Brevet FR2024271A1 — publié le 19700828

L'invention se rapporte à un dispositif pour le couplage des conducteurs électriques de véhicules ou wagons de chemins de fer réunis entre eux pour former un train, du type comprenant deux éléments de couplage et des contacts disposés dans ceux-ci. On sait que l'on réunit entre eux en un train, des wagons sans faire la distinction de ce qui est 1' "avant" et 1' "arrière" de chacun d'entre eux.Dans la mesure où les différents wagons présentent des équipements électriques, de chauffage, d'éclairage et de commande auxquels sont associés, lorsque les wagons forment un convoi, des circuits électriques, de chauffage et de commande formés par la liaison de sections de circuits la constitution du convoi, ces circuits et les couplages électriques qui relient les tronçons ou sections de circuits des différents véhicules de chemins de fer, ne doivent pas être invariants contre une permutation de l'avant et de l'arrière (dans le sens de la formation des convois sans avoir à faire la discrimination de l'avant et de l'arrière de chaque véhicule de chemins de fer). Pour des raisons de commodité, on ne parlera pas dans ce qui suit de circuits électriques et de tronçons de circuits électriques, mais simplement de conducteurs qu'il s'agisse indifféremment de conducteurs de chauffage, d'éclairage ou de commande. L'expression "conducteurs" se rapporte ainsi constamment à une seule voie ou piste conductrice. Dans les dispositifs connus pour le couplage de conducteurs électriques de véhicules de chemins de fer réunis entre eux en un train, afin d'obtenir l'invariance décrite contre une permutation de l'avant et de l'arrière, les circuits sont réalisés de telle sorte que chaque conducteur présente, dans les éléments de couplage prévus sur les faces frontales des véhicules, deux contacts disposés symétriquement par rapport à un plan vertical longitudinal tétant donné que l'invariance contre la permutation de l'avant et de l'arrière ne supprime, du point de vue électrique, que la différent i ation entre gauche et droite mais point celle de dessus et de dessous).La forme de réalisation connue est désavantageuse car le nombre de contacteurs dans chaque moitié de coupleur est deux fois plus grand que le nombre de conducteurs d'un véhicule de chemins de fer qui sont à relier électriquement de telle sorte qu'en fait, les couplages doivent etre anormalement grands. Ils deviennent souvent si volumineux qu'ils ne peuvent par exemple, plus trouver de place dans un attelage à tampon central d'un véhicule de chemins de fer. Ceci est cependant exigé pour accoupler simplement d'une façon automatique les conducteurs électriques lors de la formation des trains. Dans le cadre des mesures prises dans la pratique, les dispositifs utilisés pour Ie couplage des conducteurs électriques de véhicules de chemins de fer sont, au demeurant, généralement des dispositifs à enìchage pourvus de fiches et de douilles, le plus souvent une pour chaque conducteur, en sorte que les moitiés ou éléments de couplage doivent être reliées par une jonction correcte des fiches et des douilles, ce qui est à peine réalisable automatiquement. Des couplages automatiques, c'est-à-dire des dispositifs automatiques pour le couplage des conducteurs électriques de véhicules de chemins de fer reunis entre eux en un train, ont été sans doute souvent proposés, mais n'ont cependant pas pu remplir les conditions exigées dans le trafic ferroviaire. L'invention a pour but de réaliser un dispositif du genre décrit ci-dessus avec lequel le couplage des conducteurs électriques de véhicules de chemins de fer réunis entre eux en un train peut être exécuté, et ne comportant qu'un nombre de contacts égal a celui de conducteurs électriques d'accouplement (ctest-à-dire sans doubler les contacts), la liaison se faisant automatiquement et sans associations difficiles entré fiches malles et fiches femelles (douilles) et inversement. L'invention concerne un dispositif de couplage pour les conducteurs électriques de véhicules de chemins de fer réunis entre eux en un train, comprenant deux éléments de couplage dans lesquels sont disposés des contacts. Ce dispositif est essen tiellement-caractérisé par le fait que dans chacun des éléments de couplage d'un véhicule de chemins de fer, les contacts correspondant à chaque conducteur 9 chaque conducteur correspond un contact), sont antisymétriques par rapport au plan vertical longitudinal du véhicule de chemins de fer et que les éléments de couplage présentent