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Système de commande de trains
La présente invention concerne en général les systèmes de commande de trains et plus particulièrement les systèmes du type à l'induction intermittent.
C'est un fait bien connu que la courbe de freinage d'un véhicule ou d'un train varie avec l'inclinaison de la voie, cette courbe étant proportionnellement plus longue pour les pentes et proportionnellement plus courte pour les rampes.
Les systèmes de commande de la vitesse appartenant au ty-pe général.auquel la présente invention se rapporte, utili- sent un élément de commande, au moyen duquel la vitesse du véhicule peut être réglee à volonté, et cet élément de commande qui est de préférence une came possède un contour et une vitesse normale de mouvement calculés en corrélation avec l'état normal de la voie, c'est-à-dire la voie en palier de telle sorte que la courbe de réduction de vitesse se conforme à la courbe normale de freinage
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Pour que toutefois cette même conformité puisse être conservée dans le cas de pente ou de, rampe, il est nécessaire que la vitesse de mouvement de l'élément ae commande soit modifiée dans une mesure appropriée,
le mouvement de cet élé- ment étant retardé pour les pentes à cause de la plus grande longueur de la course de freinage, et étant accéléré pour les rampes à cause de la longueur moindre de la cuurbe de freinage,, Par un semblable réglage de la vitesse de mouvement de l'élément de commande il est possible de tirer le meilleur parti de la capacité de la voie tout en se conformant en même temps pleine- ment aux conditions de sécurité de la marche.
L'une des caractéristiques principales de la présente invention concerne la création d'un moyen de faire en sorte que la vitesse de mouvement de l'élément de commande de la vitesse dans soit déterminée juste avant que le véhicule entre/chaque section de blockmarche avec précaution et la création d'un moyen de faire en sorte que lors du passage dans le block, la vitesse de' mouvement soit telle qu'elle exige seulement que le véhicule se maintienne dans la courbe voulue de freinage pour cette section de block.
Une seconde caractéristique du système concerne la crea- tion de moyens à l'aide desquels le système établit une distinc- tion entre les 'signaux d'arrêt absolue et "les signaux d'arrêt qui peuvent être dépassés à faible vitesse après avoir été reconnus par le mécanicien.
Une troisieme caractéristique concerne la création d'un système dans lequel on prévoit des signaux ae cabine destinés à donner au mécanicien toutes les indications nécessa.ires, ce qui rend le système parfaitement adaptable au fonctionnement sans signaux sur le côté, de la voie entre les embranchemets les croisements, etc....
D'autres caractéristiques comprennent la création d'un type perfectionné d'élément sur la voie pour transmettre des impulsions de commande de la voie/au véhicule, d'un inducteur
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perfectionné fonctionnant sous l'action de ces impulsions, et l'utilisation d'un élément flexible pour cueillir les impulsions transmises.
D'autres caractéristiques concernent la création d'un système dans lequel la forme et la. construction du mécanisme employé pour obtenir ce résultat sont simples, peu coûteuses et reposent sur des principes fondamentaux solides aussi bien au point de vue mécanique qu'au point de vue électrique.
L'invention est re présentée aux dessins annexes dans lesquels: Les fig. 1, 2 et 3 prises ensemble montrent scnémati- quement le mécanisme de commande de la vitesse appliqué à un véhicule.
La fig 4 montre des détails de construction de certaines pièces de l'appareil qui ne sont pas représentées très cla.ire- ment à la. fig. 2.
La fig. 5 représente l'indicateur de la commande de vitesse qui est porté par: la cabine du véhicule.
La fig. 6 est un diagramme montrant, puur différentes sections de la voie, les courbes de réduction de vitesse qui doivent être suivies exactement lorsqu'on passe dans ces sections et qu'on dépasse des signaux de précaution, ainsi que des élé- ments de voie pourvus de circuit de commande superposés à un système de signalisation supposé existant.
La fig. 7 montre une coupe de la voie en élévation avec un élément de voie fixé à celle-ci. L'élément de voie est représenté en coupe par la ligne A-B de la fig. 8. On a repre- sente sur la voie suffisamment de la locomotive pour permettre de montrer une vue en bout de l'inducteur de la locomotive, relié à une boite à graisse de la locomotive.
La fig. 8 est une vue de coté en élévation de la fig. 7, sauf qu'à la fig. 8 on n'a, représenté aucune partie de la roue de la locomotive et l'aimant de voie est représenté au complet, une partie seulement des couverclesde l'inducteur et de l'aimant etant enlevée.
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La fig. 9 est une vue de dessus de l'inducteur de la locomotive, représenté aux fig. 7 et 8
Avant de décrire le fonctionnement du système dans son ensemble, il est préférable de décrire la construction et le fonctionnement de l'appareillage représenté à différentes figures
La soupape électro-pneumatique EPV représentée à lafig. 1 est du type général utilisé sur les locomotives dans les systèmes de commande des trains, tandis que '1'organe de commande' associé consiste en un cylindre 11, un piston 12 et une manette spéciale @ de freinreliée à une soupape de frein existante de type normal.
Le mécanisme de commande de la vitesse représenté à la fig. 2 est en pratique monté de façon appropriée et enfermé dans des logements situés sur la locomotive. Cet équipement comprend un indicateur de vitesse comportant un régulateur centrifuge 55 et un disque indicateur de vitesse 53 actionné par un arbre 54 qu est constamment relié par une transmission à un essieu de la locomotive par l'intermédiaire d'un dispositif détecteur de couple moteur 83, 87 (fig. 3) un arbre flexible 88, des roues dentées coniques 89 et 90 et l'arbre 97.
Avec cet indicateur de vitesse coopère un bras 65) indiquant la vitesse admissible et portant deux contacts 52 de commande du frein destinés à être actionnés par le disque de l'indicateur de vitesse. Le bras 65 est disposé de facon à être normalement maintenu dans une position soulevée par un aimant 40 de commande du frein, mais il est disposé de façon à être libéré et abaissé d'une manière variable suivant la nature des sections de voie rencontrées.
La vitesse de mouvement du bras 6 5 par rapport à la vitesse de mouvement du train est modifiée par un mécanisme se trouvant sous la commande d'un aimant 41 choisissant la pente. cet aimant se désexcite en quittant une section pour permettre à un secteur denté 48 porté par lui de venir en prise avec un pignon 78- continuellement actionné par les roues dentées 60', la roua de vis sans fin 60 la vis sans fin 6, l'arbre 58, la roue de vis sans fin 57 et la vis sans fin 56 sur l'arbre
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de l'indicateur de vitesse.
Apres une certaine distance de déplacement du train, une broche 77 rencontre une bielle 7u ou 70' suivant le sens du mouvement, et si l'aimant 41 de sélec- tion de pente n'a pas été réexcite cette broche déplace la bielle avec laquelle elle est en contact vers la périphérie d'une paire de surfaces d'embrayage 61 (voir fig. 4). Au moment voulu l'aimant de frein 40 est désexcité et l'aimant d'embrayage 5,9 est excité pour y fixer par pivot la bielle et l'armature 46 de l'aimant 40, avant qu'elles aient eu le temps de tomber.
L'armature 46 et le bras associé indiquant la vitesse admissible sont alors emportés vers le bas à une vitesse dépendant à la fois de la vitesse du train et la distance du centre à laquelle la bielle a été attachée aux disques 61.
Le bras 65 indiquant la vitesse admissible pivote sur un organe coulissant 63 et il a une forme telle que par le coulis- sement de cet organe sous la commande d'une vis 64, il peut être abaissé ou soulevé'pour indiquer normalement toute vitesse maxima admissible désirée. Le changement du pivot par rapport à la détente 69 intervient également pour faire varier la vitesse à laquelle le bras 65 opère. Plus le bras est'bas, moins il est déplace par l'élément 69 et la vitesse du mouvement sera diminuée.
Le dispositif détecteur de torsion 83-87 est représenté dans sa position normale et fonctionne conjointement avec un aimant ? pour empêcher que la locomotive soit utilisée lorsque la connexion d'actionnement entre l'essieu et l'indi- cateur de vitesse est rompue.
Avant de décrire le fonctionnement du système en détail, il est préféable d'expliquer la construction et les principes de fonctionnement de l'inducteur de la locomotive et de l'aimant de voie qui coopère avec celui-ci, et à cet effet on se rappor- tera aux fig. 7,8 et 9.
