partie de la fatigue de la dernière dent du secteur 9 avant que le pignon n'échappe.
Pour la simplicité de la, description et du dessin, on a distingué la pièce 16 de la pièce 9, mais ces deux organes peuvent évidemment être réalisés en une seule pièce.
21 désigne un commutateur électrique, d'un type connu approprié quelconque, destiné, lors de ,chaque fin de course, à couper le circuit d'alimentation du moteur électrique, tout en laissant la possibilité de la commande en sens inverse, et à établir plusieurs circuits de con trôle électrique de la position du moteur. Ce commutateur doit de préférence être entraîné rapidement au début d'une course, être immo bilisé pendant la majeure partie de la course et terminer rapidement son mouvement pen dant la fin de la course. A cet, effet, on peut utiliser une croix de Malte 22, entraînée par une carne 23 calée sur l'arbre 7 et portant deux ergots d'entraînement.
Pour des rai sons d'encombrement, il est pratique, mais non obligatoire, de compléter ce système d'entraînement par une biellette 24 atta quant le levier 25 du commutateur.
Si le mécanisme rencontre un obstacle qui l'empêche de terminer sa course avant que Je commutateur du moteur soit coupé, -Lui limi teur d'effort est nécessaire pour éviter des fatigues mécaniques et nu échauffement exa géré du moteur électrique. Dans ce but, la cage extérieure 3 du réducteur de vitesse, au lieu d'être fixe, comme il a été admis phis haut, peut tourner à partir d'un certain cou ple entre deux mâchoires 26 et 27 articulées autour d'un axe 28.
Un ressort de compression réglable 29 per met de régler l'effet de friction à la valeur convenable.
Un dispositif, dit de manouvre à main, permet d'actionner à pied d'ouvre le méca nisme en cas d'arrêt de la commande électri que. Cette commande peut être réalisée au moyen d'un arbre vertical 30 qui entraîne, dans un sens ou dans l'autre, au moyen de pignons coniques 31 et 32, l'arbre 7, ce qui assure le déplacement de l'aiguille et le ca lage, comme dans le cas de la manoeuvre par moteur.
Dans la manoeuvre à main, pour éviter à l'opérateur un effort musculaire trop impor tant, l'articulation 28 est. munie d'un axe excentré, de manière que les mâchoires 26 et 27 s'écartent Finie de l'autre, lorsqu'on fait tourner un arbre de manouvre 33 d'un demi- tour par renversement d'un levier sélecteur 34. Sur la fig. l., le levier sélecteur est repré senté dans la position de marche au moteur; pour la marche à main, il occuperait, la posi tion figurée en pointillé.
Les fig. 2 et 3 montrent plus complètement la mise en ouvre du levier sélecteur et la ma- n#iivre à main. L'arbre vertical 30 précité se termine, à l'extérieur du moteur d'aiguille, par une pièce circulaire 35 dans laquelle on engage, pour la manouvre à main, un bras de levier démontable 36. La manouvre de l'ai guille s'effectue par une rotation de 180 du levier 36 autour de L'axe vertical 30, depuis la position 36 jusqu'à la position 36'"8, ou inversement (voir fi-. 3), cette rotation en traînant une rotation correspondante de l'axe 30.
Quand il n'est pas utilisé, le levier 36 se range à. plat sur le moteur; il est engagé dans une chape fixe 37 et est guidé par les saillies fixes 38 et 38'"8; son extrémité supérieure est cadenassée dans une gorge 39 du levier sélec teur 34. Dans ces conditions, le levier sélec teur est immobilisé en position de marche au moteur (fig. 2), tant que le levier 36 n'a pas été libéré du cadenas 40 et retiré de sa posi tion de repos. La forme de la gorge 39 est telle que le levier 36 ne risque jamais d'être remis en place par mégarde quand le levier sélecteur est en position de man#uvre à main (voir fig. 3).
De plus, le circuit d'alimentation du mo teur électrique n'est établi que si le levier 36 est en position de repos et comprime tin poussoir de contact 41 placé dans ledit cir cuit. Ainsi, le moteur ne risque pas de fonc tionner par commande électrique pendant une man#uvre à main.
Enfin, il est impossible d'ouvrir le cou- v erele ou carter du moteur sans avoir, au préalable, retiré le levier 36 de sa position de repos, c'est-à-dire coupé le circuit du moteur électrique. Quand ledit couvercle est ouvert, une man#uvre voulue permet de rétablir temporairement le circuit pour essais et ré glages.
Les fig. 4 et 5 montrent comment Fextré- mité inférieure 42 du levier 36 s'engage dans une gorge 43 de la pièce 35, un bec 44 venant se placer sous une extrémité de ladite rainure 43. La forme des pièces est telle que le levier 36 ne peut pas rester indûment en position de manouvre à main. quand il est abandonné à lui-même, il pivote, sous l'effet de son pro pre poids, autour du bec 44 et se couche hori zontalement.
