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On a jusqu'à présent proposé un grand nombre de dispositifs pour la transmission de signaux entre le train et la voie, en particulier des dis- positifs fonctionnant par induction. Tous les systèmes connus présentent l'inconvénient que, pour éliminer les perturbations causées par les parois et les masses métalliques des wagons, on est amené soit à donner aux appa- reils portés par le train et par la voie une taille exagérée, soit à adop- ter un espacement réduit entre émetteur et récepteur ;
il est alors diffici- le de respecter le gabarit des wagonso
Ces difficultés sont particulièrement importantes dans le cas d'un dispositif d'annonce de fin de 'convoie car il s'agit alors de munir le der- nier wagon du train d'un appareil léger, facilement interchangeable, ne né- cessitant aucune source d'énergie et qui, au passage devant un appareil fixé à la voie entre en interaction avec celui-ci. Etant donné que l'appareil porté par le train ou "signal terminal" doit être fixe de façon que sa posi- tion géométrique soit la même pour toutes les espèces de wagons qui peuvent se présenter, la distance minimum entre ce "signal terminal" et l'appareil de la voie est de l'ordre de 50 om. Même lorsque le "signal terminal est disposé sous les tampons, l'intervalle minimum doit être d'environ 30 om.
Cette valeur de la distance entre les organes actifs du train et de la voie a jusqu'à présent fait échouer toute réalisation pratique d'un dispositif d'annonce de fin de convoi. Les pièces métalliques perturbatrices des wagons passent d'ordinaire considérablement plus¯près de l'appareil de voie que l'ap- pareil du train. Si, comme on l'a déjà plusieurs fois proposée on utilisait la réaction de l'appareil du train sur l'émetteur pour déclencher le signal, la sensibilité aux perturbations serait grande, car toute fluctuation à l'in- térieur de l'oscillateur (par exemple des variations de tension) peut avoir exactement le même effet que l'influence du train lui-même.
Dans le dispositif d'annonce de fin de convoi, objet de l'invention, l'appareil de voie comporte une bobine émettrice qui a la forme d'un long solenoide dans lequel un générateur crée un champ magnétique alternatif, et un récepteur accordé sur la même fréquence et possédant une inductance cor- respondant à celle de la bobine émettrice. Selon l'invention, les bobines émettirice et réceptrice sont suffisamment espacées ou sont disposées l'une par rapport à l'autre pour que leur action réciproque directe soit négligea- ble, tandis que l'appareil fixé au dernier.wagon du train, c'est-à-dire le "signal terminal", assure la transmission d'une énergie suffisante pour dé- clencher le signal.
Cet appareil porté par le train est constitué, dans le cas le plus simple, de deux bobines dont l'une entre en interaction avec l'oscillateur et l'autre avec lé récepteur lors du passage du train. Les deux bobines sont reliées électriquement par un condensateur de façon à former un circuit ré- sonnant accordé à la même fréquence que l'oscillateur et le récepteur.,La liaison électrique entre les bobines peut être suffisamment longue pour que la distance de ces bobines, c'est-à-dire de l'émetteur et du récepteur, soit nettement supérieur à la somme des entrefers des systèmes magnétiques.
Toutes les bobines à action réciproque, aussi bien celles de l'ap- pareil du train que celles de l'appareil de la voie, comportent des noyaux en matière ferromagnétique pour amplifier l'induction magnétique. Ces noyaux sont de préférence réalisés en oxydes de fer (ferrites) mis au point durant ces dernières années.
Ils ont la forme de barres ou de tubes d'environ 30 cm de long et d'une section d'au moins quelques centimètres carréso
La durée d'activité des appareils, déterminée par la vitesse maxi- mum du convoi, ainsi que la durée non négligeable;de leur amorçage obligent à choisir des fréquences d'oscillation d'au moins 50000 périodes, si l'on veut mettre à profit entièrement les possibilitésdes circuits oscillants per- mises par l'eimploi des ferrites.
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mises par l'emploi de ferrites.