Le mécanisme de l'inducteur comprend une console lu2 dont une extrémité est fixée à une partie de la boite à graisse 106
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d'une locomotive et dont l'autre extrémité est pourvue d'une pece polaire ou d'un élément magnétique pour attirer l 1 armature
105 de l'inducteur. Un balai collecteur 104 est fixé à une extrémité d'une console 103 qui est faite en fer et est pourvue à son autre extrémité d'une pièce polaire puur attirer l'arma- ture 105 en l'écartant de la pièce polaire partant de la console
102. Ce calai 104 et la console 103 sont également fixes à la boite à graisse par un organe à nervure 101 fait en laiton ou en une autre matière non magnétique.
Comme le balai 104 est flexible, il peut être placé de façon à venir à proximité très grande des éléments de la voie lorsqu'il passe sur ceux-ci et il forme par conséquent un trajet efficace pour l'écoulement du flux magnétique entre eux. Une plaque non magnétique 120 est fixée aux consoles 103.et lu2 et sert de support pour un aimant en fer à coeval 121 et pour les vis de contact 122 et 123 qui sont toutes deux isolées du support 101. L'armature 105 est fixée avec pivotement, au moyen d'une console, au pôle supérieur ou paie sud de l'aimant en fer à cheval,dans un cir- cuit magnétique efficace avec celui-ci, de façon que l'armature même prenne la mime polarité.
Les prolongements de 102 et 103 polaires auxquels les pièces/sont fixées sont situés à proximité imme- . nord diate du pôle ue l'aimant en fer à cheval, de sorte que les pièces polaires situées sur les consoles 102 et 103 ont normale- ment la même polarité que la pièce polaire inférieure de l'aimant en fer à cneval. Ceci a pour effet que l'armature 105 est maintenue accolée sur chacune des pièces polaires vers laquelle elle est déplacée. Sur la pièce polaire fixée à la console lu3 se trouve fixé un enroulement 124 qui agit, lorsqu'il est excité, pour renforcer la polarité existante dans sa pièce polaire et pour affaiulir ou renverser la pularité de la pièce polaire associée à la console 102, de façon que l'armature soit attirée.
On a prévu un couvercle non magnétique apprvprié 105' qui coopère avec une plaque de base 107 'et protège le mécanisme des intempéries.
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L'aimant de voie servant à influencer l'armature d'induc- teur indépendamment de l'enroulement associé 12+ va maintenant être décrit. Deux aimants permanents 112 et 112', en acier au cobalt, sont fixés à l'intérieur d'un logement non magnetique
110 par des boulons spéciaux 206 et 111 et des pinces conju- guées 113 et 113'.Les extrémités supérieures de ces boulons sortent par des ouvertures appropriées du logement 10 et sont à fleur de la surface extérieure de celui-ci. Le boulon 111 sert à fixer l'une aes extrémités de l'aimant au logement et en outre il est utilisé pour fixer tout l'ensemble au rail de la voie par l'intermédiaire d'une bride en fer 114 et de boulons à crocnets 115.
La bride 114 est cnstante de telle façon qu'elle maintient le logement de l'aimant de la voie à une distance d'à peu près 7,5 centimètres du sommet du rail et elle a des proportions telles qu'elle forme un circuit magné- tique efficace entre le rail 100 et cette extrémité de l'aimant permanent. La surface supérieure du boulon 206, qui forme la pièce polaire opposée pour l'aimant permanent se trouve dans un plan parallèle au sommet de la vole, et l'autre extrémité du logement 110 est fixée au rail par une console semblable à 114 sauf qu'il n'y a pas de connexion magnétique en ce point. La construction d'éléments de voie utilisait las électro-aimants est la même, à part la substitution d'un électro-aimant à l'aimant permanent représenté.
Si l'on suppose que la pièce polaire 125 représente le pôle sud de l'aimant permanent, et que le collecteur à balai 104 de l'inducteur passe sur celui-ci, un circuit magnétique pour faire se mouvoir l'armature 105 vers son autre position est complété comme suit: De la pièce polaire 125, par le balai de collecteur 104, la console de fer lu3 et sa pièce polaire associée, et du pôle nord de l'aimant permanent repré- senté,par le rail de la vole, la roue,99 de la locomotive, son essieu et la boite à graisse 106, la console de fer 102-- et sa ce polaire associée.
Comme la pièce polaire associée à la, console 102 est maintenant en corrélation avec les pôles
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correspondants de chacun des aimants permanents, son attraction magnétique pour l'armature lu5 est considerablement augmentée, vu que les pôles dissemblables des deux aimants sont associés à la pice polaire conjuguée à la console 103, et l'armature 105 est par conséquent déplacée vers la position opposée.
Lorsque le balai 104 de l'inducteur dépasse l'aimant permanent de la voie, la polarité de la piece polaire associée à la console 103 est rétablie, mais ceci n'a aucun effet vu que l'armature lui- est sollicitée vers sa position opposée par la pièce polaire associée à 102 qui est normalement de la même force que celle associée à la console 103
Le fonctionnement du système va maintenant être expliqué.
Les différents circuits et appareils des fig. 1, 2 et 3 sont représentés dans les conditions normales de marche, aans lesquelles l'aimant 2z de la soupape électro-pneumatique, le relais à grande vitesse 25, le relais ae marche avec précaution 33,1'aminan de comande du frein 40, 1'aimant 41 de sélection de pnte, et le relais détecteur 82 sont tous normalement excités par un courant provenant d'une batterie de douze volts qui est portée par la locomotive.
L'aimant 41 de sélection de pente est excite seulement par un circuit renfermant l'armature d'inducteur 105 dans sa position initiale et, par consequent, il libère son armature 47 et le secteur 48 porté par cele-ci chaque fois que la locomotive passe sur un aimant permanent et 11 est actionné à nouveau par le passage au-dessus d'un électro-aimant excité, les polarités respectives étant choisies en conséquence. La bobine de rappel 124 est normalement désexcitée et n'entre en action que pour des signaux "d'arrêt absolu", ainsi que cela sera décrit dans la suite.
Un aimant de voie permanent et deux électr-aimants sont placés en série à la sortie de chaque section de block et un troisième électro-aimant est placé juste à l'entrée de chaque section de block comme le montre la tlg. 6.
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Si un train entre dans une section dans laquelle le sémaphore ou le signal latéral indique la voie libre, comme le montre le premier signal de block représenté à la fig. 6, les opérations suivantes se produisent: en passant sur l'élément de voie à aimant permanent, l'inducteur de la locomotive abaisse son armature de la position initiale dans la position opposée ce qui coupe le circuit d'excitation de l'aimant 41 de sélection de pente. L'armature de l'aimant 41 ne tombe pas d'une quantité suffisante pour rompre l'une ou l'autre paire de ses contacts 42 ou 43 parce qu'avant que ceci puisse se produire, la partie 51 du secteur 48 porté par l'armature rencontre le pignon 78.
Trois mètres de trajet du train font tourner le secteur 48 suffisamment pour que les dents 51 sortent de prise et que le secteur vienne en prise avec la pignon 78 par ses dents 50 ce qui permet à l'armature 47 d'ouvrir ses contacts 42. Avant que la locomotive ait parcouru 3 mètres à partir de l'aimant permanent, l'élément de voie à électro-aimant N 1 est rencontré. Gemme cet aimant est excité en cas de voie libre, ainsi que le mon- trant les circuits de la fig. 6, l'armature d'inducteur lu5 est raoattue de nouveau dans sa position initiale. Ceci provoque la réexcitation de l'aimant 41 et le rappel du secteur 48 avant que les contacts 42 du 43 se soient ouverts, ce qui empêche qu'il se produise quelque chose d'autre à ce moment.
SI maintenant la locomotive est sur le point d'entrer dans une section de block à marche avec précaution, comme le montre le second signal sémaphorique de la fig. 6, un aimant permanent intervient de nouveau pour provoquer la désexcitation de l'aimant 41 de sélection de pente.
Comme toutefois on est entré dans une section de block à marche avec précaution, l'élément latéral à électro-aimant N 1 qui est place à une distance de trois mètres de l'aimant permanent est désexcité à ce moment et 1'électro-aimant N 2 est excité à sa place comme le montr la fig.
