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"DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA MARCHE DES TRAINS"
Par suite de la vitesse et du nombre croissant des trains il y a intérêt à ce que les mécaniciens soient avertis à temps qu'ils vont se trouver en présence d'un signal ; de plus, lorsqu'un signal est fermé il est nécessaire, en cas de défaillant ce du conducteur, de faire agir un dispositif actionnant automatiquement les freins.
Ces problèmes sont pratiquement résolus si l'on parvient à. actionner avec sécurité sur la locomotive, à un moment déterminé, un ou des relais. Ceux-ci en combinaison avec d'autres appareils connus et une source de courant permettront de faire fonctionner tous les appareils nécessaires et qui diffèrent suivant les programmes imposés. Les systèmes électriques connus d'actionnement d'un ou de plusieurs relais sur la locomotive au passage de la machine en un point déterminé de la voie ont des inconvénients.
Les uns nécessitent l'emploi d'une brosse métallique @
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isolée fixée à la locomotive et venant frotter sur une pièce métallique isolée également,située dans la voie. La brosse et la bande métallique permettent à un courant de s'établir pour actionner le relais. Aux grandes vitesses ou lorsque les conditions climatériques ne sont pas favorables ces systèmes ont des défail- lances.
D'autres, basés sur l'induction d'un enroulement de fil sur un autre, donnent plus de satisfaction mais ont encore l'in- convénient d'avoir une action dépendant de-la vitesse du véhicule et de plus ils exigent des entrefers de faible dimension ce qui empêche leur placement sur le châssis de la locomotive. Enfin ils ne donnent pas, sans complications, toutes les indications positives désirables.
D'autres systèmes encore sont influencés par le voisina- ge de masses métalliques, ce qui occasionne des inconvénients lors du passage des ponts ou des croisements.
La présente invention remédie à tous les défauts cités ci-dessus.
Sur les dessins ci-annexés auxquels on se réfère dans la description qui va suivre : la fig. 1 montre sohématiquement une vue de face de , l'ensemble du nouveau dispositif; la fig. 2 est une vue de profil correspondante avec coupe suivant l'axe A B de la fig. 1; les fig. 3 et 4 sont respectivement des vues de face et de profil avec coupe suivant l'axe C D de la fig. 3,d'une variante ; les Fig. 5 et 6 sont respectivement des vues de face et de profil avec coupe suivant l'axe E F de la fig. 5, d'une autre variante ; la fig. 7 est une vue de face d'un relais polarisé; la fig. 8 est une coupe suivant l'axe I K de la fig. 9 ; la fig. 9 est une coupe suivant l'axe G H de la fig. 7;
les fig. 10 - 11 - 12 sont respectivement une vue de @ face et des coupes suivant les axes L M de la fig. 10 et N 0 '
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de la fig. 11, d'une variante du relais polariser les fig. 13 et 14 montrent schématiquement d'autres @ , variantes pour le relais polarisé; les fig. 15 et 16 illustrent le déplacement de l'arma- ture du relais polarisé; la fig. 17 est un schéma de connexions d'un mode d'ad- , mission du courant dans une bobine se trouvant dans la voie.
Sur toutes ces figures, les mêmes chiffres de référence désignent-les mêmes éléments.
Dans la voie, on monte sur les traverses en bois ou de toute autre manière, un pont magnétique fixe, fig. i et 2, composé de deux fers 1-en té ou autre servant d'épanouissements polaires réunis par une traverse 2. en fer sur laquelle est enroulé un nombre déterminé de spires de fils 3-convenablement protégés.
Les extrémités de la bobine 3 sont reliées par des fils ? et 8 à un commutateur 4, manoeuvré par un.organe dépendant de la position de la palette qui intéresse le dispositif, et à une source de'courant appropriée 5.
Il est à noter qu'un des épanouissements polaires pourrait être constitué par un rail 6.
Un autre pont magnétique, composé d'épanouissements polaires 9 solidaires d'une traverse en fer 10 dans laquelle est encastré un relais polarisé 11, est monté sur la locomotive au moyen de pièces en matière non magnétique.
