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Dans toute signalisation ferroviaire m.a.:rY:,9 1-9:, dctecbion des véhicules sur la voie se fait en utilisant le procédé bien connu du circuit de voie. Son utilisation 6Gb :'T:i3.'3,.."a' :;i et est à la base de tous les progrès réalisas d&nul.de l1or:lbreu.scs 8.nn:2;es.
Le principe de base du circuit de voie no 1:.;.'f on peut .le ...r Ci j le suivant:
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La voie est divisée en sections isolées, Chaque section isolée représente un circuit de voie dans lequel la source de courant est connectée aux rails- à une des extrémités de ce circuit, un relais récepteur dit "relais de voie" étant connecté à l'autre extrémité.
Au passage des véhicules, les deux rails sont mis en court-circuit par les essieux et le relais de voie étant sousalimenté, coupe ses contacts de travail et établit ses contacts de repos, ce qui permet de commander diverses opérations de sign@ lisation.
Le facteur principal pour obtenir un fonctionnement correct est de faire chuter le relais de voie pour des valeurs de résistance de shunt des voies les plus élevées possible, la résistance de shunt limite étant celle qui, appliquée entre les rails, réduit le courant dans le relais à 1'intensifs maximum de chute de celui-ci.
On a recours, dans certains cas, à des sensibilisateurs de relais de voie conjugués ou non avec des régulateurs de tension.
Il arrive toutefois que, dans certains cas, l'état de surface de la voie et des roues des véhicules, le mauvais isole- ment des rails, ne permettent pas d'obtenir une valeur de shunt limite assurant toute sécurité dans le fonctionnement du relais de voie au passage de tous les véhicules et des ratés peuvent avoir lieu.
La présente invention, due aux travaux de Messieurs Edmond CAILLE, Pierre LAZE et Georges MAURIN, a pour but de remédier à ces inconvénients et de réaliser un circuit, de voie inductif d'une grande sensibilité et d'un fonctionnement très sur. ladite invention présente les caractéristiques salvatnes considérées isolé',,;.ont ou suivant toute combinainson:
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1 ) On utilise un circuit magnétique régnant tout le long de la section de voie considérée et comprenant à l'entrée de la section au moins un enroulement émetteur et à la sortie
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au moins un enroulement r3cep-lu-ou.-, ce circuit se trouvant shunta, maGnétiqu8ment, par le passage du véhicule sur la section de voie considérée et ledit enroulement récepteur êtant connecté au relais (1,-, voie;
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2 ) dans un premier mode de Téalization, tout le circula magnétique est indépendant des rails de 1 voies 30) dans un autre mode de r0alirH..i.U.on, ID. partie principale du circuit Magnétique précité '3:3t constituée par les rails de la voie ;
4 ) le circuit magnétique présente, du cô!;;.!; de l'enroulement récepteur., au moins un entrefer ; ze pour contrôler une plus grande longueur de v01.Q on utilise pour une telle section de voie, au moins trois 0l1.' roulements sur le circuit magnétique, les deux extrades étant utilisés pour l'émission et le médian pour la réception ou
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a.TIV .? ,.-i E.';72i:110.
6{J) dans le circuit reliant l'enroulement réceptour précité au relais de voie est introduite une inductance à circuit magnétique dans lequel la densité de flux estr relativement
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élevée et correspond à la partie de -:1 courbe de ss.tuz..io?1 z:z;.;rzxcLze nu de perméabilité au-delà du point d'inflexion à partir duquel une diminution ou une augmentation di cc¯.r.x:p traversant l'enroulement de l'inductance j, occasionne une varia- tion relativement faible dans la chute de tension aux bornes de l'enroulement;
7 ) dans le circuit reliant l'enroulement précité au relais de voie est également introduit un condensateur pour neutraliser l'action de l'inductance précitée au-delà d'une certaine valeur d'intensité ;
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8 ) dans une variante du dispositif décrit aux paragranphes 6 et 7 , le relais de voie est alimenta par un enreuo- lèvent supplémentaire couplé par le circuit magnértiques précité à l'enroulement récepteur précité dans le c@reuti duquel sont placé s l'inductance et le condensateur prévus sous 6 et 7 .
