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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY APPAREILLAGE POUR LA COMMANDE AUTOMATIQUE D'UN TRAIN.
La présente invention concerne un appareillage, placé sur le train, qui indique à tout instant son retard ou son avance sur 'l'horaire et peut, en outre, avertir le mécanicien de la proximité d'un signal de voie, d'une courbe, d'un passage à niveau, etc... c'est-à-dire lui donner des indications utiles relatives au carac- tère permanent de la voie. cet appareillage peut être conçu de ma- nière à remplacer en partie le mécanicien, c'est-à-dire à règler automatiquement la marche du train suivant l'horaire, en laissant audit mécanicien le soin de faire de légères corrections et d'inter- venir si la position des signaux de voie le nécessite. Cet appareil- lage peut éventuellement enregistrer certaines données et trans- mettre certains signaux à la voie.
On a considéré deux arrangements de principe. Dans le pre- mier, le véhicule reçoit des signaux de la voie. Ce sont ces signaux
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qui déterminent le fonctionnement de l'appareillage de contrôle, qui à son tour donne les indications visuelles désirées, au mécani- cien ou produit les actions nécessaires.
Dans le deuxième arrangement, on se sert d'un intermé- diaire qui peut prendre la forme d'une bande de papier sur laquelle les signaux nécessaires sont enregistrés et qui se déplace d'une quantité proportionnelle au déplacement du train. Les signaux sont donc lus sur cette bande. D'autres signaux, supplémentaires, peuvent provenir directement de la voie, ou peuvent servir à commander le déplacement de la bande de papier.
Le choix entre ces deux arrangements de principe dépend des conditions du trafic. Ainsi, en cas de trafic intense, il peut être préférable de choisir le premier arrangement où les dispositifs fixes de la voie sont plus nombreux, mais où les appareils montés sur le train sont plus simples. En cas de longues distances et de trafic plus réduit, il peut être préférable d'adopter le deuxième arrangement qui simplifie les dispositifs fixes de la voie, mais complique l'appareil mobile.
Il faut surtout tenir compte du fait que le premier a,rran- gement ne convient que si l'horaire ne subit pratiquement jamais de changement, ce qui peut être le cas pour certains services à trafic très intense entre villes assez rapprochées.
Le but général de l'appareillage faisant l'objet de l'in- vention est de simplifier le travail du mécanicien, lui permettant de porter toute son a,ttention sur les questions essentielles, telles que d'observer les positions des signaux de la voie, de maintenir plus strictement l'horaire et d'augmenter la sécurité du voyage, et- tout cela surtout en cas de faible visibilité, due à la pluie, à la neige, au brouillard ou à l'obscurité.
Dans la suite de cette description, il sera surtout traité du deuxième arrangement, qui est plus compliqué et qui permet de comprendre facilement comment peut être réalisé le premier arrangement.
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On considèrera l'usage d'une bande de papier perforée comme intermédiaire, quoique les mêmes fonctions puissent être accomplies par un . que ou un éylindre, ou par un film transparent, ou encore par,un fil, un ruban, un disque ou un cylindre en acier qui peut en- registrer magnétiquement les signaux, ou par tout autre dispositif de ce genre, employé actuellement dans ce but.
Pour les signaux fixes, transmis par la voie, on se limitera à considérer un arrangement où une pièce en fer est placée près de la voie et produit une variation de flux magnétique dans une bobine fixée au train, donc un courant induit de courte durée sans cette bo- bine. Mais on pourrait également envisager d'autres arrangements con- nus où une impulsion de courant est produite par un changement de capacité, ou bien où un contact est établi entre une partie conduc- trice placée sur la voie et une partie conductrice fixée au train, ou bien où un signal optique est reçu par une cellule photo-électri- que, ou encore où un signal électromagnétique quelconque est reçu sans contact direct.
On examinera d'abord un cas simple où le parcours ne com- porte pas d'arrêts'intermédiaires. On supposera aussi que par un moyen mécanique on peut mouvoir la bande de papier de manière à ce ,que son déplacement représente à échelle réduite, exaotomenr le déplacement du brain le long de la voie.
La figure 1 représente la bande perforée d'avance suivant l'horaire prévu. La distance d entre deux trous consécutifs représente la distance que doit parcourir le train pendant un intervalle de temps donné. Ainsi, pour fixer les idées, si'l'on adopte un inter- valle,de 10 secondes et que le papier se déplace de 5 mm pour un trajet de 10 m du train, la distance d sera de 138,5 mm quand la vitesse du train devrà être de 100 km/h Les trous seront très rapprochés au départ et à l'arrivée.
