Installation assurant l'arrêt automatique d'un véhicule sur voie ferrée à l'approche d'un signal d'arrêt fermé La présente invention a pour objet une installa tion assurant l'arrêt automatique d'un véhicule sur voie ferrée à l'approche d'un signal d'arrêt fermé.
Pour assurer l'arrêt impératif automatique des circulations ferroviaires au franchissement des si gnaux fermés, il a été préconisé, et même expéri menté, divers procédés dont on n'a pas tardé à éprou ver les inconvénients.
Ces procédés se différencient par le mode d'action qu'ils exercent sur des servomécanismes d'arrêt, disposés à bord des véhicules (c'est-à-dire tout engin moteur).
a) Les procédés mécaniques font appel à un élé ment de voie agissant sur une pièce ou un ensemble de pièces portées par le véhicule. Lorsque la con ception mécanique est soigneusement étudiée, les dis positifs appartenant à cette catégorie peuvent être exempts de défaillances relativement à la sûreté de déclenchement, mais ils présentent les sérieux incon vénients de nécessiter une mise au point assez déli cate, une mise en place extrêmement précise, tant en ce qui concerne les éléments de machine que les élé ments de voie, ainsi que l'obligation de faire appel à un contact électrique pour annuler l'action de dé clenchement lors du franchissement des signaux à voie libre. Il en résulte des possibilités de déclen chements intempestifs, par suite des ratés de contact électrique.
Ils doivent aussi faire l'objet de vérifica tions fréquentes.
b) Les procédés à induction font agir un élément de voie démagnétisant sur un élément porté par la machine et constitué soit d'un simple relais électro mécanique, soit d'un transformateur de liaison entre un générateur de courant à basse fréquence et un récepteur commandant le servomécanisme de dé clenchement d'arrêt, cet ensemble faisant partie de l'équipement du véhicule. Ces dispositifs présentent, entre autres inconvénients, celui de faire appel à des éléments de voie qu'il est pratiquement impossible de développer sur une longueur convenable; il en résulte qu'aux grandes vitesses l'action d'intercep tion est d'une durée insuffisante pour assurer, en toute certitude, le déclenchement du servomécanisme d'arrêt.
L'insertion d'un dispositif électronique, du genre thyratron par exemple, ne permet pas d'obvier complètement à cet inconvénient et introduit même, par ses circuits annexes, de nouvelles possibilités de défaillances (modification de caractéristique par court-circuit ou coupure) annulant l'action d'inter ception.
D'autre part, les éléments de machine soumis à l'influence de l'équipement de voie sont fragiles et exposés aux chocs et dégradations par projections de corps étrangers. Ils ne peuvent en effet - par défi nition - être protégés, ni par une suspension élas tique, ni par une enveloppe efficace. Il en résulte de nombreuses possibilités d'avaries provoquant des inci dents de marche, ou rendant inopérant le franchis sement de l'élément de voie, donc la commande de l'arrêt.
De plus, l'entrefer entre éléments de voie et de véhicule doit être aussi réduit que possible sous peine d'empêcher le fonctionnement prévu. Dans ces con ditions, la mise en place des éléments de voie et de machine doit, en réalité, être tout aussi précise que pour les procédés faisant appel à un contact méca nique. Enfin, les éléments de voie utilisés suivant ce système ne sont pas seulement d'une longueur insuf fisante, mais d'un prix de revient élevé et ils néces sitent un entretien et une surveillance pratiquement constants.
Il faut noter également que le procédé faisant appel à un simple relais électromécanique influencé par un aimant de voie, ne comporte pas, en lui- même, de possibilités d'annulation d'interception, exi gée pour le franchissement des signaux à voie libre. En ce qui concerne le dispositif à transformateur sur la machine, la possibilité de supprimer l'influence de l'élément de voie, lorsque les signaux sont ouverts, résulte d'une conception de principe, plus théorique que pratique.
c) Le procédé à induction permanente (Cab si gnal) est caractérisé par la présence, dans la.file des rails de roulement, de courants inductifs agissant sur un dispositif récepteur porté par le véhicule. Ce pro cédé asure le déclenchement, mais il présente de graves inconvénients, parmi lesquels on peut citer<B>:</B> la complication des installations fixes résultant de la superposition des courants dans les rails de roule ment; traction, circuits de commande des signaux, transmission des informations au récepteur de ma chine;
l'obligation pratique de neutraliser le dispo sitif aux points comportant un certain nombre d'ap pareils de voie, par l'intervention de l'agent de con duite, condition qui nuit à la sécurité ; et enfin le prix de revient très élevé des installations fixes.
d) Le procédé photoélectrique assure le déclen chement désiré en utilisant l'interception d'un fais ceau lumineux. Cette disposition présente les mêmes inconvénients que les systèmes à induction, en ce qui concerne les avaries pouvant affecter le courant per manent de l'amplificateur et susceptibles d'annuler l'action d'interception provenant de l'élément de voie. Le type de cellule photoélectrique insensible aux variations de température, condition essentielle en raison de l'emplacement qui lui est assigné sur le véhicule, ne peut être employé sans amplificateur à sa suite.