Ce pont magnétique mobile est placé de telle sorte que lorsque la machine circule, les épanouissements polaires 9 passent au droit et au-dessus des épanouissements polaires 1 du pont magnétique fixe. A ce moment, la distance entre les pièces 9 et 1 sera compatible avec les exigences du gabarit du matériel roulant sans pour cela que cette distance soit un minimum, c'est-à-dire qu'il n'est pas nécessaire que le pont magnétique mobile soit fixé sur une partie de la locomotive dont le mouvement en hauteur ne varie pas par rapport aux rails. Ceci permet de fixer le dispositif sur le châssis de la locomotive à l'endroit le mieux approprié.
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-La distance entre les pièces 1 est conditionnée par des questions de gabarit et de dispersion magnétique.
Le relais il est représenté en détail fig. 7,8 et 9. Il se compose :
10) de pièces polaires 12 encastrées dans la traverse 10 du pont magnétique mobile,
20) d'une armature légère 17 pouvant pivoter autour d'un axe
13 fixé sur un support en matière non magnétique. Cette armature
17 est maintenue dans une position verticale,à égale distance des becs 14 et 15 des pièces 12,par un ressort de rappel non représen- @ , té et aimantée par un aimant permanent ou un électro aimant 16 dans lequel circule un courant continu toujours de même sens.
L'armature 17 porte latéralement des lames de cuivre 18 isolées pouvant relier électriquement des contacts 19 ou 20 sui- vant qu'elle pivote dans le sens contraire aux aiguilles d'une mon- tre ou dans l'autre sens, sous lteffet des flux magnétiques mis en jeu ainsi qu'il sera expliqué plus loin.
Les contacts 19 et 20 sont reliés par des conducteurs aux dispositifs permettant deréaliser la protection désirée.
Les fig. 10, 11 et 1.2 montrent une variante du relais , polarisé qui ne diffère de la disposition représentée fig. 7, 8 et
9 que par la forme de la pièce polaire 23.
La fig. 13 donne une disposition du relais polarisé carao- térisée par l'existence d'un enroulement 24 sur une armature verticale 27 montée à sa partie inférieure sur un axe 34 et se ' déplaçant entre des pôles 25 et 26 de façon à fermer des contacts
35 ou 36.
La fig. 14 donne une autre forme d'exécution du relais polarisé; l'élément mobile est constitué par une bobine 28 tour- nant autour d'un axe 29 sous l'action du flux engendré par le courant qui traverse la bobine elle-même et du flux qui traverse des pôles 37 et 30. Une tige 31 se déplace avec la bobine 28 de façon à fermer soit des contacts 32, soit des contacts 33.
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante: .
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Le pont magnétique fixe est placé à une certaine distan- ce du signal, indiquée par les services compétents du chemin de fer. Un courant continu permanent circule dans la bobine 3, il est fourni soit par le poste de manoeuvre du sémaphore, soit par une source de courant se trouvant à proximité du pont magnétique fixe. Ce courant traverse l'inverseur 4 manoeuvré par n'importe quel dispositif connu mais de telle manière qu'il occupe une de ses positions lorsque la palette est à l'arrêt ou que le feu est rouge et l'autre position lorsque la palette est à voie libre ou que le feu donne l'indication correspondante.
D'après la position de l'inverseur 4,le courant entrera dans la bobine 3 soit par le conducteur 7, soit par le conducteur 8.
On suppose maintenant que le signal soit à voie libre.
Au moment où le pont magnétique mobile, c'est-à-dire la locomotive, passera au-dessus du pont magnétique fixe,un circuit magnétique sera constitué par les deux ponts séparés par des entre- fers et il passera par l'armature 17, fig. 15, un flux X de sens déterminé par la position de l'inverseur 4, fig. i.
La combinaison de ce flux X avec le flux permanent Y créé par l'aimant-16 fait pivoter l'armature 17 dans le sens in- verse des aiguilles d'une montre.
Les contacts 19, fig. 7, se ferment.
Si le signal est à l'arrêt, l'inverseur 4 occupe une autre position et le courant circule en sens inverse dans la bobi- ne 3, fig. 1.