chacun une pièce intermédiaire comportant des contacts intermédiaires associés aux contacts des deux éléments de couplage et reliés entre eux, en position croisée, par rapport au plan, à I'aide des conducteurs intermédiaires, chaque conducteur intermédiaire coagissant lors de l'accouplement des deux éléments de deux véhicules voisins, et reliant ainsi entre eux des conducteurs associés des véhicules de chemins de fer voisins. Les pièces intermédiaires peuvent être réalisées de différentes manières. En particulier, une pièce intermédiaire peut en repousser une autre de telle sorte que lors du couplage, un élément de couplage joue le rôle d'une pièce mâle et l'autre celui d'une pièce femelle alors que dans l'état non accouplé, les deux éléments de couplage sont en quelque sorte hybrides. Tout cela se résoud mécaniquement de nombreuses manières. On peut toujours s'arranger pour que les éléments de couplage soient de construction identique et donc interchangeables. Dans ce cas, l'antisymétrie décrite par rapport au plan vertical longitudinal des contacts de deux éléments de couplage d'un véhicule de chemin≈de fer se produit par elle-même lorsque ces éléments de couplage identiques sont prévus aux faces frontales d'un véhicule de chemins de fer. L'antisymétrie décrite vaut également par elle-même pour les contacts de deux éléments de couplage à accoupler et appartenant à des véhicules de chemins de fer voisins loris de la formation d'un convoi. Une forme préférée de réalisation de l'invention, caractérisée par la simplicité et la sûreté de fonctionnement et qui donne un dispositif pour le couplage automatique conforme à l'in- vention est caractérisée par le fait que les éléments de couplage sont constitués chacun par un boîtier de couplage cylindrique du genre d'une douille de couplage comportant des- contacts répartis sur sa périphérie et une pièce intermédiaire intérieure mobile axialement et ayant la forme d'une fiche de couplage et que lors du couplage la pièce intermédiaire de l'un des éléments pénètre dans l'autre élément dont la pièce intermédiaire se rétracte, et établi avec ses contacts intermédiaires et ses conducteurs intermédiaires, le circuit électrique entre les deux éléments de couplage, alors que l'on peut intervertir la pièce intermédiaire qui pénètre de la manière décrite dans le boîtier de couplage de l'autre élément, avec la pièce intermédiaire qui se rétracte Dans ce cas, la partie frontale de chaque pièce intermédiaire et/ou également chaque bo-itier de couplage peut être réalisée dans la zone des ouvertures d'introduction sans difficulté de telle sorte que l'emboîtement décrit entre les élémentsde couplage à réunir, même stil existe des tolérances-non négligeables, se fasse avec un centrage automatique. D'une façon générale, il suffit pour cela de donner aux faces frontales des pièces intermédiaires une-forme oblique ou de munir les boîtiers de collerettes en forme d'entonnoir. Les boîtiers cylindriques de l'accouplement et les pièces inter medlaires correspondantes peuvent présenter des diamètres impor tantes déterminés de telle sorte qu'on peut prévoir un grand nombre de contacts répartis sur la périphérie de ces éléments. ?l est possible de disposer sans difficulté, au centre de la pièce intermédiaire, un autre conducteur central, par exemple un conducteur de chauffage qui nécessite une grande section trans versable ou aussi une conduite d'air-comprimé. Dans tous les cas, cesse forme de réalisation est recommandée pour des accouplements automatiques qui sont commandés automatiquement lors de la formation dBun train de véhicules de chemins de fer. Dans cette forme de réalisation donnant un accouplement automatique dans laquelle, lors du couplage, les deux éléments de l'accouplement (associés par exemple aux véhicules de chemins de fer ou également à des moyens de commande sur les véhicules de chemins de fer) viennent en contact l'un avec l'autre, l'invention est caractérisée par le fait que les pièces intermédiaires sont soumises dans leurs boîtiers à l'action de ressorts, la pièce intermédiaire d'un élément d'accouplement repoussant la pièce intermédiaire de l'autre élément d'accouplement (ou inverserment) tomme il s'agit en somme d'un dispositif comprenant un nombre limité de véhicules de chemins de fer, les ressorts d'appui des pièces intermédiaires peuvent être différents les uns des autres et on obtient ainsi aisément le mode de fonctionnement décrit. Mais il est également possible de réaliser le dispositif de telle