6 et par conséquent le pignon 78 continue à faire tourner le secteur 48 Des que la locomotive a parcouru trois mètres,
1 le secteur 48 roule de la partie 51 sur sa partie 50, ce qui
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permet à l'armature de 1'aimant 41 de tomber suffisamment pour ouvrir le circuit du relais de grande vitesse 25 à l'endroit de son contact 42 En revenant dans son état normal, ce relais ouvre à son contact 28 un autre point de son circuit de verrouil- lage, à son contact 26 il retire la terre d'un des conducteurs de branchement s'étendant vers l'aimant 40, à son contact 27, s'étendant .il déconnecte la terre d'un circuit de branchement vers 1'enrou- lament de l'aimant 22 de la soupape électro-pneumatique,
et au contact 29 il ferme un point du circuit de fonctionnement de l'aimant d'embrayage 59 En même temps que le secteur il-8 a roulé au-delà de sa partie 51, la brocne 77 portée par celui-ci a rencontré le bras 70. A mesura que la locomotive avance, le bras 70 est déplace vers la périphérie des disques 61 (voir fig. 4) Lorsque le bras 70 est en un point intermediare l'électro-aimant N 2 est toutefois rencontré par la locomotive et il en résulte que l'armature d'inducteur 105 est rabattue de sa position alternée dans sa position initiale.
Comme.toutefois le relais 25 est désexcité à ce moment, le changement de l'armature d'inducteur de la position alternée dans sa position initiale ouvre le seul circuit restant de l'aimant 40 de commande du frein, le circuit de cet aimant s'étendant de la batterie par l'enroulement de l'aimant 40, les contacts 36 du relais 33, l'armature de l'inducteur dans sa position alternée et la terre.
L'armature de l'aimant 40 est empêchée de tomber, toutefois, par l'excitation de 1'aimant d'embrayage 59, excitation qui s'est produite lorsque son circuit a été complété de la terre par l'armature 1u5 de l'inducteur dans sa position initiale, les contacts 29 du relais 25 et les contacts 37 du relais 33. vn peut voir à la fig. 4 que le bras 70 est ordinairement suspendu entre deux surfaces plates 61 qui se trouvent sous la commande de l'aimant d'embrayage 59 Lorsque l'aimant 59 est excité, le bras 70 est fixé en un point intermédiaire entre la partie en retrait du disque et sa péripnérie, la situation exacte de ce point
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dépendant de l'inclinaison et de la longueur de la section de block particulière dans laquelle la locomotive circule.
Cette distance est déterminée par la distance entre l'aimant de voie permanent et l'électro-aimant N 2.
A mesure que la locomotive avance, le bras 70 et l'arma- ture attachée 46 sont graduellement déplacés vers le bas ce qui a pour résultat que l'organe pivotant 69 et le bras 65 indiquant la vitesse admissible sont abaissés par la came 98 à une vitesse dépendant à la fois de la vitesse du train et de la courbe de réduction de vitesse à observer, ainsi que c'est déter- miné par la pusltion de 70 par rapport à l'axe de la roue 6u.
La vitesse de chute du bras 65 peut toutefois être modifiée et recevoir n'importe quelle valeur désirée vu que sa vitesse de mouvement est automatiquement réglée à l'entrée de chaque section de block ou en un point de distance minima de freinage à partir d'un signal d'arrêt, en concordance exacte avec l'inclinaison à partir du point d'application du frein et le point où le train doit s'arrêter ou ralentir jusqu'à une vitesse inférieure déterminée. on n'a considéré jusqu'à présent que les fonctions de commande de l'inducteur et ses relations avec les indications de "voie libre" ainsique le commencement de la sélection de pente lorsqu'on rencontre les indications de "précaution" un décrira maintenant la commande effective des freins.
Comme un l'a indiqué précédemment, le type normal existant de soupape automatique de freinage est pourvu d'un "organe de commande" qui consiste en un cylindre 11, un piston 12 et une manette spéciale de frein 13. Un tuyau d'air approprié 14 relie le cylindre à la soupape. Le cylindre 11 est normalement en communication avec l'atmosphère par la soupape 15 et l'ouverture 16 et la pression d'air du réservoir principal agit normalement sur le diaphragme 17 pour maintenir la soupape 18 fermée et la soupape 15 ouverte. Un orifice de sortie 20 est toutefois prévu dans la chambre de haute pression 19, mais cet orifice est normalement fermé par un aimant /22.
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Le fonctionnement se fait comme suit :
Lorsque l'aimant 22 de la soupape EPV est désexcite, le diaphragme 17 se relâche après un certain temps déterminé dont la durée est déterminée par la surface de la soupape 20 et de l'orifice d'admission 21. Si par exemple la chambre à naute pression 19 est reliée à un réservoir et que l'orifice 21 n'est qu'un peu plus petit que la lamiers 20, l'élément de temps en question peut être considérable. En pratique toutefois, la construction de la chambre 19 et les surfaces relatives des lumières 20 et 21 sont déterminées de façon à permettre à la soupape 18 (reliée au diaphragme 17) de s'ouvrir en environ 6 secondes après la libération de l'aimant 22 de la soupape EPV.
Un sifflet W est prévu dans le but de provoquer la production d'un signal acoustique, immédiatement lorsque la soupape 20 s'ouvre, la pression dans la chambre 19 s'échappant dans l'atmosphère par le passage lu de sorte que si les circusstances le permettent, la mécanicien peut intervenir pour fermer la soupape 20 ainsi que celà sera décrit plus tard.
Il est à remarquer que les soupapes 18 et 15 sont fixées sur le même arbre, de sorte que l'ouverture de 18 ferme 15 et vice-versa. Lorsque 18 est fermé, la manette de freinage 13 peut être librement poussée Jusque dans la position normale "de marcher vu que le cylindre 11 est alors relié à l'atmosphère par la soupape 15 et l'orifice 16. L'une des bornes de l'aimant 22 est normalement reliée au pôle négatif de la batterie par les contacts 52 d'indicateur de vitesse et les contacts 96 de détecteur. L'autre borne de l'aimant est normalement reliée à la terre par trois branchements.
Un branchement s'étend par les contacts 35 et 27 des relais 33 et 25, respectivement; un autre branchement s'étend par les contacts 35, le conducteur 24 et les contacts normalement fermés 71 de la soupape électro- pneumatique EPV, tandis qu'un troisième trajet s'étend de la terre par les contacts de zéro 81, le conducteur 24 et les contacts 35 du relais de marche avec précaution 33.
Il est à remarquer que toutes ces connexions vers le côté mis à la
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terre de la batterie passent par les contacts 35 du relais 35 de marche avec précaution et par les contacts normalement fermés de la clef K de consta.tation. un voit d'après ce qui précède qu'aussi longtemps que les contacts 52 de l'indicateur de vitesse et les contacts 96 du détecteur sont formés, l'aimant 22 de la soupape EPV reste excité pour ce qui concerne ce coté de son circuit.
Si alors les contacts 52 sont mis à une auteur telle qu'ils ne sont pas ouverts tant que le disque 53 de l'arbre de l'indicateur de vitesse ne s'élève pas au-dessus d'une position déterminée, soit il() kilomètres à l'heure, les contacts d'indi- cateur de vitesse ne sont pas ouverts tant que cette vitesse n'est, pas dépassée.
Si la vitesse du train dépasse 110 kilomètres à l'heure, le disque 53 se soulève et ouvre les contacts 52, ce qui pro- voque la désexcitation de l'aimant 22. Lors de la libération qui en résulte de la soupape 20, de l'air s'échappe par le sifflet V pour prévenir le mécanicien de ce que si, à ce moment, la vitesse n'est pas réduite à 110 kilomètres à meure dans un délai de 6 secondes après que les contacts 52 se sont ouverts, une application des freins se produira, parce qu'à la fin de cette période de 6 secondes, le diaphragme 17 retombe en provoquant l'ouverture de la soupape 18 et l'ad- mission de la pleine pression du réservoir dans le cylindre de frein 11, ce qui déplace la manette de frein 13 Jusque dans la position de service.
Comme à part celà le circuit de l'aimant 22 n'a pas été dérangé, dès que la vitesse a été réduite suffisaient pour permettre aux contacts 52 de se refermer, l'aimant 22 s'excite de nouveau. Des que la pression dans la chambre 19 devient suffisante, les soupapes 15,, et 18 sont ramenées dans la position antérieure et le mécanicien peut alors ramener la manette de frein dans la position de marche.
Lorsqu'on dépasse un signal "à distance" Il ou un signal
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de marche avec précaution (qui indique que le signal suivant est à 1'arrêt") l'armature d'inducteur est de nouveau rabattue de sa position initiale dans la position alternée, comme on
1'a expliqué précédemment, pour ouvrir le circuit de l'aimant sélecteur 41 permettant au secteur 48 de tomber sur le pignon
78, qui fait rouler le secteur jusqu'à une position intermé- diaire se trouvant sur la distance entre les aimants de voie
N 1 et N 2, comme on l'a décrit précédemment. En conséquence, le circuit de retenue du relais 25 est rompu et il revient par conséquent à la normale comme on l'a expliqué plus naut.
Lors du passage sur 1'électro-aimant ? 2, l'armature d'inducteur 105 est ramenée dans sa position initiale, mais comme le relais 25 est désexcité à ce moment, son contact 26 dans le circuit de l'aimant de retenue 40, circuit qui est indépendant de l'armature d'inducteur, est ouvert et par consé- quent 1'ainant 40 est alors désexcité également.
En même temps, que se produit la désexcitation de l'aimant 40, l'aimant d'embrayage 59 est excité par un circuit s'étendant de la terre, par l'armature d'inducteur 105 dans sa position initiale, le conducteur 75, les contacts 29 du relais 25: et les contacts 37 du relais 33. Comme on l'a expliqué précédemment, le fonctionnement de l'aimant d'embrayage 59 fixe par pivotement le bras 70 et l'armature conjuguée 46 de l'aimant-40, de sorte que l'armature et le bras 65. commandé par celle-ci par l'intermé- diaire du levier 69 sont abaissés graduellement à une vitesse dépendant de la position choisie par le bras 70 sur les disques 61.
Si alors la mécanicien réduit la vitesse du train suffi- saunent pour empêcher le disque 53 de l'indicateur de vitesse d'ouvrir les contacts 52, aucune application automatique des freins ne se produit, mais s'il ne le fait pas, le circuit de l'aimant 2z de la soupape EPV est interrompu, ce qui, comme on 1'a expliqué précédemment, provoque l'application du freinage de service après un Intervalle de six secondes.
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on peut mentionner ici que le sifflet W est actionné pendant la période de six secondes et que par conséquent si le mécanicien est alerte, il sera en état de réduire la vitesse du train et d'empêcher qu'une application automatique des freins se produise.
Si au contraire Il ne le fait pas, à la fin de l'intervalle de six secundes les soupapes 15 et 18 sont amenées dans leur position alternative et les freins sont automatiquement appliqués.
Comme à ce moment le relais de grande vitesse 25 est désexcité &t que les contacts de zéro 81 sont ouverts, le seul trajet par lequel la terre était fournie à l'aimant 22 de la soupape EPV était le trajet par les contacts de soupape 71, qui s'est ouvert également lorsque la soupape a fonctionné; par conséquent, l'application des freins s'effectuera indépendam- ment de toutes les actions du mécanicien et 11 ne peut rien faire d'autre que d'attendre jusqu'à ce que le train s'arrête.
Lorsque ceci se produit, les contacts de zéro 81 se ferment et un circuit est rétabli pour l'aimant de la soupape EPV (les contacts 52 s'étant fermés dès que la vitesse du train a été réduite), la chambre 19 reprend la pleine pression au réservoir et le diaphragme 17 ferme la soupape 18 ce qui fait échapper dans l'atmosphère la pression d'air du cylindre 11 et permet au mécanicien de remettre le modérateur dans la position de marche.
Comme rien ne s'est produit Jusqu'à présent pour ramener le bras 65 et ses contacts associés 52 dans leur position maxima, le mécanicien doit maintenir la vitesse du train dans une limite déterminée par la position de ces contacts qui peuvent être dans une position intermédiaire au moment où. le train est amené à l'arrêt. Ces contacts continuent 1Laturelle- ment à se mouvoir vers le bas lorsque le train s'avance dans le restant de la section de block.
L'amplitude de la réduction de vitesse nécessaire pour empêcher une application automatique des freins lors du passage dans une section de block à marche avec précaution
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est telle qu'à la fin de la section le train se trouvera sous ce qu'on.peut appeler la commande à faible vitesse, qui est par exemple une vitesse de 32 kilomètres à l'heure. Les trains peuvent, en entrant dans des sections de block au buut desquelles se trouve un signal d'arrêt avec tolérance, dépasser le signal à la faible vitesse prescrite, pourvu qu'une constatation conveMule en soit faite.
Comme le montre la fig 6, lorsqu'on ren- contre un signal de ce genre, 1'électro-aimant associé N 3 est excité.Cet aimant est placé à une distance telle de limant permanent que le train parcourt une distance qui est suffisante Pour faire tourner le seteur 48 jusqu'à ce qu'il tombe de nouveau et que ses dents 49 viennent en prise avec le pignon d'actionnement lorsque ceci se produit, l'armature 47 tombe suffisamment pour ouvrir ses contacts 43 ce qui provoque la désexcitation du relais 33 de marche avec précaution et du relais 25 de grande viteswe Un instant après, 1'électro-aimant excité N 3 est rencontré et 1'armature d'inducteur 105 est rabattue de sa positiun alternative dans sa position initiale,
nais le fonctionnement de l'aient 41 ne peut pas à ce moment provoquer le retour à la normale du relais 33 de marche avec précaution ou du relais 25 de grande vitesse. La raison en est que le relais 25 ne Peut être excité que par l'intermédiaire de l'armature 105 dans sa position alternative, tandis que le relais 33 ne peut être excité que par 1'intermdiaite des contacts normalement ouverts de la clef de constatation K. Le relais 25,était déja nésexcite comme on peut le remarquer, lorsque le train a passé dans la section préalable de marche avec précaution.
En se désexcitant, le relais 33 de marche avec précaution ouvre le circuit de l'aimant: 22 de la soupape Epv, aux contacts 35, ce qui a pour résultat que le sifflet W entre en action A ce moment, un avaertissemetn pour le mévanicien est donne outre le sifflet, par la sonnerie de constatation AB, le circuit de cette soierie étant complété au contact 34 du relais 33 pour préverin le mécanicine de ce qu'un appli- cation automatique des freins ne peut être évitée que s'il
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usuel actionne la clef de constatation K dans 1, inter v ail-q7cLê six secoues.
Lorsqu'il actionne la clef, les contacts de ferme- ture de celle-ci complètent de nouveau le circuit de fonction- nement du relais 33 de marche avec précaution, et ce relais se verrouille comme précédemment. gour éviter que le mécanicien actionne constamment la, clef K, le circuit de l'aimant 22 de la soupape EPB passe par ses contacts de rupture de sorte qu'il est absolument néces- saire que la clef de constatation soit immédiatement ramenée à la normale après le fonctionnement du relais 33, car sinon les freins sont appliqués automatiquement. Il est à remarquer que le relais 33, en fonctionnant, met hors circuit, au con- tact 34, le sinal AB, ce qui sert à avertir le mécanien qu'il est temps de liberer la clef K.
Après constatation, le train peut continuer à marcher à faible vitesse, mais le mécanicien doit actionner la clef K à chaque signal subséquent d'arrêt avec tolérance qui est rencontré.
Aux signaux "d'arrêt absolu", il n'y a pas d'électro- aimants N 3 et par conséquent le secteur 48 est actionné jusqu'à ce qu'il tombe hors d'engrenement avec le pignon 78.
Dans ces conditions, le circuit de relais 33 est rompu comme précédemment poux le signal avec tolérance, mais aucun circuit d'excitation n'est complété de nouveau pour l'aimant 41 de sélection de pente et par consequent le circuit du relais de marche avec précaution 33 est interrompu en deux points, et 1'actionnemetn de la. clef de constatation sera sans utilité.
Le train doit alors ête amené à l'arrêt avant que le circuit du relais 33 de marche avec précaution puisse être rétabli.
Lorsque le train est finalement amené à l'arrêt, les contacts de zéro 204 sont fermés et un circuit est complété de la batterie par ces contacts, le conducteur 73, le contact
38 du relaisde marche avec précatuion 33, le conducteur 72 et par la bobine de rappel 124 associée au contact d'inducteur et la terre. La direction du courant dans cette bobine est
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telle que l'armature d'inducteur 105 est ramenée dans sa posi- tion initiale, avec ce résultat que l'aimant 41 desélection de pente est de nouveau excité et que ses contacts 42 et 44 sont de nouveau fermés.