Comme plusieurs des dispositifs qui ont été envisagés, ce dernier procédé ne permet pas non plus d'annuler de lui-même l'interception du faisceau en vue des franchissements à voie libre.
C'est pour remédier aux inconvénients signalés ci-dessus que l'inventeur a fait appel au procédé radioélectrique qui a pleinement répondu à son at tente. Avec ce procédé, la longueur de l'élément de voie n'est aucunement limitée et on peut lui donner un développement quelconque. L'installation n'exige ni entretien, ni surveillance, et son prix de revient est peu élevé. Le dispositif de couplage, placé à la partie inférieure du véhicule pour subir l'influence de l'élément de voie, est aussi simple que possible ; il n'offre aucune fragilité, et il est d'ailleurs parfai tement abrité des projections.
S'il venait à se pro duire un dérangement quelconque affectant l'équi pement de véhicule ou de voie, il ne pourrait pas avoir d'autre conséquence que le déclenchement du servomécanisme d'arrêt, de sorte que tout concourt à la sécurité.
Tout concourt également à éviter un tel déclen chement de l'arrêt lorsqu'il est inutile, comme c'est le cas lorsque le véhicule aborde un signal ouvert.
L'installation faisant l'objet de l'invention est ca ractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de commande radioélectrique subordonné au signal et comportant d'une part un écran statique disposé sur la voie, agencé pour provoquer, quand il est franchi par le véhicule, le déclenchement d'un servoméca nisme d'arrêt porté par le véhicule, et un oscillateur à haute fréquence disposé sur la voie, agencé pour annuler l'action du déclenchement lors du franchisse ment de l'écran quand le signal indique la voie libre,
et d'autre part un dispositif disposé sur le véhicule et comportant un émetteur et un récepteur à haute fréquence assurant le blocage du servomécanisme sauf quand l'écran est franchi.
L'installation peut être conçue en vue de per mettre également la réception par l'équipement de bord de toutes informations utiles à partir des ins tallations fixes de la voie.
Une distance appropriée, d'une vingtaine de cen timètres par exemple, peut être laissée libre entre deux éléments de couplage (à développement linéaire ou bobinés) insérés respectivement dans le circuit de sortie de l'oscillateur et dans le circuit d'entrée de l'amplificateur, et la fréquence du courant de l'oscil lateur peut être choisie suffisante pour une alimenta tion appropriée de l'amplificateur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installation selon l'in vention. Les fig. 1 et 2 représentent schématiquement ces deux formes d'exécution. Les éléments de l'installation représentée à la fig. 2 rigoureusement conformes à ceux de l'instal lation représentée à la fig. 1 n'y sont pas repré sentés, tandis que les éléments correspondants inclus dans les deux figures y sont désignés par des réfé rences concordantes.
Sur la fig. 1, OVI désigne un oscillateur de voie et 6 un contact mobile conjugué avec une commande d'indication d'un signal. Ce contact est en position supérieure lorsque le signal indique voie libre , il est coupé (position inférieure), pour toute autre indication du signal. Un écran fixe 7 intercepte l'ac tion d'un oscillateur OM du véhicule sur un amplifi cateur AM mobile d'un servomécanisme SM monté sur le véhicule. L'écran peut être constitué par un simple rail situé au niveau convenable pour remplir son rôle d'écran, et de préférence relié à la terre. Un feeder B constitue un intermédiaire entre l'oscil lateur de voie et l'amplificateur du véhicule.
Le fee- der peut être nu ou sous fort isolement imputrescible, ce qui permet de le fixer directement sur le rail écran. Les fréquences favorables autorisent l'emploi d'un feeder non accordé, développé sur une longueur relativement importante et utilisant un support à la terre, sans que soient à craindre des effets parasites. D'autre part, les blindages que constituent les sup ports des éléments de couplage portés par la machine, permettent à la fois d'orienter et de limiter la propa gation et la réception, sans aucune possibilité de perturbation provenant de l'extérieur.
