Installation de signalisation électrique à ligne de contact, appliquée à un réseau de traction et destinée à indiquer, en différentes stations indicatrices de ce -réseau, le passage du prochain véhicule. L'objet de la présente invention est une installation de signalisation électrique à ligne de contact, appliquée à un réseau de traction tel que par exemple de trolleybus, de tramways, de trains électriques, etc., et destinée à indiquer, en différentes stations indicatrices de ce réseau, le passage du pro chain véhicule.
Cette installation comprend, selon l'inven tion, d'une part, une source d'énergie électri que émettant, dans la, ligne de contact, un courant alternatif de signalisation et, d'autre part, des dispositifs de court-circuitage dispo sés sur les véhicules moteurs et conçus de ma nière à court-circuiter périodiquement le cou rant de signalisation. Les court-circuits pro duits sur les véhicules provoquent alors l'éta blissement périodique, le long de la ligne de contact, entre le point ;de raccordement de la source de courant et le véhicule, d'une ten sion de signalisation décroissante.
En chaque point intermédiaire, correspondant, par exem- ple, à un poste indicateur d'une station d'ar rêt, la tension de signalisation prend succes sivement, dans l'ordre de succession des court-circuits sur les différents véhicules en service, des valeurs proportionnelles @à la distance entre ces différents véhicules et le posta indicateur envisagé, ce dernier étant équipé d'un appareil indicateur fonctionnant seulement sous l'influence de la plus base de toutes les tensions auxquelles il est ,soumis, afin d'orienter le public sur le passage du prochain véhicule.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 sert à illustrer le principe de l'invention;
La fig. 2 montre le schéma général d'un réseau<B>à</B> courant continu de traction;
Les fig. 3, 4 et 5 montrent les schémas de différentes parties d'une installation de signalisation constituant la première forme d'exécution de l'objet de l'invention, et
les fig. 6 et 7 montrent les schémas de certaines parties d'une installation consti tuant la deuxième forme d'exécution de l'ob jet de l'invention.
Sur la fig. 1, 1 désigne une double ligne de contact à courant continu telle que. par exemple, pour le service de trclleybus, cette ligne 1 étant alimentée, d'une part, par le courant continu d e traction, d'autre part., par un courant alternatif de signalisation qui est superposé au premier. A cet effet, une source de courant la susceptible d'émettre une ten sion de signalisation constante et alternative est branchée à l'extrémité de la ligne 1 vers laquelle se dirige le trolleybus.
Chaque trol leybus, dont l'un est désigné par 11) sur la fig. 1, est muni, à part les organes de com mande électriques usuels (non représentés) tels que: moteur de traction, résistance (l-- démarrage, etc., d'un dispositif de eourt- circuita.ge le, :établissant un court-circuit entre les deux fils de la ligne 1. pour le cou rant alternatif de signalisation sans entraî ner de perturbations du courant continu de traction. Ce court-circuit. provoque une varia tion de la tension du courant alternatif de signalisation le long (le la ligne de. contact 1.
Cette tension est maximum à l'extrémité de la ligne oii se trouve la. source de courant<B>1't</B> et nulle au droit du véhicule (court-circuit)-. elle varie entre ces deux endroits selon une loi pratiquement linéaire, illustrée par la ligne droite a de la fig. 1. Or, en examinant le graphique de la fig. 1 et en adoptant les désignations suivantes:
U = tension constante à la source de cou rant 1 a,
<I>Us =</I> tension à la station d'arrêt S,
X = distance entre le véhicule 11) et la station d'arrêt S,
D --- distance entre la station d'arrêt. S et la. source de courant Iii, on voit que
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d'oii résulte
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Connaissant donc. d'une part, les gran deurs invariables L' et D, qui sont données une fois pour toutes, et, d'autre part, la grandeur variable L' s qui peut "être mesurée à la station d'arrêt S. en constate que la ten sion (Ts, mesurée à la station d'arrêt S, est directement dépendante de la distance X entre le véhicule lb et la station d'arrêt S.