,
Lorsque le pont magnétique mobile passe au-dessus du pontmagnétique fixe, un flux V de sens inverse à X, fig. 16, traverse l'armature 17. Comme la direction du flux Y est constante, la combinaison des deux flux fait tourner l'armature 17 dans le sens des aiguilles d'une montre. Les contacts 20, figé 7, se ferment.
La fermeture des contacts 19 ou 20 permettra, par tout moyen approprié, d'avertir les mécaniciens de la proximité d'un signal ou d'actionner automatiquement les freins stil y a lieu.
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L'armature 17 est très légère et de plus rétablissement du flux X ou V ne donne pas naissance à des courants dans l'arma- ture 17 pouvant créer un flux qui contrarierait Inaction du flux Y, de sorte que la fermeture des contacts 19 ou 20 est très rapide et pratiquement indépendante de la vitesse de la locomotive.
Il est à noter aussi que lorsque le pont magnétique mobi- le passe au-dessus de masses métalliques,telles que ponts ou croisements,aucun flux X ou V ne peut se produire et l'armature 17 nta aucune tendance à pivoter autour de son axe.
Une autre forme d'exécution du dispositif est montrée fig. 3 et 4.
Le pont magnétique mobile est identique au précédent. Le pont magnétique fixe est double. Cette variante. a l'avantage de permettre le fonctionnement du dispositif,tout en ne faisant usage que d'une seule bobine,lorsque la locomotive revient sur la même voie après avoir été tournée de 180 .
Les fig. 5 et 6 représentent une autre variante présen- tant le même avantage que la précédente. Le pont magnétique fixe est identique à celui montré fig. 1 et 2; le pont magnétique mobi- le est double et comporte deux relais polarisés.
Il a été dit que la bobine 3 était parcourue par un courant continu permanent mais il suffit en fait qu'au moment du passage de la locomotive au-dessus du pont magnétique fixe, du courant continu circule dans la bobine 3, quelle que soit la posi- tion occupée par le signal.
On conçoit qu'il est aisé d'installer un système de pédale ou de circuit de voie de telle sorte que ce soit la locomo- tive elle même qui serve d'intermédiaire pour laisser passer le courant dans la bobine 3,celle-ci n'étant pas excitée lorsqu'au- cun train ne s'approche du signal.
On a représenté , à titre d'exemple, une disposition possible, fig. 17.
,
La bobine 3 est connectée d'une part à un des pôles de la source de courant toujours par l'intermédiaire de l'inverseur 4
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et d'autre part au rail isolé 21. L'autre rail 22, non isolée est connecté à l'autre pôle.
Normalement il n'y a donc qu'un faible courant de fuite circulant dans la bobine 3 et dû à l'isolement plus ou moins imparfait du rail 21.
Lorsque la locomotive aborde le rail isolé le courant s'établit à travers les mues et les essieux de la machine et le dispositif est prêt à fonctionner.
Il est évident que les dispositifs décrits à titre d'exemples peuvent être employés à d'autres usages qu'à ceux dont il vient d'être question.
Ainsi, par exemple, le montage pourrait être inverse, c'est-à-dire que lalocomotive porterait le pont magnétique décrit ci-dessus comme installé dans la voie, tandis que le dispositif mobile serait installé en un point fixe de la voie, de façon à permettre à la locomotive (ouàtout autre véhicule la remplaçant) d'actionner un organe quelconque (un aiguillage par exemple) situé dans la voie.
En général, d'ailleurs, aux mots "locomotive" et "voie" on peut substituer les mots : "véhicule" et "trajet".
Le nouveau dispositif peut enfin être appliqué à toute commande à distance où l'utilisation d'un contact frotteur présente des inconvénients.
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"TRAIN MARKET CONTROL DEVICE"
Owing to the speed and the increasing number of trains, it is in the interest of the mechanics to be warned in time that they will be in the presence of a signal; moreover, when a signal is closed it is necessary, in the event of failure of the driver, to activate a device which automatically actuates the brakes.
These problems are practically solved if one manages to. safely activate one or more relays on the locomotive at a given time. These in combination with other known devices and a current source will make it possible to operate all the necessary devices which differ according to the imposed programs. Known electrical systems for actuating one or more relays on the locomotive when the machine passes through a determined point on the track have drawbacks.
