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" Procédé d'actionnement des signaux dans les installations de signalisation de chemins de fer par circuits de voie, et dispositifs d'application Il
La présente invention a pour objet un procédé d'actionnement des signaux dans les installations de signa- lisation de block automatique, permettant d'écarter le danger pouvant provenir d'un maintien indu en position haute du relais de voie, tout en augmentant la sensibilité à la chute de ce relais.
Ce procédé consiste essentiellement à faire battre en sonnette le relais de voie par un moyen approprié, et à utiliser à la fois ses contacts hauts et ses contacts bas pour assurer la fermeture du circuit d'alimentation du signal
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donnant l'indication "voie libre".
Dans ces conditions, s'il survient un incident fortuit quelconque, mécanique ou électrique, amenant le relais à cesser de battre et notamment à s'immobiliser en position haute, la sécurité reste assurée puisque le signal ne peut donner l'indication "voie libre". D'autre part, le relais battant constamment jusqu'au moment où il est shunté par un essieu, il cesse de battre dès que le shunt a une valeur telle que le courant passant dans le relais soit inférieur à son courant d'excitation., etnon pas à son courant de chute comme dans les montages habituels. Il en résulte que la va- leur du shunt limité assurant le fonctionnement des signaux au passade d'un train est nettement accrue.
Entre autres réalisations possibles du procédé de l'invention, chaque relais de voie, dont le circuit d'alimen- tation peut être interrompu à intervallesconvenables, par exemple par un clignoteur commandé par le relais de voie du circuit de voie aval, peut commander respectivement par ses contacts haut et bas l'excitation de deux relais temporisés actionnant des contacts montés en série sur le circuit d'ali- mentation du signal indiquant la voie libre.
Suivant une autre réalisation, le relais de voie, alimenta par intermittence comme précédemment, peut commander alternativement la charge d'un ou deux condensanteurstetoleur décharge soitdans un ou deux relais temporisés commandant le circuit d'alimentation du signal de voie libre, soit dans le circuitmême des appareils de signalisation.
Une variante peut consister à utiliser comme relais de voie une lampe triode fonctionnant en osciliatrice et dont la grille est reliée à la voie par un montage potentiométri-
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que, le circuit de la plaque étant relié par l'intermédiaire d'un transformateur soit à un relais temporisé commandant le circuit d'actionnement du signal de voie libre, soit au signal lui-même.
La présente invention a en outre,pour objet l'appli- cation du procédé d'actionnement à la commande d'un disposi- tif de signalisation automatique à plusieurs indications, notamment à quatre indications (par exemple indications de voie libre, premier avertissement, deuxième avertissement et arrêt).
A cet effet, conformément à l'invention, on utilise deux relais de voie amenés à battre en sonnette et agencés de façon à commander par leurscontacts hauts et bas l'un et/ou l'autre de deux relais répétiteurs temporises compor- tant des groupes de contacts montés deux à deux en série sur le circuit des signaux à actionner, de telle sorte que l'un de ces signaux soit actionné sélectivement', suivant que les deux relais répétiteurs sont simultanément excités, ou seulement l'un d'entre eux, ou tous les deux désexcités.
Dans le cas d'une installation de signalisation fonctionnant sur courant continu, l'application ci-dessus peut être réalisée au moyen de deux relais de voie polarisés branchés sur le circuit de voie de façon à s'exciter pour ,des polarités opposées, un clignoteur étant prévu pour déterminer soit une inversion alternative de la polarité dans le circuit de voie, provoquant le battement desdeux relais de voie, soit une interruption périodique du courant avec maintien d'une polarité déterminée, provoquant le battement d'un seul des deux relais de voie, soit une interruption du courant avec maintien d'une polarité opposée à la précédente,
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provoquant le battement de l'autre relais de voie seulement, soit enfin éventuellement une interruption durable du courant ; provoquant l'arrêt simultané des deux relais.
Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, on alimente le circuit de voie par l'extra-courant produit par l'ouverture ou la fermeture (ou les deux) d'un circuit électrique alimenté par une source de courant continu. Cet extra-courant est transmis au circuir de voie par l'intermé- diaire d'un transformateur ou d'un condensateur.
Avec cette alimentation du circuit de voie, on peut disposer à l'autre extrémité de ce dernier deux relais batteurs polarisés qui permettront, comme indiqué et décrit dans l'application ci-dessus, d'obtenir plusieurs indications différentes.
On peut également disposer d'un seul relais batteur polarise à cette extrémité du circuit de voie oppo- sée à son alimentation; ce relais batteur polarisé, qui ré- pète à chaque instant la position du relais clignoteur (placé à l'extrémité "alimentation" du circuit de voie), étant un relais très sensible ne comportant qu'un seul con- tact dans chaque position haute et basse. Ce relais est répété par un deuxième relais batteur qui, à son tour, pro- duit l'excitation d'un relais répétiteur chargé de la com- mande des signaux.
Cette alimentation du cirduit de voie, conforme à la présente invention, permet de diminuer considérablement. l'énergie consommée dams la voie, puisque cette dernière n'est alimentée que par intermittence. Elle peut s'appli- quer, non seulement aux voies ferrées sur lesquelles cir- culent des trains à vapeur, Etais encore aux lignes électri- fiées.
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Dans les lignes électrifiées qui utilisent du courant continu pour la traction, le courant normal de signalisation est du courant alternatif qui se superpose, dans les rails, au courant de traction.
On est alors obligé d'assurer l'alimentation en courant alternatif des circuits de voie, avec toutes les conditions de sécurité voulues, par l'intermédiaire de sous- stations agencées de telle manière que les pannes possibles soient d'une durée extrêmement courte, afin que la signali- sation électrique et les enclenchements qui en résultent soient pratiquement ininterrompus.
Une telle sujétion devient trop onéreuse lors- que la ligne ne comporte pas de block automatique, mais seulement des circuits de voie de contrôle, aux abords des gares, par exemple.
Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà eu l'idée de n'isoler qu'une file de rails et d'alimenter cha- que circuit de voie par une petite commutatrice produisant, à partir d'une batterie d'accumulateurs ou de piles, l'éner- gie électrique alternative nécessaire au fonctionnement du circuit de voie.
Mais cette disposition présente cependant l'in- convénient de comporter un appareil rotatif tournant en permanence, et aussi de nécessiter des batteries d'accumula- teurs très importantes, étant donnée l'énergie totale absor- bée par une telle installation.
On évite des inconvénients en utilisant, confor- mément à la présente invention, un fonctionnement des circuits de voie à courant pulsé.
Les fig. 1 à 7 des dessins ci-annexés représentent,
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à titre d'exemples non limitatifs et schématiquement, plu- sieurs de ces réalisations.
Dans l'exemple de la fig, 1, R1 désigne le relais de voie correspondant au circuit de voie C1 alimenté par une source de courant S. Ce circuit est interrompu à intervalles par un clignoteur C dont l'actionnement est contrôlé par le relais de voie R2 du circuit de voie aval C2, de telle sorte que le relais R1 ne'.puisse fonctionner que si le relais R2 est excité. Lerelais de voie R1 s'excite et se désexcité tour à tour , en même temps que le clignoteur C qui commande son alimentation.
Dans sa position haute, il établit un con- tact a' déterminant l'excitation d'un relais RI; en position basse, il établit un autre contact a" provoquant l'excita- tion d'un autre relais R" . Ces deux relais R' et r" sont convenablement retardés à la chute, de façon à rester tou- jours excités pendant que bat le relais de voie R1.
Lorsque les deux relais R' et R" sont simultanément excites, leurs contacts hauts b' et b" ferment le circuit mettant le signal SI à voie libre. Ce signal se trouve donc sous la dépendance de deux relais qui doivent être tous deux excitéspour que l'indication "voie libre" puisse apparaître.