Ceci est vrai pour chacune des stations d'arrêt vers lesquelles se dirige le trolleybus lb; au trement (lit, il est possible, à toute station d'arrêt, de se rendre compte de la distance du prochain véhicule en mesurant la tension du courant de sinalisation. Si, en plus, on ad rnet que tous' les véhicules circulant sur la ligne ont une vitesse commerciale constante, on peut déterminer, avec une approximation suffisante, le temps qui s'écoulera jusqu'au p assa- de la, voiture la plus proche de la 1-1c
station d'arrêt envisagée.
Au fur et à- mesure que la. distance entre la station S et le véhicule lb diminue, la ten sion au droit de cette station baisse progres sivement pour tomber à, zéro lorsque le trol leybus y parvient. La variation (le la tension de signalisation traduira fidèlement la varia tion de la distance entre station et véhicule.
Comme dit plus haut, il existe une rela tion simple entre la tension au droit d'une station e+ le temps qu'une voiture mettra pour y parvenir. Il suffira donc d'équiper les postes d'annonce aux stations d'arrêt de volt mètres, gradues en temps, qui renseigneront les voyageurs sur le temps qui s'écoulera jus qu'au passage de la prochaine voiture.
Plusieurs trolleybus peuvent circuler sur la même ligne. Bien qu'ils aient une source de courant alternatif de signalisation coin- mime, il est possible, à: chaque station, d'in diquer indépendamment le temps que mettra la voiture la plus proche pour parcourir la distance qui l'en sépare. Ce résultat peut s'obtenir à l'aide de l'un ou de l'autre des deux modes d'exécution suivants: 1 0 On rend le court-circuit des trolleybus intermittent à l'aide de contacteurs montés sur les voitures. Le jeu de ces contacteurs, dont les périodes d'enclenchement sont arbi traires, permettent à chaque station de me surer les différentes tensions de signalisation qui correspondent aux positions des divers véhicules en service.
20 On enclenche périodiquement la source de courant .de signalisation au moyen d'un contacteur automatique monté dans le poste d'alimentation. Chaque voiture est alors mu nie d'un relais qui coupe le court-circuit établi sur le trolleybus lorsque ce relais est parcouru par le courant de signalisation.
Cette interruption de court-circuit se fait avec un léger retard, ce qui assure un bon fonctionnement à tous les postes d'annonce branchés sur le circuit entre la source de cou rant et le trolleybus. A chaque enclenche ment du contacteur, les courts-circuits des voitures sont coupés successivement par les relais dans l'ordre de succession des véhicules, ce qui permet de mesurer les :différentes ten sions de signalisation qui correspondent aux positions des trolleybus. A chaque déclenche ment du contacteur, tous les relais reviennent à leur position de repos et enclenchent à nouveau le court-circuit, préparant ainsi le circuit pour une nouvelle mesure.
Dans les deux cas, seuls .la distance ou le temps d'arrivée de la voiture la plus rap prochée sont intéressants à connaître et c'est aussi la voiture qui provoque à la station, vers laquelle elle se dirige, la tension la plus basse parmi toutes celles correspondant aux diverses voitures en service. Il suffira donc que le voltmètre soit agencé ;de telle façon qu'il n'indique que la plus basse tension (dif férence de zéro) de celles qui lui seront ap pliquées. Cette dernière remarque peut être facilement vérifiée sur le graphique de la fig. 1.
En effet, on peut remarquer sur ce graphique que, au véhicule le plus proche de la station d'arrêt S', correspond, à cette sta tion, une tension de signalisation Us, tandis qu'à un véhicule plus éloigné, correspond, à cette même station, une tension de signalisa tion Usl plus grande que Us.
La fig. 2 montre le schéma général d'un réseau à courant de traction pour trolleybus, ce réseau comprenant trois lignes de contact différentes désignées par 1, 2 et 3, la ligne 1 allant de a' à a2, la ligne 2 de b1 @à b2 et la ligne 3 de c' à c2. D'ans ce schéma sont -dési gnés en outre par d les véhicules en circula tion sur ce réseau, par e les postes 'annonce prévus aux stations d'arrêt,
par g les con duites d'alimentation des lignes de contact en courant continu de traction et par f les postes d'alimentation ,de ces mêmes lignes de con tact en courant alternatif de signalisation.
