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DISPOSITIF ASSURANT LA PROTECTION ET LA SECURITE DE MARCHE DES CONVOIS PARCOURANT LES VOIES FERREES
La présente invention est relative à un dispositif assurant la protection et la sécurité de marche des convois parcourant les voies ferrées'. @
Sur les réseaux de voies ferrées la protection des convois est assurée,actuellement,d'une manière générale,par un ensemble de disques ou de feux de signalisation placés le long des voies à des intervalles donnés et actionnés mécaniquement 01 électrique- ment.
La manoeuvre des disques ou l'allumage et l'extinction des feux est réalisée soit manuellement, à partir de postes spéciaux prévus sur la voie ou de certaines gares, soit automatiquement, par les convois dont la protection doit être assurée
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Le système de protection brièvement rappelé ci-dessus, même lorsqu'il est complété par une signalisation sonore com- plémentaire ( crocodiles) est imparfait,un manque de visibilité par temps de brume ou de neige, ou une inattention momentanée du conducteur du convoi pouvant être le/cause de collisions et, par conséquent, d'accidents graves'.
L'invention a pour objet un dispositif de protection et de sécurité d'une efficacité parfaite, applicable sur tous les ré- seaux de voies ferrées quel que soit le mode de traction utilisé: à vapeur, électrique,à essence,etc..
Grâce au dispositif suivant l'invention :
1 - La signalisation par moyens visuels et sonores est ef- fectuée simultanément et directement,d'une part, sur les machines de traction des convois en défaut et,d'autre part,dans des cabi- nes de surveillance dites " d'aiguillage ou de passage à niveaux
2 - Les convois susceptibles d'entrer en collision,d'une manière quelconque,peuvent être arrêtés au besoin sans l'action du mécanicien'.
Le dispositif précité permet de supprimer,d'une manière gé- nérale,les disques ou feux utilisés actuellement le long des voies. Il est toutefois préférable de conserver ces moyens de signalisation aux endroits particulièrement dangereux. Pour ce cas particulier le dispositif suivant l'invention prévoit des mécanismes assurant l'arrêt automatique du convoi venant à franchir l'un quelconque de ces signaux ou feux alors qu'ils sont dans leur position de fermeture.
Le dispositif suivant l'invention est essentiellement ca- ractérisé en ce qu'il est constitué par un câble conducteur disposé tout au long de chaque voie et divisé en secteurs, cha- que extrémité d'un secteur de câble étant reliée électriquement à un tableau de signalisation monté dans une cabine prévue au raccordement de deux secteurs de câble successifs,ledit câble conducteur étant alimenté en courant à partir de la machine de traction du convoi qui est équipée,également,d'Un tableau de
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signalisation reproduisant les indications visibles sur le tableau de cabine'.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res- sortiront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés, dans lesquels : La,fig. 1 est un schéma de l'installation montée sur la machine de traction du convoi,dans le cas d'une locomotive à vapeur - La fig.2 est une vue schématique en plan,d'une voie ferrée,, montrant le montage du câble conducteur, La fig. 3 est une vue de détail en élévation coupe, correspon- dant à celle de la fig.2,et montrant le montage, par rap- port à la voie,du câble conducteur, La fig. 4 est un schéma montrant les deux cabines prévues cha- cune à l'une des extrémités d'un secteur de câble con- dueteur, La fig. 5 est un schéma illustrant un dispositif auxiliaire de sécurité combiné avec un disque sur voie*.
En se reportant aux dessins annexés, (fiel) désigne une dynamo destinée à alimenter en courant basse tension,de l'ordre de 350 volts,par exemple, un conducteur C, dont l'agencement se- ra: plus particulièrement décrit en regard de la fig. 2.
La dynamo D est montée sur la machine de traction du con- voi et, dans le cas d'une locomotive à vapeur, sous le tender.
L'entrainement de la dynamo est assuré,dans l'exemple choisi, au moyen d'une turbine T accouplée à l'induit de ladite dynamo et alimentée par une conduite de vapeur contrôlée par une van- ne située à la portée du mécanicien:.