Some require the use of a wire brush @
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insulated attached to the locomotive and rubbing against an insulated metal part also, located in the track. The brush and the metal strip allow a current to be established to actuate the relay. At high speeds or when the climatic conditions are not favorable, these systems fail.
Others, based on the induction of one winding of wire on another, give more satisfaction but still have the disadvantage of having an action depending on the speed of the vehicle and moreover they require air gaps. of small dimension which prevents their placement on the locomotive frame. Finally, they do not give all the desirable positive indications without complications.
Still other systems are influenced by the proximity of metallic masses, which causes inconvenience when crossing bridges or crossings.
The present invention overcomes all of the defects mentioned above.
In the accompanying drawings to which reference is made in the following description: FIG. 1 shows sohematically a front view of the whole of the new device; fig. 2 is a corresponding profile view with section along the axis A B of FIG. 1; figs. 3 and 4 are respectively front and side views with section along the axis C D of FIG. 3, of a variant; Figs. 5 and 6 are respectively front and side views with section along the axis E F of FIG. 5, of another variant; fig. 7 is a front view of a polarized relay; fig. 8 is a section along the axis I K of FIG. 9; fig. 9 is a section along the axis G H of FIG. 7;
figs. 10 - 11 - 12 are respectively a front view and sections along the axes L M of FIG. 10 and N 0 '
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of fig. 11, of a variant of the polarizing relay in FIGS. 13 and 14 show schematically other @, variants for the polarized relay; figs. 15 and 16 illustrate the displacement of the armature of the polarized relay; fig. 17 is a circuit diagram of a mode of admission of current to a coil in the track.
In all these figures, the same reference numerals denote the same elements.
In the way, one climbs on the wooden sleepers or in any other way, a fixed magnetic bridge, fig. i and 2, composed of two irons 1-tee or other serving as pole shoes joined by a cross 2. iron on which is wound a determined number of turns of son 3-suitably protected.
Are the ends of coil 3 connected by wires? and 8 to a switch 4, operated by an organ depending on the position of the pallet which interests the device, and to an appropriate current source 5.
It should be noted that one of the pole shoes could be constituted by a rail 6.
Another magnetic bridge, composed of pole shoes 9 integral with an iron cross member 10 in which is embedded a polarized relay 11, is mounted on the locomotive by means of non-magnetic material parts.
This movable magnetic bridge is placed so that when the machine is moving, the pole shoes 9 pass to the right and above the pole shoes 1 of the fixed magnetic bridge. At this time, the distance between parts 9 and 1 will be compatible with the requirements of the gauge of the rolling stock without this distance being a minimum, i.e. it is not necessary that the bridge mobile magnetic is fixed on a part of the locomotive whose height movement does not vary with respect to the rails. This allows the device to be fixed to the locomotive frame in the most suitable place.
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-The distance between parts 1 is conditioned by questions of size and magnetic dispersion.
The relay is shown in detail in fig. 7,8 and 9. It consists of:
10) of pole pieces 12 embedded in the cross member 10 of the mobile magnetic bridge,
20) of a light frame 17 able to pivot around an axis
13 fixed on a non-magnetic material support. This frame
17 is maintained in a vertical position, at an equal distance from the jaws 14 and 15 of the parts 12, by a return spring, not shown, magnetized and magnetized by a permanent magnet or an electromagnet 16 in which a direct current circulates always of Same direction.
The armature 17 carries laterally insulated copper strips 18 which can electrically connect the contacts 19 or 20, so that it pivots counterclockwise or in the other direction, under the effect of the flows. magnetic elements brought into play as will be explained below.
The contacts 19 and 20 are connected by conductors to the devices enabling the desired protection to be achieved.
Figs. 10, 11 and 1.2 show a variant of the relay, polarized which does not differ from the arrangement shown in fig. 7, 8 and
9 than by the shape of the pole piece 23.
Fig. 13 gives an arrangement of the polarized relay characterized by the existence of a winding 24 on a vertical armature 27 mounted at its lower part on an axis 34 and moving between poles 25 and 26 so as to close contacts
35 or 36.
