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L'invention se rapporte à un dispositif pour l'arrêt automatique de convois ferroviaires au moyen d'un. champ magnétique.
Les exigences toujours croissantes en vitesse et sécurité du trafic ferroviaire requièrent la possibi- lité de mettre à l'arrêt automatiquement le convoi lors- que l'indication de "circulation" n'est pas donnée par l'appareil de signalisation.
On a déjà proposé des systèmes devant résou- dre ce problème par l'emploi de la haute fréquence ou d'éléments photoélectriques. L'inconvénient de ces sys- tèmes réside principalement dans le fait que des ampli- ficateurs à lampes doivent être placés sur la locomotive, dont l'entretien en cas de fonctionnement rude et de
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secousses continuelles, toutes choses inévitables dans une locomotive, est assez coûteux. Un autre système déjà proposé, dans lequel des courants de code sont transmis à la locomotive par les rails de roulement et sont captés.au moyen d'àmplificateurs magnétiques, re- quiert une source:de.fréquence audible sur la locomoti- ve et des dispositifs onéreux sur la voie.
Un autre dispositif.déjà'proposé'aussi, dans lequel l'indication de signal' est.transmise par un accouplement galvanique au moyen d'un'rail isolé à la locomotive, ,nécessite un entretien'.soigné de la voie et échoue complètement dans des conditions opératoires humides et sans propreté.
Les systèmes .dans lesquels .'l'indication de signal est transmise magnétiquement à la locomotive fonctionnent sans dépendre en aucune façon des conditions atmosphé- riques et sontsûrs dans toutes les conditions atmosphé- riques. Il existe en principe deux genres de systèmes magnétiques de ce genre, à savoir un système avec- élec- troaimants, qui sont alimentés avec du courant de fré- quence audible à partir.d'une source installée 'sur la locomotive, et un système avec aimants permanents ou électroaimants, alimenté sur la voie en courant continu L'inconvénient du premier système réside dans la néces- sité d'employer une source de fréquence audible spécial sur la.locomotive; en outre, le contrôle de la partie de l'appareil montée sur la voie est impossible.
Le second'système échoue en cas de vitesses de convoi très petites.
Un dispositif simple et robuste, mais cepen- dant de fonctionnement sûr, pour le freinage' automati- que des convois,'est spécialement nécessaire lorsque la
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voie ne peut pas être maintenue constamment dans un état satisfaisant, lorsque le trafic est dense et doit suivre un plan de circulation de grande précision, et lorsque l'observation des signaux est rendue difficile par suite de brouillards denses fréquents pendant la majeure partie de l'année. De telles conditions se présentent par exemple dans les exploitations à l'air libre.
Un dispositif sûr,pour.le freinage automati- que des convois, doit remplir les conditions techniques suivantes : a) le convoi doit toujours être mis à l'arrêt lorsque le signal ne donne pas l'indication de "circulation", c'est-à-dire non seulement lorsque le signal rouge est allumé, mais aussi lorsque, par suite d'un dérangement,' il n'y a aucun signal qui s'allume.
Cè n'est seulement que lorsque la lumière verte s'éclaire que le convoi peut passer; b) le convoi doit également être toujours mis à l'arrêt lorsque dans le dispositif émetteur sur la voie et dan le dispositif récepteur sur la locomotive il y a un dérangement; c) la sûreté de fonctionnement de l'instrument doit être indépendante de la vitesse du convoi ; d) le bon fonctionnement de l'instrument ne doit pas dépendre des secousses ni des influences atmosphéri- 'lues.. e) l'élément émetteur installé sur la voie doit pou- voir fonctionner avec sûreté tant avec des systèmes de signalisation mécaniques qu'avec des électriques, indé- pendamment de ce que les dispositifs signalisateurs
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sont alimentés en courant alternatif ou continu;
f) l'élément récepteur sur la locomotive ne doit pas nécessiter une source de courant spéciale.
Le dispositif selon l'invention pour l'arrêt automatique des convois répond à toutes ces conditions.
Il consiste en un émetteur magnétique sur la voie et en un récepteur magnétique sur la locomotive, récepteur qui contient un relais polari: - avec deux enroulements branchés en opposition, qui sont alimentés, à partir d'une source de courant, par l'armature de relais pro- pre et son contact de travail. Le dispositif selon l'invention se caractérise en ce que, en série avec. l'enroulement tendant à maintenir l'armature de relais en position opératoire, il est branché une bobine d'in- duction qui contient un noyau ouvert qui, lors du pas- sage de la locomotive sur l'émetteur appliqué sur la voie, est traversé par le champ magnétique de cet émet- teur, tandis que, en série avec l'enroulement branché en opposition, il est raccordé un relais de contrôle.