L'action de la bobine de rappel en combinaison avec les contacts de zéro 204 est la même que celle qui s'est produite lorsque l'inducteur a passé au-dessus d'un électro-aimant N- 3 excité et le circuit du relais 33 ayant été préparé de cette manière, la clef de constatation K peut alors être actionnée pour rétablir le circuit de ce relais de façon que l'aimant 22 de la soupape EPV puisse être de nouveau excité et les freins desserrés.
On voit a'après ce qui précède que le train doit être amené à l'arrêt complet avant de pouvoir dépasser une distance spécifiée à partir d'un aimant permanent dans le cas où. auuun des électro-aimants associés n'est excite. En pratique, le mécanicien peut dépasser un signal d'arrêt absolu sans que les freins soient appliqués automatiquement, mais pour celà il doit s'approcher du signal à une vitesse très faible de faon à, pouvoir s'arrêter pendant la période de six secondes et de façon que les contacts de zéro 2u4 soient fermés avant que le diaphragme 17 de la soupape électro-pneumatique retombe.
On voit d'apres ce qui précède qu'une application des freins due au dépassement de la limite maxima de vitesse peut être supprimée par la réduction de la vitesse à sa valeur normale mais qu'une application provoquée par le dépassement de la courbe de freinage ou le dépassement de signaux à l'arrêt sans constatation ne peut être supprimée qu e par l'arrêt du train. En outre, lorsque le train a été amené à l'arrêt, il ne peut continuer qu'à faible vitesse jusqu'au point suivant d'indication où, si 1'électro-aimant N1 est excité, ce qui indique la vole libre, le train peut reprendre la marche normale.
On expliquera maintenant le fonctionnement des signaux par lampes dans la chine rendant la marche normale dans une
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setion libre, le relais de grande vitesse 25 reste excité et la lumière verte G reste allumée au moyen d'un circuit contenant le contact 30 de ce relais, pour indiquer l'état de marcne normale. Lorsqu'un entre dans une section de block à marche avec précaution et que le relais de grande vitesse est désexci- té, la lumière verte s'éteint et la lumière jaune ou de marche avec précaution Y est immédiatement allumée par suite de 1'cuver ture du contact 30 et de la fermeture du contact 31.
Lorsque la vitesse du train a été réduite à la fin de la. section de block à marche avec precaution, l'armature 46 de 1'aimant 40 se trouve dans sa position la plus basse ; à ce moment le cir- cuit de la lumière Y de marche avec précaution est coupé aux contacts 45 et un circuit est fermé par l'intermédiaire des contacts alternatifs 44 pour le signal rouge ou de danger R.
Ces différents signaux à lampes en combinaison avec les signaux acoustiques et l'indicateur de freinage mentionnés ci-dessus, Indiquent à tous moments au mécanicien dans quelles conditions son train fonctionne.
Dans un système de commande de trains, dans lequel le mécanisme de comande du train est actionné par l'intermédiaire d'une force motrice transmise par une roue de la locomotive, il est important de prendre des mesures pour éviter que la locomtivs continue à marcher lorsque la liaison entre l'équi- pement de commande du train et la roue de la. locomotive est interrompue. Ce résultat a été obtenu dans le cas présent par du détecteur 1'emploi/de couple moteur déjà indiqué brièvement précédemment.
L'arbre flexible 88 de l'indicateur de vitesse, au moyen duquel l'équipement de commande du train est actionné est relié à la ruue de la locomotive par l'intermédiaire d'un groupe comprenant un accouplement coulissant à ressort,portant un disque qui est normalement soulevé lorsque le couple moteur est appliqué à l'arbre de l'indicateur de vitesse.
Lorsqu'aucun couple moteur n'est applique, le disque est refoulé versle bas par le ressort 83 et sépare deux contacts 80, ce qui provoque la désexcitation de l'aimant 82. Ceci
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permet au secteur denté 94 de tomber en prise avec la vis sans fin 91. Si alors la machine est en mouvement, le secteur 94 roule de façon à cesser d'être en prise avec 91, et les contacts 96 qui fournissent la batterie à l'aimant 22 de la soupape EPV s'ouvrant pour provoquer l'application des freins.
Dans les circonstances normales, le train peut évidemment se mettre à l'arrêt sans pouvir les contacts 96 parce que l'essieu vient à l'arrêt en même temps que le couple moteur cesse d'agir sur le groupe de pièces.
Il est à remarquer que le bras indiquant la vitesse admissible est représenté, par rapport au disque de l'indica- teur de vitesse, dans une position Indiquant une vitesse de
110 Kilomètres à l'heure. Un train de voyageurs circulant dans une section de block de 1200 mètres dans des conditions de marche avec précaution, avec une vitesse admissible telle que celle indiquée produira l'abaissement du bras 65 de 110 à 32 kilomètres sur la distance de trajet de 1200 mètres, si un train de marcnandises passe dans la même section de block dans les mêmes conditions, sauf que son bras indiquant la vitesse admissible est en position pour indiquer un maximum de 65 kilomètres à l'heure, le bras 65 sera abaissé de 65 à 32 kilomètres sur la distance de circulation de 1200 mètres, par suite du changement de position du pivot de 65.
un voit donc d'après ce qui précède que la courbe de freinage pour chaque véhicule est mise en vigueur avec précision quelle que soit sa vitesse maxima admissible.
On peut conclure de ce qui précède que ce système de co.:.mande des trains est pratique et nécessite un équipement très minime en comparaison de celui nécessité par d'autres systèmes obtenant des résultats similaires.
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Train control system
The present invention relates in general to train control systems and more particularly to systems of the intermittent induction type.
It is a well-known fact that the braking curve of a vehicle or train varies with the inclination of the track, this curve being proportionally longer for inclines and proportionally shorter for ramps.
The speed control systems belonging to the general type to which the present invention relates, use a control element, by means of which the speed of the vehicle can be regulated at will, and this control element which is of preferably a cam has a contour and a normal speed of movement calculated in correlation with the normal condition of the track, i.e. the level track such that the speed reduction curve conforms to the curve normal braking
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However, so that this same conformity can be maintained in the case of a slope or a ramp, it is necessary that the speed of movement of the control element be modified to an appropriate extent,
the movement of this element being retarded for slopes because of the greater length of the braking stroke, and being accelerated for ramps because of the shorter length of the braking tub, by a similar adjustment of the speed of movement of the control element it is possible to make the most of the capacity of the track while at the same time fully complying with the safe driving conditions.
One of the main features of the present invention is the creation of a means of causing the speed of movement of the speed control element in to be determined just before the vehicle enters / each block walk section with precaution and the creation of a means of ensuring that when passing through the block the speed of movement is such that it only requires the vehicle to maintain the desired braking curve for that section of the block.
A second feature of the system relates to the creation of means by which the system distinguishes between 'absolute stop signals and' stop signals which may be exceeded at low speed after having been recognized. by the mechanic.
A third characteristic concerns the creation of a system in which signals are provided to the cab intended to give the mechanic all the necessary indications, which makes the system perfectly adaptable to operation without signals on the side, of the track between the tracks. branches, crossings, etc ....
Other features include the creation of an improved type of element on the track to transmit control pulses from the track / to the vehicle, from an inductor
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improved operating under the action of these pulses, and the use of a flexible element to pick up the transmitted pulses.
Other features relate to the creation of a system in which form and. The construction of the mechanism used to achieve this result are simple, inexpensive and are based on sound fundamental principles from both a mechanical and an electrical point of view.
The invention is shown in the accompanying drawings in which: FIGS. 1, 2 and 3 taken together schematically show the speed control mechanism applied to a vehicle.
Fig. 4 shows constructional details of certain parts of the apparatus which are not shown very clearly on la. fig. 2.
Fig. 5 represents the speed control indicator which is carried by: the vehicle cabin.
Fig. 6 is a diagram showing, for different sections of the track, the speed reduction curves which must be followed exactly when passing through these sections and when passing precautionary signals, as well as track elements provided. of control circuits superimposed on a supposedly existing signaling system.
Fig. 7 shows a section of the track in elevation with a track element attached to it. The track element is shown in section by line A-B in FIG. 8. Sufficient locomotive has been represented on the track to show an end view of the locomotive inductor, connected to a locomotive grease box.
Fig. 8 is a side elevational view of FIG. 7, except that in fig. 8 no part of the locomotive wheel has been shown and the track magnet is shown complete, only part of the inductor and magnet covers being removed.