!)'autre part, ces relais ne sont pas alimentés par l'intermé- diaire de la voie comme le relais R1; il en résulte en parti- culier, que leur puissance n'est pas, en principe, aussi li-ni- tée que celle d'un relais de voie; en outre ils fonctionnent par coupure ou établissement d'un circuit électrique, et non par shuntage de leur enroulement par un essieu. Ils ne sont donc pas tributaires de caractéristiques électriques obtenues au détriment des qualités mécaniques.
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Dans la variante représentée à la fig. 2, un seul relais R' répétiteur du relais de voie R1 est utilisé au lieu des deux relais R' et R". Le relais de voie R1 ferme, au moyen de son contact haut a', le circuit de la source S sur un condensateur D et détermine par son contact bas a" la décharge de ce condensateur dans l'enroulement du relais R', soit directement, comme représenté, soit par l'intermédiaire d'un transformateur. Le relais R' est convenablement retardé à la chute, de sorte qu'il reste haut tant que le relais R1 bat en sonnette. Par son contact haut b' il commande la fermeture du circuit d'actionnement du signal S.
Dans le dispositif qui vient d'être décrit, on pourrait également utiliser deux relais répétiteurs R' et R" excités par la décharge d'un condensateur unique ou de deux condensateurs distincts. L'excitation simultanée de ces deux relais ne pourrait alors se produire que si le relais de voie R1 battait effectivement.
Au lieu d'alimenter un ou deux relais répétiteurs tels que R', la décharge du condensateur D peut alimenter le signal S lui-même (V. fig. 3), par exemple les lampes de ce signal s'il s'agit d'un signal lumineux, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un transformateur T.
Dans la variante représentée à la fig. 4, le relais de voie est remplacé par une lampe à trois électrodes L1 utilisée comme oscillatrice à l'aide d'un montage à réaction M d'un type quelconque, Dans le circuit de la plaque est inséré le primaire d'un transformateur T1 dont le secon- daire débite soit par un relais R', qui commande le circuit du signal S1, soit directement sur la lampe du signal si celui-ci est lumineux. Les oscillations de la lampe à trois
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électrodes L1 sont commandées par la tension à laquelle est portée la grille, celle-ci étant reliée au circuit de voie Cl à l'aide d'un montage potentiométrique P avec ou sans interposition d'un transformateur. Suivant que le circuit .de voie C1 est ou non occupé, la grille se trouve portée à une tension qui arrête ou non les oscillations de la lampe.
Cette dernière réalisation présente sur les précédentes l'avantage supplémentaire de comporter un relais sans au- cune inertie, assurantun fonctionnement aussi rapide que possible dessignaux.
Dans l'exemple de la fig. 5, représentant uh mon- tage qui permet de transmettre quatre indications, C1 dési- -,ne le circuit de voie auquel correspondent deux relais de voie polarisés R3, R4, disposés côte à côte et branchés de telle façon qu'ils s'excitent respectivement pour des pola- rités opposées. Ce circuit est alimenté par une source de courant S, un clignoteur C coupant périodiquement le courant etreliant alternativement à chaque rail les pôles de ladite source, par l'intermédiaire de deux contacts doubles c1, c2.
Selon l'état des conditions d'enclenchement prévues, à la façon connue, entre les divers relais de voie et leur répé- titeur dans l'installation de block automatique, le cligno- teur C provoque soit une inversion alternative de la pola- rité sur les rails, auquel cas chacun des deux relais R3, R4 reçoit une impulsion tous lesdeux battements; soit seu- @ lement une :interruption périodique du courant, la polarité étant maintenue constante dans un sens déterminé, auquel cas, seul celui des relais R-,, R4 qui est susceptible de s'exciter pour cette polarité subit un battement; soit encore une interruption périodique du courant, mais la pola- n
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rité étant maintenue constante en sens opposé de la précé- dente, auquel cas l'autre relais subit seul un battement.