D'autre part encore, l'amplificateur peut être équipé d'un dispo sitif, tel qu'un tube, affecté d'une constante de temps au déblocage, afin de permettre de réduire le déve loppement de l'élément de voie. L'oscillateur OM porté par le véhicule commande un élément de cou plage BO et son élément de couplage récepteur BR. Un relais RM est alimenté par le circuit de sortie de l'amplificateur et agit sur un contact 49. Un relais principal RP de déclenchement commande des con tacts 17, 18, 19 et 20. Un pupitre P est placé sous les yeux et à portée de l'agent de conduite<B>;</B> il porte un témoin T2 de la chute du relais principal RP, donc du déclenchement, temporisé ou non, du dispositif d'arrêt.
L est un levier de maintien, ou de réarmement après déclenchement, du relais RP. Par un deuxième contact (connexions N), la man#uvre du levier est enregistrée sur la bande d'un chronotachymètre pen dant toute la durée de cette manouvre. T3 est le témoin de la position de contact du levier L. Les points marqués x sont ceux auquels serait con necté un deuxième pupitre (rigoureusement sembla ble au premier) si l'équipement comptait deux postes de conduite.
U2 est une source alimentant le relais RP ; SM est un servomécanisme complet où RA est une électrovalve de déclenchement d'interruption d'action motrice, agissant sur un servomoteur pneumatique SA. Par son armature, le relais RA entraîne un dis tributeur qui peut faire communiquer le piston du servomoteur SA, soit avec le réservoir principal d'air comprimé de l'installation par un orifice 21, soit avec l'atmosphère par un orifice calibré 22. Un relais RS entraîne un élément qui met la conduite générale du frein automatique en liaison avec l'at mosphère par un orifice 23 (lorsque le relais n'est pas excité), ou obture ledit orifice (lorsque le relais est sous tension). 26 est un contact conjugué avec la commande d'action motrice sous le contrôle de l'agent de conduite. Ce contact n'est établi que pour la position zéro de la commande.
Cette dernière peut être absolument quelconque et commander, par exemple, des contacteurs, des pompes à injection, des gaz carburés, un régulateur d'admission de vapeur. Le servomoteur pneumatique SA peut mouvoir des organes semblables à ceux qui viennent d'être indi qués et montés en série avec ceux qui sont sous le contrôle de l'agent de conduite, afin de pouvoir pro voquer effectivement l'arrêt automatique.
24 et 25 sont des contacts asservis au servo moteur SA. 27 est un contact monté, soit sur un cylindre à frein, soit sur la conduite générale du frein automatique. Dans le premier cas (connexions en traits pleins), il n'assure le contact qu'en position inférieure. Dans le deuxième cas, il n'assure le con tact qu'en position supérieure (connexions en poin tillé). U3 est une source de courant alimentant le servomécanisme SM.
U2 et U3 peuvent, bien en tendu, constituer une seule et même source. Tous les éléments du servomécanisme, à savoir les relais RM et RP, les électrovalves RA et RS, ainsi que le servomoteur SA, des relais RN et RV qui seront décrits plus loin, sont réalisés selon le principe suivant: tendance constante au déclenche ment de l'arrêt résultant de l'action permanente d'une masse M et d'un ressort T, action qui n'est annulée que par l'attraction exercée par la bobine de relais lorsqu'elle est sous tension ou la pression de l'air comprimé en ce qui concerne le servomoteur pneumatique.
Pour exposer le fonctionnement de l'ensemble représenté fig. 1, on supposera d'abord que les élé ments RP, RA, RS et SA sont au repos, c'est- à-dire que leurs armatures mobiles sont en position inférieure sous l'action des masses M et des ressorts T. Pour obtenir leur mise en position de fonction nement, l'agent de conduite manoeuvre le levier L qui, par le témoin T3, relie directement RP à la source U2 ; le relais occupe alors la position supé rieure, coupant le contact 17 et fermant les contacts 18, 19 et 20.
La manaeuvre exécutée sur le levier L s'inscrit sur la bande du chronotachymètre, par l'in termédiaire des connexions N. Le contact 20 assure l'alimentation de RS par la source U3. RS en posi tion supérieure obture l'orifice 23 et la conduite gé nérale n'est pas en liaison avec l'atmosphère.
Quand l'agent de conduite contrôle le desserrage des freins et la position zéro de la commande d'action motrice, les contacts 26 et 27 sont établis. Dans ces conditions, le circuit de RA est fermé sur U3 par les contacts 19, 26 et 27 ; RA occupe la position supérieure ; 22 est obturé ; 21 autorise la liaison du réservoir principal de l'installation avec le servomoteur SA, ce dernier occupe la position supérieure, autorisant l'action motrice contrôlée par l'agent de conduite et fermant les contacts 24 et 25. Le relais principal RP est alimenté par U2, d'une part par L et T3, d'autre part par les contacts 18 et 49.