Dans le cas où, comme il est montré à la fig. 2, deux (ou plus de deux) lignes de trolleybus circulent sur un tronçon commun de ligne @de contact, on choisira autant de fréquences de signalisation différentes qu'il y aura de lignes et on équipera chaque station d'autant d'appareils de mesure qu'il y aura de fréquences.
La sélection entre les diverses tensions à mesurer se fera à l'aide de filtres appropriés i' qui seront décrits plus en détails dans ce qui suit. De cette manière on peut, pour chacune des différentes lignes de trolley bus, indiquer séparément le temps (distance) qui s'écoulera jusqu'au prochain passage d'une voiture.
Tous les points d'alimentation et d'utili sation du courant de traction sont munis de filtres i' qui isolent les circuits de traction des circuits .de signalisation.
Plus particulièrement, les filtres i2 évitent que le court-circuit réalisé sur le trolleybus ne soit alimenté par l'arrière. En effet, en considérant, sur la fig. 2, un trolleybus allant de c' à c2 en circulant à droite, on remar quera que, pour qu'il ne soit pas alimenté par l'arrière par la source de courant f, il faut qu'il y ait une coupure dans la ligne de .con tact au point de départ su trolleybus. La source de courant n'émettra donc le courant de signalisation que dans les fils de contact.
correspondant à l'arrivée du trolleybus en c'. Par les filtres i', on réalise la condition posée par la fig. 1, c'est-à-dire que le trolleybus doit se diriger vers la source de courant en laissant derrière lui une tension nulle.
Le rôle que joue les filtres ii peut être expliqué de la manière suivante:
Sur la fig. ?, les deux libres al-a= et V--b' ont un tronçon commun. Si on consi dère un trolleybus partant de al et circulant à. droite, on constate qu'au moment où il fera son court-circuit, le courant émis par la. source f en al (sur les fils de contact corres pondant à l'arrivée en al) pourra, circuler dans trois circuits en parallèle; la boucle a\, la boucle bl et la boucle b-. Il en résultera une perturbation de la répartition de la ten sion le long du seul circuit qui intéresse.
c'est-à-dire de al-a=. Il est donc de toute importance que le courant du circuit al-a2 ne puisse circuler dans les boucles b1 et: b>. C'est la, raison pour laquelle on a prévu le filtre il en b\. En -l, par contre, il n'y aura pas de précautions particulières à prendre, puisqu'on doit v aménager un filtre du type i2; celui-ci devra, cependant s'opposer également au passage de la. fréquence émise en al.
Il v a d'ailleurs encore une autre raison qui nécessite la présence des filtres il. Lors que le trolleybus allant de al à cr\, et circulant à, droite, aura dépassé le point de bifurca tion entre<I>a\</I> et b2, il est aisé de voir qu'il v aurait alimentation du court-circuit du trolleybus par l'arrière par l'intermédiaire de la boucle b2. Le filtre il en b , accordé sur la fréquence émise en al empêchera cette ali mentation perturbatrice de se produire.
Le même raisonnement peut également s'appli quer à la boucle b1.
Dans ce qui suit, on décrira, d'une ma nière plus détaillée, deux installations ser vant à la réalisation des deux formes d'exé cution signalées plus haut; la fig. 3 illustre le poste d'alimentation du circuit de signali sation, la fig. 4 le dispositif -de eourt-circui- tage prévu sur chaque voiture et la, fig. 5 un des postes d'annonce de la première de ces deux installations.
Le poste d'alimentation (fib. 3) comprend un alternateur monophasé 4 à fréquence ci tension constantes, cet alternateur alimen.- ta.nt le circuit de signalisation à, travers des circuits résonnants 8 qui s'opposent au pas- sage des courants de fréquences différentes de celui émis par l'alternateur 4. Un circuit résonnant 7 empêche le courant de traction de passer à travers l'alternateur 4.