La fig. 6 montre le détail du cadenassage de l'extrémité supérieure 45 du levier 36 dans la gorge 39 du levier sélecteur 34.
La fig. 7 montre une variante du disposi tif de calage, dans laquelle la pièce 15 de la fig. 1 est remplacée par un bras 46 terminé par un tenon 47 qui s'engage dans deux gorges circulaires 48 et 4811s creusées dans le secteur 9. On pourrait également réaliser cet enclenchement au moyen d'un verrou recti ligne muni d'une crémaillère et entraîné par la denture discontinue du pignon 8.
La fig. 8 montre une variante du dispo sitif d'entraînement du commutateur, dans laquelle la pièce 23 est remplacée par un pla teau 49 dans lequel on a creusé une rainure- came en spirale irrégulière 50. La biellette 24 porte à son extrémité un galet 51 qui s'en gage dans la rainure 50; cette biellette est guidée par une chape 53 qui peut osciller autour d'un axe 54. La forme irrégulière de la spirale a été prévue pour obtenir le dépla cement discontinu du levier 24, comme dans le cas de la fig. 1.
Sur la fig. 9, on a représenté une vue en perspective d'un autre appareil de commande d'aiguille qui constitue une variante de celui qui a été représenté sur la fig. 1. Cette va riante est utilisée de préférence lorsqu'on veut que le levier de manouvre à main reste soli daire du moteur et remplisse également le rôle de levier sélecteur 34 décrit plus haut.
Le levier unique 55 peut coulisser dans une chape 56 articulée autour d'un axe hori zontal 57 (voir également les coupes de détail des fig. 10, 11 et 12). Son mouvement est limité par deux doigts de butée 58 et 58bis.
Lorsqu'on désire faire une manouvre à main, on donne au levier toute sa longueur, en amenant la butée 58bis au contact de la pièce 56 (voir fig. 9 et 13). Dans cette posi tion, le levier 55 et la pièce 56 peuvent tour- ner de 180 par exemple autour de l'axe 57, car le pied 59 du levier se trouve à l'intérieur d'un échappement cylindrique 60 d'une bar rette de blocage 61-61bis; cet échappement 60 empêche, pendant la course, le levier 55 de coulisser en sens inverse dans la chape 56.
A chaque extrémité de la course angulaire du levier, celui-ci peut à nouveau coulisser parallèlement aux surfaces planes 61 et 61bis de la barrette de blocage qui, étant solidaire du carter ou enveloppe du mécanisme, em pêche la rotation du levier 55 (voir fig. 14 et 15).
Autrement dit, comme le montrent les fig. 13 à 15, une manoeuvre du levier 55 com porte un mouvement de translation 6\' (fig. 15), puis un mouvement de rotation 63 (fig. 13) et -an second mouvement de transla tion 64 (fig. 14) pour placer le levier dans sa nouvelle position de repos et de blocage.
Pour désaccoupler le moteur 1 et le méca nisme de commande d'aiguille par desser rage des mâchoires 26 et 27 qui maintiennent fixe la couronne extérieure 3 du système ré ducteur différentiel, on utilise, dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la fig. 9, à la place de l'arbre 33 et du levier sélecteur 34 de la fig. 1, un culbuteur 65 ma- n#uvré par le doigt de butée 58 ou 5811S, dit levier 55, ce culbuteur commandant, par un axe 66 et un pignon, la crémaillère 6 7 d'un coulisseau 68.
L'extrémité du coulisseau porte une rampe en forme de coin 69 quia pour effet de des serrer les mâchoires 26 et 27 lorsque le culbu teur est renversé. Au début du mouvement 62 indiqué sur la fig. 15, c'est le doigt 58 qui attaque le culbuteur 65 au-dessus de l'axe 66.
A la fin du mouvement 64 de la fig. 14, c'est le doigt 58bis qui attaque le culbuteur au-dessous de l'axe 66, qui ramène le culbu teur dans sa position et qui rétablit ainsi l'embrayage du moteur électrique.
Le déplacement du coulisseau 68 agit en outre sur des contacts électriques (non repré sentés sur le dessin) qui établissent et coupent les circuits d'alimentation du moteur et les circuits de contrôle. La chape 56 n'est rendue solidaire de l'axe 57 que lorsque le levier 55 est complètement tiré et que la position dudit levier est en con cordance avec la position du mécanisme. A cet effet, la pièce 56 peut tourner sur une pièce circulaire intermédiaire 70 clavetée sur l'arbre 57 et. contenant un linguet à ressort 71 qui petit s'engager dans un logement 72 creusé dans le levier 55. Ce logement com porte une rampe qui comprime le linguet au début de la course 61 (voir fig. 10 à 12).