Le noyau de la bobine d'induction est construit de manière à ce que sa résistance magnétique s'abaisse soudainement lorsqu'il est traversé par un champ magné- tique extérieur.
L'invention est expliquée plus en détail à l'aide du dessin en annexe qui représente un exemple de réalisation.'
La figure 1 montre un schéma de connexions global pour un système électrique de signalisation sur la voie. Le dispositif selon l'invention se. compose en principe de deux parties, à savoir un dispositif émetteur monté sur la voie et un dispositif récepteur installé sur la locomotive.
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ldispositif de signalisation est alimenté de la manière courante à. partir d'une source de courant alter- natif ou continu au poste d'annonce fixe par un commuta- teur et des lampes de contrôle 1 et 2..Dans le circuit de la lampe de signalisation verté 2', est branché un redresseur 3 à un condensateur de filtrage 4. Sur le condensateur 4, une bobine 12 est raccordée en parallèle.
Cette bobine est enroulée sur une culasse de fer qui réunit en série deux aimants permanents dans l'émetteur installé sur la voie.
Au cas où le signal est en position "circulation" la lumière de signalisation'verte 2' s'allume et le flux magnétique excité à travers la bobine-12 supprime le flux magnétique.des aimants permanents. Ce résultat peut du reste être obtenu aussi d'une autre manière que celle, qui est représentée dans la figure.
Au cas où le signal est à la position "arrêt", la lampe de signalisation rouge 1' s'allume, la bobine 12 est sans courant et le flux magnétique des aimants permanents se ferme par l'espace d'air sur l'émetteur.
Le même cas se produit lors d'un grillage ou d'un déran- gement de la lampe verte, ou encore lorsqu'un quelconque des conducteurs du circuit émetteur est interrompu ou lorsqu'il se produit un court-circuit aux fils d'amenée à l'émetteur..... @
Au cas ou l'émetteur'opère conjointement avec un dispositif de signalisation mécanique, le système magné- tique est monté de manière à pouvoir tourner autour de l'axe longitudinal et il est raccordé au bras de signal de telle manière qu'en cas de levée du bras en la. posi- tion "circulation" il soit tourné avec la culasse d'ai- mant vers le haut, si bien que le champ magnétique se ferme à l'extérieur du dispositif récepteur.
Dans ce cas, la bobine 12 enroulée sur la culasse dans la figve 1 fait défaut.
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Le dispositif récepteur se compose de deux parties principales:¯du récepteur proprement dit et d'un élément de relais. Le récepteur est monté sur la locomotive de manière à pouvoir être traversé par le flux magnétique de l'émetteur. Il contient une culasse de fer 15 sur laquelle est enroulée une bobine d'induction 13. La culasse est conformée de telle façon que sa résistance magnétique s'abaisse soudainement lorsque le flux magné- tique qui lui est imposé par l'émetteur atteint une valeun déterminée. De ce fait il est créé, dans la bobine d'in duction 13, une-impulsion de tension.
.Dans la figure 2, on représente un exemple de réalisation d'une telle culasse. La culasse 15 est in-te rompue par une fente d'air dans laquelle est placée une armature de fer 16 qui tourne autour du centre et qui est maintenue par un ressort 17 en une position basculée Par l'action d'un champ magnétique, l'armature est tour- née et s'appuie sur des saillies de la culasse, la fente d'air est supprimée ou tout au moins notablement réduite et le circuit magnétique est fermé.
Le système de relais représenté dans la figure 1, du dispositif récepteur, est monté dans la cabine du con- ducteur du convoi. Il contient un relais polarisé avec deux enroulements 5 et 6 opérant en polarité contraire.
Le relais est alimenté à partir de la source de courant 8 de la locomotive par l'intermédiaire de son armature et du contact de travail 7. En série avec l'enroulement 5, lequel tend à maintenir l'armature 7 en position de travail, est raccordée la bobine d'induction 13 du dispo- sitif récepteur. En série avec le second enroulement 6 du relais polarisé est raccordé, par le contact de travail propre 10 du relais polarisé, un relais de contrôle 11.