L'oscillateur et le récepteur peuvent être disposés sur un même côté ou sur deux côtés différents de la voie.,
On considérera d'abord le cas, représenté par la figure 1, où l'é- metteur et le récepteur sont disposés chacun d'un côté différente de la voie, donc, par conséquent, sont séparés par une distance d'environ 3 m.-La lettre W désigne l'arrière d'un wagon se déplaçant perpendiculairement au plan de la figure. Aux tampons ou aux colliers des tampons est fixé l'appareil SZ constituant le "signal terminal". Cet appareil comporte une barre-support H munie à ses extrémités des bobines L2 et L30 VI et V2 sont des conducteurs électriques reliant L2 et L3 au condensateur C2.
La barre H est avantageu- sement constituée par un tube à l'intérieur duquel sont disposées des bobines cylindriques L2 et 13, les conducteurs V1 et V2 ainsi que le condensateur C20 Ce--tube peut être d'un seul bloc en une matière isolante ou être en mé- tal, et dans ce cas, afin de réduire les pertes, les bobines doivent être entourées d'un cylindre de papier fort et fixées aux extrémités du tube mé- tallique avec interposition d'un élément isolant.
La figure 1 correspond à l'instant où l'arrière du wagon, et par conséquent, l'appareil du train, se trouve dans un même plan que l'appareil de la voie. Ce dernier appareil comprend l'émetteur S avec sa bobine Ll et le récepteur E avec sa bobine L4. A L'instant considéré, la' bobine émettri- ce, la bobine réceptrice et les-bobines de l'appareil du train sont coaxia- les et il en résulte une transmission maximum d'énergie . Le champ magnéti- que alternatif de la bobine émettrice Ll est produit par un générateur de courant alternatif G de type connu, par exemple, un générateur à lampes, dont la fréquence fixe est d'environ 10.000 périodes;
, La tension alternati- ve de ce générateur est transmise par un câble aux bornes de la bobine L1 à travers un transformateur de sortie (non représenté) et un condensateur d'accord C1. Le générateur lui-même peut donc tre disposé à l'intérieur des bâtiments de la station ou du poste de block, à une distance quelconque de l'émetteur So L'énergie dépensée par le générateur est de quelques watts.
Le récepteur représenté sur la figure 1 de l'autre côté de la voie comporte,comme l'émetteur, une bobine cylindrique L4 et une capacité d'ac- cord C3. La bobine L4 est accouplée à un redresseur G1, par'exemple une dio- de au germanium, dont le courant actionne un relais R. La réponse de ce re- lais est transmise au poste de contrôle, par l'intermédiaire d'un conduc- teur séparé (non représenté) ou par l'intermédiaire du conducteur reliant le générateur G et l'émetteur S. Les noyaux ferro-magnétiques des bobines doivent, pour la fréquence utilisée, présenter le minimum de pertes et une perméabilité aussi élevée que possible, afin de transmettre une énergie suf- fisante de l'émetteur S au récepteur E, à travers un espace d'air de deux fois 30 à 50 om.
Etant donné que la longueur de la bobine émettrice et de la bobine réceptrice atteint environ 30 cm, il se trouve, dans le mode de réa- lisation représenté sur la figure 1, que le récepteur et l'émetteur sont séparés d'environ 3 m, c'est-à-dire par un distance égale à dix fois l'in- tervalle entre poles et par conséquent, il ne sera transmis qu'une tension négligeable tant que le "signal terminal' ne produira pas le couplage de l'émetteur et du récepteur.
Cette séparation spatiale de l'émetteur et du récepteur dans la disposition précédente réduit 1 énergie perturbatrice transmise directement de l'émetteur au récepteur à une valeur très inférieu- re à celle exigée pour déclencher le signal-utile.La tension utile dans le récepteur atteint dix à cent fois la valeur de la tension résiduelle, lors- que le ' signal terminal" entre en action.
Les parties métalliques d'un convoi'ne peuvent que réduire.la fai- ble quantité d'énergie transmise directement de l'émetteur au récepteur.
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De même, lorsque les tubes ou des barres de fer viennent à se placer dans la direction émetteur-récepteur, le couplage direct demeure négligeable. Si l'on remplace le circuit de couplage accordé par des barres de ferrite, lon- gues de quelques mètres, l'énergie transmise à travers ces barres n'atteint? dans ce cas encore qu'une très faible valeur.
La fréquence du dispositif d'annonce de fin de convoi est de 50000 à 500000 périodeso La limite supérieure de cette fréquence est déterminée par les pertes dues aux courants de Foucault qui réduisent les qualités du circuit de résonance.La limite -inférieure de la fréquence est imposée par la néces- sité de faire osciller le circuit de résonance de 1 émetteur et,
par consé- quent aussi du récepteur pendant la durée du passage de l'appareil du train et par la nécessité que la tension utile transmise de 1 émetteur au récepteur pendant la durée d'oscillation des circuits de résonnanceattieigne une valeur élevée par rapport à la tension résiduelle Il faut donc tenir compte du fait que la durée du régime transitoire est proportionnelle au coefficient de qua- lité du circuito La durée des divers amorçages ne doit pas dépasser à peu près 1/50 de seconde pour une vitesse maximum du convoi d'environ 30 m par seconde
Afin de prolonger la durée de l'influence exercée par l'émetteur sur le récepteur,
on peut augmenter les dimensions des bobines mais il est beaucoup plus avantageux d'accroître la durée de l'influence en disposant le long de la voie deux ou trois groupes de bobines émettrices et réceptri- ces, les bobines d'un même.groupe étant distantes l'une de l'autre d'envi- ron deux fois la longueur d'une bobine.
Les bobines émettrices sont reliées en série et se trouvent par conséquent en phase, de même les bobines récep- tricesoLa structure de l'appareil du train n'est pas modifiée
On peut remplacer le montage des bobines représenté par la figure-1 par le montage que montre la figure 2 et qui a un rendement analogue.Toutes les bobines se trouvent alors, au moment de l'accouplement maximum, dis- posées dans un même plan et perpendiculaire à la direction du déplacement
Dans la disposition représentée par les figures 1 et 2,l'émetteur et le récepteur sont suffisamment éloignés l'un de l'autre pour qu'on puisse négliger la transmission directe d'énergie. Une autre possibilité de réduire la transmission directe de l'énergie tout en assurant la dérivation par le "signal terminal" est représentée par la figure 3.
L'émetteur et le récepteur sont placés du même côté de la voie. Ils sont, comme le montre la figure, disposés de façon à former une sorte de T, et par conséquent aucuhe tension n'est induite dans la bobine réceptrice bien que la bobine émettrice soit parcourue: par un courant alternatif de même fréquence.Seul le passage du "signal terminal", dont les bobines sont également disposées en t, assure un accouplement susceptible de déclencher le signalo
Dans la disposition du "signal terminal" représentée par les figu- res 2 et 3,
la transmission des oscillations au récepteur se fait également par redresseur et relais non figuréso L'organe représenté schématiquement sur la figure 1 comme un relais électromagnétique peut être remplacé par un amplificateur magnétique dont le courant d'alimentation est emprunté au cir- cuit émetteur S et dont le signal de sortie, renforcé et redressé, est trans- mis par un conducteur individuel ou par la conduite d'alimentation de l'émet- teur au poste d'annonce. l'amplificateur magnétique excité par la fréquence d'émission-- possède un délai de réponses suffisamment réduit.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de mo- yens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la pré- sente invention.
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A large number of devices have hitherto been proposed for the transmission of signals between the train and the track, in particular devices operating by induction. All the known systems have the drawback that, in order to eliminate the disturbances caused by the walls and the metallic masses of the wagons, it is necessary either to give the devices carried by the train and by the track an exaggerated size, or to adopt. - a reduced spacing between transmitter and receiver;
it is then difficult to respect the gauge of the wagonso
These difficulties are particularly important in the case of a device for announcing the end of the convoy because it is then a question of providing the last wagon of the train with a light device, easily interchangeable, requiring no source. energy and which, when passing in front of a device attached to the track, interacts with it. Since the device carried by the train or "terminal signal" must be fixed so that its geometrical position is the same for all the species of wagons which may be present, the minimum distance between this "terminal signal" and the track apparatus is of the order of 50 om. Even when the terminal signal is disposed below the buffers, the minimum interval should be about 30 µm.
This value of the distance between the active components of the train and the track has until now failed any practical realization of a device for announcing the end of a convoy. The interfering metal parts of rail cars usually pass considerably closer to the switchgear than the train switch. If, as has already been proposed several times, we used the reaction of the train apparatus on the transmitter to trigger the signal, the sensitivity to disturbances would be great, since any fluctuation inside the oscillator (eg voltage variations) can have exactly the same effect as the influence of the train itself.
In the end of convoy announcement device, object of the invention, the switchgear comprises a transmitting coil which has the shape of a long solenoid in which a generator creates an alternating magnetic field, and a receiver tuned to the same frequency and having an inductance corresponding to that of the transmitting coil. According to the invention, the transmitting and receiving coils are sufficiently spaced or are arranged relative to each other so that their direct interaction is negligible, while the apparatus attached to the last car of the train, c ie the "terminal signal", ensures the transmission of sufficient energy to trigger the signal.
This device carried by the train consists, in the simplest case, of two coils, one of which interacts with the oscillator and the other with the receiver during the passage of the train. The two coils are electrically connected by a capacitor so as to form a resonant circuit tuned to the same frequency as the oscillator and the receiver., The electrical connection between the coils can be long enough so that the distance between these coils, that is to say of the emitter and the receiver, is clearly greater than the sum of the air gaps of the magnetic systems.
All the reciprocating coils, both those of the train set and those of the track set, have cores of ferromagnetic material to amplify the magnetic induction. These cores are preferably made of iron oxides (ferrites) developed in recent years.
They have the shape of bars or tubes about 30 cm long and with a section of at least a few square centimeters.
The duration of activity of the devices, determined by the maximum speed of the convoy, as well as the not insignificant duration; of their starting obliges to choose frequencies of oscillation of at least 50,000 periods, if one wants to put at take full advantage of the possibilities of the oscillating circuits made possible by the use of ferrites.
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put by the use of ferrites.
The oscillator and the receiver can be placed on the same side or on two different sides of the track.,
We will first consider the case, represented by figure 1, where the transmitter and the receiver are each arranged on a different side of the track, therefore, therefore, are separated by a distance of about 3 m .-The letter W designates the back of a wagon moving perpendicular to the plane of the figure. The SZ device constituting the "terminal signal" is attached to the buffers or to the clamps of the buffers. This device comprises a support bar H provided at its ends with coils L2 and L30 VI and V2 are electrical conductors connecting L2 and L3 to capacitor C2.
The bar H is advantageously constituted by a tube inside which are arranged cylindrical coils L2 and 13, the conductors V1 and V2 as well as the capacitor C20 This tube can be made of a single block of an insulating material. or be made of metal, and in this case, in order to reduce losses, the coils must be surrounded by a cylinder of strong paper and fixed to the ends of the metal tube with the interposition of an insulating element.
FIG. 1 corresponds to the moment when the rear of the wagon, and therefore the train apparatus, is in the same plane as the track apparatus. The latter apparatus comprises the emitter S with its coil L1 and the receiver E with its coil L4. At the instant considered, the transmitting coil, the receiving coil and the coils of the train apparatus are coaxial and the result is maximum transmission of energy. The alternating magnetic field of the emitting coil L1 is produced by an alternating current generator G of known type, for example, a lamp generator, the fixed frequency of which is about 10,000 periods;
, The alternating voltage of this generator is transmitted by a cable to the terminals of the coil L1 through an output transformer (not shown) and a tuning capacitor C1. The generator itself can therefore be placed inside the buildings of the station or of the block post, at any distance from the emitter So The energy expended by the generator is a few watts.
