Installation électrique de signalisation pour chemins de fer. La, plupart des installations électriques de Signalisation pour chemins de fer com- prennent, sur le train, un ou plusieurs balais destiné,: à venir en cas de danger en prise avec un organe placé sur la voie (par exemple un crocodile) de façon à fermer ou ouvrir un cïr- cnit électrique placé sur le train.
Un grave in convénient de ces installations est dû à la dif ficulté d'assurer un contact parfait entre le balai et le crocodile, eu égard notamment à la vitesse des trains et aux conditions climatéri- ques (givre etc.) Ce défaut est. radicalement supprimé, conformément à. la présente inven iion:
celle-ci se rapporte à. une installation électrique de signalisation pour chemins de fer. comprenant, sur le train, un circuit élec- 1 rique et, sur l a voie, un organe, caractérisée en ce que, lorsque celui-ci est en état de fonc tionnement, il agit, par induction, lors du passage du train, sur ledit circuit électrique.
Le, dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple et schématiquement, différentes formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans la forme d'exécution de la fig. 1, le crocodile est constitué par un noyau 1, de sec tion rectangulaire, en substance ferromagné tique (formé de tôles assemblées, par exem ple), lequel est placé parallèlement à la vole (dans son axe généralement). Sur le châssis de la locomotive (ou de l'automotrice), est disposé un noyau 2 également en substance ferromagnétique (feuilleté de préférence), lequel porte des enroulements 3.
De cette fa çon, lorsque ce noyau arrive au-dessus du àro- codile 1, la. locomotive se déplaçant suivant 4, le circuit magnétique du noyau 3 se trouve fermé par 1, et il en résulte une variation sen sible de la réluctance de l'ensemble, si l'en- trefer n'est pas trop grand (un jeu de plu sieurs centimètres est admissible à cet égard si les dimensions du noyau 2 sont suffisantes). En déplaçant suivant 5 le crocodile 1, par un mouvement de translation obtenu mécanique ment lorsque les signaux de voie sont à une position déterminée, l'on peut à volonté* sup primer l'effet ainsi produit.
En tout cas, pour rendre sensible cet éffet sur là locomotive même, 011 peut (fig. 2) employer un alterna- teur 6, actionné soit par un moteur (à vapeur etc.) soit par un essieu (dans le cas de trac tion électrique, cette source 6 peut être sup primée, bien entendu) pour alimenter un ap pareil avertisseur 7, les enroulements 3 étant intercalés dans le circuit. Chaque passage au- dessus d'un crocodile se traduit alors par une variation du courant clans ce circuit et l'ap pareil 7 peut alors produire une action déter minée (serrage des freins, fonctionnement d'un sifflet etc.).
Cet appareil 7 peut être de tout type connu, sensible au courant alternatif. On pour rait même utiliser localement des courants polyphasés, par une extension évidente des schémas des fig. 1 et 2, et dans ce cas le récep teur 7 peut être un petit moteur couplé avec induit en court-circuit. Une autre solution (fig. 3) consiste à. diviser les enroulements portés par le noyau 2 en deux groupes, dont l'un 3' est alimenté par la source 6, tandis que l'autre 3" est relié à l'appareil avertis seur 7. Les enroulements 3' et 3" constituent un transformateur dans le circuit secondaire duquel se produisent des variations de courant lorsque le noyau 2 passe au-dessus d'un cro codile.
Là encore l'usage éventuel de courants polyphasés se comprend de lui-r_zême.
Dans le cas où l'alternateur 6 est entraîné par un essieu, l'on peut avantageusement le réaliser sous la forme indiquée schématique ment sur la fig. 4. Un plateau fixe 8 porte en 9 une série de noyaux sur lesquels sont dis posées les bobines induites 10. Le rotor com porte un arbre 11 sur lequel est disposé à, frottement doux un moyeu 12 qui porte les aimants inducteurs 13. La liaison entre 11.
et 12 s'opère au moyen d'un ressort spiral 14: de cette façon, aux très faibles vitesses, les aimants se trouvent arrêtés à chaque passage, vis-à-vis des noyaux 9, tant que le ressort 14 n'est pas suffisamment bandé et, lorsque ce lui-ci est assez bandé, ils sont déplacés ins tantanément: de cette façon, la force électro motrice induite dans les bobines 10 est en core assez grande pour actionner l'appareil 7. grâce à un déplacement intermittent et rapide. On peut entraîner directement l'arbre 11, au moyen d'un toc équilibré 15, attaqué, par exemple par un bouton de manivelle 16 de la locomotive.
Sur la fig. 5, l'on a représenté une forme d'exécution clans laquelle le paquet de tôles 1, constituant le crocodile, présente des entailles régulièrement espacées et contenant des en roulements 17 (supposés en anneau, mais pou vant aussi bien être établis en tambour). Le noyau 2 présente également des entailles mu nies d'enroulements 3 (même remarque que pour<B>17).</B> Les enroulements 3 et 17 peuvent être parcourus, par exemple, par du courant continu.
Lorsque le noyau \? se trouve au-dessus du noyau 1, il y a donc induction mutuelle entre les enroulements 1 % et 3, d'où encore possi bilité<B>(le</B> transmettre à l'appareil avertisseur, sans contact glissant, les signaux de la voie. On peut en effet alimenter notamment les en roulements fixes 17, au moyen d'un réseau à. courant alternatif, les enroulements 3 forment alors le secondaire d'un transformateur ali mentant l'appareil avertisseur: la source lo cale portée par la loco#_notive est alors sup primée.
Un avantage de cette disposition consian en ce que le mouvement de translation du ^ro- codile suivant 5 n'est plus nécessaire pour supprimer l'action de celui-ci. Il suffit pour mettre le crocodile hors d'état (le fonctionner de couper le circuit des enroulements induc teurs fixes 17. Le dispositif de la fim. 5 peut encore fonctionner suivant le schéma cle la fig. 2, l'enroulement 3 jouant le rôle d'unP inductance variable. Dans un tel cas, l'enrou lement 17 peut servir simplement à, action ner un appareil de contrôle placé à poste fixe.
Mais formé par une impédance con#-enable, il peut encore permettre à l'installation de fonctionner tout en évitant toute translation du crocodile, car la réaction du circuit secon daire ainsi constitué peut contrebalancer l'ef fet de la diminution de réluctance, et celle-ci ne peut donc se faire sentir que si le circuit en question est coupé: naturellement, cette coupure est opérée par un interrupteur Pom- mandé par les signaux de la voie. Enfin. il Va de soi que la disposition de la fig. 5 se prêle ïï, l'usage de courants polyphasés.
On a. supposé jusqu'ici qu'un entrefer à air est ménagé entre les épanouissements du noyau 2 porté par la locomotive et le crocodile de telle façon qu'il n'y a jamais frotte ment mécanique entre ces deux pièces. Mais ceci n'est pas indispensable pour obtenir pleinement le réel but de l'invention à savoir la suppression de contacts électriques glis sants. On peut aussi, en effet, monter le noyau 2 sur une suspension élastique analogue, par exemple à celle employée pour les sabots de contact clans les systèmes de traction élec trique avec troisième rail.
Les surfaces des deux pièces 2 et 3 pourront être recouvertes de plaques démontables, en substance conveDa- ble, diminuant le frottement et soumises seu les à l'usure. Cette substance sera de préfé rence non conductrice pour éviter ïe & cou rants parasites.
On peut aussi conserver l'entrefer à air, ioiit en disposant le no@-au 2 sur une suspen sion élastique. Le noyau fixe 1 sera alors bordé par deux poutrelles, en métal au besoin, sur lesquelles viendront frotter des galets ou des patins fixés au noyau mobile.
Toutes ces dispositions permettent de ré- cluire l'entrefer réel à. une très faible valeur et de diminuer par suite notablement les di mensions des noyaux.
L'entrefer pourrait d'ailleurs évidement être normal au plan de la voie au lieu d'être parallèle à ce plan.
On peut aussi remplacer les deux enroule- nients à noyau 3 et 17 par de simples cadres ans fer, parallèles, par exemple, a' plan de la voie et dont l'un est parcouru par un cou rant alternatif excitateur. Si le cadre porté par la locomotive est alimenté par un cou rant de fréquence suffisamment élevée, fourni par exemple, par une magnéto, un alternateur monophasé ou polyphasé, l'effet de réaction (les cadres induits placés sur la voie, lors qu'ils seront fermés, sera suffisamment ac- rusé même si la distance entre les cadres in ducteurs mobiles et les cadres induits fixes est de l'ordre de plusieurs centimètres (les dimensions des cadres étant de :'ordre du mètre).
Pour renforcer cet effet on peut d'ail leurs intercaler, dans les circuits des cadres fixes, des capacités convenablement choisies d'après la fréquence du courant inducteur, connectées par exemple en shunt aux bornes des cadres etc. Quant aux circuits installés sur la. locomotive ils peuvent comporter toutes les variantes indiquées précédemment, le fonc tionnement général de l'installation n'étant pas modifié; notamment l'appareil de signali sation peut être constitué par un moteur à in duit en court-circuit.