Les arbres 57 et 66 traversent la cuve ou carter du mécanisme de part en part, de sorte (lue les pièces 55, 56, 70 et 65 peuvent se mon ter sur un côté de la cuve ou sur l'autre, se lon que le moteur est à installer à gauche ou à droite de la voie, ce qui permet à l'opéra teur d'effectuer les manouvres à main sans danger.
On va décrire maintenant la forme d'exé cution représentée sur les fig. 16 à 19. Ainsi qu'on le voit sur la fig. 17, on retrouve les éléments suivants de la forme d'exécution pré cédemment décrite: le moteur électrique 1, le réducteur de vitesse 2-3 du type différentiel, la transmission par engrenages 8-9 à l'arbre 10 de commande de l'aiguille (par le bras de levier 12), le système de calage qui empêche l'aiguille (le réagir sur le mécanisme quand celui-ci a terminé sa course, le levier 5 5 do commande manuelle et le commutateur élec trique 21 permettant, à chaque fin de coure de l'aiguille,
(le couper le circuit d'alimenta tion du moteur 1, commutateur qui est en traîné par les organes de transmission 22-23 et (lui établit, en outre, des circuits (le con trôle de la position dit moteur.
En vue de simplifier la commande ma tutelle, on réalise, dans la forme d'exécution en cours (le description, par une simple rota tion du levier principal 55, les différentes phases du fonctionnement qui s'opèrent de la faon suivante pour les différents angles par courus par le levier 55 dans le sens de la flè che et indiqués sur la fig. 16: a) coupure des circuits d'alimentation du moteur 1; b) débrayage de ce moteur et d'une partie du mécanisme du reste de celui-ci; c) embrayage du levier 55 sur ledit reste; d) coupure des circuits de contrôle de la position du moteur; e) décalage de l'arbre de commande 10 de L'aiguille par la pièce 15; f) entraînement de l'aiguille par le le vier 55;
d) recalage de l'arbre de commande 10 de t'aiguille par la pièce 15; h.) rétablissement des circuits de contrôle de position du moteur; i) débrayage du levier principal 55 dudit reste du mécanisme; j) embrayage ou autorisation d'embrayage du moteur et de ladite partie du mécanisme avec le reste de celui-ci; 7;) rétablissement: ou autorisation. de ré tablissement des circuits d'alimentation du moteur 1.
Lorsqu'on manoeuvre le levier 55 en sens inverse de la flèche indiquée sur la fig. 16, pour ramener l'aiguille dans sa position ini tiale, des opérations symétriques sont réali sées: 1;;) coupure des circuits d'alimentation du moteur 1; j) débrayage de ce moteur par rapport au mécanisme; i) embrayage du levier 55 sur le méca nisme, etc.
L'embrayage, en fin de course, du moteur électrique sur ledit reste du mécanisme et le rétablissement des circuits d'alimentation du moteur (opérations<I>j</I>et k dans le sens de la flèelie de la fig. 17) peuvent être provoqués directement par le mouvement du levier prin cipal. 55 ou simplement, être autorisés par la position de ce levier.
Dans ce dernier cas, le rétablissement en question se fait au moyen d'un levier auxiliaire 73 qu'on dispose ma nuellement dans la position indiquée en poin tillé sur la fig. 16, pour la manoeuvre par mo teur électrique, mais qui prend automatique ment la position indiquée en trait plein pour la commande manuelle, dès qu'on déplace le levier 55 dans un sens ou dans l'autre.
Il est également prévu, en variante, que le levier auxiliaire 73 peut verrouiller le levier 55 dans ses positions extrêmes, c'est-- à-dire que ce dernier est immobilisé tant que le levier auxiliaire 73 n'a pas été amené ma nuellement dans la position de commande ma nuelle (indiquée en trait plein sur la fig. 1), les rétablissements de circuit et d'embrayage dont il a été parlé plus haut étant également à effectuer manuellement, comme dans le cas ci-dessus.
Comme on le voit, le levier principal 55 est solidaire d'un arbre 57 qui peut à la fois tourner et coulisser dans des paliers dont -un seul a été représenté en 74 sur la fig. 17. Sur cet arbre sont fixés des cames 75 et 76 et une manivelle d'entraînement ou autre organe d'embrayage 77. L'ensemble des pièces 55, 57, 75, 76, 77 est sollicité en permanence vers la droite de la figure par un ressort 78 qui prend appui sur l'épaulement fixe 74 formant un des paliers de l'arbre 57. La came 75 s'ap puie sur un galet 79.
Le pignon conique 31' qui reste toujours en prise avec le pignon 32' ainsi que le pla teau 80 solidaire du pignon 31' sont percés pour le passage de l'arbre 57, mais ne suivent pas ses déplacements longitudinaux.