Fig. 14 gives another embodiment of the polarized relay; the movable element consists of a coil 28 rotating around an axis 29 under the action of the flux generated by the current which passes through the coil itself and of the flux which passes through the poles 37 and 30. A rod 31 moves with coil 28 so as to close either contacts 32 or contacts 33.
The device described above operates as follows:.
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The fixed magnetic bridge is placed at a certain distance from the signal, indicated by the competent services of the railway. A permanent direct current circulates in the coil 3, it is supplied either by the semaphore control station, or by a current source located near the fixed magnetic bridge. This current passes through the reverser 4 operated by any known device but in such a way that it occupies one of its positions when the pallet is stationary or the light is red and the other position when the pallet is. clear or the light gives the corresponding indication.
Depending on the position of inverter 4, current will enter coil 3 either through conductor 7 or through conductor 8.
It is now assumed that the signal is free.
When the mobile magnetic bridge, that is to say the locomotive, passes over the fixed magnetic bridge, a magnetic circuit will be formed by the two bridges separated by air gaps and it will pass through the armature 17 , fig. 15, a direction flow X determined by the position of the reverser 4, fig. i.
The combination of this flux X with the permanent flux Y created by the magnet-16 rotates the armature 17 in the opposite direction of the needles of a clock.
The contacts 19, fig. 7, close.
If the signal is off, the inverter 4 occupies another position and the current flows in the opposite direction in the coil 3, fig. 1.
,
When the mobile magnetic bridge passes over the fixed magnetic bridge, a flow V in the opposite direction to X, fig. 16, passes through the frame 17. As the direction of the flow Y is constant, the combination of the two flows causes the frame 17 to rotate clockwise. The contacts 20, frozen 7, close.
The closing of the contacts 19 or 20 will make it possible, by any appropriate means, to warn the mechanics of the proximity of a signal or to automatically actuate the brakes if necessary.
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The armature 17 is very light and, moreover, reestablishment of the X or V flux does not give rise to currents in the armature 17 which could create a flux which would oppose Inaction of the Y flux, so that the closing of the contacts 19 or 20 is very fast and practically independent of the speed of the locomotive.
It should also be noted that when the moving magnetic bridge passes over metallic masses, such as bridges or crossings, no X or V flux can occur and the armature 17 has no tendency to pivot around its axis. .
Another embodiment of the device is shown in fig. 3 and 4.
The mobile magnetic bridge is identical to the previous one. The fixed magnetic bridge is double. This variant. has the advantage of allowing the operation of the device, while making use of only one coil, when the locomotive returns to the same track after having been turned 180.
Figs. 5 and 6 represent another variant having the same advantage as the preceding one. The fixed magnetic bridge is identical to that shown in fig. 1 and 2; the movable magnetic bridge is double and has two polarized relays.
It has been said that the coil 3 was traversed by a permanent direct current but it is in fact sufficient that when the locomotive passes above the fixed magnetic bridge, direct current flows in the coil 3, whatever the position occupied by the signal.
It will be understood that it is easy to install a system of pedal or track circuit so that it is the locomotive itself which acts as an intermediary for letting the current pass through coil 3, the latter n 'not being excited when no train is approaching the signal.
A possible arrangement has been shown, by way of example, FIG. 17.
,
Coil 3 is connected on the one hand to one of the poles of the current source, still via the inverter 4
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and on the other hand to the insulated rail 21. The other rail 22, not insulated, is connected to the other pole.
Normally there is therefore only a small leakage current circulating in the coil 3 and due to the more or less imperfect insulation of the rail 21.
When the locomotive approaches the insulated rail, current is established through the motions and axles of the machine and the device is ready to operate.
It is obvious that the devices described by way of example can be used for uses other than those which have just been discussed.
Thus, for example, the assembly could be reversed, i.e. the locomotive would carry the magnetic bridge described above as installed in the track, while the mobile device would be installed at a fixed point on the track, so as to allow the locomotive (or any other vehicle replacing it) to actuate any component (a switch for example) located in the track.
In general, moreover, the words "locomotive" and "track" can be substituted by the words "vehicle" and "route".
Finally, the new device can be applied to any remote control where the use of a wiper contact has drawbacks.