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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE REPETITION DE SIGNAUX
A BORD DES LOCOMOTIVES.
La présente invention constitue un perfectionnement aux sys- tèmes de signalisation comportant la répétition sur la locomotive de signaux électriques indiquant les conditions de voie lors du passage du train.
Dans un de ces systèmes bien connus, il est usuel d'utiliser des pièces de contact, appelées crocodiles, disposées le long de la voie ferrée entre les rails et qui sont portées à des potentiels électriques de polarités inverses selon que la section de voie sur laquelle va s'engager le'train est libre ou occupée. la locomotive porte un balai disposé pour frotter ou venir en contact avec le crocodile à l'instant de son passage et le potentiel du crocodile est ainsi transmis à bord de la locomotive pour y actionner un avertisseur-enregistreur. Toutefois, cette disposition présente le défaut de dépendre d'un contact franc entre le balai et le croco- dile.
Si une cause quelconque, telle que le verglas, empêche le
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contact de s'établir entre le balai et le crocodile, aucun signal n'est répété sur la locomotive, ce qui entraîne des risques d'ac- cidents graves.
L'invention a en conséquence parmi ses objets de prévoir un complément à ce système de répétition des signaux sur les locomo- tives destiné à éviter ce défaut. Plus spécifiquement, un système de répétition de signaux de voie à bord des locomotives mettant en oeuvre des caractéristiques de l'invention est disposé de manière à assurer le fonctionnement de l'avertisseur de la locomotive pour indiquer la condition de "voie occupée" quelle que soit la condi- tion électrique du crocodile ("voie occupée" ou "voie libre") cha- que fois que le contact entre le crocodile et le balai porté par la locomotive ne se produit pas pour une cause quelconque. Si le crocodile indique la condition de "voie occupée", l'indication est quand même reçue par le système répétiteur de la locomotive, le mécanicien est averti et tout risque d'accident évité.
Si le croco- dile indique la condition de "voie libre", le système répétiteur de la locomotive donne une indication inexacte de "voie occupée" qui entraîne un arrêt intempestif du train, mais cet inconvénient est faible en comparaison du risque de dépassement d'un signal de "voie occupée".
Selon certaines caractéristiques de l'invention, un système de signalisation pour répétition de signaux de voie à bord de loco- motives comporte un balai de contact constitué par un électro-ai- mant à deux branches, chacune de ces branches étant munie d'un ba- lai de contact en fils ou lames métalliques destiné à venir en con- tact avec les crocodiles. Lorsque cet électro-aimant est en l'air, son inductance est minimum. Au moment où il passe sur un crocodile, qui doit obligatoirement dans ce cas être en fer, l'inductance de . l'électro-aimant augmente même s'il n'y a pas de contact métallique : il suffit que l'électro-aimant passe à une petite distance de la bande de fer constituant le crocodile pour que la réluctance du cir- cuit magnétique de l'électro-aimant diminue et par suite la self- induction augmente.
Ces variations d'inductance sont utilisées pour
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faire fonct'ionner le dispositif avertisseur dans le sens indiqué plus haut lorsqu'il ne se produit pas de contact entre le crocodi- le et le balai.
Dans des systèmes répétiteurs mettant en oeuvre les dispositions ci-dessus, l'indicateur de la locomotive enregistrerait le dépas- sement d'un signal de"voie occupée", la voie étant libre, chaque fois qu'il n'y aurait pas de contact entre le balai et le croco- dile, sans que le mécanisme de vigilance de la voie ferrée ait marqué le signal correspondant puisqu'en réalité le signal était celui de "voie libre". Le mécanicien de la locomotive semblerait avoir commis une faute.
Afin de remédier à cet inconvénient, des moyens sont prévus, selon une autre caractéristique de l'invention, pour obtenir dans l'enregistreur des marques différentes lorsque l'enregistrement est dû au courant provenant du crocodile ou lors- que l'enregistrement est dû au courant provenant du dispositif de commande de l'avertisseur en cas de non-contact. lorsqu'il n'y a pas eu contact, une disposition de relais peut être arrangée pour prolonger la durée du courant envoyé à l'enregistreur, ou d'une autre manière; pour envoyer à l'enregistreur plusieurs impulsions rapprochées, etc...