Le clignoteur C peut enfin, s'il en est besoin (poste de gare, par exemple), être amené à couper complètement le courant dans le circuit C1.
Les deux relais de voie R3, R4 envoient respecti- vement, par des-contacts doubles a3, a4, le courant de sources auxiliaires S3, S4 alternativement dans un sens et dans l'autre à travers les enroulements primaires de trans- formateurs T3, T4, dont les secondaires sont fermés par l'intermédiaire de-'redresseurs E3, E4 sur des relais répéti- teurs R'3, R'4. Ces relais répétiteurs sont convenablement retardés à la'chute, de façon à rester excités quand les relais de voie correspondants battent.
Les deux relais répétiteurs commandent ici respectivement deux contacts' hauts f3, f4, montés en série sur le circuit d'actionnement d'un signal F ; un contact haut g3 et un contact bas g4 montés en série sur le circuit d'un signal G ; uncontact bas et un contact haut b4 montés en série sur le circuit d'un signal H; deux contacts bas i3, i4 montés en série sur le circuit d'un signal I.
Le montage décrit ci-dessus permet donc sans le secours d'aucun fil de ligne, de transmettre les quatre indications suivantes : lère indication: le clignoteur C inverse alterna- tivement la polarité sur les rails, de sorte que les deux relais de voie R3, R4 battent, et que les relais répétiteurs R'3, R'4 sont simultanément excités, maintenant leurs con- tacts f3, f4 en position haute et fermant le circuit du signal F (indication de voie libre, par exemple).
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2ème indication : le clignoteur interrompt périodi- quement le courant sans inverser la polarité, de sorte que seul, par exemple le relais de voie R3 bat, le relais répé- titeur R'3 est seul excité et son contact f est en position haute, tandis que le contact correspondant g4 du répétiteur
R'4 est en position basse, fermant le circuit du signal G
4 (indication de premier avertissementpar exemple).
3ème indication : le clignoteur interrompt le cou- rant sans inverser la polarité, mais celle-ci est opposée à la précédente, a.e sorte que seul le relais de voie R4 bat et que le relais répétiteur R'4 est excité : le contact h3 en position basse et h4 en position haute ferment le cir- cuit du signal H (indication de deuxième avertissement par exemple).
Rème indication : Si un shunt est placé entre les rails, les deux relais de voie R3, R4, sont simultanément à l'arrêt et les relais répétiteurs R'3, R'4 sont désexcités, de sorte que les deux contacts i3, i4,'en position basse fer- ment le circuit du signal i (indication d'arrêt par exemple).
On pourrait évidemment appliquer le même procédé d'actionnement à une installation de signalisation fonction- nant sur courant alternatif, par exemple au moyen de deux relais de voie à deux éléments, en inversant alternativement les polarités des fils d'amenée de courant aux relais, l'élé- ment local de chaque relais restant alimenté en permanence.
En fige 6, a et b sont les deux files de rails d'une ligne ordinaire, divisées en cantons de longueur appropriée par des joints isolés J.
S'il s'agissait d'une ligne électrifiée, une seule des files de rails serait isolée, l'autre file ser- vant au retour du courant de traction.
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L'alimentation de l'un de ces circuits de voie, A par exemple, est réalisée à l'aide d'une batterie d'ac- cumulateurs P dont le courant est envoyé dans le circuit de voie à travers le primaire I d'un transformateur TI dont le secondaire 2 est relié à la voie.
Grâce à l'action d'un relais clignoteur RI à cou- rant continu qui ouvre et ferme alternativement les con- tacts 3-4 et 3'-4' tout en fermant et ouvrant en même temps les contacts 3-5 et 3'-5', le courant de la batterie P est envoyé dans le circuit tantôt dans un sens et tantôt dans l'autre.
Une des extrémités du circuit de voie A reçoit donc une certaine énergie sous forme pulsatoire, à la ca- dence des battements du relais R1.
A l'autre extrémité du circuit de voie A est dis- posé un relais polarisé très sensible R2, qui reçoit cette énergie en répétant, à cette extrémité du circuit de voie, la position occupée à chaque instant par le relais R1, et dont la palette 6 passe donc, à chaque pulsation, del'une de ses positions stables à l'autre.
Le relais R2 est relié à la voie, soit directement, soit de préférence, ét comme indiqué en fig. 6, par l'in- termédiaire d'un transformateur T2.
Lorsque la palette 6.du relais R2 ferme le contact 6-7, un relais R3 se trouve excité, puis désexcité dès que la palette passe dans sa position opposée en ouvrant le contact 6-7.
Ce relais R3 se met donc à battre en suivant la cadence des battements du relais clignoteur R1.
Dans sa position haute, le relais R3 établit des
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contacts 8-9, 8'-9' qui permettent au courant d'une batte- rie locale (non .Figurée) d'alimenter le primaire 10 d'un transformateur-redresseur T3 qui alimente de son côté un relais répétiteur à courantcontinu R4. Ce relais répéti- teur R4 est retardé à la chute de manière à rester excité entredeux battements du relais batteur R3, ou entre deux battements du relais clignoteur R1.
Le relais répétiteur R4 commande, par ses contacts, (non figures) les signaux.
Si la section de voie A est occupée, le relais R sera désexcité puisqu'il sera courtcircuité par les roues' du convoi qui occupe cette section; et les relais R- et R4 seront également désexcités, mettant à l'arrêt lè si- gnal correspondant.
Si, au contraire, la section A est libre, le re- lais R2 clignotera comme le relais R1, et le relais R3 battra, permettant au relais R4 de maintenir le signal à "voie libre Il.
Dans la variante de fig. 7, dans laquelle on a supposé qu'il s'agissait d'une ligne électrifiée, le cou- rant de la batterie P est envoyé à travers un condensateur de forte capacité C1, relié à la voie avec interposition d'un fusible 11, d'un parafoudre 12 et d'un limiteur de tension 13.
Quant au relais polarisé R2, il est toujours relié à la voie par l'intermédiaire d'un transformateur T2, mais le primaire 14 de ce dernier est en série avec un cônden- sateur de forte capacité C2. On a prévu encore un fusible 15, un parafoudre 16 et un limiteur de tension 17.
Dans cette figure 7, le relais batteur R3, lors-
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qu'il est en position haute, permet, en établissant les contacts 18-19 et 20-21, de charger le condensateur C3, tandis que, en établissant les contacts 18'-19' et 20'-21' il permet au condensateur C4 de se décharger sur le relais répétiteur R4 à courant continu.
.Inversement, lorsque le relais R3 est en posi- tion basse, le condensateur C4 se charge et le condensa- teur C3 se décharge sur le relais R4.
Dans le cas particulier de'la traction à courant continu, la présence des condensateurs C1-C2 empêche toute influence du courant de traction sur le circuit de signa- lisation, même quand une différence de potentiel apparaît intempestivement entre les deux files de rails.
Comme on le voit, avec le circuit de voie conforme à la présente invention, toutes les sources de courant utilisées sont à courant continu. Etant donnée la faible consommation des appareils utilisés, il est possible de prévoir le fonctionnement de l'ensemble par batteries de piles.
De plus la sécurité de fonctionnement est particu- lièrement assurée du fait que le relais de voie doit battre constamment pour que le relais répétiteur soit excité. En particulier, la sécurité ne serait pas diminuée par l'emploi de relais batteurs beaucoup plus légers et plus simples que les relais de signalisation habituels.
,Enfin, on a pu constater que la valeur du shunt limite empêchant les battements du relais polarisé et assurant par suite la chute du relais répétiteur, est beaucoup plus élevée que sur les installations normales.