L'alterna teur 4 est entraîné à vitesse constante par un moteur synchrone 3 alimenté par une source de couranii alternatif 11. La tension de Falternateur est maintenue constante au moyen d'un régulateur de tension 5. LTne im pédance 12 limite le courant de signalisation lorsque le trolleybus s'approche du poste d'alimentation. Le courant continu de trac tion alimente les cireuils d'excitation du mo teur 3 et de l'alternateur 4 et commande un interrupteur<B>l</B> ( pour l'enclenchement du mo teur 3 afin de permettre la mise en marcha ou.
l'arrêt automatique de ce moteur lors de l'enclenchement ou du déclenchement du cou rant de traction.
Un filtre ? jouant le même rôle que les filtres susmentionnés 2 s'oppose au passage des courants alternatifs de toutes fréquences dans la, ligne de contact 1 qui alimente las véhicules par l'arrière; un filtre 9 agit de même pour les circuits d'excitation des ma chines du poste d'alimentation.
Le dispositif de court-circuitage (fig. 4) prévu sur chaque véhicule comporte un con tacteur 6 qui. court-circuite périodiquement les deux pôles de la ligne de contact 1. Il est commandé par un moteur 32 par l'intermé diaire d'un réducteur de vitesse 12. Ce mo teur est alimenté par une source de courant auxiliaire 13 (batterie d'accumulateur par exemple).
Le cas échéant, ce moteur pourrait être alimenté par le courant de traction lui- même. Le circuit. de signalisation se ferme à, travers des circuits filtres 14 qui s'opposent au passage des courants de fréquences diffé rentes de celui qui intéresse le véhicule. Un circuit résonnant 1.5 permet de limiter l'ac tion du contacteur 6 au courant de fréquence appropriée à. l'exclusion du courant de trac tion. Un filtre 16 s'oppose au passage des courants alternatifs de toutes fréquences dans les circuits d'alimentation des organes de trac tion du trolleybus.
Le poste d'annonce (fig. 5) comprend un voltmètre 17 gradué en temps (en distance) et branché sur les deux pôles de la ligne de contact 1. Il est alimenté à travers des cir cuits filtres 18 qui s'opposent au passage des courants de fréquences différentes de celui qui doit être mesuré par l'appareil. Un cir cuit résonnant 19 empêche le courant de trac tion d'influencer le voltmètre 17 dont le cou rant d'alimentation est redressé par une valve 20.
Grâce à un disque de blocage 21 (disque dentelé avec cliquet par exemple) qui tra vaille en liaison avec un reliais 21a, l'aiguille 17a du voltmètre 17 ne peut se déplacer que vers le zéro de l'échelle, de manière à enre gistrer les tensions décroissantes qui lui sont appliquées au fur et à mesure qu'un véhicule se rapproche. Lorsqu'un trolleybus passe au droit @de la station d'arrêt, la tension aux bornes :du voltmètre 17 tombe ià zéro. A ce moment, l'aiguille 17a du voltmètre enclen che, au moyen d'un interrupteur de fin de course 17b, le circuit du relais 21a, qui libère le disque de blocage de l'aiguille 17a du volt mètre 17.
Cette aiguille peut alors, ;sous l'impulsion de la tension maximum de signa lisation qui apparaît toujours périodiquement, par suite -du jeu des contacteurs 6 (fig. 4) situés sur les voitures, regagner le haut de l'échelle du voltmètre 17, de manière à être prête à enregistrer les tensions décroissantes qui signalent l'approche de la voiture sui vante.
Pour éviter que le voltmètre 17 soit sensible à la tension nulle qui règne lors du court-circuit -provoqué par le contacteur 6 d'une voiture qui a déjà passé la station, le retour de l'aiguille 17a au zéro de l'échelle est empêché par un second disque de blocage 22 commandé par un relais 22a, à tension nulle, branché sur le circuit d'alimentation du voltmètre lui-même.
Dans la seconde des installations mention nées ci-dessus, le circuit -d'alimentation est, comme on peut le voir à la fig. 6, le même que celui qu'on vient de .décrire ci-dessus, à ceci près que le courant débité par l'alter nateur 4 est coupé périodiquement par un contacteur automatique 28. Ce contacteur 23 commande le déclenchement @successif de tous les relais de court-circuitage qui sont prévus sur les véhicules circulant sur la ligne; il est commandé, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 24, à partir du moteur 3 entraî nant l'alternateur 4.