Dans le système décrit, des fonctionnements intempestifs de l'enregistreur de la locomotive pourraient être provoqués par le passage du train au dessus de pièces de fer importantes, par exem- ple de ponts métalliques. Selon une autre caractéristique de l'in- vention également, cet inconvénient est éliminé en prévoyant un dispositif compensateur sensible à la largeur ou l'importance de la pièce métallique au dessus de laquelle passe le train et ne fonctionnant pas pour le passage d'un crocodile. Ce dispositif compensateur peut par exemple être constitué par un ou deux électro, aimants disposés de part et d'autre ou à côté de l'électro-aimant principal et utilisés pour empêcher le fonctionnement du système avertisseur.
L'invention sera exposée en détail dans la description suivante donnée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels :
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La figure 1 représente schématiquement un système de signa- lisation pour la répétition de signaux à bord de locomotives met- tant en oeuvre des caractéristiques de l'invention ; etLa figure 2 représente schématiquement une disposition par- ticulière d'un tel système prévue pour éviter le fonctionnement du système avertisseur lorsque la locomotive passe au dessus d'une masse de fer importante, par exemple un pont métallique.
Se référant à la figure 1, le balai porté par la locomotive est représenté en 1. Il est formé de deux noyaux réunis par une culasse, chacun des noyaux portant un balai de contact en fils ou lames d'acier 2. Une génératrice à courant alternatif 3, d'une fréquence quelconque, par exemple de l'ordre de 200 périodes par seconde, envoie du courant dans l'électro-aimant formé par le ba- lai à travers un enroulement primaire 4 d'un transformateur. Un second enroulement 5 du même transformateur est parcouru en sens inverse par le courant de la même génératrice à travers une bobine de self 6 dont l'inductance et la résistance sont de mêmes valeurs que celles du balai 1 lorsque celui-ci est en l'air. Il en résulte qu'aucun courant n'est induit dans l'enroulement secondaire 7 tant que l'électro-aimant est en l'air, loin de toute pièce magnétique.
Au moment où le balai 1 arrive au contact, ou à une petite distance du crocodile en fer 8, l'inductance de l'électro-aimant 1 augmente indépendamment de la vitesse de la locomotive. Il en ré- sulte que les courants du générateur 3 qui passent à travers les enroulements 4 et 5 ne sont plus égaux et qu'un courant alternatif est induit dans l'enroulement secondaire 7 du transformateur. C' est ce courant induit qui est utilisé pour faire fonctionner l'a- vertisseur lorsqu'il ne se produit pas de contact entre le balai
2 et le crocodile 8.
Dans l'exemple indiqué, le signal de "voie libre" consiste en une polarité négative donnée au crocodile 8 par la batterie 31, tandis que le signal de "voie occupée" consiste en une polarité positive donnée au crocodile 8 par une batterie 32, un inverseur
33 commandant la connexion de l'une ou l'autre polarité au croco-
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dile 8.
Une lampe amplificatrice 9 a sa grille normalement,polarisée négativement de façon qu'aucun courant plaque ne la traverse. La polarisation de la grille peut être obtenue d'une manière quel- conque. Dans l'exemple de réalisation montré, la tension négative de polarisation est obtenue au moyen d'un transformateur 10 ali- menté par la génératrice 3 et débitant sur un redresseur tel qu' un pont d'éléments à conductibilité asymétrique.11. Ces éléments peuvent consister en des redresseurs secs au sélénium. Le courant redressé charge un condensateur 12 à travers une résistance de filtrage 13.
L'enroulement secondaire 7 est de même connecté à un redres- seur 14. Lorsqu'un courant est induit dans l'enroulement secon- daire 7, par le passage du balai 1 au dessus d'un crocodile, ce courant alternatif est redressé et la tension continue est appli- quée au condensateur 15 intercalé dans le circuit de grille de commande de la lampe 9, de façon à amener le potentiel de la gril- le à une valeur telle que le courant plaque puisse passer.