Dans la position du levier 55 représentée sur la fig. 17, l'ensemble est prêt pour la marche par moteur électrique, et les pièces 31' et 80 peuvent tourner librement sur l'arbre 57 qui restera fixe pendant cette marche. Au début de la manoeuvre à main, la came 75 tournant et coulissant avec l'arbre 57 amène le doigt 81 de la manivelle 77 à pénétrer dans un trou 82 du plateau 80.
A partir de cette position (c, fig. 16), le dit levier 55 entraîne le mécanisme et l'ai guille. Vers la fin de la course du levier (lors que celui-ci parcourt l'angle i, fig. 1), le galet repousse la seconde rampe de la came 75 en comprimant le ressort 78, et le doigt 81 se dégage du trou 82. Si pour une cause acci dentelle au cours de la commande par mo teur, le mécanisme s'est arrêté dans une position intermédiaire, le doigt 81 s'en gage de lui-même dans le trou 82, dès que la position du levier 55 revient en concordance avec la position du mécanisme et la fin de la manoeuvre s'effectue comme ci-dessus.
Sur l'axe 83 du levier auxiliaire 73 sont fixés un bras de levier 84 et des contacts de sécurité 85 destinés à interrompre le circuit. du moteur électrique pendant la commande à main. La came 76 porte deux encoches 86 en forme de V, dans lesquelles peut s'engager un galet 87 fixé sur le levier 84.
Dès le début de la rotation du levier prin cipal 55 (angle de déplacement U du levier, fig. 16), le galet 87 est chassé hors de l'enco che 86, l'axe 83 tourne sur lui-même et les contacts de sécurité sont coupés.
On conçoit que si les encoches 86 de la came 76 avaient une forme convenable diffé rente (au lieu d'être en forme de V), le galet 87 ne serait pas chassé de l'encoche et sa pré sence immobiliserait le levier 55 dans chacune de ses positions extrêmes, tant que le levier auxiliaire 73 se trouverait dans la position de la fig. 17. Cette disposition constitue la va riante dont il a été parlé plus haut.
La rotation du levier 84, qu'elle soit pro voquée d'une manière ou d'une autre, entraîne une timonerie 88 qui libère la cage extérieure 3 du réducteur différentiel, ce qui a pour effet de séparer mécaniquement le moteur électrique 1 du reste du mécanisme.
La cage extrême 3 est en effet immobi lisée pour la marche du moteur électrique au moyen d'un frein à bande 89 conçu pour agir dans les deux sens de rotation. Les extrémités de la bande flexible 89 sont assujetties à des pièces massives 90 et 91 (voir en particulier fig. 19) dont le déplacement est limité par; des griffes fixes 92 dans un sens de rotation et 93 dans l'autre sens (voir fig. 18). Le ser rage de la bande est obtenu au moyen d'un ressort 94 par l'intermédiaire d'un boulon 95 et d'un écrou 96.
Quel que soit le sens de ro- , tation, la force qui rapproche les pièces 90 et 91 est la même, et cette force peut être ajus tée par un réglage de la position de l'écrou 96 sur le boulon 95.
La timonerie 88, dont il a été question plus haut, fait tourner autour de l'axe 97 des le- viers 98 dont l'extrémité en forme d'excentri que déplace verticalement une rondelle 99, ce qui équivaut à un allongement ou à un raccourcissement de la tige 95 et en définitive à une variation de tension du ressort. 94. Quand la timonerie 88 est poussée dans le sens de la flèche, le ressort est desserré, la bande flexible 89 n'exerce pas de serrage sur la cage extérieure 3 qui peut tourner libre ment avec le restant du mécanisme pendant la manouvre à la main, sans entraîner le mo teur électrique 1.
Pour que l'effort donné par le ressort 94 soit sensiblement constant, indépendamment de l'usure ou de l'allongement de la bande flexible 89, mais s'annule complètement lors qu'on veut réaliser le desserrage, ce ressort est monté clans une cage<B>100</B> qui l'empêche de se détendre complètement.
Pour permettre d'ajuster la course à par tir de laquelle le ressort entre en jeu, la hau teur de cette cage est. réglable art moyen d'un dispositif schématisé sur les fig. 18 et 19 par une rondelle 101 et deux vis 102. Le trou de la rondelle<B>101</B> laisse passer le boulon 95, mais arrête la base de l'écrou 96, tandis que cette base pénètre librement dans le trou su périeur de la cage 100.
Dans la forme d'exécution représentée par les fig. 16 à 19, le limiteur d'effort est cons titué par le frein à ruban 89, le ressort 94 et les éléments annexés de ces deux organes. Si le couple à transmettre est supérieur à une valeur limite correspondant à la tension nor male du ressort 94, ce dernier se comprime en permettant au ruban 89 de glisser star la cou ronne 3, en provoquant ainsi le débrayage du moteur 1.