Le dispositif de court-circuitage (fig. 7) prévu également sur chaque voiture, com porte ici un relais 25 qui court-circuite les deux pôles -de la ligne de contact 1 à travers des circuits 26 qui s'opposent,au passage des courants de fréquences différentes de celui qui intéresse le véhicule. Un circuit réson nant 27 (condensateur et bobine 28 du relais 25) permet de limiter l'action du relais au courant de fréquence appropriée à l'exclusion du courant de traction.
Le relais 25 fonctionne lorsque l'enroule ment (bobine de courant) 28 -est parcouru par le courant de signalisation; il' coupe le court-circuit établi sur le trolleybus et enclen che le circuit d'une bobine,de retenue (bobine de tension) 29 à travers un medresseur 30. Ce relais fonctionne avec un léger retard, ce qui permet à tous les postes d'annonce branchés entre le véhicule et le poste d'alimentation de fonctionner correctement. L'enroulement 29 maintient le court-circuit du véhicule ouvert aussi longtemps que le courant de signalisa tion n'aura pas été interrompu par le contac teur automatique 23 du poste d'alimentation.
En levant le court-circuit au moyen du relais 25 du premier véhicule, le tronçon du circuit de signalisation du trolleybus qui suit ce véhicule est mis sous tension au régime dé terminé par le court-circuit existant sur la deuxième voiture, ce qui permet aux postes d'annonces branchés entre ces deux voitures de fonctionner. Après un certain temps, le relais 25 de la seconde voiture fonctionne également; il lève le court-circuit de ce trolleybus de sorte que le tronçon de ligne de contact suivant -est mis sous tension. Les appareils d'annonce qui se trouvent entre la. seconde et la troisième voiture peuvent alors fonctionner.
De cette façon, le courant de signalisation se ferme successivement sur tous les véhicules qui se trouvent simultané ment sur la même ligne, ce qui permet le fonctionnement de tous les postes d'annonce qui signalent toujours l'arrivée de la voiture la plus proche, sans être influencés par les véhicules qui viennent de les dépasser.
Le temps d'enclenchement du contacteur 23 du poste d'annonce doit permettre le fonctionnement successif de tous les relais des véhicules circulant simultanément sur la même ligne. A chaque déclenchement du con tacteur, tous les relais reviennent à. leur posi tion de Repos et enclenchent à nouveau le court-circuit, préparant ainsi le circuit pour une nouvelle mesure, comme on l'a déjà fait remarquer plus haut.
Un filtre 31 s'oppose au passage des cou rants alternatifs de toutes fréquences dans les circuits -d'alimentation des organes de traction des véhicules.
Les postes d'annonce de cette deuxième installation sont les mêmes que deux décrits ci-dessus pour la première installation.
Il est évident que tout ce qui vient :d'être décrit pour un réseau de trolleybus à cou rant continu, avec ligne de contact à. deux fils, est valable pour le cas oui la ligne de contact serait à un fil avec retour du courant par la terre, ou encore, dans le cas de trac tion à courant alternatif de tous systèmes.
Le même système de signalisation peut éga- lem-ent être réalisé pour n'importe quel genre de traction, .autre que la traction électrique (vapeur, Diesel, etc.), par l'aménagement d'un fil de contact ou d'un troisième rail spécialement prévu pour la signalisation.
De même, sans pour cela. sortir du cadre général de l'invention, on peut utiliser comme source de courant la de la fia. 1, non seule ment un alternateur, comme indiqué à titre d'exemple, mais encore tout autre appareil générateur de courants alternatifs, tels que: circuits oscillants, vibreurs, commutateurs, etc. En outre, le courant de signalisation, qui a été mentionné comme étant du courait alternatif peut, tout aussi bien, être du cou- rant pulsé, c'est-@à,-dire un courant obtenu par redressement d'un courant alternatif.