Dans le circuit .plaque de la lampe 9 sont disposés 'deux relais, le premier 16 est à fonctionnement rapide et le second 17 à attrac- tion retardée.
Le relais 16 ferme son contact dans un délai très court après l'arrivée du balai .1 àu dessus du crocodile 8 et le second re- lais 17 fonctionne après un délai tel que, dans les conditions de vitesse normales du train, le balai 1 ait eu le temps de passer au dessus du crocodile avant que le contact du relais 17 soit fer- mé. La valeur absolue du retard à l'attraction du relais 17 est de peu d'importance comme on le verra plus loin. Elle doit être suffisamment grande pour donner au système normal de signalisation le temps de fonctionner afin d'éviter de transmettre intempesti- vement nu signal de "voie occupée" tant que le contact est sus- ceptible de s'établir entre le balai 1 et le crocodile 8 pour transmettre le signal voulu au système de répétition.
Le retard
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doit par conséquent être assez grand pour tenir compte de la vi- tesse minimum possible. Il peut d'ailleurs être rendu aussi grand que désiré en employant éventuellement plusieurs relais en casca- de ou des combinaisons de résistances et de condensateurs.
Lorsque le balai 1 passe au dessus du crocodile 8, ou bien le contact a lieu et le système répétiteur normal doit seul fonc- tionner, ou bien le contact n'a pas lieu et le système annexe doit alors entrer en action après que les brosses 2 ont dépassé le cro- codile de façon à faire fonctionner l'avertisseur.
Dans le premier cas, le crocodile peut indiquer une condition de "voie libre" ou de "voie occupée", c'est-à-dire peut avoir un potentiel négatif ou positif, selon la position de l'inverseur 33.
Un relais 18 est intercalé dans le circuit reliant les brosses 2 au système répétiteur de la locomotive d'un système quelconque, connu, figuré par le rectangle 19. Au moment où les brosses 2 en- trent en contact avec le crocodile 8, le relais 18 fonctionne et ferme son .contact, ce qui excite le relais 20. Celui-ci se bloque par un contact de travail en série avec le contact du relais 16 et met en court-circuit le relais 17 qui ne peut donc fonctionner.
Le relais 17 demeure bloqué tant que l'électro-aimant 1 est au des- sus du crocodile car le relais 16 demeure excité. lorsque le cro- codile est dépassé, le condensateur 15 se décharge à travers la ré- sistance de grande valeur 21 et au bout d'un certain temps, la lam- pe 9 est à nouveau bloquée. Le système annexe de signalisation n'a donc pas eu à intervenir et le répétiteur enregistre correctement les indications du crocodile.
Si le contact n'a pas lieu entre le balai 1 et le crocodile 8, le relais 18 ne peut fonctionner quelle que soit la polarité du cro- codile. Le relais 17 n'est donc pas mis en court-circuit et, un court instant après que l'électro-aimant 1 a dépassé le crocodile, ce relais fonctionne et relie le pôle positif de la batterie 22 au répétiteur 19, provoquant la mise en action de l'avertisseur exac- tement comme si les brosses 2 avaient capté un courant positif.
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Le dépassement sans contact d'un crocodile, ou le passage du balai 1 sur un crocodile dont le contact est défectueux,sera signalé par le dispositif et interprété comme un signal de "voie occupée".
Afin que cet incident soit correctement enregistré, on peut ajouter au dispositif décrit un équipement supplémentaire qui entre en action chaque fois que la répétition du signal de "voie occupée" est donnée par le relais 17. On peut, par exemple, utili- ser un second, contact à ce relais pour envoyer plusieurs impulsions à l'enregistreur de manière que l'enregistrement résultant diffère nettement dans ce cas de l'enregistrement normal dû au contact franc du balai 1 avec le crocodile 8.