Electric railroad switch control unit. The present invention relates to. an electrical control apparatus for railway points which is characterized, in contrast to known apparatus of this kind, in which gear trains or worms are usually employed to achieve the speed reduction of the driving motor , by a differential speed reducer. comprising a force limiting device which acts in the event of obstruction of the needle and being combined with a device for disengaging the electric motor and part of the mechanism, when the device must be actuated at the. hand.
The appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is an overall perspective view of the electric needle control apparatus.
1.a fig. 2 is a perspective view of the outer casing of the motor in the operating position on the electric motor.
Fig. 3 is a corresponding view, but for the manual maneuvering position.
Figs. 4, 5 and 6 show, on a larger scale, the details of the hand lever and the parts in which it engages.
The fi-. 7 shows a variant of the engine timing device. Fig. 8 shows a variant of the control switch drive device.
Fig. 9 is a view similar to that of FIG. 1 and represents a variant in which all the manual maneuvers are effected by means of a single lever.
Figs. 10, 11 and 12 are detail sections of the articulation of the single lever of FIG. 9.
Figs. 13 to, 15 represent the successive positions of the single lever of FIG. 9, during a hand maneuver.
Fig. 16 is a side elevational view of the manual control lever and of the housing containing the motor, in accordance with another embodiment of the object of the invention.
Fig. 17 is a perspective view, on a larger scale, of the engine which is located in the housing of FIG. 16.
Figs. 18 and 19, finally, show, on an even larger scale, respectively in side elevation and in front elevation, with partial section, a detail of the device for adjusting and disengaging the force limiting brake.
We. will first describe the. embodiment of the invention shown in FIGS. 1 to. 6. As can be seen, the electric motor 1 used for controlling the needle is supplied either with direct current or with alternating current, by circuits not shown; it turns in either direction, depending on whether the needle is to be driven to the left or to the right. Its speed is reduced to a suitable value, by means of a differential gear reducer 2, the use of which allows a mechanical efficiency greater than that of a set of gear trains or a worm reduction gear. end.
During normal operation, the outer crown 3 of this differential reducer is stationary.
This differential reduction system is linked to the shaft of the electric motor and to the shaft of the needle control mechanism by couplings 4 and 5 respectively, for example by elastic couplings. The shafts 6 and 7, although in the extension of one another, rotate at different speeds, as a result of the interposition between them of the reduction system.
On the control shaft 7 is wedged a pinion 8 which is toothed only over part of its circumference and which, during part of its rotation, meshes with a toothed sector 9 which it drives.
The sector 9, integral with a shaft 10, actuates the maneuvering bar 11 of the guille, by means of an arm of the vier 12, the length of which can be adjusted in soot to obtain the necessary stroke of the guille.
To avoid fatigue of the teeth of 8 and 9 at the time when the engagement takes place, it is arranged so that the sudden engagement takes place between one of the solid parts 13 or 13a of the pinion 8 and the one of parts 14 or 14bio of sector 9.
On the shafts 7 and 10 are further wedged respectively parts 15 and 16 which serve to immobilize the toothed sector 9 and the needle bar 11 during the time when the teeth of 8 and 9 are not engaged. To this end, the outer part of the cam 15 is cylindrical and engages against the surfaces 17 and 17a, of corresponding shape, of the part 16 which it prevents from turning in one direction, while the rotation in the 'other direction is prevented by the fixed stops 18 and 18a.
Fig. 1 shows the mechanism at the start of a stroke in which the control shaft 7 will turn counterclockwise. The needle has been pushed to the right and it is wedged in this position by the shoulder of the cam 15 against the surface 17, on the one hand, and by the contact of the sector 9 with the stop 18, on the other hand. .
When the horn 19 of the cam 15, turning anti-clockwise, disengages from the surface 17, the meshing begins between the pinion 8 and the sector 9 by their parts 13 and 14. The sector 9, the shaft 10 and the arm 12 then rotate by dragging the needle to the left.
At the end of the stroke, the sector 9 is stopped by the stop 18bis, the teeth of 8 and 9 are released, while the horn 19bis of the cam 15 engages on the surface 17bis of the part 16 which it wedges.
The reverse operation would occur for the other direction of rotation of shaft 7. The motor supply circuit is only cut off from the points where the timings are effective; however, the shaft 7 also describes, by inertia, a portion of a turn, but the setting is retained by the cylindrical shape of the cam 15, the rotation of the pinion 8 relative to the sector 9 being free, since part of the teeth of 8 has been deleted.
To be sure that the sector 9 does not move with respect to the pinion 8 at the moment when the horn 19 attacks the surface 17, we also machine, on the part 16, two approach surfaces 20 and 20a in the form of a development. - tines which, at the same time, avoid part of the fatigue of the last tooth of sector 9 before the pinion escapes.
For the simplicity of the description and the drawing, part 16 has been distinguished from part 9, but these two members can obviously be made in one piece.
