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.