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Fig. 9 is a top view of the inductor of the locomotive, shown in FIGS. 7 and 8
Before describing the operation of the system as a whole, it is preferable to describe the construction and the operation of the apparatus shown in various figures.
The EPV electro-pneumatic valve shown in lafig. 1 is of the general type used on locomotives in train control systems, while the associated 'controller' consists of a cylinder 11, a piston 12 and a special brake lever connected to an existing brake valve of normal type.
The speed control mechanism shown in fig. 2 is in practice properly mounted and enclosed in housings located on the locomotive. This equipment comprises a speedometer comprising a centrifugal governor 55 and a speed indicator disc 53 actuated by a shaft 54 which is constantly connected by a transmission to an axle of the locomotive by means of an engine torque detector device 83 , 87 (fig. 3) a flexible shaft 88, bevel gears 89 and 90 and the shaft 97.
With this speedometer cooperates an arm 65) indicating the admissible speed and carrying two brake control contacts 52 intended to be actuated by the speedometer disc. The arm 65 is arranged so as to be normally held in a raised position by a brake control magnet 40, but it is arranged so as to be released and lowered in a variable manner depending on the nature of the track sections encountered.
The speed of movement of the arm 65 relative to the speed of movement of the train is changed by a mechanism under the control of a magnet 41 selecting the slope. this magnet de-energizes on leaving a section to allow a toothed sector 48 carried by it to engage with a pinion 78- continuously actuated by the toothed wheels 60 ', the worm wheel 60 the worm 6, the 'shaft 58, worm wheel 57 and worm 56 on the shaft
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speedometer.
After a certain distance of displacement of the train, a pin 77 meets a connecting rod 7u or 70 'depending on the direction of movement, and if the slope selection magnet 41 has not been re-energized this pin moves the connecting rod with which it is in contact towards the periphery of a pair of clutch surfaces 61 (see fig. 4). At the desired moment, the brake magnet 40 is de-energized and the clutch magnet 5, 9 is energized to pivot thereto the connecting rod and the armature 46 of the magnet 40, before they have had time to fall.
The frame 46 and the associated arm indicating the allowable speed are then carried downwards at a speed depending both on the speed of the train and the distance from the center at which the connecting rod has been attached to the discs 61.
The arm 65 indicating the admissible speed pivots on a sliding member 63 and it has a shape such that by the sliding of this member under the control of a screw 64, it can be lowered or raised to normally indicate any maximum speed. permissible desired. The change of the pivot relative to the trigger 69 also intervenes to vary the speed at which the arm 65 operates. The lower the arm is, the less it is moved by element 69 and the speed of movement will be reduced.
The torsion detector device 83-87 is shown in its normal position and works in conjunction with a magnet? to prevent the locomotive from being used when the actuation connection between the axle and the speedometer is broken.
Before describing the operation of the system in detail, it is preferable to explain the construction and the operating principles of the inductor of the locomotive and of the track magnet which cooperates with it, and for this purpose one considers refer to fig. 7.8 and 9.
The inductor mechanism comprises a lu2 console, one end of which is fixed to a part of the grease box 106
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of a locomotive and the other end of which is provided with a pole piece or a magnetic element to attract the armature
105 of the inductor. A collector brush 104 is attached to one end of a bracket 103 which is made of iron and is provided at its other end with a pole piece to attract the armature 105 away from the pole piece from the pole. console
102. This calai 104 and the console 103 are also fixed to the grease box by a ribbed member 101 made of brass or another non-magnetic material.
As the brush 104 is flexible, it can be placed so that it comes in very close proximity to the track elements as it passes over them and therefore forms an efficient path for the flow of magnetic flux between them. A non-magnetic plate 120 is attached to the brackets 103 and lu2 and serves as a support for a coeval iron magnet 121 and for the contact screws 122 and 123 which are both isolated from the support 101. The frame 105 is attached with pivoting, by means of a console, to the upper or south pole of the horseshoe magnet, in an effective magnetic circuit with the latter, so that the armature itself takes the same polarity.
The 102 and 103 pole extensions to which the / parts are attached are located in close proximity. North of the pole of the horseshoe magnet, so that the pole pieces on consoles 102 and 103 normally have the same polarity as the lower pole piece of the horseshoe magnet. This has the effect that the armature 105 is kept contiguous to each of the pole pieces towards which it is moved. On the pole piece fixed to the console lu3 is fixed a winding 124 which acts, when excited, to reinforce the existing polarity in its pole piece and to weaken or reverse the pularity of the pole piece associated with the console 102, so that the armature is attracted.
A suitable non-magnetic cover 105 'is provided which cooperates with a base plate 107' and protects the mechanism from the elements.
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The track magnet for influencing the inductor armature independent of the associated winding 12+ will now be described. Two permanent magnets 112 and 112 ', made of cobalt steel, are fixed inside a non-magnetic housing
110 by special bolts 206 and 111 and mating clamps 113 and 113 '. The upper ends of these bolts exit through suitable openings of the housing 10 and are flush with the exterior surface thereof. Bolt 111 is used to secure one end of the magnet to the housing and furthermore is used to secure the whole assembly to the track rail by means of an iron flange 114 and hook bolts. 115.
The flange 114 is constant in such a way that it maintains the magnet housing of the track at a distance of about 7.5 centimeters from the top of the rail and is of such proportions as to form a magnetic circuit. - effective tick between the rail 100 and this end of the permanent magnet. The top surface of bolt 206, which forms the opposing pole piece for the permanent magnet is in a plane parallel to the top of the fly, and the other end of housing 110 is attached to the rail by a bracket similar to 114 except that 'there is no magnetic connection at this point. The construction of track elements using the electromagnets is the same, except for the substitution of an electromagnet for the permanent magnet shown.
Assuming that the pole piece 125 represents the south pole of the permanent magnet, and that the brush collector 104 of the inductor passes over it, a magnetic circuit to move the armature 105 towards its another position is completed as follows: From the pole piece 125, by the collector brush 104, the iron console lu3 and its associated pole piece, and from the north pole of the permanent magnet shown, by the rail of the flywheel , the wheel, 99 of the locomotive, its axle and the grease box 106, the iron console 102 - and its associated polar.
Like the pole piece associated with the, console 102 is now correlated with the poles
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corresponding to each of the permanent magnets, its magnetic attraction to the armature lu5 is considerably increased, since the dissimilar poles of the two magnets are associated with the pole piece conjugated to the bracket 103, and the armature 105 is consequently moved towards the pole. opposite position.
When the brush 104 of the inductor passes the permanent magnet of the track, the polarity of the pole piece associated with the console 103 is re-established, but this has no effect since the armature is urged towards its position. opposed by the pole piece associated with 102 which is normally of the same force as that associated with the console 103
The operation of the system will now be explained.
The different circuits and devices of fig. 1, 2 and 3 are shown under normal operating conditions, in which the magnet 2z of the electro-pneumatic valve, the high-speed relay 25, the relay ae works carefully 33,1'aminan for controlling the brake 40 , The tire selection magnet 41, and the detector relay 82 are all normally energized by current from a twelve volt battery which is carried by the locomotive.
The slope selection magnet 41 is energized only by a circuit enclosing the inductor armature 105 in its initial position and, therefore, releases its armature 47 and the sector 48 carried by it whenever the locomotive is driven. passes over a permanent magnet and 11 is actuated again by passing over an energized electromagnet, the respective polarities being chosen accordingly. The return coil 124 is normally de-energized and only comes into action for "absolute stop" signals, as will be described below.
A permanent track magnet and two electromagnets are placed in series at the exit of each block section and a third electromagnet is placed just at the entrance of each block section as shown in the tlg. 6.
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If a train enters a section in which the semaphore or the side signal indicates the free way, as shown by the first block signal shown in fig. 6, the following operations occur: by passing over the permanent magnet track element, the locomotive inductor lowers its armature from the initial position to the opposite position which cuts off the excitation circuit of the magnet 41 slope selection. The armature of the magnet 41 does not fall by a sufficient amount to break either pair of its contacts 42 or 43 because before this can happen, part 51 of sector 48 carried by the frame meets the pinion 78.