Le courant fourni par la dynamo D est recueilli à ses bor- nes positive 3 et négative 4 par deux conducteurs 5 et 6 sur lesquels sont montés deux disjoncteurs unipolaires à maxima '7 et 8 et un interrupteur général bipolaire 9.
La borne 3 est reliée à la bobine d'excitation de la dyna-
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mo par une dérivation 10 dans laquelle est inséré un rhéostat automatique II. Le conducteur .2. est mis à lu masse de lu ma- chine de traction en 1.2,et sert de fil de retour pour tous les appareils électriques de l'installation prévus sur ladite ma- chine. la sortie de l'interrupteur général bipolaire 9 sont montés, en dérivation entre les conducteurs-5 et 6 d'une part, et par le conducteur I3,un voltmètre 14 d'autre part, et par le conducteur 15. l'un des organes inscripteurs 16 d'un tachygra- phe 17'.Le voltmètre 14 et l'organe inscripteur 16 sont tou- jours en fonctionnement,dès que l'interrupteur 9 est fermé'.
Entre le conducteur 5 et la terre est également monté en dérivation un circuit commandé par un interrupteur unipolaire 10, et comprenant un conducteur 18, un disjoncteur automatique à maxima et minima 20, un ampèremètre commutateur 21, un con- ducteur 18', la bobine d'induction 22 d'un contacteur 23 et des organes frotteurs 24 destinés à transmettre le courant fourni par la dynamo D au conducteur C disposé tout au long de la voie'.
Le disjoncteur 20 contrôle un interrupteur aimant 54 dont le rôle est indiqué ci-après. Les frotteurs 24 constitués par des brosses métalliques,sont au nombre de quatre disposés deux à l'avant etdeux à l'arrière,de part et d'autre dela machine de traction.
Le contacteur 23 permetde fermer, séparément, deux circuits 35 et 26 fontés en dérivation entre le conducteur 18 et le con- ducteur de retour 6. Le circuit25 qui est fermé lorsqu'il ne passe pas de coura t dans la bobine 22, alimente un signal lu- mineux 27, coloré en bleu,par exemple, et dit"de marche prudente". sur le circuit 26 sont monté s,en série,un interrupteur inver- seur 28 et,en dérivation,un signal lumineux 29 et un second or- Sane inscripteur 50 du tachygraphe 17.
En dérivation sur l'ampèremètre 21,entre le conducteur 18 et le fil de retour 6 est disposé un circuit 31,partant d'une
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borne '32 de 'l'ampèremètre commutateur 21, et dans lequel sont intercalés, en série, l'interrupteur inverseur -:le, et les bo- bines 33 et 34 de commande de deux contacteurs 35 et 36'.
Lorsque les bobines de ces deux contacteurs 35 et 36sont parcourues par un courant, ceux-ci viennent fermer respective- ment,un circuit 37 et un circuit 38, normalement ouverts, Comme représenté- ,les circuits 37 et 38 sont places en dérivation entre le circuit 26 et, le conducteur de retour 6. Le circuit 37 alimente en dérivation,deux signaux d'alarme, l'un lumineux 39, l'autre sonore 40'.
Le circuit 38 alimente un commutateur magnétique à champ tournant 41 actionné par un mouvement d'hor- logerie à retardateur,de manière à assurer,en temps voulu,un contact entre l'organe pivotant 42 du commutateur 41 et une bor- ne 43 dudit commutateur. , cette borne 43,sont relies les cir- cuits 44 et 45 de deux servo-freins 4G et 47 destinés réspecti- vement,à fermer la conduite de vapeur 48 de la locomotive,et à ouvrir la conduite 49 d'air comprimé de manoeuvre des.freins.
Deux autres circuits 50 et 51 disposés en dérivation et reliés à une autre borne 52,du commutateur 41,permettent de ramener les servo-freins 46 et 47 dans leur position normale*
Au cas où le circuit 18 seraLt interrompu,pour une cause quelconque,les bobines 33 et 34 des contacteurs 35 et 36 peu..., vent être alimentées par un autre circuit 53 monté en dérivation entre le conducteur 5 et le circuit de la bobine 33:
Le circuit 53 est contrôlé par l'interrupteur aimant 54 précité qui ne ferme ce circuit que lorsque le circuit 18 a été ouvert par le disjoncteur 20'. Dans ce cas le circuit 53 commande comme pré- cédemment les signaux d'alarme 39,40,ainsi que les servo-freins 46, 47
L'installation prévue sur la machine de traction est en- fin complétée par un circuit 55 monté en dérivation entre le circuit 26 et la terre et continuellement fermé'. Dans le cir- cuit 55 sont intercalés un interrupteur 56, la bobine 57 d'un contacteur 58 et un frotteur 59 situé sous la machine de trac-
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tion.
Le trotteur 39 est destiné à venir en contact avec des con- ducteurs 30 ou 61 situes au milieu de la voie au voisinage d'un dis@ue ainsi nu'il sera dit en regard de la fig.5.Lorsque,comme on le verra ci-après,le disque étant fermé,le circuit 55 est lui-même ferme,le contacteur 58 ferme le circuit 37 qui alimente les signaux d'alarme 39 et 40 et les organes de commande des servo-freins par le circuit 31 et l'ampèremètre commutateur 21
L'équipement de la voie ferrée comprend l'installation du câble conducteur C ( figs 2,3 et 5) et celle des cabines de surveillance dites d'aiguillage " ou " de passage à niveau (fig.4)'.
Le câble conducteur C qui, ainsi qu'il a. été dit précédem- ment est prévu, sur toute la longueur de la voie,est disposé extérieurement aux rails et divisé en secteurs de longueurs variables et de l'ordre de 5 à 7 kilomètres, par exemple'. Cha- que secteur aboutit à chacune de ses extrémités à une cabine de surveillance'.
Le conducteur comporte une enveloppe extérieure constituée par un tube métallique 64, en fer galvanisé,par exemple,fixé sur des ferrures 65 à griffes posées sur le côté de la voie,et en dehors, et ajustées sur la base du rail correspondant 16 .:.La partie supérieure des ferrures 65 est terminée par une pièce 67, en matière isolante, incassable,incombustible et re s'ef- fritant'pas, munie de deux gorges perpendiculaires servant l'une à sa fixation sur la ferrure,l'mtre à recevoir le support 68 du tube conducteur'.
Ce dernier est ainsi isolé électriquement du sol.Le tube 64 d'un même secteur est divisé en tronçons iso- lés entre eux électriquement et râ.iés par un élément raccord 62 qui aboutit à une boîte étanche 63 dite " de raccordement ".Cha- que tronçon a une longueur'de l'ordre de I.OUO mètres,par exemple.Des ferrures analogues 69 sont prévues à l'emplacement des boites 63 de raccordement.
A l'intérieur du tube 64 est monté un conducteur 70 relié
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au niveau de chaque élément raccord 62 à la boîte de raccorde- ment 63 correspondante par un conducteur 71 Ce dernier aboutit à l'une des bornes de deux interrupteurs aimants 72 et 73 reliés;
le premier,à l'un des tronçons du câble Ç par un conducteur 74, le second à l'autre tronçon,par un conducteur 75'. Les deux condw teurs 74 et 75 sont reliés aux tronçons par l'intermédiaire de serre-fils 76
Grâce à ce.montage,lorsque le courant provenant de la dynamo D est amené à l'un des tronçons du secteur par les trotteurs 24, seul ce tronçon est parcouru par le courant*.Ceci a pour effet de fermer les interrupteurs aimants 72 ou 73 correspondants et d'assurer le passage du courant du tube 64 au conducteur 70.Dès que les frotteurs 24 quittent le tronçon considère,
les interrup- teurs 72 ou 73 reviennent à leur position de repos tandique les interrupteurs du tronçon suivant entrent en jeu'.L'alimenta- tion en courant du conducteur 70 est ainsi assurée d'une façon ininterrompue, le tube 64 étant alimenté tronçon par tronçon;
A l'intérieur du tube 64 est enfin'monté dn second conduc- teur isolé 77 dont chaque extrémité est reliée à l'un des ta- bleaux d'une cabine de surveillance''.
Sur la fig. 4 qui représente un schéma d'installation des deux cabines de surveillance situées chacune à l'une des extré- mités d'un secteur de câble,¯64/désigne.le secteur de tube sup- posé alimenté par les frotteurs 24.70 et 77 le conducteur isolé tronçonné et le conducteur isolé continu montés dans ce tube et reliant les deux cabines A@et B. Chaq cabine comporte un ta- bleau de départ At ou B' et un tableau d'arrivée A" . ou B", chaque tableau de départ d'une cabine étant relié au tableau d'arrivée de la cabine suivante par le conducteur précité':
Comme représenté, le conducteur isolé tronçonné 70 est re- lié au tableau A;
par un conducteur 78 aboutissant au conduc- teur 77 par le conducteur 78' et sur lequel sont montés la bobi- ne 79 d'un contacteur 80 et un commutateur 81 De même, le con-
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ducteur 70 est relié au tableau B" et à la terre 82 par un conducteur 83,aboutissant au conducteur 77 par un conducteur 83t Sur le conducteur 83 sont intercalés la bobine 84 d'un contacteur 85 et un commutateur 86 dit " de mise en parallèle " des deux bo- bines des contacteurs 80 et 85.
Avec le montage indique,lorsque le commutateur 86 se trou- ve dans la position représentée, il ferme le circuit allant des frotteurs 24 à la terre 82 par les conducteurs 70,78,78',77, 83' et 83'.
Lorsque la bobine 79 est parcourue par un courant,le ann- tacteur 80 ferme,d'une part,un circuit 87,monté en dérivation entre le conducteur 78 et la terre,et alimentant un signal so- nore de contrôle 86,et d'autre part,un circuit 89 reliant la terre à un commutateur à deux directions 90 .Un autre circuit 91, relié,d'une part,au circuit 87 et,d'autre part,au commutateur 90 permet,pour une position donnée de ce dernier,de relier,di- rectement le conducteur 78 à la terre.
Dans sa position de repos, le contacteur 85 ferme les cir- cuits 92 et 93 du tableau B' reliant le conducteur 83' d'une part, au commutateur 90 du tableau B' et d'autre part,à la ter- re, ce qui permet d'alimenter un signal lumineux 94 dit " de marche prudente", coloré en bleu,par exemple'.
Dans sa position de travail ( cas de la fig.4) le contac- teur 85 ferme les circuits 95 et 96 reliant le conducteur 83, d'une part,au commutateur 90 et,d'autre part,à la terre,ce qui permetd'alimenter un signal sonore 97
L'installation est colletée sur le tableau A' par un cir- cuit 98 reliant le conducteur 78 à la terre et contrôlé par le commutateur 81.
Dans ce circuit 98 sont montés un signal d'alar- me lumineux 99 et un signal d'alarme sonore 100, qui fonction- nent en cas de rupture du conducteur 77
Les organes du tableau A' sont identiques à ceux du tableau
B' et les organes du tableau B' à ceux du tableau A
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Le fonctionnement général'du dispositif de proteotion et de sécurité qui vient d'être décrit dans ses divers éléments est le suivant ;
La dynamo D étant entraînée par la turbine T et l'inter- rupteur bipolaire 9 étant fermé, lecourant fourni par la dyna- mo passe dans les circuits 13 du voltmètre 14 et 15 de l'ins- cripteur 16 du tachygraphe 17 pour arriver aux frotteurs 24, par la fermeture de l'interrupteur unipolaire 19.
Dès que le convoi se met en route et que les trotteurs 24 viennent en contact avec un secteur du conducteur C situé le long de la voie,le courant pase dans le circuit 18 ce qui a pour effet de placer le contacteur 23 dans sa ...position de travail ( fig.1) fermant ainsi le circuit 26 alimentant un signal lu- mineux 29 de contrôle de la bonne marche de la machine de trac- tion, et l'inscripetue 30 du tachygraphe 17. En mêma temps le courant fourni par la dynamo D au conducteur c va, par le conduc- teur 70 aux tableaux A' et B" des cabines A et B.
