Brevet FR2822391A1 — publié le 20020927

La présente invention a pour objet un dispositif perfectionné anti-collisions pour chemin de fer miniature utilisant l'une quelconque des alimentations normalement utilisées à cet effet, comprenant des moyens pour réguler la marche des trains. II existe de nombreux dispositifs électriques ou électroniques permettant d'éviter les collisions entre chemins de fer miniatures parcourant la même voie ou des voies se croisant, dispositifs généralement inspirés de celui utilisé pour la signalisation ferroviaire, connu sous la dénomination "Block-système". Le dispositif objet de la présente invention présente, sur les autres dispositifs connus, un certain nombre d'avantages tout en étant de réalisation facile. Tout d'abord, il vise à procurer une compatibilité particulièrement adaptée aux différents systèmes d'alimentation connus pour chemin de fer miniature, comme les alimentations à tension sinusoïdale alternative ou redressées et celle spécifique à la télécommande digitale. Avantageusement, ce dispositif est agencé pour que les fonctions arrêt et démarrage soient progressives et réglables. D'autre part, ce dispositif permet une protection intégrale de tout un ensemble de cantons ou de voies de croisement quelle que soit la zone de voie considérée. Sa grande sensibilité lui permet de déceler non seulement la présence d'un convoi alimenté par les rails, mais également celle d'essieux graphités ou d'un récepteur de télécommande consommant une très faible intensité. Un autre avantage de ce dispositif réside dans le fait que, en dépit de la protection qu'il confère, un agencement particulier permet, par une action manuelle, de faire circuler un véhicule en marche arrière sans influencer les autres véhicules arrêtés sur les zones d'arrêts des autres cantons, recevant la même source d'alimentation. Un intérêt supplémentaire du dispositif se trouve dans son mode de signalisation à luminosité constante, indépendante de la tension d'alimentation du réseau. Les caractéristiques de la présente invention seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit, d'un mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention, mode de réalisation donné à titre d'exemple, non limitatif en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation par un schéma simplifié du dispositif selon l'invention. - la figure 2 représente deux dispositifs anti-collisions selon l'invention dans leur environnement. En référence à ces dessins, on trouve sur la figure 1 une portion de voie ferrée de chemin de fer miniature (1) sur laquelle circule un mobile (11) relié au rail droit (12) et gauche (13) Le rail droit (12) étant connecté directement à l'alimentation du mobile (101) Le dispositif suivant l'invention regroupe un ensemble de contrôle (2) et un ensemble de commande (3) L'ensemble de contrôle (2) est constitué des diodes (24à 27) agencées en pont et d'un transistor (28) intercalé dans la branche continue de ce pont. Cet ensemble de contrôle (2), est connecté au rail gauche (13) par un point de liaison (21) et à l'alimentation du mobile (102) par son autre point de liaison (22) L'alimentation du mobile (101 et 102) doit donc traverser l'ensemble de contrôle (2) pour parvenir à alimenter le moteur du mobile (l 1) De ce fait, le transistor (28) sera toujours traversé par le courant d'alimentation du mobile, quelle que soit la polarité de celui-ci. En appliquant à l'entrée (23) de l'ensemble de contrôle (2), une tension de commande plus ou moins élevée, on agira sur le pouvoir de conduction du transistor (28) et par conséquent, sur le courant fourni au moteur du mobile (11) Un ensemble de commande (3) agencé comme un générateur de tension triangulaire avec des temps de monté et de descente réglables, est relié par sa sortie (32) à l'entrée (23) de l'ensemble de contrôle (2) Une tension appliquée sur l'entrée (31) de l'ensemble de commande (3) fera baisser sa tension de sortie avec une progressivité qui sera ajustée par un potentiomètre (33) Inversement, la tension de sortie montera également de façon progressive, réglée par un autre potentiomètre (34) si son entrée (31) est à zéro. Un potentiomètre (35) est agencé de façon qu'il puisse ajuster un minimum de tension de commande au transistor (28) afin d'obtenir une faible conduction de celui-ci à l'état bloqué, réglant de ce fait le seuil de tension appliquée au moteur du mobile (11) Afin de réduire au maximum la chute de tension de l'ensemble de contrôle (2), on aura intérêt à utiliser des diodes à faible tension directe et un transistor à faible résistance de commutation. Toutefois, d'autres semi-conducteurs NPN ou PNP plus ou moins performants peuvent être utilisés en lieu et place. Une autre variante de l'ensemble de contrôle (2), consisterait à remplacer tout ou partie des diodes (24 à 27) par des transistors commandés comme le transistor (28), celui-ci étant remplacé par une liaison directe. Sur la figure 2, nous trouvons une voie ferrée de chemin de fer miniature (1) constituée d'un rail droit continu (12) et de tronçons de rail gauche (13,14 et 13', 14') On y trouve également, deux ensembles identiques (105 et 105') représentant chacun un dispositif anti-collisions selon l'invention. Ces dispositifs anti-collisions (105 et 105') sont composés de l'ensemble de contrôle (2), avec son circuit de commande (3), d'un détecteur de courant (4) suivi d'un amplificateur (6), d'une porte logique"et" (5), d'un ensemble relais pour la commutation des rails gauches (7) d'un autre ensemble relais pour la commutation de la signalisation (8), d'une résistance de limitation de courant (10) et d'un circuit l'alimentation (9) La flèche (17) indique le sens normal de déplacement du mobile. Deux lignes (103 et 104) assurent l'alimentation des dispositifs anti-collisions suivant l'invention. L'alimentation du mobile est appliquée au point (102) qui relie les points d'alimentation (22 et 22') des ensembles de contrôle (2 et2') et au point (101) qui relie le rail droit (12) Supposons tout d'abord que la voie est entièrement libre et qu'aucune charge n'existe entre le rail droit (12) et les rails gauches (13,14 et 13', 14') Supposons ensuite qu'un mobile consommant du courant, en l'occurrence une locomotive, se présente sur le premier tronçon (13) Le détecteur de courant (4), relié d'une part à ce tronçon de rail (13) et d'autre part au point d'alimentation (102), détectera la présence de la locomotive, puis transmettra l'information à l'ampli (6) et à la porte logique"et" (5) La porte logique"et" (5) n'ayant pas la même information sur sa deuxième entrée faute de charge sur les tronçons de rails suivants (13'et 14'), ne changera pas l'état de sa sortie. L'ensemble de commandes (3) dont l'entrée (31) est reliée à la sortie de la porte logique"et" (5), ne recevra pas d'information et de ce fait, laissera l'ensemble de contrôle (2), donner la puissance maximum à la locomotive présente sur le tronçon de rail (13) qu'il commande. Cette locomotive poursuivra donc son chemin, en direction du tronçon suivant (14), relié au rail précédant (13) par les contacts (72 et 73) de l'ensemble relais de commutation des rails (7), lui-même commandé par la porte logique"et" (5) Ainsi, toujours alimentée, la locomotive continuera sa progression jusqu'au tronçon de rail suivant (13') A ce stade, nous retrouvons les mêmes conditions qu'à l'arrivée de la locomotive sur le premier rail (13) et tout se déroulera de la même façon, mais l'ampli (6') qui suit le détecteur de charge (4') transmettra cette foi un signal à la porte logique"et" (5) ainsi qu'à l'ensemble relais de signalisation (8) qui basculera et commutera ladite signalisation. A cet instant imaginons qu'une deuxième locomotive se présente sur le premier tronçon de rail (13), le détecteur de courant (4) détectera sa présence et transmettra l'information à la porte logique"et" (5) qui aura déjà reçu celle transmise par l'ampli (6') du détecteur de charge (4') Munie de ses deux informatisons la porte logique"et" (5) changera d'état et enverra un signal à l'ensemble relais de commutation des rails (7) ainsi qu'à l'ensemble de commande (3) De ce fait, comme expliqué au descriptif de la figure 1, l'ensemble de contrôle (2), ralentira progressivement la locomotive qui atteindra le tronçon de rail suivant (14) à très faible vitesse. Ce rail (14) qui reçoit l'alimentation du mobile au travers des contacts (72 et 73) de l'ensemble relais de commutation des rails (7) déjà basculé par le signal de la porte logique"et" (5), ne se trouvera plus relié directement au rail précédent (13) mais au travers d'une résistance de limitation de courant (10) calibrée de telle sorte qu'elle ne laissera passer qu'un très faible courant capable d'actionner le détecteur de courant (4), sans influencer le moteur de la locomotive qui s'arrêtera au début de ce rail. Supposons, à présent, que la première locomotive continuant sa route ait quitté le dernier rail (14') Le détecteur de courant (4') n'enverra plus de signal à la porte logique"et" (5) et à l'ensemble relais de signalisation (8) au travers de son ampli (6') Ainsi privée de sa deuxième information la porte logique "et" (5) ne commandera plus l'ensemble relais de commutation des rails (7) qui rétablira le contact direct entre les deux premiers rails (14 et 13) et libèrera l'ensemble de commande (3), qui à sont tour, commandera l'ensemble de contrôle (2), permettant à la locomotive de démarrer progressivement. L'ensemble relais de signalisation (8) ne recevra plus d'information et basculera en entraînant l'inversion de ladite signalisation. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux réseaux de chemin de fer miniature. REVENDICATIONS 1. Dispositif perfectionné anti-collisions pour chemin de fer miniature utilisant l'une quelconque des alimentations normalement utilisées à cet effet, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble (2) chargé du contrôle du courant d'alimentation du mobile (11) agencé pour fonctionner avec des courants de polarité diverse, ledit ensemble étant lui-même commandé par un ensemble de commande (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de commande (3) est agencé comme un générateur de tension triangulaire qui applique à l'ensemble de contrôle (2) la tension de commande nécessaire de façon progressive et réglable. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble de commande (3) comporte un potentiomètre (33) qui permet de régler la baisse progressive de la tension de sortie de cet ensemble de commande (3). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'ensemble de commande (3) comporte un potentiomètre (34) qui permet de régler la montée progressive de la tension de sortie de cet ensemble de commande (3). 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble de commande (3) comporte un potentiomètre (35) qui permet de régler une tension minimum de sortie de cet ensemble de commande (3) afin d'obtenir une faible conduction du dispositif de contrôle (2), réglant de ce fait le seuil de tension appliqué au moteur du mobile (11). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un des rails de la voie est subdivisé en tronçons (13,14 ; 13', 14'), caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de courant (4) qui détecte la présence d'un mobile consommateur de courant sur les tronçons de rail (13,14) qu'il surveille, et une porte et (5) qui reçoit sur l'une des ses entrées l'information provenant de ce détecteur de courant (4). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la deuxième entrée de la porte et (5) reçoit l'information provenant du détecteur de courant (4') qui surveille les tronçons de rail suivants (13', 14') associés à un dispositif anti-collisions identique. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la sortie de la porte et (5) est reliée à l'entrée (31) de l'ensemble de commande (3), en sorte que l'activation des deux entrées de la porte et (5) fera baisser la tension de sortie de l'ensemble de commande (3) et que l'ensemble de contrôle (2) ralentira progressivement le mobile (11). 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble relais de commutation des rails (7) qui est commandé par la porte et (5) et dont les contacts (72,73) permettent soit l'alimentation directe du tronçon de rail (14), soit son alimentation par l'intermédiaire d'une résistance de limitation de courant (10), en sorte que l'activation des deux entrées de la porte et (5) provoquera l'alimentation du tronçon de rail (14) par l'intermédiaire de la résistance (10), celle-ci étant calibrée pour ne laisser passer qu'un très faible courant capable d'actionner le détecteur de courant (4) sans influencer le moteur du mobile (11) qui s'arrêtera au début de ce tronçon de rail (14). 10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble relais pour la commutation de la signalisation (8) qui est relié à la deuxième entrée de la porte et (5), en sorte que l'activation de la deuxième entrée de la porte et (5) par le détecteur de courant (4') qui surveille les tronçons de rail suivants (13', 14') provoquera la commutation de la signalisation.