21 designates an electrical switch, of any suitable known type, intended, during each limit switch, to cut the supply circuit of the electric motor, while leaving the possibility of control in the opposite direction, and to establish several circuits for electric control of the motor position. This switch should preferably be driven quickly at the start of a stroke, be immobilized for most of the stroke and quickly complete its movement during the end of the stroke. For this purpose, one can use a Maltese cross 22, driven by a hook 23 wedged on the shaft 7 and carrying two drive pins.
For reasons of space, it is practical, but not compulsory, to complete this drive system by a rod 24 attacking the lever 25 of the switch.
If the mechanism encounters an obstacle which prevents it from completing its travel before the motor switch is cut off, a force limiter is necessary to avoid mechanical fatigue and excessive heating of the electric motor. For this purpose, the outer cage 3 of the speed reducer, instead of being fixed, as it has been admitted phis above, can rotate from a certain neck between two jaws 26 and 27 articulated around an axis 28.
An adjustable compression spring 29 enables the friction effect to be adjusted to the appropriate value.
A device, called a hand-operated maneuver, enables the mechanism to be actuated on foot in the event that the electric control stops. This control can be carried out by means of a vertical shaft 30 which drives, in one direction or the other, by means of bevel gears 31 and 32, the shaft 7, which ensures the movement of the needle and the gear, as in the case of maneuvering by motor.
In the manual maneuver, to prevent the operator from too much muscular effort, the joint 28 is. provided with an eccentric axis, so that the jaws 26 and 27 move away from each other, when a maneuver shaft 33 is rotated by half a turn by reversing a selector lever 34. On fig. l., the selector lever is shown in the engine running position; for hand walking, it would occupy the position shown in dotted lines.
Figs. 2 and 3 show more fully the operation of the selector lever and the handbook. The aforementioned vertical shaft 30 ends, outside the needle motor, with a circular part 35 in which is engaged, for the manual operation, a removable lever arm 36. The operation of the needle s 'effected by a rotation of 180 of the lever 36 around the vertical axis 30, from position 36 to position 36' "8, or vice versa (see fig. 3), this rotation dragging a corresponding rotation of axis 30.
When not in use, lever 36 stows away. flat on the engine; it is engaged in a fixed yoke 37 and is guided by the fixed projections 38 and 38 '"8; its upper end is padlocked in a groove 39 of the selector lever 34. Under these conditions, the selector lever is immobilized in the position of engine (fig. 2), as long as the lever 36 has not been released from the padlock 40 and withdrawn from its rest position. The shape of the groove 39 is such that the lever 36 is never in danger of being inadvertently replaced when the selector lever is in the manual operating position (see fig. 3).
In addition, the power supply circuit of the electric motor is only established if the lever 36 is in the rest position and compresses a contact pusher 41 placed in said circuit. Thus, the motor does not run the risk of operating by electric control during a manual operation.
Finally, it is impossible to open the cover or motor housing without having first withdrawn the lever 36 from its rest position, that is to say cut off the circuit of the electric motor. When said cover is open, a desired maneuver allows the circuit to be temporarily re-established for tests and adjustments.
Figs. 4 and 5 show how the lower end 42 of the lever 36 engages a groove 43 of the part 35, a spout 44 coming to be placed under one end of the said groove 43. The shape of the parts is such that the lever 36 does not. cannot remain unduly in the hand maneuver position. when it is left to itself, it pivots, under the effect of its own weight, around the spout 44 and lies down horizontally.
Fig. 6 shows the detail of the padlocking of the upper end 45 of the lever 36 in the groove 39 of the selector lever 34.
Fig. 7 shows a variant of the wedging device, in which the part 15 of FIG. 1 is replaced by an arm 46 terminated by a tenon 47 which engages in two circular grooves 48 and 4811s hollowed out in the sector 9. This engagement could also be achieved by means of a recti line lock provided with a rack and driven by the discontinuous toothing of the pinion 8.
Fig. 8 shows a variant of the switch drive device, in which the part 23 is replaced by a plate 49 in which an irregular spiral cam groove 50 has been hollowed out. The rod 24 carries at its end a roller 51 which engages in groove 50; this link is guided by a yoke 53 which can oscillate about an axis 54. The irregular shape of the spiral has been provided to obtain the discontinuous displacement of the lever 24, as in the case of FIG. 1.
In fig. 9, there is shown a perspective view of another needle control apparatus which constitutes a variant of that which has been shown in FIG. 1. This variant is preferably used when it is desired that the manual operating lever remains integral with the engine and also fulfills the role of selector lever 34 described above.
The single lever 55 can slide in a yoke 56 articulated around a horizontal axis 57 (see also the detail sections of Figs. 10, 11 and 12). Its movement is limited by two stop fingers 58 and 58bis.