Ces trous permettent, d'une manière bien connue par exemple en télégraphie, de fermer un contact électrique au moment où ils
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passent en un point donné. On peut donc faire usage dans ce but de balais métalliques qui appuient sur le papier et produisent un contact avec le support du papier quand ils rencontrent un trou. Ou bien ce contact peut s'établir entre deux pièces métalliques dont une au moins est commandée par un élément explorateur qui passe à travers le trou. Ou bien encore un circuit peut être fermé par l'intermé- diaire d'une cellule photo-électrique quand les rayons d'une source de lumière traversent le trou.
Il s'ensuit que si le train se déplace exactement suivant l'horaire fixé, une impulsion de courant est produite périodiquement à des intervalles de temps toujours égaux à l'unité de temps adoptée, soit par exemple toutes les secondes.
Dans le cas où le train est en retard, les impulsions seront données en retard, et inversement, elles seront en avance, si le train est en avance sur son horaire.
On dispose d'autre part un mouvement d'horlogerie qui donne des impulsions de coura,nt à, des intervalles toujours égaux à l'unité de temps choisie. Il y aura donc synchronisme, retard ou avance entre les deux séries d'impulsions et ce synchronisme, ce retard, ou cette avance, permet de donner une indication visible au mécani- cien ou de produire un certain effet automatique.
Une indica,tion visible peut être obtenue soit par une com- binaison de relais, soit par deux commutateurs pas-à-pas comme employés en téléphonie, soit par un mécanisme spécial.
Le mécanisme spécial peut consister en un sélecteur ou un compteur genre téléphonique actionné par deux électros et deux roues à rochet qui font avancer le balai du sélecteur.ou le barillet, du compteur dans un sens ou dans l'autre suivant l'électro qui est ac- tionné. Le balai du sélecteur ou le barillet du compteur prendra, donc une position qui dépend de la différence entre le nombre d'im- pulsions reçues par les deux électros pendant un laps de temps don- né. Le sélecteur allumera pour chaque position une lampe qui indiquera.
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le nombre d'unités de retard ou d'avance. Le barillet du compteur indiquera directement ce nombre d'unités.
Au lieu du sélecteur, on peut se contenter d'un index mobile qui se déplace devant une gra- duation: Une autre solution encore serait de prévoir deux roues dentées actionnées pas-à-pas par deux électro-aimants et portant une roue planétaire. Le déplacement de cette dernière donnerait l'indication voulue.
Tous ces indicateurs peuvent comporter une démultiplication décimale ou autre. Si le retard ou l'avance atteint 10 unités ou plus, une lampe d'une autre série s'allume ou un autre index entre en jeu, indiquant les dizaines.
Par un de ces dispositifs, le mécanicien obtient donc à tout instant une indication visible du retard ou de l'avance et ,peut accélérer ou retarder le train pour réduire ces écarts au mini- mum.
Mais, il ést évident que ces appareils indicateurs peuvent aussi fermer des contacts qui produisent automatiquement cette accélération ou ce retardement. Cet effet automatique peut être d'autant plus intense que l'écart est plus important, de manière à rattraper plus rapidement la différence avec l'horaire.
Le cas simple, sans arrêts, dont il vient d'être question ne se produit que très exceptionnellement. Il faut donc compliquer l'arrangement pour tenir compte des arrêts normaux. Il suffira de produire au crédit du train des impulsions dont le'nombre, multi- plié par l'unité de temps choisie, exprime le temps d'arrêt permis suivant l' horaire .
La-bande de papier comportera donc, suivant une deuxième ligne d'exploration, et un peu avant chaque arrêt, une série de trous; disposés à une distance assez faible et représentant le temps d'arrêt. Les impulsions de courant produites par ces trous sont en- registrées dans un dispositif analogue à celui employé dans les sys- tèmes téléphoniques : système de relais, commutateur pas-à-pas,
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groupe de condensateurs, ou tout autre dispositif enregistreur. Au moment où le train s'arrête, ces impulsions sont libérées et action- nent l'électro de l'appareil indicateur qui est normalement opéré par les trous de la première ligne d'exploration. Si le train est arrivé à l'heure, l'indicateur montrera donc un peu plus tard une avance d'autant d'unités que comporte l'arrêt normal.