manière que des dispositifs de verrouillage sont associés aux pièces intermédiaires pour le blocage de leur déplacement axial et que ces dispositifs de blocage présentent des moyens de commande qui, lors de l'emboîtement entre des éléments de couplage, déclenchent 1'un ou l'autre des dispositifs de verrouillage selon une répartition statistique, de sorte que lors du couplage qui s'établit suivant des lois statistiques l'un des éléments de couplage devient en quelque sorte une douille et l'autre une fiche ou inversement. Le dispositif de verrouillage pourra être cons titubé de diverses manières. Les avantages obtenus grâce à l'invention résident dans le fait que dans le dispositif d'accouplement des conducteurs électriques de véhicules de chemins de fer réunis entre eux en un train, le nombre de contacts concorde avec le nombre de conduc teurs à accoupler, de telle sorte qu'avec des dispositifs rela- tivement petits, un grand nombre de conducteurs électriques peut être accouplé. On peut se passer de fiches males et de fiches fe- melles de forme de réalisation classique, en sorte que, selon l'une de ses formes de réalisation preférée, le dispositif suivant l'invention peut être utilisé sans difficulté en vue d'un couplage automatique lors de la réunion des véhicules de chemins de fer en un convoi.Dans la mesure où dans le cadre de l'inven- tion, les pièces intermédiaires exécutent des déplacements verti- caux, on peut facilement réaliser des contacts dans lesquels ce déplacement axial effectue en même temps un auto-nettoyage de sorte qu'on est assuré d'une sécurité de fonctionnement maximum même dans le rude trafic ferroviaire. A titre exemple on a décrit ci-dessous et représenté schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation de l'invention. La figure 1 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention sur un train composé de deux véhicules de chemins de fer. La figure 2 représente une coupe axiale à travers un élément de lfaccouplement d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 3 représente l'objet de la figure 2 dans l'état accouplé avec un second élément de l'accouplement. La figure 4 représente une coupe selon la ligne A-A de l'objet de la figure 3. La figure 5 représente une coupe selon la ligne B-B de l'objet de la figure 3. La figure 6 représente un schéma des connexions des figures 4 et 5. En figure 1, chaque véhicule de chemins de ferlcomprend deux conducteurs 2, 3 et sur chacune des faces frontales, une moitié de coupleurs 4 (élément de couplage) d'un dispositif conforme à l'invention avec deux contacts disposés dans celui-ci et associés aux conducteurs 2, 3. Deux conducteurs 2, 3 par véhi- cule de chemins de fer suffisent pour la clarté du principe pris pour base de l'invention. Les conducteurs 2 sone reliés aux contacts 5, les conducteurs 3 aux contacts 6. Le dessin replsë sente la vue en plan d'un train composé de deux veules de chemins de fer 1, le plan vertical longitudinal 6t nt représenté par la ligne 7. La connexion ou le cablage dans les véhicules de chemins de fer 1 ou dans les moitiés de coupleurs 4 est réalisée de telle sorte que dans les deux moitiés de coupleurs 4 d'un ve- hicule de chemins de fer 1, les contacts 5, 6 correspondant aux différents conducteurs 2, 3 (à chaque conducteur correspond un contact) sont disposés antisymétriquement par rapport au plan vertical longitudinal du véhicule de chemins de fer 7.Cette antisymêtrie est évidemment également valable pour les contacts dans les deux moitiés de coupleurs 4 à accoupler des véhicules de chemins de fer 1 voisins et est invariante contre la permutation de l'avant et de l'arrière du véhicule de chemins de fer décrite c-dessus. On a, en outre, représenté dans le schéma, une pièce intermédiaire 8 ayant des contacts intermédiaires 11, 12, associés aux contacts S, 6 des moitiés de couplage à accoupler, et reliés par des conducteurs intermédiaires 9, 10 s'entrecroisant par rapport au plan vertical 7.Lorsque les contacts 11, 12 viennent en liaison avec les contacts 5, 6 des moitiés de coupleurs 4 lors du couplage, les conducteurs associés 2, 3 des véhicules de chemins de fer 1 réunis en un train sont reliés correctement entre eux. Ltinvariance contre une permutation d'avant et d'arrière est assurée.Dans la réalisation pratique pour le trafic ferro viaire, chaque moitié de coupleurs 4 doit, pour cette invariance contre la permutation d'avant et d'arrière, comporter également pour des raisons mécaniques, une telle pièce intermédiaire 8, l'une d'entre elles devant steffacer ou être déconnectée, pendant que l'antre vient en prise avec les contacts 5, 6 des deux moitiés de coupleurs 4 lors du couplage reliant ainsi tout le long du train les conducteurs associés 2, 3 aux véhicules de chemins de fer à accoupler formant le convoi. La manière particulièrement simple par laquelle on y parvient est expliquée par les figures 2 à 6 qui représentent une forme de réalisation préférée du dispositif conforme l'invention. Les chiffres de références2, 3, 5, 6, 9, 10 et 11, 12 placés simplement pour le schéma des connexions de la figure 1 ne seront plus utilisés dans ce qui suit. Les éléments constitutifs correspondants.rece- vront de nouvelles références. En premier lieu on voit sur la figure 2 que chaque moitié de coupleurs 4 est composée d'un boîtier cylindrique de couplage 13 du genre d'une douille de couplage et présente des contacts 14 répartis sur la périphérie. Dans ce boîtier cylin drique de couplage 13 est disposée une pièce intermédiaire 8 susceptible de déplacements axiaux, du genre d'un boulon de couplage. Cette pièce intermédiaire porte des contacts 15 qui seront explicités en détail plus loin.Dans la figure 3 on peut distie guer que lors de l'accouplement des moitiés de coupleurs 4, 1 pièce intermédiaire 8 d'une moitié de coupleurs 9 s'enfonce daxts l'autre moitié de coupleurs 4, pendant que la pièce intermediai-e 8 de cette dernière moitié de coupleurs 9 se rétracte ou est re- poussée dans celle-ci fermant ainsi avec ses contacts intermé- diaires 15 et ses conducteurs intermédiaires 16 le circuit entre les deux moitiés de coupleurs 4.Par des considérations paralldles des figures 4, 5 et 6 représentant les contacts identifiés par des lettres minuscules de caractère latin, on voit que chaque pièce intermédiaire 8 présente des contacts intermédiaires 15 associés aux contacts 14 des deux moitiés de coupleurs 4 et reliés par des conducteurs intermédiaires 16 qui se croisent dans le plan vertical 7 de telle sorte que lors du couplage, une pièce tinter médiaire 8 vienne toujours en contact avec les contacts 14 des deux moitiés de coupleurs 4 et- relient entre eux les conducteurs associés des véhicules de chemins de fer contigus.Les figures 2 et 3 montrent en outre un dispositif conforme à l'invention sous'la forme d'un couplage automatique par lequel, lors du couplage, les deux moitiés de coupleurs sont simplement amenées l'une contre l'autre, par exemple avec un véhicule de chemins de fer ou par un dispositif de commande. A cet effet, les pièces in- termédiaires 8 montées dans leurs boîtiers de couplage appuient contre des ressorts 17, et cela de telle manière que la pièce intermédiaire 8 d'une moitié de coupleurs 4 repousse la pièce intermédiaire 8 de toute autre moitié de coupleurs.Dans 1 'exem- ple de réalisation, des dispositifs de verrouillage 18 pour le blocage du déplacement axial sont en outre associés aux pièces intermédiaires 8 et ceux-ci présentent des dispositifs de commande ou de manoeuvre 19 qui, lors de l'emboîtement l'un dans l'autre des moitiés de coupleurs dégagent l'un ou l'autre des dispositifs de verrouillage selon une répartition statistique. Ainsi, selon des lois statistiques, l'une des moitiés de coupleurs devient une partie femelle et l'autre moitié de coupleurs une partie mâle.Le dispositif de verrouillage 18 comprend dans l'exemple de réalisa- tion un cran de logement 20 dans le boîtier de couplage 13, un logement 21 dans -la partie intermédiaire 8 pour une bille d'arrêt et un organe de commande 23 pour la bille d'arrêt, mobile axialement contre un ressort de rappel 22 et monté dans la pièce inter médiaire 8, îtorgane de commande 23 étant attaqué par un dispositif de manoeuvre comportant une tringlerie 10 et des leviers de manoeuvre 24 passant par les faces frontales des pièces intermé darses 8. Le levier de manoeuvre 24 est actionné par le levier de manoeuvre 24 de la moitié de coupleurs 4 associée, et inversement.La répartition des leviers de manoeuvre 24 qui comman dent les autres suit une loi statistique. Dans 11 exemple de réalisation ces leviers de commande 24 sont à cet effet pourvus dwune face oblique 25 de telle sorte que lorsque les dispositifs sont rapprochés l'un de l'autre, l'une des faces obliques glisse toujours sous l'autre, selon celui des leviers de commande 24 qui se situe légèrement au-dessus de l'autre. I1 est pratiquement impossible que les deux leviers de manoeuvre 24 soient placés à une meme hauteur. Même si cela devait être le cas, ils se déplacent en hauteur lors de l'accouplement de telle sorte qu'un levier 24 repousse l'autre.Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, le levier de manoeuvre de droite 24 a repoussé celui de gauche et par conséquent le dispositif de verrouillage 18 de gauche est dégagé. Ainsi la moitié de coupleurs située à gauche est devenue une partie femelle et ia pièce intermédiaire 8 de la moitié de coupleurs de droite 4 devenue partie mâle, a pénétré dans la moitié de coupleurs gauche. La pièce intermédiaire 8 est- réalisée sous la forme d'un boulon creux alors que le boîtier de couplage 13 présente un tube de raccordement 26 correspondant. En outre, le boîtier d'accouplement 13 comporte une tête isolante 27 mobile axialement contre un ressort, ladite tête constituant un chapeau de sécurité muni d'une ouverture 29 pour le passage de la pièce intermédiaire 8 qu'elle entoure. La manoeuvre du couplage représenté dans les figures a lieu par exemple lors de la réunion de véhicules de chemins de fer en un train et lors de l'accouplement mécanique qui y est lie ou bien cette manoeuvre est effectuée à l'aide d'un équipement de commande ou de manoeuvre spécial du genre mécanique ou pneumatique qui peut être monté dans les tampons de couplage de véhicules de chemins de fer ou être associé à ceux-ci. REVENDICAT IONS 1.- Dispositif pour le couplage de conducteurs électriques de véhicules de chemins de fer réunis entre eux en un train, du type comprenant deux moitiés de coupleurs (éléments de couplage) dans lesquelles sont disposés des contacteurs, caractérisé par le fait que dans chacun deséléments de couplage d'un véhicule de chemins de fer, les contacts correspondant à chaque conducteur (à chaque conducteur correspond un contact), sont antisymétriques par rapport au plan vertical longitudinal du véhicule de chemins de fer et que les éléments de couplage présentent chacun une pièce intermédiaire comportant des contacts intermédiaires associés aux contacts des deux éléments de couplage et reliés entre eux, en position croisée, par rapport au plan, à l'aide de conducteurs intermédiaires, chaque conducteur intermédiaire coagissant lors de l'accouplement des deux éléments de deux véhicules voisins, et reliant ainsi entre eux des conducteurs associés des véhicules de chemins de fer voisins. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les moitiés de coupleurs sont de leur coté, constitués dtune manière identique et sont donc échangeables. 3.- Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les éléments de couplage sont constitués chacun par un boîtier de couplage cylindrique du genre dtune douille de couplage comportant des contacts répartis sur sa peri- phérie et une pièce intermédiaire intérieure mobile-axlalement et ayant la forme d'une fiche de couplage et que lors du couplage la pièce intermédiaire de l'un des éléments pénètre dans l'autre élément dont la pièce intermédiaire se rétracte, et établi avec ses contacts intermédiaires et ses conducteurs intermédiaires, le circuit électrique entre les deux éléments de couplage, alors que Iton peut intervertir la pièce intermédiaire qui pénètre de la manière décrite dans le boîtier de couplage de l'autre éliment, avec la pièce intermédiaire qui se rétracte 4.- Dispositif suivant les revendications 1, 2 et 3, dans lequel, pour un couplage automatiqueS les moises de coupleurs sont simplement amenées l'une contre lauze lors de ltaccouple- ment, caractérisé par le fait que les moitiés de coupleurs ins- tallées dans leurs boîtiers de couplage prennent appui dans ceux-ci contre des ressorts, l'une des parties iiterie-diaires d'une moitié de coupleurs repoussant l'autre pince --ffiz médiaire (ou inversement). 5.- Dispositif suivant les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait qu'aux pièces intermédiaires sont associés des dispositifs de verrouillage pour le blocage du déplacement axial et celles-ci présentent des équipements de commande ou de manoeuvre qui, lors de l'emboîtement de l'un dans l'autre des deux moitiés de coupleurs, dégagent l'un ou l'autre des dispositifs de verrouillage selon une répartition statistique. 6.- Dispositif suivant les revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé par le fait qu'au boîtier de couplage de chacune des moitiés de coupleurs est associée une tête isolante mobile axialement contre l'action d'un ressort de rappel, ladite tête formant un chapeau de sécurité entourant la pièce intermédiaire et comportant une ouverture pour le passage de celle-ci.