En effet, l'oscillateur OM agit sur l'amplifica teur AM, par l'intermédiaire des éléments de cou plage BO et BR. L'amplificateur AM alimente le relais RM qui se trouve alors en position supérieure, assurant le contact 49. L'agent de conduite supprime le contact L ; RP reste alimenté par les contacts 18 et 49. L'ensemble est alors en position de fonction nement normal.
Au franchissement d'un signal à voie libre, le feeder B relié à OVI par le contac teur 6 agit sur BR et l'amplificateur AM et, par conséquent, sur le relais RM. L'action de l'oscillateur OVI supplée celle de l'oscillateur OM, supprimée par suite de l'interception du couplage entre BO et BR, par l'écran 7.
Au franchissement d'un élément de voie dont le signal correspondant n'est pas à voie libre, le con tacteur 6 en position inférieure interrompt la liaison entre le feeder B et l'oscillateur OVI, ce dernier ne peut agir sur l'amplificateur AM. L'insertion de l'écran 7 entre BO et BR fait cesser le couplage effi cace entre ces derniers, l'influence de OM sur AM est supprimée, AM affecté n'alimente plus RM. Ce dernier tombe, interrompant le contact 49, donc l'ali- mentation du relais principal RP, qui occupe alors immédiatement la position inférieure: le contact 17 s'établit et allume T2 ; le contact 18 est coupé et interdit la réalimentation de RP lorsque 49 sera ré tabli après le franchissement de l'écran 7.
Le con tact 19 est coupé et interrompt l'alimentation de RA par U3. RA occupe alors la position inférieure ; 21 est obturé, 22 est démasqué ; la pression sur le piston de SA baisse. Toutefois, comme il a été précisé, l'orifice 22 est calibré de telle sorte que la baisse de pression provoquant la chute de SA ne se produise que d'une manière temporisée à volonté.
On a vu que la chute de RP a interrompu le con tact 20, l'alimentation de RS par U3 ne se fait donc plus que par le contact de maintien 25, commandé par le piston de SA et reliant directement RS à U3. Aussitôt que la baisse de pression provoquée par 22 est devenue suffisante, SA occupe la position infé rieure et interrompt l'action motrice ; 25 est coupé. RS n'est plus alimenté; 23 est démasqué; la con duite générale est en liaison avec l'atmosphère et provoque le freinage : le dispositif d'arrêt automati que a fonctionné en totalité.
Pour la remise en état de fonctionnement de l'installation, l'agent de conduite manoeuvre le levier L qui, par son contact, provoque la remontée de RP sous l'action du courant de U2 ; le contact 17 est coupé, les contacts 18, 19 et 20 sont établis à nouveau. Les contacts 24 et 25 de SA sont toujours coupés, mais le contact 20 de RP assure la réalimen- tation de RS qui obture l'orifice 23. Ainsi, la con duite générale n'est plus en liaison avec l'atmosphère; les freins peuvent être desserrés à l'aide du robinet de l'agent de conduite.
Le @ desserrage obtenu et après remise à zéro de la commande d'action motrice dé pendant de l'agent de conduite, les contacts 26 et 27 sont rétablis, le contact 19 de RP l'étant égale ment, le relais RA est à nouveau excité ; 22 est obturé et 21 dégagé, ce qui assure le passage de l'air comprimé du réservoir principal jusqu'au pis ton du servomoteur SA. Ce dernier gagne la posi tion supérieure ; les contacts 24 et 25 sont rétablis ; l'action motrice est sous le contrôle de l'agent de conduite.
Un déclenchement légèrement temporisé n'est nullement obligatoire, mais il offre l'avantage de lais ser à l'agent de conduite le temps matériel d'annuler l'intervention automatique en manouvrant le levier de vigilance L qui, alimentant directement RP, em- pêche le déclenchement et permet au responsable d'arrêter la circulation par les moyens dont il dispose normalement. Cette commande peut conserver la po sition de contact sans être maintenue par l'agent de conduite, afin de permettre à ce dernier de manau- vrer les commandes normalement soumises à son contrôle. Le témoin lumineux T3 peut être doublé par un avertisseur sonore.