Cette avance diminuera au fur et à mesure que le temps s'écoulera et que ces im- pulsions du mouvement d'horlogerie sont reçues par l'autre électro de l'indicateur. Si le train part à l'heure, l'indicateur sera juste revenu au zéro.
Dans le cas où certains arrêts seraient très longs, il peut y avoir avantage à envoyer deux espèces de signaux pour enregistrer le temps d'arrêt : une série donnerait des unités ( par exemple des dizaines de secondes ) et l'autre un multiple ( par exemple des mi- nutes). Dans le cas d'un enregistreur à commutateur pas-à-pas, on fait d'habitude usage de deux de ces commutateurs. Le premier avance d'un pas pour chaque impulsion à enregistrer. Quand l'enregistreur doit rendre les impulsions, le deuxième commutateur avance d'un pas pour chacune des impulsions rendues. Quand la position du deuxième commutateur correspond à, celle du premier l'enregistreur cesse de fonctionner.
Dans le cas de deux espèces de signaux, il faut alors 4 commutateurs, dont 2 pour la réception et 2 pour l'émission des impulsions.
Le fonctionnement de ce dispositif pour temps d'arrêt peut aussi être conçu de la manière suivante. Les unités de temps d'ar- rêt sont enregistrées comme ci-dessus. Au moment où le train s'ar- rête, un relais fonctionne et dirige les impulsions du système d'horlogerie vers le deuxième commutateur. Ce seront donc ces im- pulsions qui feront avancer le balai du deuxième commutateur. Quand celui-ci a atteint la même position que le premier, les impulsions du mouvement d'horlogerie sont de nouveau transmises à l'indicateur.
On voit que dans-ce cas l'indicateur reste au zéro pendant le temps
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d'arrêt, puisque les impulsions du mouvement d'horlogerie sont in- terrompues pendant le temps normal d'arrêt.
, Si les unités de temps choisies pendant la marche du train ne sont pas les mêmes que celles choisies pour l'arrêt, on inter- cale par exemple une chaine de relais entre le mouvement d'horlogerie et le deuxième commutateur de l'enregistreur, de manière à fournir à ce dernier une fraction seulement des impulsions produites par ledit mouvement d'horlogerie.
Un arrangement-plus simple que les deux précédents pour tenir compte du temps d'arrêt peut être réalisé de la manière sui- vante. L'enregistrement des unités d'arrêt se fait dans le mouvement d'horlogerie même; il en résulte que, lors de l'arrêt, ses impulsions sont interrompues pendant le temps normal d'arrêt. Il suffit donc de prévoir un petit mécanisme pas-à-pas qui commande une came. Cette came se déplace proportionnellement au nombre d'impulsions reçues c'est-à-dire au temps d'arrêt normal., Cette came est ramenée à sa position de repos par le mouvement d'horlogerie au moment où le train s'arrête et interrompt alors le circuit qui donne les impul- sions normales pendant le temps qu'il met pour revenir au zéro, c'est-à-dire pendant le temps normal d'arrêt.
On voit que, dans ce ,cas les unités de temps d'arrêt peuvent être quelconques, par exemple des minutes, sans complication du mécanisme.
La bande de papier pourra être perforée suivant une troi- sième l'igné d'exploration, attirant l'attentif du mécanicien par un signal visuel ou auditif sur l'approche d'un signal de voie ou d'un endroit présentant une autre particularité.
Normalement l'appareil n'est pas prévu pour la réception de signaux variables venant de la voie et contrôlant automatiquement le'freinage devant les signaux d'arrêt en cas de défaillance du mécanicien, mais il peut naturellement être combiné avec un système récepteur connu pour de tels signaux et même avoir certains organes communs avec lui. L'appareil pourra éventuellement indiquer et en-
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registrer les vitesses et toutes les particularités intéressantes.
On se rend compte que le fait d'employer une bande permet d'effectuer toutes sortes de manoeuvres automatiques. Ainsi, le dé- marrage du train, les changements de vitesse, les arrêts peuvent être laissés sous le contrôle de l'appareil, le mécanicien ne fai- sant que surveiller le tout et corrigeant éventuellement les manoeu- vres.
Par l'indicateur même et par des lampes d'alarme, le mé- canicien pourra se rendre compte à tout instant que l'appareil fonctionne convenablement. Il pourra donc se fier à ses indications quand tout est normal. Dans le cas de commande presque entièrement automatique, il faut tenir compte que certaines précautions sont à prendre. En effet, quand il n'y a pas de .retard appréciable, la ban- de peut régler à tout moment la vitesse du train sans inconvénient, mais dans le cas d'un retard, il se peut que la vitesse du train soit très grande juste avant 'd'arriver à un endroit où le train doit ralentir. On peut alors procéder de deux manières :
1 - Solution simple : La conduite automatique n'a lieu que si l'horaire est suivi à peu de secondes près donc sans arrêts im- prévus.
Il suffit de prévoir un contact sur l'indicateur par lequel un relais opère si le retard dépasse une valeur donnée. Le relais coupe le circuit qui fait accélérer le train et avertit le machinis- te qu'il est entièrement responsable.
2 - Solution plus compliquée : La bande comporte deux per- forations indiquant un trajet à vitesse réduite. Le premier trou occupeune position telle qu'à la vitesse maximum le train puisse être ralenti à la vitesse permise au moment où il s'engage dans le, trajet à vitesse réduite. Par ce premier trou, on bloque un relais qui produit le freinage. Le deuxième trou, qui se trouve à la fin du trajet à vitesse réduite, débloque le freinage et permet une accélé- ration pour rattraper le retard.
Si l'on désire considérer différentes vitesses limites, on
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peut actionner par des perforations différentes d'autres relais.
Les signaux indiquant le trajet à vitesse réduite peuvent aussi provenir directement de la voie.
,Tout ce qui précède suppose que la bande de papier se meut de manière à reproduire exactement, à échelle réduite, le déplace- ment du train le long de la voie. En réalité, ceci ne peut pas être obtenu avec une simple transmission mécanique entre une des roues ( non motrices ) de la locomotive et le dispositif qui fait avancer le papier. En effet, le-diamètre de la roue n'a pas une valeur très fixe. Il dépend de la position de la roue sur le rail et de l'usure de la roue. D'autre part, la bande de papier peut s'allonger plus ou moins. Il est donc nécessaire d'introduire une correction-.de la position du papier.
Dans certains cas, par exemple quand le trajet est court, il peut suffire de faire de temps en temps, par exemple toutes les semaines, une correction à la main. Dans ce but, on peut concevoir plusieurs moyens. Dans le cas le plus simple, le mécanicien mesure à l'aide d'un chronoscope la différence entre le moment où un signal est donné par une perforation de la bande et un signal visuel donné par un repère se trouvant sur la voie, par exemple après un parcours de 10 km. Suivant la différence observée, il introduit une correc- tion convenable dans le mécanisme qui déplace la bande.
Suivant une autre solution, la différence entre le temps des deux signaux corrige automatiquement le mécanisme. Le signal donné par la voie peut être produit, comme indiqué plus haut, par une pièce en fer disposée entre les rails ou à côté, et qui fait varier-le flux magnétique d'un électro-aimant fixé en dessous de la locomotive. Au passage, une courte impulsion est induite dans un enroulement supplémentaire de l'électro. Cette impulsion, éventuelle- ment amplifiée, actionne par un tube électronique un relais. Si ce signal ne correspond pas avec celui donné par la bande, la diffé- rence entre les deux est mesurée par une série d'impulsions produites
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par la bande.
Une telle correction automatique peut se faire¯par,' exemple tous les 10 Km et éventuellement aussi avant les entrées en gare.
De ce qui précède il résulte que la transmission mécanique entre la roue de la locomotive et le dispositif qui fait avancer le papier doit permettre un réglage. Celui-ci peut être obtenu mécani- quement ou électriquement. La solution la, plus simple est d'intro- duire un couplage ou réduction de vitesse à friction, à disque ou à, cône. On peut aussi faire usage d'un engrenage à roue planétaire.
Une des roues principales ferait avancer le papier l'autre serait mue par une horlogerie ou un petit moteur à vitesse réglable. La roue planétaire serait reliée à la roue de la locomotive. Le rapport des vitesses serait donc changé en modifiant la vitesse du mécanisme d'horlogerie ou du moteur.
Suivant une troisième solution la transmission se ferait à, l'aide d'impulsions électriques produites par un contact comman- dé par la roue et actionnant un mécanisme pas-à-pas qui ferait avan- cer le papier. Le réglage serait alors obtenu en faisant varier le nombre d'impulsions produites pendant un nombre de révolutions don- né de la roue de la locomotive.
Nous récapitulerons maintenant dans son ensemble une des manières dont la correction automatique de la position de la bande peut être effectuée.
Sur la voie on dispose, par exemple tous les 10 Kms une pièce en fer qui permet d'obtenir au passage du train une impulsion et de produire ainsi l'opération d'un relais. De son côté la bande de papier est perforée, suivant une ligne d'exploration spéciale, de manière que.la distance'entre deux trous corresponde au trajet de 10 Km. S'il y a une différence suffisante entre les moments où l'impulsion de la voie est reçue et où l'impulsion donnée par la bande se produit, un contact est fermé, qui fait accélérer ou re- tarder la bande de papier. Si la correction complète ne se fait pas
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en une fois, elle pourra se faire après le trajet des 10 ou 20 Km suivants.
Cet arrangement peut être amélioré de manière à :
1.'déplacer immédiatement la bande de manière à la placer dans la position voulue, - 2. Changer légèrement la transmission entre la roue et le mécanisme du papier de manière à éviter un nouvel écart.
Pour effectuer la première opération, on mesure la diffé-, re,nce entre les impulsions de la voie et du papier en l'exprimant en un certain nombre d'impulsions produites par une perforation spéciale du papier. Ces impulsions contrôlent un mécanisme pas-à-pas supplémentaire qui agit sur le déplacement du papier. Pour chaque impulsion, le papier est déplacé d'une longueur correspondant à celle qui sépare deux impulsions., Ce mouvement de correction se fait dans un sens ou dans l'autre suivant que l'une ou l'autre des impulsions est reçue en premier lieu.
Pour effectuer la deuxième opération, un mécanisme pas-à- pas ajustele rapport des vitesses de la roue et du papier. Dans le cas d'un couplage par friction, ce mécanisme pas-à-pas déplacera lé- gèrement le pignon du couplage dans un sens ou dans l'autre.
Il est à remarquer au sujet de la première opération (dé- . placement du papier ), qu'il n'y a aucun inconvénient à le faire dans le sens du mouvement normal du papier. La bande donne alors, pendant ce déplacement, un certain nombre d'impulsions à l'index de l'indi- cateur dans le sens d'une avance sur l'horaire. Il y avait en effet un retard apparent du fait que la bande ne s'était pas déplacée de la longueur voulue correspondant au trajet réel du train. Mais si le déplacement du papier se fait.en sens opposé, l'index a reçu trop d'impulsions dans le sens de l'avance. De plus, en reculant, le pa- pier donne encore de nouvelles impulsions. Il faut donc diriger ces dernières vers le,mécanisme pas-à-pas qui sert habituellement aux impulsions venant du mouvement d'horlogerie.
Au cas où une de ces impulsions se superposerait à une impulsion venant du mouvement
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d'horlogerie, elle serait perdue, et il y aurait donc une petite erreur de l'indicateur dans le sens d'une avance. Pour éviter que ceci se produise souvent, on fera en sorte que la bande de papier ait plutôt tendance à retarder qu'à avancer.
Après ce qui précède on voit clairement comment on peut réa.liser un appareil suivant le premier arrangement mentionné au début de la présente description, et qui ne fait pas usage d'une bande de papier. Les trous du papier sont alors remplacés par des pièces en fer, disposées sur la voie. Celles-ci sont placées sui- vant trois lignes. La première donne les impulsions servant à, l'opé- ration de l'indicateur, la deuxième donne les impulsions pour le temps d'arrêt, la troisième fournit des signaux d'avertissement.
L'équipement du train se compose de 3 électros explora- teurs, correspondants aux trois lignes de pièces en fer, de trois amplificateurs avec relais, de l'indicateur, du mouvement d'horlo- gerie et de quelques accessoires.
Un tel arrangement serait utilisé pratiquement dans le cas où il y aurait toujours deux voies : une pour chaque sens de marche des trains. S'il n'y avait qu'une voie unique et si l'horaire pour l'aller n'était pas identique à celui pour le retour, on devrait disposer une série de pièces en fer pour l'aller et une autre pour le retour, donc suivant 6 lignes d'exploration.
Ces pièces peuvent être constituées simplement par une ban- de en fer pur, fixée par des tire-fonds sur les traverses. L'élec- tro du train serait .disposé de manière à passer au-dessus de cette pande tout en laissant un entrefer de quelques centimètres.
Après avoir exposé les différentes conceptions d'un tel ap- pareillage pour le contrôle de la marche des trains on décrira quel- ques éléments qui en font partie.
La figure 2 montre schématiquement la construction de l'in- dicateur suivant la solution préférée. Un axe A porte un index.1 qui peut se déplacer sur un cadran portant 60 divisions, le 0 se
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trouvant en haut. Les 50 divisions de gauche indiquant les minutes de retard, les 10 divisions de droite les minutes d'avance. Si néces- saire, une démultiplication peut indiquer les heures de retard à l'aide d'un deuxième index. L'axe A'est contrôlé par deux mécanismes M'et M' électro-magnétiques du type pas-à-pas, qui sont actionnés par les impulsions. Un de ces mécanismes tend à faire tourner l'axe dans un sens, l'autre dans l'autre sens.
Chaque mécanisme est relié à l'axe par un embrayage à friction ou à ressort à boudin tel que mon- tré par la figure 3, qui-laisse l'axe libre de tourner en sens inver- se. L'axe porte aussi deux contacts qui sont fermés, l'un quand l'in- dex indique un retard, l'autre quand il indique une avance. Ces con- tacts peuvent servir à allumer une lampe, indiquant à distance s'il y a retard ou avance. Ces contacts peuvent aussi servir en cas de commande automatique de la vitesse du train. Dans ce but, on peut, du reste, prévoir un balais fixé sur l'axe et qui se déplace sur une série de plots. Le contrôle sera alors dépendant de la grandeur du retard ou de l'avance.
Comme il est assez difficile de réaliser en pratique deux mécanismes antagonistes agissant sur le même axe, sans que l'un gêne l'autre et que des erreurs d'indication se produisent, on peut aussi çommander 1''index par un des mécanismes et le cadran ( mobile autour 'du même axe ') par l'autre mécanisme et dans le même sens. C'est donc la différence entre le nombre de pas des deux mécanismes qui sera indiquée par l'index sur le cadran.
Ainsi qu'il a été dit plus haut, on peut aussi faire usage d'un engrenage planétaire, entrainant l'index.
Pour le mécanisme pas-à-pas, il y a avantage à faire usage d'un dispositif à échappement, comme employé dans les compteurs té- léphoniques, et qui produit une rotation d'un dixième de tour par impulsion. Un engrenage réducteur peut alors être placé entre ce mé- canisme moteur et le mécanisme à mouvoir.
La figure 4 montre un arrangement de balais-contacts pour
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explorer le papier. Les balais 1 consistent en un fil métallique de 0,6 mm de diamètre, fixé à l'aide de vis 2 qui s'engagenet dans des pièces 3, moulées da,ns la plaque isolante, porte-balais''4 . Chaque balai est double, de manière à assurer un bon contact. Le métal est choisi de manière à donner l'élasticité voulue, une usure réduite et un bon contact. Le bronze phosphoreux peut convenir. Les balais frot- tent sur le papier P qui est entrainé par le cylindre C . Quand un trou se présente, les deux balais viennent en conta,ct avec le métal du cylindre.
La pièce isolante 4 est munie aussi de tiges 5 qui peu- vent Si engager dans des canons 6 moulés dans la, pièce isolante 7 qui est fixée au bâti de l'appareil. Les canons 6 sont reliés électri- quement à des bornes 8 . Le porte-balais 4 peut donc être remplacé facilement. Il est fixé par des vis 9 .
La figure 5 montre un circuit pouvant convenir pour la correction de la position du papier. Le relais Rl reçoit les impul- sions que donne la bande tous les 10 km Le relais R2 celles de l'amplificateur. Le contact C est fermé par la bande et donne les impulsions nécessaires pour corriger la position de la bande. Si le signal de l'amplificateur, provenant de la voie, est obtenu avant le signal de la bande, le relais R2 opère et se bloque par le contact 1 .
Le relais R3 ferme alors périodiquement son contact par les impul- sions reçues par C et actionne à son tour le mécanisme pas-à-pas qui déplace le papier en avant. Quand le signal de la bande est reçu par le relais Rl, celui-ci fonctionne.et coupe, par son contact 3 le cir- cuit de garde du relais R2 . Le déplacement du papier cesse alors.
Le relais R1 ne se garde pas parce que son circuit de garde est cou- pé par le contact 2 du relais R2 .
Dans le cas où le signal de la bande est reçu en premier lieu, c'est le relais R4 qui fonctionne par le contact C et qui fait déplacer la bande en arrière.
Les contacts 4 du relais Rl sont prévus pour diriger les impulsions de la bande ( qui sont normalement destinées à actionner
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l'indicateur, qui opèrera normalement par les impulsions du mouve- ment d'horlogerie. Ceci, comme expliqué ci-dessus, pour compenser lesimpulsions données en trop par la bande quand celle-ci était en avance.
Les figures 6,7 et 8 montrent un emsemble de l'appareillage sans,,l'indicateur ) dans-le cas où une bande perforée est utilisée, ainsi qu'un détail.
La bande de papier P est placée, sous forme de bobine 1, sur un axe à roulements à billes. On amène le papier sur le cylindre
3 au noyau 4 où il s'enroule. En effet, un rouleau R, commandé par une transmission flexible F reliée, comme nous le verrons plus loin, à la roue de la locomotive, appuie légèrement sur le papier. Le noyau 4 tire donc légèrement sur la bande. Le rouleau R est fixé sur un bras 8 qui pivote autour du pivot 2 .
La bande P est explorée par les balais 6 . L'axe du cylin- dre 3 est commandé par un engrenage E et par les deux mécanismes pas- à-pas 7 et 8 pour la correction de la position du papier, et par l'embrayage 9 pour le déplacement normal. Ce dernier est effectué par l'intermédiaire de l'embrayage 10 et la transmission flexible
23 venant de la roue de la locomotive, l'engrenage tangentiel à vis 'sans fin 11, l'entrainement à friction, comprenant la petite roue 12' et le disque 13, et un engrenage d'angle. La petite roue 12 peut se déplacer suivant son axe par l'intervention de deux mécanismes pas-à-pas 14 et 15 pour le règlage de la vitesse de déroulement du papier. Ces mécanismes pas-à-pas commandent des roues dentées 16 et
17 qui déplacent la pièce dentée 18, qui peut déplacer la petite roue 12 à gauche ou à droite.
L'appareillage comporte aussi l'amplificateur AMP et le mouvement d'horlogerie H, les relais REL, des fusibles, lampes et bornes. Cet appareillage est relié par un petit câble électrique à l'indicateur
On prévoit un bouton 22 qui permet de débrayer le mécanisme
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d'avec la roue de la, locomotive, par exemple en cas de manoeuvres du train dans les gares. D'autres boutons permettent de déplacer le dis-; que pour ajuster la vitesse, et de déplacer la bande de papier quand l'appareil est fermé.
Une lampe indique que l'appareil est en service. Une autre indique un dérangement. La figure 9 montre le circuit complet, ex- cepté ces deux dernières lampes.
Quand la bande de papier avance, en synchronisme avec le train, le balai 1 est connecté périodiquement à la terre, ce qui fait opérer le relais R5 donc aussi le mécanisme pas-à-pas M de l'indicateur I. Le mécanisme d'horlogerie R ferme de son côté pé- riodiquementle contact C,fait opérer le relais R6 et le mécanisme pas-à-pas M' . Pour tenir compte des arrêts, le balai II est con- necté un certain nombre de fois à la terre et fait alors opérer le relais R7 qui actionne le mécanisme pas-à-pas M du mouvement d'hor- logerie H et déplace la came K qui coupe le contact C' et interrompt donc les impulsions données par le contact C . Cette came revient à la position de repos quand le temps d'arrêt normal s'est écoulé et permet alors aux impulsions d'actionner de nouveau l'indicateur.
Le balai III est mis à la terre pour avertir le mécanicien de l'approche d'un signal de voie ou d'une autre particula,rité de la voie. Il fait fonctionner alors le relais R8 qui allume la lampe L .
Le reste du circuit est une reproduction de la figure 5 et intervient pour la correction de la position et du déplacement de la bande de papier. Le relais R peut fonctionner quand le balai IV est rais à la terre, le relais R2 quand il reçoit une impulsion de l'ampli- ficateur AMP connecté à l'enroulement E de l'électro EM. Celui-ci est polarisé par un enroulementE1 et sa :reluctance varie quand il passe au-dessus d'une pièce en fer disposée sur la voie. Une impul- sion de courant est induite dans l'enroulement E lors de l'augmenta- tion du flux magnétique et une autre lors de la diminution de ce flux. Une seule de ces impulsions est utilisée pour actionner R2
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( après amplification ).
Pour le fonctionnement de cette partie du circuit nous renvoyons à ce qui a été dit au sujet de la figure 5 .