The receiver shown in Figure 1 on the other side of the track has, like the transmitter, a cylindrical coil L4 and a tuning capacitor C3. Coil L4 is coupled to a rectifier G1, for example a germanium diode, the current of which actuates a relay R. The response of this relay is transmitted to the control station, via a conduc - separate tor (not shown) or via the conductor connecting generator G and emitter S. The ferromagnetic cores of the coils must, for the frequency used, present the minimum of losses and the permeability as high as possible , in order to transmit sufficient energy from the emitter S to the receiver E, through an air space of twice 30 to 50 om.
Since the length of the transmitting coil and the receiving coil reaches approximately 30 cm, it turns out, in the embodiment shown in Figure 1, that the receiver and the transmitter are separated by approximately 3 m. , that is to say by a distance equal to ten times the interval between poles and therefore only negligible voltage will be transmitted until the "terminal signal" produces the coupling of the transmitter and receiver.
This spatial separation of the transmitter and the receiver in the previous arrangement reduces the disturbing energy transmitted directly from the transmitter to the receiver to a value much lower than that required to trigger the useful signal. The useful voltage in the receiver reaches ten to one hundred times the value of the residual voltage, when the 'terminal signal' kicks in.
Metal parts of a convoy can only reduce the small amount of energy transmitted directly from the transmitter to the receiver.
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Likewise, when the tubes or iron bars come to be placed in the emitter-receiver direction, the direct coupling remains negligible. If we replace the tuned coupling circuit with ferrite bars, a few meters long, does the energy transmitted through these bars reach? in this case still only a very low value.
The frequency of the end-of-convoy warning device is 50,000 to 500,000 periods o The upper limit of this frequency is determined by the losses due to eddy currents which reduce the qualities of the resonance circuit. The lower limit of the frequency is imposed by the need to make the resonance circuit of 1 transmitter oscillate and,
consequently also of the receiver during the duration of the passage of the apparatus of the train and by the necessity that the useful voltage transmitted from 1 transmitter to the receiver during the duration of oscillation of the resonance circuits attains a high value compared to the voltage residual It is therefore necessary to take into account the fact that the duration of the transient regime is proportional to the quality coefficient of the circuit o The duration of the various primings must not exceed approximately 1/50 of a second for a maximum speed of the convoy of approximately 30 m per second
In order to extend the duration of the influence exerted by the transmitter on the receiver,
the dimensions of the coils can be increased but it is much more advantageous to increase the duration of the influence by placing two or three groups of transmitting and receiving coils along the track, the coils of the same group being about twice the length of a coil.
The transmitting coils are connected in series and are therefore in phase, as are the receiving coils o The structure of the train apparatus is not modified
It is possible to replace the assembly of the coils represented by figure-1 by the assembly shown in figure 2 and which has a similar efficiency. All the coils are then, at the time of maximum coupling, placed in the same plane. and perpendicular to the direction of travel
In the arrangement represented by FIGS. 1 and 2, the transmitter and the receiver are sufficiently distant from each other so that the direct transmission of energy can be neglected. Another possibility of reducing the direct transmission of energy while ensuring the bypass by the "terminal signal" is shown in figure 3.
The transmitter and receiver are placed on the same side of the track. They are, as shown in the figure, arranged so as to form a kind of T, and consequently no voltage is induced in the receiving coil although the transmitting coil is traversed: by an alternating current of the same frequency. passage of the "terminal signal", the coils of which are also arranged at t, ensures a coupling capable of triggering the signal.
In the arrangement of the "terminal signal" shown in Figures 2 and 3,
the transmission of the oscillations to the receiver is also done by rectifier and relay (not shown) o The device shown schematically in figure 1 as an electromagnetic relay can be replaced by a magnetic amplifier whose supply current is taken from the emitter circuit S and whose output signal, reinforced and rectified, is transmitted by an individual conductor or by the supply line from the transmitter to the announcement station. the magnetic amplifier excited by the transmission frequency - has a sufficiently short response time.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments which have just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without going beyond the scope of the present invention for this.