9 ) l'enroulement émetteur est alimenté à l'aide d'un courant unidirectionnel dont on alterne la polarité et l'enrou..., lèvent récepteur est relis à un groupe d'organes électriques assurant la fonction de relayage de la voie pour la traduire en indication et/ou commande de sécurité, ce qui permet de relier directement, sans ad jonction de réactance additionnelle 11 enroulement récepteur au relais déterminant ladite fonction de relayage.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé sur lequel on a repré- senté, schématiquement et à titre d'exemples seulement., divers modes de réalisation de l'invention.
Sur ce dessin : - la figure 1 représente un circuit de voie établi suivant un premier mode de réalisation de l'invention ; - les figures 2 et 3 représentent des variantes des circuit:;, de voie représentés sur la figure 1; - la figure 4 représente une partie d'un circuit de voie modifié suivant une autre réalisation de l'invention;
- les figures 5 et 6 représentent le diagramme de Kapp pour des transformateurs dont lec bobinages primaires et secondaires sont fertement découplé ce diagramme Remettant l'explication des phénomènes qui se passent dans le mode de réalisation de la figure 4 ; - les figures 7 et 8 sont des daigammes vectoriels de tondions se rapportant au Mode de réalisation c 3 la figure 4;
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- la figure 9 est une partie d'un circuit de voie constituant une variante de celui représenté sur la figure 4;
- la figure 10 est un schéma des circuits de voie avec une alimentation pseudo-continue à polarité alternée pour l'enroulement émetteur du circuit de voie inductif et avec transformation du mouvement du relais de voie en indication fixe utilisable directement; - la figure 11 représente une variance du dispositif d'alimentation d'un enroulement émetteur utilisa dans le circuit de voie représenté sur la figure 10; - la figure 12 représente un autre mode d'alimentation de l'enroulement émetteur du circuit de voie directement par le contact d'un pulsateur; - la figure 13. montre un autre mode de réalisation du circuit d'alimentation de l'enroulement émetteur - du circuit , de voie; - la figure 14 représente le diagramme de temps corres pondant au montage de la figure 13;
- la figure 15 enfin représente un autre mode d'alimen- tation de l'enroulement émetteur placé dans le circuit magné'- tique,
Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, au lieu d'utiliser les roues et l'essieu du véhicule pour court-circuiter les deux rails 1 et 2 de la voie, comme dans les circuits de voie habi- tuels, on utilise ces roues et essieux pour shunter magnétique- ment la partie centrale d'un circuit magnétique.
Comme on le voit, ce circuit magnétique est constitué par deux bandes 3 et 4 qui constituent la partie principale du circuit magnétique et qui courent le long des rails 1 et 2 et par deux jambes 5 et 6 fermant ledit circuit magnétique.
Sur la jambe 5 est monté un bobinage ou enroulement 7 réuni à une source d'alimentation à courant alternatif non re- présentée sur le dessin,
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Sur la j;,,::b0 6 du. circuit i.'3=.1,.'.¯e:I C513 lilolZlÔ t2z.î ho(;in.";3 ou .ln (wroalc..lel1t 1.'JCcS;t::;u,r 6 qui e=-1 concocté de t01'..te façon conveimble :3:1 relais de voie non. représenté sur la figure 1 et qui sertj ao:iJe :1. l' ordi:lairo, à assurer Ijs opérations nécessaires de signalisation;, des entrefers 9 pcuvont eure prévus entre les bandes 5 et 4 et la ja.i-.ibe G d8 le but de favoriser les fuites par les roues et les e3;:Lt.''':':'1: des véhicules.
Au passage des véhicules, les roues et essieux offrent un chemin de fuite au flux émis par la bobine 7 pendant tout le temps du déplacement desdites roues entre les jambes 5 et 6 et la tension induite par le flux résiduel dans la bobina 8 se trouve réduite pendant ce temps.
Contrairement au circuit de voie normale il n'est pas nécessaire qu'il y ait contact entre les roues et les parties 3 et 4 du circuit magnétique pour assurer la détection des passa.-
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gens ; les déséquilibres des courants de traction dans les izailr; et le mauvais état du ballast sont sans aucune action sur le fonctionnement de ce circuit de voie inductif.