When it is desired to perform a manual maneuver, the lever is given its entire length, by bringing the stop 58bis into contact with the part 56 (see fig. 9 and 13). In this position, the lever 55 and the part 56 can rotate 180 for example around the axis 57, because the foot 59 of the lever is located inside a cylindrical exhaust 60 of a bar rette. blocking 61-61bis; this exhaust 60 prevents, during the race, the lever 55 from sliding in the opposite direction in the yoke 56.
At each end of the angular travel of the lever, the latter can again slide parallel to the flat surfaces 61 and 61bis of the locking bar which, being integral with the casing or envelope of the mechanism, prevents the rotation of the lever 55 (see fig. . 14 and 15).
In other words, as shown in Figs. 13 to 15, an operation of the lever 55 com carries a translational movement 6 \ '(fig. 15), then a rotational movement 63 (fig. 13) and a second translational movement 64 (fig. 14) for place the lever in its new rest and blocking position.
To disconnect the motor 1 and the needle control mechanism by loosening the jaws 26 and 27 which keep the outer ring 3 of the differential reduction system fixed, it is used, in the embodiment of the invention shown in FIG. fig. 9, in place of the shaft 33 and the selector lever 34 in fig. 1, a rocker arm 65 operated by the stop finger 58 or 5811S, called lever 55, this rocker arm controlling, by a pin 66 and a pinion, the rack 6 7 of a slide 68.
The end of the slide carries a wedge-shaped ramp 69 which has the effect of clamping the jaws 26 and 27 when the rocker is overturned. At the start of movement 62 indicated in FIG. 15, it is the finger 58 which attacks the rocker arm 65 above the axis 66.
At the end of movement 64 of FIG. 14, it is the finger 58bis which attacks the rocker arm below the axis 66, which brings the rocker back into its position and which thus re-establishes the clutch of the electric motor.
The movement of the slide 68 also acts on electrical contacts (not shown in the drawing) which establish and cut the motor supply circuits and the control circuits. The yoke 56 is only made integral with the axis 57 when the lever 55 is fully pulled out and the position of said lever is in accordance with the position of the mechanism. For this purpose, the part 56 can rotate on an intermediate circular part 70 keyed on the shaft 57 and. containing a spring latch 71 which small engage in a housing 72 hollowed out in the lever 55. This housing com carries a ramp which compresses the latch at the start of the stroke 61 (see Figs. 10 to 12).
The shafts 57 and 66 pass right through the tank or housing of the mechanism, so (read parts 55, 56, 70 and 65 can be mounted on one side of the tank or on the other, depending on whether the motor is to be installed to the left or to the right of the track, which allows the operator to perform manual maneuvers without danger.
We will now describe the embodiment shown in FIGS. 16 to 19. As can be seen in FIG. 17, we find the following elements of the embodiment previously described: the electric motor 1, the speed reducer 2-3 of the differential type, the transmission by gears 8-9 to the control shaft 10 of the needle (by the lever arm 12), the wedging system which prevents the needle (reacting to the mechanism when the latter has finished its travel, the manual control lever 5 5 and the electric switch 21 allowing, to each end of the needle stroke,
(cut off the motor 1 supply circuit, a switch which is dragged by the transmission components 22-23 and (it also establishes circuits (checking the said motor position.
In order to simplify the supervisory control, in the current embodiment (the description, by a simple rotation of the main lever 55, the different phases of the operation are carried out, which take place in the following way for the different angles by run by lever 55 in the direction of the arrow and shown in Fig. 16: a) cut-off of the motor 1 supply circuits; b) disengaging this motor and part of the mechanism from the rest of it; c) engagement of the lever 55 on said remainder; d) switching off the motor position control circuits; e) offset of the control shaft 10 of the needle by the part 15; f) driving the needle through the lever 55;
d) resetting of the control shaft 10 of the needle by the part 15; h.) re-establishment of the motor position control circuits; i) disengaging the main lever 55 from said rest of the mechanism; j) clutching or authorization to engage the engine and said part of the mechanism with the rest of the latter; 7;) restoration: or authorization. to restore the motor supply circuits 1.
When the lever 55 is moved in the opposite direction to the arrow indicated in fig. 16, to return the needle to its initial position, symmetrical operations are carried out: 1 ;;) cut off the supply circuits of motor 1; j) disengagement of this motor from the mechanism; i) engagement of lever 55 on the mechanism, etc.
Clutching, at the end of travel, of the electric motor on said rest of the mechanism and re-establishing the motor supply circuits (operations <I> j </I> and k in the direction of the deflection of fig. 17 ) can be caused directly by the movement of the main lever. 55 or simply, be authorized by the position of this lever.
In the latter case, the reestablishment in question is effected by means of an auxiliary lever 73 which is placed manually in the position indicated in dotted lines in FIG. 16, for maneuvering by an electric motor, but which automatically takes the position indicated in solid lines for manual control, as soon as the lever 55 is moved in one direction or the other.
It is also provided, as a variant, that the auxiliary lever 73 can lock the lever 55 in its extreme positions, that is to say that the latter is immobilized as long as the auxiliary lever 73 has not been brought down. in the manual control position (indicated in solid lines in fig. 1), the circuit and clutch restorations mentioned above also being to be carried out manually, as in the above case.
As can be seen, the main lever 55 is integral with a shaft 57 which can both rotate and slide in bearings, only one of which has been shown at 74 in FIG. 17. On this shaft are fixed cams 75 and 76 and a drive crank or other clutch member 77. The set of parts 55, 57, 75, 76, 77 is permanently biased to the right of the figure. by a spring 78 which bears on the fixed shoulder 74 forming one of the bearings of the shaft 57. The cam 75 rests on a roller 79.
The bevel pinion 31 'which always remains in engagement with the pinion 32' as well as the plate 80 integral with the pinion 31 'are drilled for the passage of the shaft 57, but do not follow its longitudinal movements.
In the position of the lever 55 shown in FIG. 17, the assembly is ready for operation by electric motor, and the parts 31 'and 80 can turn freely on the shaft 57 which will remain fixed during this operation. At the start of the manual operation, the cam 75 rotating and sliding with the shaft 57 causes the finger 81 of the crank 77 to enter a hole 82 in the plate 80.
From this position (c, fig. 16), said lever 55 drives the mechanism and guille it. Towards the end of the travel of the lever (when the latter traverses angle i, fig. 1), the roller pushes back the second ramp of the cam 75 by compressing the spring 78, and the finger 81 is released from the hole 82 If for an accidental cause during the control by motor, the mechanism has stopped in an intermediate position, the finger 81 engages itself in the hole 82, as soon as the position of the lever 55 returns in accordance with the position of the mechanism and the end of the maneuver is carried out as above.
On the axis 83 of the auxiliary lever 73 are fixed a lever arm 84 and safety contacts 85 intended to interrupt the circuit. of the electric motor during manual control. Cam 76 carries two V-shaped notches 86, into which a roller 87 fixed to lever 84 can engage.
From the start of the rotation of the main lever 55 (angle of movement U of the lever, fig. 16), the roller 87 is driven out of the notch 86, the axis 83 rotates on itself and the contacts of security are cut.
It will be appreciated that if the notches 86 of the cam 76 had a different suitable shape (instead of being V-shaped), the roller 87 would not be driven from the notch and its presence would immobilize the lever 55 in each. from its extreme positions, as long as the auxiliary lever 73 is in the position of FIG. 17. This provision constitutes the variant referred to above.
The rotation of the lever 84, whether pro voiced in one way or another, drives a linkage 88 which releases the outer race 3 from the differential reduction gear, which has the effect of mechanically separating the electric motor 1 from the rest. of the mechanism.
The extreme cage 3 is in fact immobilized for the operation of the electric motor by means of a band brake 89 designed to act in both directions of rotation. The ends of the flexible strip 89 are secured to solid pieces 90 and 91 (see in particular Fig. 19) whose movement is limited by; fixed claws 92 in one direction of rotation and 93 in the other direction (see fig. 18). The clamping of the band is obtained by means of a spring 94 via a bolt 95 and a nut 96.
Regardless of the direction of rotation, the force which pulls parts 90 and 91 together is the same, and this force can be adjusted by adjusting the position of nut 96 on bolt 95.
The linkage 88, which was discussed above, turns around the axis 97 of the levers 98 whose end in the form of an eccentric that moves vertically a washer 99, which is equivalent to an elongation or a shortening of the rod 95 and ultimately to a variation in spring tension. 94. When the linkage 88 is pushed in the direction of the arrow, the spring is released, the flexible band 89 does not exert any tightening on the outer cage 3 which can rotate freely with the rest of the mechanism during the maneuver. hand, without driving the electric motor 1.
So that the force given by the spring 94 is substantially constant, regardless of the wear or elongation of the flexible strip 89, but is completely canceled when it is desired to release it, this spring is mounted in a <B> 100 </B> cage that prevents it from fully relaxing.
To allow adjustment of the stroke from which the spring comes into play, the height of this cage is. adjustable means of a device shown schematically in fig. 18 and 19 by a washer 101 and two screws 102. The hole of the washer <B> 101 </B> allows the bolt 95 to pass, but stops the base of the nut 96, while this base freely penetrates the hole top of the cage 100.
In the embodiment shown in FIGS. 16 to 19, the force limiter is constituted by the band brake 89, the spring 94 and the attached elements of these two members. If the torque to be transmitted is greater than a limit value corresponding to the normal tension of the spring 94, the latter compresses allowing the tape 89 to slide star the crown 3, thus causing the motor 1 to disengage.