Three meters of train travel cause the sector 48 to rotate sufficiently for the teeth 51 to come out of engagement and for the sector to engage with the pinion 78 by its teeth 50 which allows the armature 47 to open its contacts 42. Before the locomotive has traveled 3 meters from the permanent magnet, the electromagnet track element N 1 is encountered. Gemstone, this magnet is excited in the event of a free path, as shown by the circuits of fig. 6, the inductor armature lu5 is brought back to its initial position. This causes magnet 41 to be re-energized and sector 48 to be recalled before contacts 42 of 43 have opened, preventing anything else from happening at that time.
IF now the locomotive is about to enter a section of cautiously moving block, as shown by the second signaling signal in fig. 6, a permanent magnet intervenes again to cause the de-energization of the slope selection magnet 41.
As, however, one entered a section of the block with precaution, the side element with electromagnet N 1 which is placed at a distance of three meters from the permanent magnet is de-energized at this time and the electromagnet N 2 is excited in its place as shown in fig.
6 and consequently the pinion 78 continues to rotate the sector 48 As soon as the locomotive has traveled three meters,
1 sector 48 rolls from part 51 to part 50, which
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allows the armature of the magnet 41 to drop enough to open the circuit of the high speed relay 25 at the location of its contact 42 Returning to its normal state, this relay opens at its contact 28 another point of its locking circuit, at its contact 26 it removes the earth from one of the branch conductors extending towards the magnet 40, at its contact 27, extending. it disconnects the earth from a branch circuit towards The winding of the magnet 22 of the electro-pneumatic valve,
and on contact 29 it closes a point of the operating circuit of the clutch magnet 59 At the same time as the sector il-8 has rolled beyond its part 51, the pin 77 carried by it has encountered the arm 70. As the locomotive advances, the arm 70 is moved towards the periphery of the discs 61 (see fig. 4) When the arm 70 is at an intermediate point, the electromagnet N 2 is however encountered by the locomotive and as a result, the inductor armature 105 is folded from its alternating position to its initial position.
As, however, relay 25 is de-energized at this time, changing the inductor armature from the alternate position to its initial position opens the only remaining circuit of the brake control magnet 40, the circuit of this magnet s 'extending from the battery by the winding of the magnet 40, the contacts 36 of the relay 33, the armature of the inductor in its alternating position and the earth.
The armature of the magnet 40 is prevented from falling, however, by the energization of the clutch magnet 59, which excitation occurred when its circuit was completed with earth by the 1u5 armature of the magnet. 'inductor in its initial position, contacts 29 of relay 25 and contacts 37 of relay 33. vn can be seen in fig. 4 that the arm 70 is ordinarily suspended between two flat surfaces 61 which lie under the control of the clutch magnet 59 When the magnet 59 is energized, the arm 70 is fixed at an intermediate point between the recessed portion of the disc and its periphery, the exact situation of this point
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depending on the inclination and length of the particular block section in which the locomotive is traveling.
This distance is determined by the distance between the permanent track magnet and the electromagnet N 2.
As the locomotive moves forward, arm 70 and attached armature 46 are gradually moved downward, resulting in swivel 69 and permissible speed arm 65 being lowered by cam 98 to. a speed depending both on the speed of the train and on the speed reduction curve to be observed, as determined by the increase of 70 relative to the axis of the wheel 6u.
The fall speed of the arm 65 can however be modified and receive any desired value since its speed of movement is automatically adjusted at the entry of each block section or at a point of minimum braking distance from a stop signal, in exact correspondence with the inclination from the point of application of the brake and the point where the train must stop or slow down to a determined lower speed. so far we have only considered the inductor control functions and their relationship to the "free track" indications as well as the beginning of the slope selection when meeting the "precaution" indications. effective brake control.
As previously stated, the existing normal type of automatic brake valve is provided with a "control member" which consists of a cylinder 11, a piston 12 and a special brake lever 13. An air pipe. appropriate 14 connects the cylinder to the valve. Cylinder 11 is normally in communication with the atmosphere through valve 15 and opening 16 and air pressure from the main reservoir normally acts on diaphragm 17 to keep valve 18 closed and valve 15 open. An outlet 20 is however provided in the high pressure chamber 19, but this orifice is normally closed by a magnet / 22.
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The operation is as follows:
When the magnet 22 of the EPV valve is de-energized, the diaphragm 17 relaxes after a certain determined time, the duration of which is determined by the surface of the valve 20 and of the inlet port 21. If for example the chamber to When the pressure 19 is connected to a reservoir and the orifice 21 is only a little smaller than the cutter bars 20, the time element in question can be considerable. In practice, however, the construction of chamber 19 and the relative surfaces of ports 20 and 21 are determined so as to allow valve 18 (connected to diaphragm 17) to open in about 6 seconds after releasing the magnet. 22 of the EPV valve.
A whistle W is provided for the purpose of causing the production of an acoustic signal, immediately when the valve 20 opens, the pressure in the chamber 19 escaping into the atmosphere through the passage read so that if the circusstances allow it, the mechanic can intervene to close the valve 20 as will be described later.
It should be noted that the valves 18 and 15 are fixed on the same shaft, so that the opening of 18 closes 15 and vice versa. When 18 is closed, the brake lever 13 can be freely pushed into the normal "running position as the cylinder 11 is then connected to the atmosphere through the valve 15 and port 16. One of the terminals of the magnet 22 is normally connected to the negative pole of the battery through the speedometer contacts 52 and the sensor contacts 96. The other terminal of the magnet is normally connected to earth by three connections.
A branch extends through contacts 35 and 27 of relays 33 and 25, respectively; another branch extends through contacts 35, conductor 24 and normally closed contacts 71 of the EPV electro-pneumatic valve, while a third path extends from ground through zero contacts 81, conductor 24 and the contacts 35 of the carefully run relay 33.
Note that all these connections to the side set to
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earth of the battery pass through the contacts 35 of the operating relay 35 with caution and through the normally closed contacts of the key K of consta.tation. It can be seen from the above that as long as the speedometer contacts 52 and the detector contacts 96 are formed, the EPV valve magnet 22 remains energized with respect to that side of its circuit. .
If then the contacts 52 are put to such an author that they are not opened until the disc 53 of the speedometer shaft does not rise above a determined position, either it ( ) kilometers per hour, the speedometer contacts are not open until this speed is exceeded.
If the train speed exceeds 110 kilometers per hour, the disc 53 rises and opens the contacts 52, which causes the de-energization of the magnet 22. Upon the resulting release of the valve 20, the air escapes through the whistle V to warn the mechanic that if, at this moment, the speed is not reduced to 110 kilometers to die within 6 seconds after the contacts 52 have opened, an application of the brakes will occur, because at the end of this 6 second period, the diaphragm 17 drops again causing the valve 18 to open and the full pressure of the reservoir to be admitted into the brake cylinder 11, which moves the brake lever 13 into the service position.
As apart from this the circuit of the magnet 22 has not been disturbed, as soon as the speed has been reduced enough to allow the contacts 52 to close again, the magnet 22 is energized again. As soon as the pressure in the chamber 19 becomes sufficient, the valves 15 ,, and 18 are returned to the previous position and the mechanic can then return the brake lever to the operating position.
When a "remote" signal is exceeded Il or a signal
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cautiously (which indicates that the next signal is off ") the inductor armature is again folded back from its initial position to the alternate position, as on
Explained above, to open the circuit of the selector magnet 41 allowing the sector 48 to fall on the pinion
78, which rolls the sector to an intermediate position lying on the distance between the track magnets
N 1 and N 2, as described above. As a result, the hold circuit of relay 25 is broken and therefore returns to normal as explained above naut.
When passing over the electromagnet? 2, the inductor armature 105 is returned to its initial position, but as the relay 25 is de-energized at this time, its contact 26 in the circuit of the retaining magnet 40, which circuit is independent of the armature d The inductor is open and therefore the elinant 40 is then de-energized as well.
At the same time that the de-energization of the magnet 40 occurs, the clutch magnet 59 is energized by a circuit extending from the earth, by the inductor armature 105 in its initial position, the conductor 75 , the contacts 29 of the relay 25: and the contacts 37 of the relay 33. As explained previously, the operation of the clutch magnet 59 fixes the arm 70 and the mating armature 46 of the magnet by pivoting. -40, so that the armature and the arm 65 controlled by it through the lever 69 are gradually lowered at a speed depending on the position chosen by the arm 70 on the discs 61.
If the engineer then reduces the train speed enough to prevent the speedometer disc 53 from opening contacts 52, no automatic brake application will occur, but if it does not, the circuit. of the magnet 2z of the EPV valve is interrupted, which, as explained above, causes the application of the service braking after an interval of six seconds.