D'autres contacts du relais de contrôle,non représentés dans les dessins, servent à la commutation d'un signal
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à lumière rouge et verte au poste opératoire du conduc- teur de convoi, ils excitent une sirène d'alarme et commandent le mécanisme de freinage de la locomotive.
Le système de relais est complété par une clenche de démarrage 9.
Le dispositif selon l'invention est prêt à fonc- tionner en abaissant la clenche 9 Lorsqu'on a abaissé la clenche 9, du courant s'écoule de la source 8 dans l'enroulement de relais 11. L'armature 10 est attirée et ainsi le circuit : source 8 - contact 10 - enroulements 6 et 5 du relais polarisé - bobine 13 - source 8 est fermé. Les actions des enroulements 5 et 6 s'addi- tionnent et le relais polarisé inverse son armature 7 en la position de travail. Lors de l'attraction de l'armature 10 du relais de contrôle Il,: d'autres contacts de ce relais dans la cabine du conducteur du convoi branchent un signal lumineux vert et la locomotive n'est plus freinée.
Après déclenchement de la clenche 9, le cou- rant s'écoule de la source 8 par le contact 7 d'une part à travers l'enroulement 5 et la bobine 13, d'autre part à travers l'enroulement 6, le contact 10 et l'enroule- ment 11. L'enroulement 6 agit alors en opposition à l'enroulement 5; étant donné toutefois que les ampère- tours de ce dernier l'emportent sur les ampère-tours de l'enroulement 6, l'armature 7 demeure en position de travail ; elle est cependant maintenue avec une force plus petite.
On va maintenant décrire l'arrêt d'un.convoi roulant lentement par le dispositif selon l'invention.
Le.dispositif récepteur est lentement traversé par le champ magnétique de l'émetteur. Lorsque le flux magné- tique, dans la culasse de la bobine d'induction 13,
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est suffisamment fort, l'armature 16 saute contre la culasse, et ainsi sa résistance magnétique est brusque- ment diminuée. L'accroissement soudain de l'intensité du'flux magnétique dans la bobine 13 crée'une impulsion de tension qui agit contre la tension de la source 8.
Bien que l'impulsion de tension ne dure qu'un court ins- tant, l'armature 7 du relais polarisé s'écarte du contact de travail et l'admission de courant, à partir de la sour- ce 8, est interrompue. Ceci occasionne également la chute de l'armature 10 du relais de contrôle 11, et d'autres contacts de ce relais remplacent la lumière de contrôle verte dans la cabine du conducteur de convoi par une rou- ge, mettent la sirène d'alarme en fonctionnement et dé- clenchent les freins.
Lors de l'arrêt d'un convoi roulant rapidement, les conditions de courant sont les mêmes que dans le cas précédent. Dans la bobine d'induction, l'impulsion de courant à court terme est toutefois suscitée déjà par simple induction dans la coupure rapide du champ magnéti- que, également lorsque l'armature 16 ne peut pas sauter sur les saillies de la culasse en raison de son inertie.
Au cas où le champ magnétique de l'émetteur est suffisamment fort et où la vitesse de circulation du convoi est élevée, il est créé dans la bobine 13 une for- te impulsion de tension lors de l'entrée de la bobine dans le champ magnétique et une seconde impulsion de tension, opposée, à la sortie du champ magnétique. La première impulsion de tension met le jeu de relais en action, comme décrit plus haut. La seconde impulsion de tension pourrait toutefois être commandée par le circuit bobine 13 - enroulement de relais 11 - enroulement de relais 5 et 6 - bobine 13.
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Par le courant obtenu, le jeu de relais serait de nou- veau placé en position prête à fonctionner. En vue d'éviter ceci, le circuit mentionné est interrompu par' le contact 10 déjà au moment de la première impulsion de tension.
Le dispositif selon l'invention est également mis en fonctionnement lorsque des dérangements quelcon- ques se produisent dans le dispositif installé sur la locomotive. Si par exemple-le raccordement du jeu de relais avec le récepteur proprement dit est interrompu, le courant à travers l'enroulement 5 l'est également, l'armature 7 retombe et ainsi la source de courant est mise hors circuit.. De ce fait, le relais 11 retombe également et l'impulsion de freinage est suscitée.
Lors de l'interruption du circuit du relais 11, l'armature 7 demeure en fait attirée, mais le relais 11 met à nouveau le convoi à l'arrêt.
En cas d'interruption des amenées de courant de la source de courant 8 au jeu de relais, les deux relais retombent également et il est ainsi engendré de nouveau une impulsion de freinage.
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