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Dans la vacante représentée sur la figaro 2, on a remplacé les cotés 3 et 4 du circuit magnétique de la fisuro 'i par-.' les rails de roulement eux-m<!mes 1 et 2, Dans ce cas, le mont::<', est plus simple et plus économique. Le shunt magnétique décrit précédemment à propos d3 la fi;3ure 1.1 au lieu de se faire ...:::?::::> le jo-tes inférieures ou extérieures des roues, se fait dirE(.;C",'.;1t [''l1'' le bandage des roues, ce qui revient au mlJ1e" Sur la fi2;1..tre 3 on a représenté une disposition de circuit i; t.:aLjt?J =:lE.' };;l'.:lct :'::l.l1t ds contrôler une plus j'!:xtr.e.: 10/1 :':'11.;iL' i voie. cc ..iode de réalisation p:.llJtic'J:.lier, ori .).. ;iu : ui circuit; '1''''-'"''''''t..." simplifié, !'''''''''l''-'':::, ,'1. 't 0-3 lui de le. ±:
jure 2 dans 13q-,tel on utilise 30.3' constituer loe, :::.::t1.c :-,!'1,:::.,:,:,:",',10 du circuit :::';!1.'Jtiq'J.G, les rails 1 et 2 dr- 1. -:0].0.
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Dans cette réalisation, on utilise deux bobines d'émis- sion 10 et 11 reliées à la source de courant (non représentée) et une bobine 12 reliée de façon convenable au relais de voie.
On pourrait d'ailleurs adopter la disposition inverse et utiliser les bobinages 10 et 11 pour la réception et la bobine 12 pour l'émission. Les bobines 10 et 11 peuvent être asso- ciées en montage série ou parallèle et le circuit magnétique auquel elles sont associées est, ou non, pourvu d'un entrefer.
Sur la figure 4, on a représenté le mode de réalisation du circuit par lequel 11 enroulement récepteur 8 peut alimenter le relais de voie 13 en vue de réaliser un ensemble très sensi- ble et de réaliser statiquement les variations de la tension sccondaire, sans variation de la tension primaire.
A cet effet, on introduit dans le circuit reliant l'en-' roulement du relais de voie 13 (avec eu. sans l'intermédiaire d'un redresseur) au bobinage récepteur 8, une inquctance 14 à circuit magnétique dans lequel la densité do flux est relativement élevée et correspond à la partie de la courbe de saturation magnétique ou de perméabilité au-delà du point d'inflexion à partir duquel une diminution ou une augmentation du couran traversant l'enroulement de l'inductance occasionne une variation relative- ment faible dans la chute de tension aux bornes de l'enroulement
On introduit également dans ce même circuit qui relie l'enroulement du relais de voie 13
au bobinage récepteur 8, un condensateur 15, soit directement, comme dans l'exemple représer té sur la figure 4, soit au moyen d'un transformateur élévateur.
L'introduction de ce condensateur 15 dans le circuit a pour effet de neutraliser l'action de l'inductance 14 et cela, seulement au-delà d'une certaine valeur d'intensité.
Pour bien comprendre le fonctionnement de la disposition représentée sur la figure 4, on se référera aux fibres 5 à 8.
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1. des ài#=i <.=-..,::s =-c Il.app sunt L>c#<ecR5 plus ipc.i.'T..-..nt... li =;;¯s les tr ts c 1-=r=s:t e"=r # normalement o.=.pl éi .
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La fleuri.:; 5 zog.-.éJ*:-;.=> l* coù:saùra<:iioi.1 vectorielle Zd.Il[1<lili.ée à "ùl'l transformateur i± àiç:bi,i'¯gj;.3 "1;,20ùìplê àl?:lifl 1-?..- Jl.-, Et "'r"'Q-ur' relative du véc '. i-.z O L (soit 1.:) est -1#= = = iz-=: <.i. ;-.= :: Sur ce ài ,;r'a;-ce ".=ctoriel : CJ représente la terlL =" :)!.1. au secondaire CK l' t 2' .....+ :;>...., "'l' . décalée en arrière de l'sluc<par r.':'oort R. 0<µ JL les perdes ohx:iqaes lji"1 ies pertes selilqajs O14 la tension calculée en fonc-uion du rapport de trSl1SfOl'LIQ't,Ü,U..
Pour mie ér;== valeur de CE:, le triaiigle cTl=?,i reste constant en éçioendii#i,ii , i;:rTi,± son orienta-cion par rapport a OJ ..: É? Cllàà Éie à ' 6 : . =]...., a .
Un àéc;>iaj< 'un c.-..& c 1 ue l'intensité donne la construction vectorielle représentée sur la figure sur 1.a=.>ir;îlc# ,1,,.j = dû la fire 5 J1 LI - JL du la figure 5 '--!'1 1.1..? 2.::. -.....1.1.
"l ' C.-- voit '1'J.8 1#B fais: d'a-.-cir à:ic:alé en avant la direction de l'ine:.-..,j c:.: ;lÎeIl#±t d'obtenir '>Ql± fe:1,hì'511 secc.-daire b"±t..?;,1co-ip plus élevée et qu'il est ainsi possible de faire varier ZQ±5i>Jn secondaire sanB faire varier la t':::3:'Ç'l prinain.
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On obtient ainsi. le . résultat.. qui a éte indiqué précedemment du. fait de 1'introduction de l'inductance 14 dans le circuit d'alimentation du relais.,de voie par l'enroulement récepteur 8.
Sur le diagramme de la figure 7, les lignes OD et OC se rapportent aux tensions.pour une valeur de courant 01. Sur cette figure, OD est la tension self et OC la tension condensateur.
La self et le condensateur étant en série, la tension résultante est OD + OC OR, l'intensité 01 ayant un décalage arrière par rapport à la tension OR.
Pour une intensité plus élevée OI1 (voir figure 8) les vecteurs OD1et OC1 se rapportent encore respectivement aux tensions self et condensateur, mais avec des grandeurs respecti- ves différentes et la résultante OR1 est décalée vers l'avant d'un angle ss 1
On remarquera que, contrairement à la figure 7, l'angle entre la tension et l'intensité est passé du décalage arrière/? au décalage avant (5 1 .
Dans le mode de réalisation de la figure 4, la tension du relais 13 est relativement faible devant celle de l'inductance 14 et du condensateur 15 et intervient peu dans le fonctionnement recherché.
L'appareillage et le réglage sont faits de telle façon que pour une certaine valeur du flux dans la jambe 6 (voir figures 1, 2 et 3), il se produise une forte baisse de la tension dans l'enroulement 8 pour une faible diminution du flux et inversement une forte hausse de tension de l'enroulement 8 pour un faible accroissement de flux.
Ces fortes variations de tension produisent des variations de l'intensité dans le circuit secondaire, suffisantes pour actionner dans un sens ou dans'l'autre le relais 13 monté en série,
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Dans 11 variante .x.'s:i.'-'v'vs.i i4 frlr la filtre , le rcl1.i de voie 13 est alimenté séparément par un enrou.lc::10nt; supplémentaire 16 monté sur la jarige 6 du circuit :::az. t i qzte (voir iidarex 1, 2 et 5).
Dans ces conditions, l* enroulement principal 8 alimento uniquement l'inductance 14 et le condensateur 15 et le relais d voie 13 se trouve soumis aux variations de la tension secondair induite dans le bobinage supplémentaire 1G.
A voie libre, le flux dans la jar,ztbe 6 est tel q;ti;; l'on se trouve légèrement au-dessus du flux provoquant des beuulonc élev0es en 8 et 16.
La. présence des roues dans la section de voie eonsldE+1:<., réduit ce flux au-dessous de cette valeur critique et produit 1-. réduction rapide de cette tension, ce qui provoque la. chute du
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relais 13.
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Ce relais 15 peut être un relais fonctionnant di=%cetc;.::.:l sous courant alternatif ou être constitué par un simple redres-
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seur-relais à courant continu.
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On va décrire maintenant des dispositions pel':.llel.ïtr.U1G de r.ô du 1 1, c , voire de sUP9rÍ.iler" l'emploi de réactances additionnelles, telles que 14 et 15 (voir figures 4 et 9). A cet ei1'et, on - alimente d'une façon générale, l'enroulement émetteur 7 pU.X' un
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courant unidirectionnel dont la polarité est alternée et on
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relie l'enroulement récepteur 8 à un Groupe dfol"'Gan0G électrique. assurant la fonction de rela;,-ase de la voie pour 1'.!. tr>.haLr-e cn indication et/ou co::::."!a.::1de de sécurité.
Sur les fibres 10, 11, 12, 13 et 15, on a =t-'..Ws:.aU'T3e:.. divers exemples de réalisation dans lesquels CG tl'c,'J,,!c '2.)11111(; 11 caractéristique C û-S.s¯1S indiquée.
Sur la 11<-,!;: 10.. on i rl-::"Z:;:-1:ao'; un. 1;.t:.<i0 c1¯- :,":!..I.t::;:¯,4+;i{jjJ dJ.l1:'"i lequel le b\J1):!.1:a,e émetteur 7 est :.1...:...¯., l-:.tr ?¯'.': rt!l::....I1i.; continu ou psoudo-continu d z>¯zt 18..:,)::,--:. .: ,¯ , . ::.¯ ¯ = ,j 1 > =-e
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façon constante et permanente par les contacts d'un relais 17 commande par le contact 18 d'un pulsateur non représenté.
La source 19 est représentée dans l'exemple considère par une batterie d'accumulateurs. Elle pourrait être constituée par une batterie de piles, d'éléments à conductibilité asymétri- que redresseurs avec ou sans condensateur.
Chaque inversion dans la position des contacts 17a et
17b du relais 17 produit l'envoi d'un courant de polarité opposée à la polarité précédente, ce qui engendre une variation brusque du flux dans le circuit magnétique décrit précédemment.
Cette variation de flux donne naissance, dans le bobi- nage 8, à une force électro-motrice instantanée dont la polarité est fonction du sens de la. 'va.ric.tion du flux.
Dans ce cas., le relais 20 du type ploarisé stabilisé est relié directement au bobinage 8 et inverse la position de ses contacts 20a à la réception de toute impulsion inverse à celle qui lui a donné sa position primitive.
Ce relais 20 fonctionnera donc à la même cadence que le relais 17.
Comme on l'a décrit précédemment, dès qu'un véhicule s'engage dans la section de voie considérée au droit du circula maGnétique 3, 4, 5, 6, le flux résiduel est insuffisant pour actionner le relais 20.
Sur cette figure 10, on a représenté à titre d'exemple non lirai ta tif, un mode de transformation du relais 20 en indication fixe utilisable directement, tel que représenté et décrit entre autres, dans le brevet belge n 501.820 du 12 Mars 1951 au nom de la Société dite : THE UNION SWITCH and SIGNAL COMPANY.
Dans cet exemple, on utilise le circuit de contact 20a du relais 20, des relais 21 et 22 retardés à la. chute. Leur retard est tel qutune fois excités, ils ne chutent pas pendant le temps normal d'un battement du relais 20, de sorte que, dès qu'il y a battement régulier du relais 20, le relais 21 provoque
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il l <->:,el.ii:n ùLe r.-; <:c,ùtJ.ct 1,'1 *, ce r?J.5. j..oe#=i iit au relaie de s'exciter son tour.
Tout des batteents ou. des batto'c.Yts irreulie.T . de ter.lp::; a.;101';:fll" déter%;.il-i=;,nl :L'i ch'1- te du nIaLs 22 faisant fonction de relais da vc)ii--,.
D'autres r::l.l: s:,,,f, :,,- t3 av.;-0 t::. a 1s.for..:t-;\lr-Dlecteu::, ±1.à.t rs , etc....: pe r#;ie tt rt. Lcn - 'ussl de Ll'uir) le bat t e.ient du relais 20 en indication 1'i::o.
Sur la fisure il, on tri. représenta une variante du cuircuit d'alimentation du relais 17 de la iLgn >J ;précÉl<iente¯ Ce relais 17 est d'un type polarisé stabilisé à àeu=i enroulements indépendants 23...24.. ln bobinace 7 (primaire du circuit de vole inductif) est réuni à des condensateurs 25 ou 26 par l t inte:rné- diaire des contacts 17a et 17b du relais 17. Lorsque les contacte!
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17a - 17b sont déplaces vers la gauabe, le condensateur 25 est relié au bobinage 7 et lorsque les contacts 17a - 17b sont dépl;:, ces vers la droiùo, c'c-nt le ccndonsateur 25 qui est rcli' à ce même bobinageémetteur 7 .
La polarité des courants de charge des condensateurs est telle que le sens du courant dans le bobinage 7 change de sens à
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chaque batte:r.1ent du rolnis 17. Pendant qu'un des deux condensa- tcurs 25-26 est connecta au bobinage 7 (condensateur 25 sur la figure 11) par les contacts 17a - 17b, l'autre condensateur (26 sur la figure 11) se charge par les contacts 17c- 17d du relais 17, un redresseur 27 et une résistance 28.
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A l'inversion suivante, le condensateur 6 se dôc:r:al3C:':'': sur la bobine 7 alors que le condensateur 25 se chargera,
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D'auto part, cJ iue on le voit sur la figure 11, pour l cananiser l e fUl':'.1.";E:J.r on a nlié le bobinage 24. du relais 1 au condensateur 20, ,,-m' l'intr-'di.'?.ire d'un* résistance 20 el. le bobinage 23 du relais 17 au condensateur 2? par une r.JzLz- tarce 30.
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la valeur du courant de charge des condensateurs est limitée par la résistance 28 et, de ce fait, la tension du con- densateur augmente lentement. Lorsque la tension de charge du condensateur atteint la valeur d'actionnement du relais 20 (voi figure 10), ce dernier renverse son contact 20a, met en déchar@ sur le bobinage 7 le condensateur qui venait de se charger et. met en charge l'autre condensateur. Ce dernier fera fonctionner à nouveau un relais vers sa position primitive lorsque la ten- ;,ion atteindra celle du fonctionnement du relais et ainsi de suite.
Les résistances 29 et 30 permettent de régler la tension finale aux condensateurs. En effet, pour des résistances faibles le relais fonctionnera pour des tensions condensateur faibles et inversement, plus les résistances seront élevées, plus les tensions condensateur seront élevées.
La résistance 28 a pour effet de régler la cadence : cadence élevée pour une faible valeur de la résistance 28, cadenc lente pour une forte valeur de cette résistance. Chaque variation brusque de la tension du condensateur correspond à un fonction- nement du relais 20.
Dans le cas où l'on disposerait d'un pulsateur., les bobines 23-24 seraient alimentées directement par les contacts de ce pulsateur, la charge et la décharge des condensateurs se fai- sant de la façon qui a été décrite dans ce qui p@cède, Dans ce cas. @es fils d'allmontation passant par les résistances 29 et; 30 et les fils de retour au condensateur seraient naturellement supprimés,
D'autres procédés d'envoi de courant de commande pour- .-aient être employés.
A titre d'exemple non limitatif, on a représenté sur la figure 12 un mode d'émission où l'établissement du courant se fait directement par les contacts du pulsatour 31 dans un sens et la coupure de ce même courant d'alimentation le fait basculer dans l'autre sens.
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Sur la f.!.,J¯lPC 13, on a représente un autre I,.y:i:,t: c.bnt1 lequel le relais 20 (voir fi[]1.1'C la ) 11e fonctionnerait qu'u. 3s. coupure du courant dta1L.e::-lkl:'::ian, lequel a se0 polarisés Gibernées à chaque aetioime:àent. Le flu.:,:" ::. F0t::l:11sse:.cnt du cii:>cuit, confirmant la f!0:::itia:l du relais 20 sur cette f1;:;L':.:'0 1::;,.;0 on n9. représente que la bobine C.T.°:i.,'5.:I: 7. Dans ce Mot&e on utilise des relais 52 et 33 pour assurer les émissiez-, et les coupures de courant dans le bobinage 7.
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La fleure 14 rB-'13e.:¯:;e un d:t: l2.:.I(; de temps C\11JI1Cpondant. au montage de la figure 13.
Sur la ±1=ure î5, on a représenté une autre p;,i#-ibiJ-itJ d'alîmentation de l'enroulement <#'Ji:i1=-sion or du circuit ;8..S110tique. Dans cette disposition, les contacts 31 - 31b du puisa" leur 3'i coupent directement les C11'CI.',1 t s de charge et do décharge des condensateu.::'s 25 et 26.
Bien entendu, dans ce qui précède, les bobines et les relais peuvent être remplacés par des relais électroniques répondant aux impératifs de sécurité de la signalisation ferroviaire.