C'est le balai V qui donne les impulsions nécessaires pour opérer . soit R3,'soit R4, et par conséquent, aussi les mécanismes pas-à-pas et*15 papier position voulue réajus- 7; et 14 ou ramènent le papier à sa position voulue et réajus- tent la vitesse de déplacement'du papier.
Pour fixer les idées, on donne aussi les indications sui- vantes relatives aux unités de temps choisies, aux vitesses, dépla- cements et dimensions de quelques organes.
Unité de temps - Pour le contrôle,normal de la vitesse :
10 secondes. 11 y a donc 360 unités en une heure.
Pour les temps d'arrêts normaux : 1 minute.
Maximum indiqué par l'indicateur, sans démultiplications :
50 minutes de retard et 10 minutes d'avance.
Bande de papier - Déplacement de 5 mm pour 10 m de trajet du train. Donc rapport de vitesse de 1/2000 .
Ceci fait 50 m de papier pour un trajet de 100 Km.
La formule suivante donne le diamètre extérieur D du rou- leau de papier en fonction du diamètre intérieur d, de l'épaisseur e du papier et de la longueur L du papier.
EMI17.1
Avec d = 3 cm et e = 0,05 mm, on obtient 6,4 cm pour un trajet de 100 km et 13 cm pour 500 km.
On a aussi les données suivantes :
EMI17.2
<tb> Distance <SEP> Vitesse <SEP> 'Durée <SEP> d'une <SEP> impulsion
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<tb> Vitesse <SEP> du <SEP> entre <SEP> du <SEP> (trous <SEP> de <SEP> 1,5 <SEP> mm)
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<tb> train <SEP> trous <SEP> papier <SEP> théorique <SEP> pratique
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<tb> 100 <SEP> km/h <SEP> 83 <SEP> mm <SEP> 14 <SEP> mm/sec <SEP> 100 <SEP> msec <SEP> 50 <SEP> msec
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<tb> 200 <SEP> km/h <SEP> 166 <SEP> mm <SEP> 28 <SEP> mm/sec <SEP> 50 <SEP> 25
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La figure 10 montre un exemple des dimensions du papier.
Dans cette figure 1 désigne un signal pour l'indicateur, II la longueur d'arrêt, III un signal d'avertissement, IV un signal de
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contrôle de la position de la bande, et V un signal de correction de la position de la bande.
Le contrôle de la position du papier peut se faire tous les 10 km, donc pour un déplacement normal du papier de 5 m.
On suppose une erreur maximum de 2 %, c'est-à-dire de 1 10 cm.
La correction peut se faire par unités de 1 mm ce qui cor- respond à, des unités de 2 m dans le déplacement du train. Il faut alors 100 trous de correction avant et aprës le signal de contrôle de position. La distance entre ces trous peut être de 3 mm ( centre à centre ). Ceci occupe une longueur de 50 cm du papier, de part et d'autre du signal de contrôle.
Réglage de la vitesse de déplacement du papier - Diamètre du cylindre faisant avancer la bande :6 cm. Diamètre sup- posé de la roue de la locomotive : 60 cm.
Rapport des tours : 1/200
Avec un disque ou un cône de 10 cm de diamètre moyen et 'une petite roue de 2 cm, on obtient un rapport de 1/5 . Il faut donc encore un rapport de 1/40 pour l'engrenage commandant la petite roue.
Diamètre maximum et minimum du cônejour un réglage de @ @ 2% : 10, 2 et 9,8 cm respectivement.
Le déplacement latéral de la petite roue pourra se faire yar unités de 0,2 mm, donc au total de 2 cm de part et d'autre de la position moyenne.
Pour l'opération des relais, des mécanismes pas-à-pas et le chauffage des lampes de l'amplificateur, on fera usage du courant fourni par la batterie normale du train. L'amplificateur peut être alimenté en haute tension par ùn vibrateur, fournissant du:,courant alternatif.
Pour la préparation des bandes perforées, on prévoit un ser- vice central desservant toutes lesgares. La perforation se ferait
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dans un appareil approprié pour effectuer cette opération rapidement et correctement. Dans le cas d'une longue série de trous équidistants on peut avoir un arrangement automatique sur cet appareil.
.Un autre petit appareil serait prévu pour coller ensemble des bouts de bande.
Dans les gares principales il y aurait un service pour le placement et l'enlèvement des rouleaux de papier et pour le réen- -roulage après un trajet. Ce service vérifierait aussi les appareils et remplacerait les 'balais et les petites roues, si nécessaire.