Il en résulte,le contacteur 80 étant amené à sa position de travail (fig.4) le fonctionnement du signal sonore de con- trôle 88 et la fermeture du circuit 89 qui provoque,comme on le verra ci-après le verrouillage du secteur précédent qui aboutit au tableau A"de la cabine A.
Dans la cabine B le passage du courant a pour effet de pla- cer dans le tableau B" le contacteur 85 dans la position re- présentée (fig.4)'.Il en résulte le fonctionnement du signal sonore de contrôle 97 et la fermeture du circuit 95, ce qui pro- duit, en outre, le verrouillage du secteur partant du tableau B',
Le secteur sur lequel se déplace le convoi est ainsi armé pour sa protection et sa sécurité'.
En supposant que le secteur 1 soit parcouru par un convoi, et qu'un second convoi pénètre par la même voie sur le secteur 11 précédent, les tableaux de départ et d'arrivée des cabines situées aux extrémités du secteur II seront traversés par le
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courant fourni par la dynamo du second convoi, ce qui aura pour effet de manoeuvrer les contacteurs 80 et 85 de ces tableaux ainsi oue les signaux sonores de contrôle 88 et 99'.Dès que ceci se produit,le commutateur 90 du tableau A' se déplace assurant la communication directe entre les circuits 95 et 69. Par suite de la fermeture par le commutateur 90 des circuits placés en dérivation entre les dynamos et la tarre,
il se produit une dimi- nution de la résistance du réseau alimenté par lesdites dyna- mos et par suite un débit plus grand de celles-ci.Ce débit tra- v ersant l'ampèremètre commutatuer 21 monté sur chaque machine, a pour effet de fermer le circuit 31 sur lequel sont montés les contacteurs 35 et 36.Le contacteur 35 ferme le circuit 37 d'ali- mentation des signaux d'alarme 39 et 40 et le contacteur 36 fait fonctionner avec un certain retard le commutateur magnétique à champ tournant 41, qui actionne les servo-freins 46 et 1!.Les deux machines de traction sont alors arrêtées automatiquement . l'our éviter le stoppage automatique des deux maéchines,
le mécanicien de la machine en défaut (celle qui se trouvesur le secteur 11) doicouper le courant que sa dynamo envoie sur le secteur par l'intermédiaire de l'interrupteur 19. Cette manoeuvre a pour effet ue dégager les appareils d'alarme 39 et 40 des deux machines de traction et de commode des servo-freins 46 et 47le convoi qui n'estpas en défaut, c'est-à-dire celui du secteur I peut alors continuer sa marche. Le mécanicien du cenvoi en dé- faut ne doit le remettre en marche qu'après avoir constaté le déverrouillage du secteur II en faisant fonctionner par inter- mittence l'interrupteur 19 monté sur sa machine.
Dans le cus excetptionnel, où deux convois viendroient à pénétrer simultanément sur le même secteur(cas de deux convois marchant en sens inverse sur une même voie) ,le courant envoyé sur le conducteur Ç par les deux dynamos passe aux interrupteurs
72 et 73 (fig.2), a conducteur isolé 70 placé dans le tube 64 et met les deux dynamos en court circuit. A ce moment les dis-
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joncteurs automatiques à minima maxima 20, des deux machines coupent le courant sur le conducteur c et ferment,par les in- terrupteurs aimants 54 les circuits 53 qui actionnent les ap- pareils d'alarme et les servo-freins des deux machines'.Tous les mouvements de courant sont enregistrés par les organes inscrip- teurs du tachygraphe.17.
Le dispositif de protection et de sécurité décrit remédie également aux cas où certains des conducteursutilisés vien- draient à être coupés accidentellement ou par malveillance
1er cas. : Si le tube conducteur 64 est seul coupe sur l'un quelconque des tronçons du secteur, le courant envoyé dans ce tronçon passe soit par l'interrupteur '2,soit par l'interrupteur
73 de ce tronqon au conducteur 70. Les cabines A et ± restent nor malement excitées'.
2ème cas : Si le conducteur 70 fixé dans le tube conducteur 64,est coupé sur un tronçon,le courant passe soit à la cabine A soit à la cabine B.
La cabine A étant supposée en liaison avec la machine mo- trice du convoi,le verrouillage du secteur précédent est effectué normalement;Le verrouillage du secteur suivant est assuré par le courant du conducteur de sortie 78' de la bobine 79 du contac- teur 80. Ce courant passe directement par le conducteur 77,le contacteur 85 du tableau B' étant dans sa position de repos,au circuit 92 du commutateur à deux directions 90 et au circuit 93 du signal lumineux 94 de marche prudente.
Après le passage de la' coupure, la cabin.e B reçoit le cou- rant,elle est mise en liaison avec la machine de traction,le si- gnal 94 s'éteint et le verrouillage est normalement assuré sur le secteur suivant'.
La cabine A reste excitée par le conducteur 77 et les si- gnaux d'alarme 99 et 100 fonctionnent couvrant le secteur pré- cédent
3ème Cas :si le conducteur 78' de la cabine A est coupé a-
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prés le commutateur 81, le courant du con ucteur 78 pasne à la bobine 79 au commutateur aimant 81 qui met en service le cir- cuit 98 des signaux d'alarme 99 et 100 En même temps,le secteur procèdent estverrouille.
4éme cas: Si le tube 64 ainsi que les conducteurs 70 et 77 sont coupés sur un tronçon du secteur,le signal lumineux 27 de la machine de traction,prévient le mécanicien de l'acci- dent .Les cabines A et 2 sont également prévenues de l'incident par l'arrêt des signaux sonores 88 et 97.
L'équipement de la voie est,de préférence,complété par des disques disposés le long de la voie,en particulier,aux endroits ou le parcours est particulièrement dangereux,croisements,etc..
Cet équipement complémentaire est représenté à la fig'.5 dans la- quelle les organes correspondants à ceux de la fig. 2 sont dési- gnés par les mêmes caractères de référence..
Un disque étant représenté schématiquement en 101.on dis- pose à environ un kilomètre en amont de ce disque et entre les deux rails 66 de la voie,le premier conducteur 60 mentionné en regard de la fig.I'.Ce conducteur 60 qui a une longueur de cent mètres environ, par exemple,est analogue au câble conducteur c.
Son montage par rapport au sol est analogue,également,à celui dudit conducteur c
Le conducteur 60 est relié au disque IOI,par un conducteur isolé 102 logé dans le tube 64 (fig. 3) du conducteur c.
Le second conducteur 61 indiqué précédemment (fig. 1) d'une longueur ue 250 mètres environ,est disposé également entre les deux rails 66 de façon que l'une de ses extrémités aboutisse au niveau du disque 101.Le conducteur SI est relié électriquement au disque 101 par un conducteur 103.
Les conducteurs 102 et 103 aboutissent à deux bornes 104 et 105 montées dans un coffret blindé 106 fixé,de préférence,au pylône du disque.Dans ce coffret est prévu un contact 107 relié à la terre en 108 et,par exemple,au rail 66,ledit contact étant
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solidaire en rotation de l'axe du disque ICI'. La disposition du contact 107 est telle que lorsque le disque ICI est fermé, il vient toucher les bornes 104 et 105. Dans cette position, lorsque le frotteur 59 (fig.I) de la machine de traction vient porter sur les conducteurs 60 et 61 les circuits d'alarme et de stoppage de l'installation prévue sur la machine motrice sont mis en jeu'.
Le dispositif de protection et de sécurité qui vient d'être décrit,est d'une application facile,du fait de son montage sim- ple et des facilites de réparation qu'il offre, -'grâce à l'inter- changeabilité des pièces le constituante
Il va de soi que le dispositif n'a été décrit qu'à titre purement explicatif,nullement limitatif et que diverses modifi- cations de détail pourraient être apportées à la forme de réa- lisation indiquée,sans qu'on sorte pour cela du domaine de l'invention'.