Il est entendu que les éléments RS, RA et SA peuvent être verrouillés mécaniquement en position supérieure, en essai ou en cas d'avarie du dispositif. Ce verrouillage est obtenu à l'aide d'une clef spé ciale dont l'utilisation peut être subordonnée à des conditions interdisant son emploi à l'insu de l'agent responsable, ou, inconsidérément, par ce dernier.
Il convient de préciser, d'autre part, que les con nexions N de la figure 1 et N, Y, Z de la fig. 2 ne sont pas figurées en détail, faisant appel au montage classique d'une source de courant en série avec les relais enregistreurs du chronotachymètre. La source considérée peut être U2, U3, ou une autre source quelconque.
Si dans le schéma de la fig. 1 on supprime l'oscil lateur de voie et son feeder, le franchissement de l'entrée de chaque canton (par exemple) muni d'un rail écran d'interception provoque systématiquement le déclenchement de l'arrêt automatique sauf en cas de vigilance de l'agent de conduite.
La fig. 2 montre une installation susceptible d'assurer l'enregistrement du franchissement des si gnaux, tant ouverts que fermés, d'où résulte la réali sation d'un système somplet se substituant à tout autre destiné à remplir ces deux fonctions. Le servo mécanisme, les contacts 19 et 20 de RP et les bornes de U3 ne sont pas figurés. L'écran de voie 7, le con tact mobile 6, l'oscillateur OV2, ainsi que les élé ments. 0M, AM, BO- et BR concourent à l'obtention des mêmes résultats que précédemment.
Un relais RN commandant des contacts. 50 et 51 et un autre relais RV commandant des contacts 52 et 53 remplacent le relais RM de la fig. 1. Un élé ment capteur BRV est relié â un amplificateur AV, par le circuit de sortie duquel le relais RV est in- fluencé. Il en est de même du relais RN, relative ment à l'amplificateur AM.
Le fonctionnement de l'installation de la fig. 2 est le suivant En marche normale, l'oscillateur OM agit sur l'amplificateur AM par le couplage BO-BR. Le re lais RN, alimenté par AM, est en position supé rieure et maintient le contact 50 qui assure l'alimen tation du relais principal RP. Au franchissement d'un signal fermé, l'interception du couplage BO-BR par l'écran 7 supprime l'action de OM sur AM, ce der nier n'alimente plus RN, qui occupe la position infé rieure ;
le contact 50 est coupé et interrompt l'ali mentation du relais principal RP, déclenchant ainsi l'arrêt automatique déjà décrit. D'autre part, la posi tion inférieure du relais RN établit le contact 51 qui; par les connexions Z, fait enregistrer le franchisse- ment du signal sur la bande du chronotachymètre. Si le signal est fermé, le contact mobile 6 est en position inférieure et n'autorise pas la liaison entre OV2 et B.
Au franchissement d'un signal ouvert, la même situation affecte les éléments OM, BO, BR, AM et RN, mais le contact mobile 6 étant en position supé rieure, l'oscillateur OV2 agit sur l'amplificateur AV, par l'intermédiaire du feeder B et de l'élément cap teur BRV. L'amplificateur AV alimente alors le relais RV, qui occupe la position supérieure: le contact 52 assure l'alimentation du relais principal RP, ce qui neutralise la coupure du contact 50, par la posi tion inférieure du relais RN. D'autre part, la position supérieure du relais RV ferme le contact 53 qui, par les connexions Y fait enregistrer, sur la bande du chronotachymètre, que le signal a été franchi ouvert .
Les témoins T2 et T3 donnent les indications déjà précisées. Le levier L et les connexions N assu rent les fonctions de vigilance. Ces éléments permet tent de prévenir le déclenchement de l'arrêt automa tique et de faire en sorte que la manoeuvre s'enre gistre sur la bande du chronotachymètre. Il est à noter en effet que l'enregistrement du franchissement des signaux, soit par l'établissement du contact 50, soit par l'établissement du contact 52, n'est nullement influençable par la manoeuvre de L.
Il est évident que pour cette adaptation, les fré quences de OM et OV2 sont choisies différentes. Il est possible que le relais RA soit directement asservi à un tube électronique, par exemple du genre thyra- tron, dont la grille est alors directement sous le con trôle de l'amplificateur AM, afin de pouvoir éven tuellement supprimer les relais RN et RP. Cepen dant cette solution, si elle ne nuit pas à la sécurité de fonctionnement, est un peu plus rudimentaire.
Il est entendu, d'autre part, qu'amplificateurs et oscil lateurs décrits peuvent être équipés d'éléments quel conques, tels que tubes électroniques, transistors ou analogues en ce qui concerne les fonctions qu'ils peuvent assurer.