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La présente invention se réfère à la signali- sation ferroviaire et a pour objet un dispositif basé sur l'utilisation de flux magnétiques et per- mettant d'émettre un signal, ou plus généralement, de provoquer une opération fonctionnelle, sans éta- blissement de contacts mécaniques entre la voie et le matériel roulant.
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D'une manière générale, les dispositifs de ce genre sont constitués par deux postes, respectivement émetteur ou inducteur et récepteur de flux magnéti- que, l'un étant placé sur la voie et l'autre sur le matériel roulant, l'action de l'émetteur ne se tra- duisant par une réponse du récepteur que pour un sens déterminé du défilement de l'un des deux postes devant l'autre, ce sens, par ailleurs, correspondant au sens de circulation du flux magnétique dans les circuits magnétiques des deux postes.
Le poste émetteur comporte des moyens pour créer un flux dans un circuit magnétique se fermant, à travers l'air, dans un sens donné. Le poste récep- teur comporte à son tour un circuit magnétique ou- vert à travers lequel vient passer le flux magnétique de l'émetteur, lorsque celui-ci défile devant le ré- cepteur et comporte, de plus, un autre circuit magné- tique lié au premier, des moyens étant prévus pour créer, dans cet autre circuit magnétique, un flux magnétique et pour utiliser les variations de celui- ci sous l'action du flux de l'émetteur pour le dé- clenchement d'opérations fonctionnelles désirées.
Ci-après on dénommera "flux primaire" celui de l'é- metteur qui passe également dans le premier circuit du récepteur et "flux secondaire" celui du second circuit du récepteur.
L'invention porte tout particulièrement sur l'agencement du poste récepteur.
Suivant l'invention, les deux circuits du récepteur ont un tro@çon@commun dit ci-après culasse,
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le flux secondaire est créé et entretenu en per- manence par des moyens situés en dehors de ladite culasse et celle-ci est constituée par une pièce faite en un alliage magnétique tel et/ou agencée de manière telle que sa réluctance augmente très rapidement avec le flux qui la parcourt, lorsque ce flux est compris entre certaines limites.
Suivant un mode de réalisation, la culasse est faite en un alliage qui possède la caractéristi- que de présenter une perméabilité magnétique diminuant très rapidement, en fonction du flux, dans une cer- taine zone, et le flux secondaire circulant à travers cette culasse,.en l'absence de toute action du poste émetteur a une valeur située dans ladite zone en un point tel qu'une augmentation du flux total traver- sant la culasse puisse déterminer une brusque aug- mentation de la réluctance.
Suivant une autre disposition del'invention, qui peut d'ailleurs être avantageusement combinée avec la précédente, on réduit la section de la culasse à une valeur juste suffisante pour assurer la cir- culation, à travers cette culasse, du flux secondaire nécessaire en l'absence de toute action du poste émetteur.
Dans le dispositif suivant l'invention, du fait même que le flux secondaire est fourni par des moyens situés en dehors de la partie commune des deux circuits du récepteur, le flux fourni par ces moyens circule presqu'exclusivement dans ledit cir- cuit secondaire, le flux de fuite étant pratiquement @
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négligeable.
Un avantage essentiel de cette disposition est qu'on dispose ainsi dans le récepteur d'un flux utile sensiblement égal à la totalité du flux secon- daire .
Le fonctionnement du dispositif suivant l'in- vention est basé sur l'augmentation de la réluctance de la culasse en fonction du flux qui la traverse.
Par conséquent, suivant l'invention, il faut et il suffit de donner à cette culasse des propri- étés de perméabilité magnétique telles que, constam- ment traversée par un flux secondaire bien déterminé situé sur la branche descendante de la courbe de perméabilité de l'alliage de cette culasse, elle vienne offrir au flux constitué par la somme dudit flux secondaire et du flux primaire de l'émetteur, lors du passage dans le circuit principal du récep- teur dudit flux émis par l'émetteur, une réluctance telle qu'elle oppose à la circulation du flux secon- daire, un obstacle propre à réduire ce flux dans une mesure suffisante pour provoquer le déclenchement de l'opération fonctionnelle désirée.
Suivant un mode de construction de l'inven- tion, on prolonge la culasse, faite comme il vient d'être décrit, en alliage possédant les propriétés indiquées, au-delà de la dérivation, afin d'empê- cher un flux trop fort de l'émetteur de passer directement dans le circuit secondaire et renverser le sons de circulation du flux dans ce circuit après la production de l'effet déterminant l'opération
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fonctionnelle désirée.
Suivant un autre mode do réalisation, le ré- cepteur est complété par un dispositif propre à accélérer la chute du flux qui parcourt le circuit secondaire, ce dispositif étant appelé à intervenir lorsque le déplacement relatif do l'émetteur et du récepteur s'effectue à très grande vitesse, ce qui correspond, par exemple, aux conditions qu'on ren- contre lorsqu'un train rapide circule sur la voie.
On conçoit qu'aux grandes vitesses le temps de passage du flux de l'émetteur dans le circuit primaire du récepteur est très faible et qu'on risque, de ce fait, de disposer d'un délai insuf fisant pour provoquer l'opération fonctionnelle désirée.
Le dispositif complémentaire précité permet d'assurer le fonctionnement même à très grandes vitesses.
Ce dispositif est constitué par une bague en cuivre entourant la culasse et destinée à donner naissance à des forces électromotrices d'autant plus grandes que la flux primaire tend à augmenter plus vite. Ces forces électromotrices s'opposent au passage du flux et ont le même effet que la réluctance.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins annexés qui montrent à titre d'exemples quelques modes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins:
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La figure 1 montre schématiquement, en élé vation, un premier mode de réalisation d'un disposi- tif do signalisation à action magnétique suivant l'invention, et
La figure 2 montre une variante de réalisa- tion.
Si l'on seréfère d'abord à la figure 1, @n voit que le dispositif de signalisation suivant l'invention est composé de deux ensembles principaux: à savoir un ensemble 1 dit "émetteur" et un ensemble 2 dit "récepteur". L'un do ces ensembles est monté sur lu véhicule, par exemple une locomotive, tandis que l'autre est monté sur la voie, l'ensemble récep- teur étant disposé à l'endroit où l'on désire rece- voir l'indication, c'est-à-dire sur lu véhicul,- ou bien @ur la voie suivant le cas.
L'ensemble émetteur 2 est constitué par trois éléments principaux, à savoir deux pièces polaires 3 et 4 et une barre de liaison 5,ces trois éléments étant en matériaux magnétiques, de préférence de faible réluctance. Un flux est entretenu en perma- nonce dans le circuit magnétique simple constitué par ces trois éléments, parce que l'une au moins dos deux pièces polaires 3 et 4 est soit un aimant permanent, soit un électro-aimant dont la bobine est alimentée en oourant continu. Cette dernière hypothèse permet d'inverser la polarité des pièces polaires 3 et 4, ce qui est un avantage important pour certaines réalisations, comme on le verra plus loin.
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Sur la figure 1, an a rc:pr,jJ\.alt l"uürH.Hllble émetteur 1 juste on face du l'ensemble récepteur 2, c'est-à-dire au moment précis du passage du l'un de cas ensembles devant l'autru. Bien @ntenda, à tout autre moment, le flux magnétique de l'ensemble émetteur se ferme dans l'air ut, si l'on admet que ce flux circule dans le sons des flèches Indiquées ' sur la figure 1, il se ferme donc dans l'air entre la pièce polaire 4 d'où. il sort et la pièce polaire
3 dans laquelle il rentre.
L'ensemble récepteur 2 comporte une pièce 7 que l'on a appelée plus haut "culasse" et qui porte à ses deux extrémités deux pièces 8 et 9 dites "selles".
Dans l'exemple représenté, l'entr'axe dos selles 8 et
9 est égal à l'ontr'axe des pièces polaires 3 et 4.
-La matière dont est faite la culasse 7, et sur la- - quelle on reviendra plus loin, est un alliage magné- tique dont la réluctance augmente fortement avec le flux qui y circule, lorsque ce flux dépasse une certaine valeur. Des alliages possédant cette pro- priété sont bien connus.
Au voisinage des extrémités de la culasse 7 et, de préférence, à une certaine distance de celle- ci, pour une raison qui sera exposée plus loin,se trouvent deux noyaux magnétiques. 11, 12 servant de supports à deux bobinages 13 et 14 respectivement, alimentés en courant continu et dont lus polarités respectives sont telles que le flux secondaire cir- cule par exemple, dans le sens indiqué par les flèches.
Sur les autres extrémités des noyaux 11 ot 12, peut
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venir s'appliquer une palette en fer 15 articulée sur un axe @ixe 16 et soumise a l'action d'un ressort de rappel 17. La palette 15 constitue l'élément de signalisation de l'appareil; elle est sensible au passage de l'ensemble émetteur devant l'ensemble récepteur ou vice-versa, à condition que les sens relatifs des flux dans les deux appareils soient con- formes à la figure. Au contraire, dans le cas où les deux appareils seraient mis en présence avec un flux dans l'inducteur de sens inverse à celui figuré, il ne se produirait aucun déclenchement de la palette 15.
A titre d'exemple, on peut utiliser les dépla- cements de la palette 15 en s'en servant comme commu- tateur inverseur dont le contact central 21 peut ve- nir reposer, soit sur un premier contact fixe 22 lorsque la palette n'est pas attirée par les noyaux 11, 12, soit sur un deuxième contact fixe 23 lorsqu'elle est attirée (position représentée sur la figure 1).
Le fonctionnement de l'appareil que l'on vient de décrire est le suivant:
Lorsque les ensembles 1 et 2 émetteur et ré- cepteur ne sont pas en regard l'un de l'autre, les bobinages 13 et 14, qui sont alimentés en permanence, magnétisent les noyaux 11 et 12, de sorte qu'un flux magnétique circule dans le circuit magnétique fermé cons- titué par le noyau 11, la partie médiane de la culasse 7, le noyau 12 et la partie médiane de la palette 15, dans le sens des flèches indiquées sur la figure 1.
La palette 15 est donc attirée par les noyaux-11 et . @ 12 et le contact mobile 21 repose sur le contact fixe 23.
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Les nombres de spires des bobinages 13 et 14, l'intensité du courant qui les parcourt,les sections des noyaux 11, 12, de la palette 15, de la culasse 7, ainsi que la nature de l'alliage de ladite culasse sont tels que, dans les conditions précitées, c'est- à-dire lorsque l'ensemble émetteur 1 n'est pas en regard de l'ensemble récepteur 2, la valeur de la perméabilité de la culasse correspond sur la courbe perméabilité/induction à un point situé sur la branche descendante de cette courbe.
Si maintenant l'ensemble émetteur 1 vient à passer devant l'ensemble récepteur, 2, le flux émis par ledit ensemble émetteur, au lieu de se fermer dans l'air, se ferme, pendant un court instant, par la culasse 7 où il vient s'ajouter au f lux propre de l'ensemble récepteur entretenu par les bobines 13, 14. Il en résulte que la perméabilité de la culasse tombe brusquement à une valeur beaucoup plus faible.
La disposition générale est telle que le flux qui circule alors dans le-circuit secondaire est insuf- fisant pour créer une force d'attraction capable de surmonter la force du ressort de rappel 17 et la pa- lette 15, par conséquent, s'écarte des noyaux 11, 12, en séparant les contacts électriques 21,23 et en faisant reposer le contact 21 sur le contact 22.
Dès que les deux ensembles émetteur et récep- teur ne sont plus en regard, les conditions initiales se rétablissent. En résumé, chaque fois qu'il y a coïncidence de ces deux ensembles, la palette 15 est rappelée une fois par le ressort 17 et revient
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immédiatement après en position attirée.
On voit qu'avec cette disposition le circuit magnétique secondaire de l'ensemble récepteur est pratiquement fermé en permanence, il ne comporte pas de flux de fuite et par conséquent, le flux magnétique secondaire peut être entièrement utilisé.
On remarquera que le fait d'avoir placé les noyaux 11, 12 à une certaine distance des extrémités de la culasse 7 en alliage spécial, empêche un flux trop fort de l'ensemble émetteur 1 dépasser direc- tement dans le circuit magnétique de l'ensemble récepteur et de renverser le sens de circulation du flux dans ce circuit après la production de l'effet qui détermine l'opération fonctionnelle désirée.
Dans la disposition quel'on vient de décrire, les deux ensembles sont polarisés, de sorte que le système n'est pas actionné si les deux ensembles se présentent en position relative inversée, c'est-à- dire la pièce polaire 3 en face de la selle 8 et la pièce polaire 4 en face de la selle 9. En effet, lorsque les deux ensembles se présentent l'un à ' l'autre dans cette position inversée, le flux est réduit dans la culasse 7 et renforcé dans la palette 15 de sorte que celle-ci reste attirée.
On a donc, suivant la polarité que l'on donne aux ensembles émetteur et récepteur, la possibilité, par exemple, de faire actionner les dispositifs ré- cepteurs portés par des véhicules qui se déplacent sur une voie dans un sens déterminé, alors que ceux des véhicules qui se déplacent sur la même,voie,
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dans l'autre sens, ne seront pas actionnés. On a également la possibilité, sur une voie unique par exemple, de différencier le sens de circulation des trains.
Afin d'augmenter la marge de uécurité de l'ap- pareil,, principalement aux grandes vitesses, on peut disposer autour de la culasse une bague de forte section, par exemple en cuivre, comme indiqué en 26 sur la figure 1. Au moment de l'approche relative rapide du dispositif émetteur et du dispositif récep- teur, la brusque augmentation du flux inducteur dans la culasse induit dans ladite bague 20 une iorce électromotrice qui s'oppose au passage du flux.
Cette opposition tend à réduire le flux secondaire .et favorise le. décollement de la palet ce 15. Elle est d'autant plus efiicace que la vitesse de déplace- ment relative est plus grande.
Pour certaines applications, il peut être in- téressant d'obtenir, par exemple sur une locomotive, deux indications distinctes, traduites par des con- tacts électriques différents. On peut obtenir ce résultat en disposant sur la locomotive deux dispo- sitifs récepteurs distincts et, sur la voie, un dis- positif émetteur bobiné dont on peut inverser le sens du courant d'alimentation. Suivant-le sens de ce courant, c'est l'un ou l'autre des deux ensembles récepteurs de.la locomotive qui sera actionné.
Afin de réduire l'appareillage, on peut obte- nir le même résultat au moyen d'un ensemble récep- teur double tel que celui, représenté schématiquement
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sur la figure 2 et qui est constitué par l'associa- tion en série des éléments de deux ensembles récep- teurs simples. Sur cette figure, le circuit magné- tique de l'ensemble est double. Un premier circuit est constitué par une moitié 7a de la culasse, un support magnétique central 25, une- palette 15a, et un noyau 11, tandis que l'autre circuit est consti- tué par l'autre moitié 7b de la culasse, le même support magnétique central 25, l'autre palette 15b et l'autre noyau 12. Les deux palettes possèdent leurs ressorts de rappel respectifs 17a et 17b et chacune est capable d'actionner des interrupteurs
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21a, 21b, rp,:etiv,:m..a.t.
La disposition est telle que les lignes de force dans chacun des deux circuits partiels suivent le trajet indiqué par les flèches sur la figure 2, sous l'influence des bobinages 13, 14. Le fonction- nement de chacun des deux circuits partiels est iden- tique à celui du circuit simple du dispositif de la figure 1. Comme dans le mode de réalisation de la figure 1, on pourrait aussi disposer autour de la culasse deux bagues correspondantes 20a et 20b.
Par ailleurs, il est avantageux que l'inten- sité du courant dans les bobines 13, 14 ne soit pra-. tiquement pas influencée pa- les variations rapides du flux dans le circuit magnétique secondaire. Pour réaliser cette condition, on peut disposer une grande résistance en série dans le circuit d'alimentation desdites bobines, en prévoyant une tension d'alimen-
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tation de valeur assez élevée. Dans le cas où l'on ne dispose que d'une source de faible puissance, on peut aussi disposer une suif en série avec ces bobines qui sont, d'ailleurs, réalisées avec très peu de cui- vre.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limi- tée aux exemples représentés et décrit;; elle est sus- ceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées, sans qu'on s'écarte pour cela du domaine de l'invention.
En particulier, les électro-aimants du récep- teur peuvent être remplacés par un ou plusieurs aimants permanents ou tout autre moyen ou combinaison de moyens propre à produire le flux secondaire nécessaire.