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it may be mentioned here that the whistle W is sounded during the six second period and therefore if the engineer is alert he will be able to reduce train speed and prevent an automatic application of the brakes from occurring.
If, on the contrary, it does not do so, at the end of the six-second interval the valves 15 and 18 are brought into their alternate position and the brakes are automatically applied.
As at this time the high speed relay 25 is de-energized & t zero contacts 81 are open, the only path by which earth was supplied to the magnet 22 of the EPV valve was the path through the valve contacts 71, which also opened when the valve operated; therefore, the application of the brakes will take place independently of any actions by the mechanic and there is nothing left to do but wait until the train comes to a stop.
When this occurs, the zero contacts 81 close and a circuit is reestablished for the EPV valve magnet (with contacts 52 having closed as soon as train speed has been reduced), chamber 19 resumes full. pressure to the reservoir and the diaphragm 17 closes the valve 18 which releases the air pressure from the cylinder 11 into the atmosphere and allows the mechanic to return the moderator to the on position.
As nothing has happened so far to return the arm 65 and its associated contacts 52 to their maximum position, the engineer must maintain the speed of the train within a limit determined by the position of these contacts which may be in a position. intermediate at the time. the train is brought to a stop. These contacts naturally continue to move downward as the train moves through the remainder of the block section.
The amount of speed reduction required to prevent automatic application of the brakes when moving through a section of block to step carefully
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is such that at the end of the section the train will be under what we can call the low speed command, which is for example a speed of 32 kilometers per hour. Trains may, on entering sections of a block at the end of which there is a signal to stop with tolerance, exceed the signal at the prescribed low speed, provided a suitable finding is made.
As shown in fig 6, when such a signal is encountered, the associated electromagnet N 3 is energized. This magnet is placed at such a distance from the permanent filant that the train travels a distance which is sufficient. To rotate the seteur 48 until it falls again and its teeth 49 engage the drive pinion when this occurs, the armature 47 drops enough to open its contacts 43 which causes the de-energization of the run relay 33 with precaution and of the high speed relay 25 An instant later, the energized electromagnet N 3 is encountered and the inductor armature 105 is brought back from its alternative position to its initial position,
But the operation of the ontent 41 cannot at this time cause the return to normal of the relay 33 for running with precaution or of the high speed relay 25. This is because relay 25 can only be energized through armature 105 in its alternate position, while relay 33 can only be energized through the normally open contacts of the finding key. K. Relay 25 was already underexcited, as can be seen, when the train cautiously passed through the preliminary section.
By de-energizing, the relay 33 of operation with precaution opens the circuit of the magnet: 22 of the valve Epv, at the contacts 35, which results in the whistle W coming into action At this moment, a warning for the mechanic is given in addition to the whistle, by the alarm bell AB, the circuit of this silk being completed at contact 34 of relay 33 to warn the mechanic that an automatic application of the brakes can only be avoided if it
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Usual activates the finding key K in 1, inter v ail-q7cLê six shakes.
When he actuates the key, the closing contacts of the latter again complete the operating circuit of the start relay 33 with caution, and this relay is locked as before. to prevent the mechanic from constantly activating the key K, the circuit of the magnet 22 of the EPB valve passes through its rupture contacts so that it is absolutely necessary that the finding key is immediately returned to normal after the operation of relay 33, otherwise the brakes are applied automatically. It should be noted that the relay 33, when operating, switches off, at contact 34, the sinal AB, which serves to warn the mechanic that it is time to release the key K.
After observation, the train can continue to run at low speed, but the mechanic must activate the key K at each subsequent stop signal with tolerance which is encountered.
At the "absolute stop" signals, there are no N 3 electromagnets and therefore the sector 48 is operated until it falls out of mesh with the pinion 78.
Under these conditions, the relay circuit 33 is broken as before for the signal with tolerance, but no excitation circuit is completed again for the slope selection magnet 41 and therefore the circuit of the run relay with precaution 33 is interrupted at two points, and the actuation of the. key finding will be useless.
The train must then be brought to a standstill before the safe run relay 33 circuit can be reestablished.
When the train is finally brought to a standstill, the zero contacts 204 are closed and a circuit is completed from the battery by these contacts, the conductor 73, the contact
38 of the on relay with precatuion 33, the conductor 72 and by the return coil 124 associated with the inductor contact and the earth. The direction of current in this coil is
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such that the inductor armature 105 is returned to its original position, with the result that the slope deselection magnet 41 is energized again and its contacts 42 and 44 are closed again.
The action of the return coil in combination with the zero contacts 204 is the same as that which occurred when the inductor passed over an energized N-3 electromagnet and the relay circuit. 33 having been prepared in this way, the finding key K can then be actuated to re-establish the circuit of this relay so that the magnet 22 of the EPV valve can be energized again and the brakes released.
It can be seen from the above that the train must be brought to a complete stop before it can exceed a specified distance from a permanent magnet in the event that. none of the associated electromagnets is energized. In practice, the mechanic can exceed an absolute stop signal without the brakes being applied automatically, but for this he must approach the signal at a very low speed so as to be able to stop during the six second period. and so that the zero contacts 2u4 are closed before the diaphragm 17 of the electro-pneumatic valve drops.
It can be seen from the foregoing that an application of the brakes due to exceeding the maximum speed limit can be suppressed by reducing the speed to its normal value but that an application caused by exceeding the braking curve or the passing of signals at stop without observation can only be suppressed by stopping the train. In addition, when the train has been brought to a standstill, it can only continue at low speed until the next indication point where, if the electromagnet N1 is energized, indicating free flight, the train can resume normal operation.
We will now explain the operation of the signals by lamps in China making normal operation in a
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setion free, the high speed relay 25 remains energized and the green light G remains on by means of a circuit containing the contact 30 of this relay, to indicate the state of normal operation. When one enters a section of a cautiously run block and the high speed relay is de-energized, the green light goes out and the yellow or cautious run light Y is immediately on as a result of the tank. contact 30 and contact 31 closing.
When the train speed was reduced at the end of the. cautiously walking block section, armature 46 of magnet 40 is in its lowest position; at this time the circuit of the carefully run light Y is cut off at contacts 45 and a circuit is closed via the alternating contacts 44 for the red or danger signal R.
These different lamp signals, in combination with the acoustic signals and the brake indicator mentioned above, at all times indicate to the engineer under what conditions his train is operating.
In a train control system, in which the train control mechanism is operated through a motive force transmitted by a wheel of the locomotive, it is important to take measures to prevent the locomtivs from continuing to run. when the connection between the train control equipment and the wheel of the. locomotive is interrupted. This result was obtained in the present case by the use of the engine torque / torque already briefly indicated above.
The flexible shaft 88 of the speedometer, by means of which the control equipment of the train is operated, is connected to the gear of the locomotive by means of a group comprising a spring-loaded sliding coupling, carrying a disc which is normally raised when engine torque is applied to the speedometer shaft.
When no motor torque is applied, the disc is forced downwards by the spring 83 and separates two contacts 80, which causes the de-energization of the magnet 82. This
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allows the toothed sector 94 to engage with the worm 91. If then the machine is in motion, the sector 94 rolls so as to cease to be in engagement with 91, and the contacts 96 which supply the battery to the machine. EPV valve magnet 22 opening to apply the brakes.
Under normal circumstances, the train can obviously come to a stop without being able to contact 96 because the axle comes to a stop at the same time as the engine torque ceases to act on the group of parts.
It should be noted that the arm indicating the admissible speed is represented, with respect to the disc of the speed indicator, in a position indicating a speed of
110 Kilometers per hour. A passenger train traveling in a section of block of 1200 meters under precautionary walking conditions, with an allowable speed as that indicated will produce the lowering of the arm 65 from 110 to 32 kilometers over the journey distance of 1200 meters, if a freight train passes in the same section of block under the same conditions, except that its arm indicating the permissible speed is in position to indicate a maximum of 65 kilometers per hour, the arm 65 will be lowered from 65 to 32 kilometers over the circulation distance of 1200 meters, following the change of position of the pivot of 65.
One therefore sees from the foregoing that the braking curve for each vehicle is implemented with precision whatever its maximum admissible speed.
It can be concluded from the above that this train control system is practical and requires very minimal equipment in comparison to that required by other systems obtaining similar results.