Enfin, la manoeuvre d'un signal peut simplement faire varier la valeur de l'impédance totale du circuit de cadre induit correspondant, sans qu'il. y ait coupure de ce circuit.
Au lieu d'employer comme source de cou rant placée sur la: locomotive un alternateur à fréquence élevée, on peut. utiliser dans le même but un circuif oscillant ayant une fré quence propre convenablement choisie. Ce circuit oscillant est disposé sur la locomotive, et se trouve excité en permanence au moyen d'un procédé connu quelconque: bobine de I@,uhmkorff alimentée par batterie ou dynamo, alternateur avec transformateur et éclateur du type tournant ou autre etc.
Ce circuit os cillant sera, par exemple, constitué par le cadre prévu précédemment (il pourrait agir également indirectement sur ce cadre); quant à, son passage sur un des cadres induits dis posés sur la voie, il pourra avantageusement être signalé en utilisant la variation de la fré quence propre du cadre inducteur par suite de la réaction exercée par le cadre induit lorsqu'il est excité.
En effet, si le circuit de ce dernier cadre est fermé sur lui-même, ou plus généralement sur une combinaison de réactance arbitraire, la fréquence propre du système oscillant primaire placé sur la loco motive sera modifiée notablement à chaque passage sur un cadre induit ayant -son circuit fermé, et cette modification pourra être utili sée pour signaler la fermeture du signal de voie, celui-ci commandant un commutateur faisant varier la constitution du circuit in duit placé sur la voie. Pour - déceler sur la locomotive la variation de fréquence propre, on pourra toujours employer un fréquence mètre de type quelconque, dérivé des fré quencemètres industriels, ou même des onde mètres de T.
S. F'. Ila is on peut aussi, pour obtenir un indicateur extrêmement robuste, utiliser la variation de l'effort mécanique exercé par lin enroulement intercalé (de façon quelconque) dans le circuit primaire et agis sant par induction sur un enroulement induit fermé sur un condensateur.
Selon que la fré quence du circuit primaire est supérieure ou inférieure à celle du circuit secondaire local ainsi réalisé sur la locomotive, l'effort méca nique exercé entre les deux enroulements a lin signe opposé et, par conséquent, peut ser- @ir à manrnuvrer un organe signaleur quel conque.
D'ailleurs, ces deux enroulement-,, peuvent être disposés sur des carcasses magné tiques en tôle feuilletée, et; notamment l'in duit peut être susceptible de pivoter à. l'inté rieur (le l'enroulement primaire, le phéno- méne étant analogue à celui appliqué dans les moteurs monophasés dits à répulsion.
Il va de soi que les dispositifs sus-décrits permettent la signalisation de signaux dis tincts aussi nombreux qu'on le désire.
On remarquera qu'aux vitesses suffisam ment élivées, l'enroulement inducteur 3 est le siège en réalité de deux forces électromotrices de réaction simultanées, l'une qu'on peut ap peler statique est due à la pulsation du cou rant de l'alternateur G, l'autre, d'origine dy- namique en quelque sorte, est due au mouve ment relatif des noyaux 1. et \'. Cette der nière peut être éventuellement utilisée pour renforcer la réaction produite sur le circuit inducteur de la locomotive au passage d'iin signal fermé.
En passant même au cas limite de la fréquence nulle, c'est-à-dire du courant continu (l'alternateur étant remplacé par une dynamo, une batterie etc.), la force électro motrice dynamique peut être suffisante polir produire à elle seule la réaction voulue et ac tionner le relais 7 (qui sera alors naturelle ment approprié à ce cas limite, du type dit polarisé, par exemple). Surtout dans le cas oit la source 6 possède une self inductance no- table, un condensateur sera avantageusement branché à ses bornes pour permettre à, la va riation de courant inducteur, au passage d'un signal fermé, de se développer librement.
Bien entendu, l'organe fixe sera, dans le cas limite envisagé, soit du type de la fig. 1 salis en roulements, soit même du type de la fig. 5; la mise en court-circuit de l'enroulement in duit 17 empêche en effet pratiquement toute variation de flux dans le noyau 2, et peut ainsi être utilisée à. signaler voie libre: Il<B>y</B> aura parfois intérêt, surtout avec du courant continu, à disposer les noyaux 1 et ? perpen diculairement aux rails de façon à augmenter la rapidité de la variation de flux.
Enfin, le profil en tous sens des noyaux en question demeure dans tous les cas arbitraire, que le noyau 1 soit pourvu d'enroulements ou non; en particulier, le nombre d'entailles sur cha cun de ces noyaux demeure arbitraire, et n'est pas néceçsaireinent le même pour les deus, quelle que soit d'ailleurs la valeur de la fré quence.