D'une autre manière, on peut prolonger la durée du courant envoyé à l'enregistraur lorsque le relais 17 a fonctionné. La dif- férence d'enregistrement indiquera ainsi que le mécanicien de la locomotive n'a pas commis de faute puisque, malgré une condition de "voie libre", le système de répétition lui a transmis un signal de "voie occupée".
Dans le système décrit cependant, le passage de l'électro-ai- mant 1 qui constitue le balai au dessus d'une pièce en fer impor- tante serait susceptible de provoquer un fonctionnement intempes- tif de l'avertisseur.
Le crocodile devant'être placé à une certaine distance au des- sus des rails de la voie ferrée, 90 mm. par exemple, et les balais descendant à, par exemple, 20 mm. au dessous du crocodile, donc 70 mm. au dessus des rails, le passage d'un croisement ou d'un ai- guillage n'aura pas d'action sensible, d'autant plus que le temps de passage sera très court en comparaison de celui du passage au dessus d'un crocodile qui est toujours prévu d'une certaine lon- gueur, 6 mètres par exemple.
La polarisation négative de la grille de commande de la lampe 9 peut être prévue assez éloignée du point où la lampe commence à laisser passer du courant pour que de fai- bles charges du condensateur 15 causées par le passage de l'électro. aimant 1 à une certaine distance de pièces en fer ne suffisent pas
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pour fair dépasser le point de coupure du courant plaque à la po- larisation de Grille de commande.
Un dispositif compensateur représenté sur la figure 2 sert à annuler l'action de l'électro-aimant lorsque la locomotive passe au dessus d'une grande pièce métallique, telle qu'un pont.
De chaque côté de l'électro-aimant 1, et à une même hauteur, sont disposés deux électro-aimants similaires fixes 23 et 24 qui sont reliés à un enroulement primaire 25 d'un transformateur. Un second enroulement primaire 26 de ce transformateur est relié à une bobine d'inductance 27 qui équilibre l'inductance des deux électro-aimants 23 et 24, lorsque ceux-ci sont en l'air. Le cou- rant de la génératrice 3 n'induit par suite aucun courant dans l'enroulement secondaire 28 de ce transformateur.
Lorsque les électro-aimants 23 et 24 passent au voisinage d'une pièce de fer, leur inductance augmente et l'enroulement secondaire 28 est le siège d'une force électro-motrice alternative. Le cou- rant est redressé par un redresseur 29 et est appliqué au condensa- teur 30, shunté par la résistance 35, à travers la résistance de filtrage 34, dans un sens tel qu'il rend plus négative la grille de commande de la lampe 9.
Lorsque la locomotive passe au dessus d'un pont en fer ou autre masse métallique importante, l'inductance du balai 1 augmente et il pourrait arriver que le courant induit dans l'enroulement secon- daire 7 suffise pour provoquer le passage du courant dans la lampe 9, ce qui donnerait un faux signal de "voie occupée". Mais en même temps, l'inductance des deux électro-aimants 23 et 24 augmente aus- si, et le courant induit dans l'enroulement secondaire 28 accroît la polarisation négative de la lampe 9 et compense l'action de l'électro-aimant.1. Cete compensation peut être réglée à la va- leur nécessaire.
Il n'y a pas d'inconvénient à rendre la grille de commande de la lampe 9 fortement négative, car au passage d'un cro- codile, toujours placé dans une portion de voie normale, l'action des électro-aimants 23 et 24 sera nulle.
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Les deux transformateurs 10 et 25-26-28 peuvent être réunis en un transformateur unique, ce qui simplifie le schéma représenté sur la figure 2.
La puissance nécessaire pour la génératrice de courant alterna- tif 3 est de quelques watts ; génératrice peut être entraînée par un petit moteur alimenté par le courant d'éclairage normal du train. Un transformateur associé à un redresseur peut être utilisé pour fournir la tension plaque à partir du courant alternatif du générateur 3.
Il est clair que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation montrés et décrits, mais est au contraire susceptible de nombreuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine.