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Perfectionnements aux appareils électriques de commande.
La présente invention concerne des appareils électriques de commande, et elle se réfère particulièrement aux appareils électriques de commande du'type utilisé dans les systèmes de signalisation pour chemins de fer. Plus spécialement, la présente invention concerne la prévision d'un appareil électrique de comman- de utilisant un type perfectionné de relais à courant continu et à positions multiples, ainsi qu'un moyen pour commander et appli- quer un tel relais.
D'une façon générale, la présente invention prévoit un relais à courant continu et à 4 positions comprenant un en- roulement de commande ou neutre pour actionner une armature neu- tre, et un ou plusieurs enroulements polarisants en vue de pola- riser une armature à polarisation, maintenue normalement dans une position neutre intermédiaire et actionnée d'une position active à l'autre suivant que les courants circulant dans les
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enroulements de commande et de polarisation sont respective- ment d'une polarité relative ou de l'autre.
Un circuit est associé à ce relais et sa disposition lui permet d'exciter à certains moments, les enroulements de commande mais non les enroulements polarisante de manière à déterminer le fonction- nement de l'armature neutre sans agir sur l'armature polarisée, et à d'autres moments de façon à exciter et les enroulements de commande et les enroulements de polarisation, de manière à obtenir le déplacement des deux armatures neutres et polarisées.
Plus particulièrement, la présente invention se pro- pose de prévoir un relais à courant continu et à 4 positions établi en vue de remplacer les trois relais à décoder utilisés d'ordinaire dans les systèmes codés de signalisation ferro- viaire. Les trois relais à décoder généralement utilisés compren- nent un relais détecteur de code, un relais sélectif sensible seulement au courant du code 120 ou "d'avertissement d'approche", ainsi qu'un relais sélectif répondant seulement au code 180 ou de "voie libre".
Les dispositions du circuit commandant les relais sont telles que lorsqu'aucun courant codé ne circule, tous les relais sont hors d'action; lorsque c'est le code 75 ou d'"avertissement" qui circule dans le circuit, le relais détecteur de code est excité alors que les deux autres restent dans leur position de repos ; lorsque l'un ou l'autre des deux autres codes ("avertissement d'approche", ou "voie libre") circulent, le relais détecteur de code et celui des deux relais sélecteurs de code qui correspond à la vitesse de code particu- lière présente, sont excités et maintenus en position d'at- traction tandis que loutre relais sélecteur de code est li- béré.
Lorsqu'un relais conforme à la présente invention est incorporé à un système de contrôle du type décrit, ses enrou- lements de commande ou neutre sont établis de façon à fonction- ner en tant que relais détecteurs de code, et ils comportent deux enroulements polarisants correspondant respectivement aux
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deux relais sélecteurs de code, la polarité du courant appliqué . aux deux enroulements polarisants étant choisie de manière à actionner d'une façon réversible l'armature polarisée du relais.
En raison des considérations ci-dessus, l'un des objets de la présente invention consiste à prévoir un relais à courant continu et à positions multiples d'un type nouveau et perfectionné.
Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un relais à courant continu d'un type nouveau et perfectionné, comportant 4 positions distinctes de commande.
Un autre objet de l'invention est la prévision d'un relais à courant continu à 4 positions en vue de remplacer les trois relais à décoder habituels utilisés dans les systèmes co- dés de signalisation ferroviaire.
De plus, un objet de l'invention consiste à prévoir un appareil à décoder, de type nouveau et perfectionné, destiné auxsystèmes codés de signalisation ferroviaire.
En outre, l'invention prévoit un type nouveau et per- fectionné d'appareils électriques de contrôlé comprenant un relais à courant continu et à 4 positions ainsi que les moyens destinés à commander et à utiliser ce relais.
D'autres caractéristiques importantes de l'invention deviendront évidentes au fur et à mesure de la description ci- après, avec référence au dessin annexé sur lequel:
La figure 1 est une vue schématique relative à un mode de réalisation d'appareil électrique de contrôle conforme à l'invention et utilisé pour décoder un courant codé de cir- cuit de voie dans un système de signalisation ferroviaire.
Les figs.2 et 3 sont des vues schématiques indiquant chacune les différentes positions de commande que peuvent prendre les armatures du relais R indiqué sur la fig.l.
Dans chacune des différentes vues, on a employé des chiffres et lettres de référence identiques pour désigner des organes correspondants.
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Si l'on se réfère au dessin, on voit que 1 et la. dé- signent les rails de la voie d'un tronçon de ligne de chemin de fer divisé par desjoints isolants 2, de manièreà obtpnir une section de voie isolée D-E. Les rails de la section sont alimentés en courant codé de circuit de voie de la manière habituelle, au moyen d'un transformateur de voie TT dont l'en- roulement secondaire est branché entre les rails de la voie alors que son enroulement primaire est alimenté en courant al- ternatif à partir d'une source appropriée indiquée par les lettres BX et CX.
Un transmetteur de code CT actionne une série de contacts à coder 75, 120 et 180 aux cadences respectives de 75, 120 et 180 fois par minute, par exemple, ces contacts étant intercalés dans chacun des différents circuits par l'intermédiai- re desquels le courent est appliqué au transformateur TT.
Conformément à. certaines conditions prédéterminées, l'un ou l'autre des organes désignés ci-dessus, actionna par le trans- metteur de code CT, est établi de façon à interrompre périodi- quement oucoder le courant applicué aux rails de la section D-E, et, suivant le dessin, la cadence à laquelle ce courant est codé est sélectionnée par un appareil approprié commandé par le trafic, suivantles conditions de celui-ci sur le tronçon de voie considéré.
Les détails de l'appareil contrôlé par le tra- fic ne sont pas indiqués sur le dessin, étant donné oue la forme particulière d'un tel appareil n'entre pas dans le cadre de la présente invention, mais cet appareil peut être établi suivant l'une Quelconque des réalisations d'appareils à décoder prévus pour être placés le long de la voie et cui sont bien connus dans l'art; ou bien, il peut être semblable à. l'appareil à décoder décrit en détails ci-après.
On pense qu'il suffit d'indiquer oue, conformément à la pratique courante, le contact 180 est mis en condition de coder le courant appliqué au transformateur TT lorsque les conditions du trafic,, dans le tronçon de voie, correspondent à l'indication "voie libre"d'autre partle contact 120
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peut coder ce courant lorsqu'il existe des conditions d'"aver- tissement d'approche" dans le tronçon de voie; enfin, le con- tact 75 fonctionne de manière à coder le courant lorsque les conditions du trafic, dans le tronçon, correspondent à l'indi- cation "avertissement".
On a prévu un appareil électrique de contrôle d'un type nouveau et perfectionné, capable de décoder le courant codé, associé à un tronçon de voie de chemin de fer auquel ce courant codé de circuit de voie a été appliqué, et un tel appareil est représenté sur le dessin comme étant incorporé à un système de contrôle porté par un train et destiné ici à un train W occupant la section D-E. Le train W, comme on le voit sur la fig.l est muni des deux bobines réceptrices habituelles 4 et 5 supportées par le train à l'avant de sa première paire de roues, en rela- tion par induction respectivement avec les rails 1 et la de la voie.
Ces bobines sont branchées en série de façon que les ten- sions induites dans ces bobines par le courant alternatif circu- lant dans des directions instantanément opposées,dans les rails 1 et la, s'ajoutent l'une à l'autre, et les bobines sont reliées, par l'intermédiaire de l'amplificateur habituel A, à un relais de commande NR soumis au code.
Conformément à la pratique habi- tuelle, on supposera maintenant que le relais MR est établi et disposé de façon que son armature 6 soit actionnée vers sa position haute en réponse à chaque intervalle dit de "contact" du code, lorsque l'énergie est reçue des rails de la voie et de manière que cette armature%,6,,'atteigne sa. position de repos ou basse pendant chaque intervalle "coupure" du code, c'est-à.-dire lorsqu'aucun courant n'est reçu des rails de la. voie.
Un transformateur DT à décoder est associé au relais MR et il comprend un enroulement primaire 9 et deux enroulements secondaires 10 et 11. Lorsque le relais MR est actionné par une impulsion "contact" de courant, une partie de l'enroulement ,primaire 9 est alimentée en courant provenant d'une source
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appropriée telle qu'une batterie, non représentée, mais dont les deux bornes sont indiquées en B et C, par l'intermédiaire d'un circuit facile à suivre et comprenant le contact-travail 6-7 du relais, et lorscue le relsis MR ferme son contact 6-8 pendant un intervalle "coupure" du code,
une autre partie de l'en- roulement primeire 9 est excité par un autre circuit que l'on voit clairement sur le fig.l. Les sens de circulation du cournt, dans les deux parties de l'enroulement primaire, sont opposés, comme on le voit clairement diaprés le dessin, de sorte Due le flux créé dans le transformateur DT est inversa à une cadencé correspondant à la cadence de fonctionnement du relais MR, et il s'ensuit que des forces électromotrices alternative.':; sont induites dans les enroulements 10 et 11 et qu'elles ont une fréquence correspondant à la. cadence d'inversion du flux dans le transformateur.
Un relais unique R à courant continu età 4 positions est associé au transformateur DT et ce relais comprend un noyau susceptible d'être aimantée présentant deux branches extérieures 15 et 17 et une branche centrale relativement plus courte 16,une culasse 18 reliant les branches entreelles par une extrémité de celles-ci, une armature neutre 19 disposée, par exemple, de manière à pivoter selon le procédé habituel non représenté pour s'approcher et s'éloigner des autres extrémités des branches du noyau et maintenues par exemple par gravité, dans une position de repos dans laquelle elle est éloignée des branches du noyau, ainsi qu'une armature polarisée 20 arti- culée en 21 sur la branche médiane du noyau, c'est-à-dire dans une partie inférieure en forrne de fourchette de cette branche:
, cette armature polarisée étant maintenue par exemple à l'aide de ressort 22 dans une position intermédiaire neutre, repré- sentée sur la figure 1. Le relais R comprend également un en- roulement neutre ou de commande composé de deux bobines 24, 24 entourant chacune une des branchés extérieures du noyau et re-
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liées en série de façon que lorsqu'elles sont excitées, les bo- bines contribuent à faire circuler le flux dans un circuit magnétique représenté figure 1 et comprenant en série la, bran- che extérieure 15; la culasse 18, la branche extérieure 17 et l'armature 19.
Il s'ensuit par conséquent, que dès que l'enrou- lement de commande 24 est excité, l'armature neutre 19 est déplacée vers le noyau dans sa position d'attraction, indiquée figure 1, et que,lorsque l'enroulement 24 cesse d'être excité, l'armature 19 se déplace pour reprendre sa position de repos.
Des éléments de contact neutres, tels que les éléments 26, 27 et 28, sont reliés à l'armature 19 de la manière habituelle in- diquée en pointillé sur le dessin, et'ces éléments de contacts sont commandés de manière à coopérer avec les points de contact habituels pour constituer respectivement des contacts travail ou repos, suivant que l'armature 19 se trouve respectivement dans sa position d'attraction ou de repos.
Les deux branches extérieures 15 et 17 du noyau du relais R, comme on le voit, sont munies de taquets ou de sur- faces polaires auxiliaires qui s'étendent vers l'intérieur en direction l'une de l'autre suivant une ligne disposée au- dessous du pivot 21 de l'armature 20. La branche centrale 16 du noyau comporte un ou plusieurs enroulements polarisants, dont deux, 29 et 30, sont indiqués sur le dessin.
Lorsque l'en- roulement de commande 24 est excité, et que l'enroulement pola- risant 29 est excité par un courant d'une polarité choisie pour que l'enroulement 29 fasse circuler le flux vers le haut à tra- vers la branche 16 du noyau, suivant le dessin, le flux dû au courant présent dans l'enroulement 29 circule le long d'un circuit magnétique indiqué en pointillé sur la figure 2 et comprenant en série la branche 16, la culasse 18, la branche 17 et son prolongement, et enfin l'armature 20. Par conséquent, cette armature polarisée 20 oscille dans le sens des aiguilles d'une montre, suivant le dessin, ou vers le taquet prévu sur la branche 17, comme on le voit sur la figure 2.
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Si l'on inverse maintenant le sens de circulation du flux polarisant circulant dans la branche 16, par exemple en cessant d'exciter l'enroulement 29 et en excitant l'enroulement 50 avec du courant dont le polarité est choisie pour faire cir- culer le flux magnétique vers le bas à travers la branche 16, ce flux polarisant circule à travers un circuit magnétique indiqué en pointillé sur la. figure 3 et comprenant en série la branche 16, l'armature 20, le taquet de la branche 15 et la branche 15 proprement dite, et enfin la. culasse 18. Par conséquente cela. détermine l'oscillation de l'armature 20 dans un sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire vers la bran- che 15, comme on le voit sur la fig.Z.
Le relais R peut être facilement modifia pour utiliser un seul enroulement polarisant, tel que l'enroulement 29. Avec un semblable relais, l'armature polarisée 20 peut être action- née d'une manière réversible en inversant la polarité du courant appliqué à l'enroulement polarisant. Autrement dit, lorsque l'enroulement de commande 24 est excité par un courant à polarité constante, l'armature 20 bascule dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse, suivant la polarité relative du courant appliqué à l'enroulement 29. Inversement, la polarité du courant appliqué à l'enroulement 29 peut être maintenue cons- tante et on peut faire basculer l'armature polarisée dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse, suivant la. polarité relative du courant appliqué à l'enroulement de com- mande.
Dans un cas comme dans l'autre, le fonctionnement de l'armature polarisée dépend de l'excitation de l'enroulement de commande et des enroulements polarisants, étant donné que lorsque l'enroulement de commande n'est pas excité et que l'enroulement polarisant est excité, les deux circuits magnétiques du flux polarisateur, par l'intermédiaire desdeux branches extérieures 15 et 17 du noyau, sont en parallèle et présentent des entre- fers égaux entre l'armature 20 et les taquets portés par les
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branches 15 et 17, et le flux est également distribué dans les deux circuits, ce qui donne une valeur égale à l'attraction exercée sur les deux branches extérieures de l'armature 20 et tend à la maintenir dans sa position intermédiaire normale.
Le fonctionnement de l'armature neutre, dans ces conditions sup- posées, n'est pas déterminé par le flux résultant du courant présent dans l'enroulement polarisant.
On a associé à l'armature 20 des éléments de contact disposés de manière qu'une série de contacts soit fermée lors- que l'armature se trouve dans sa position normale intermédiaire, qu'une autre série de contacts soit fermée lorsque l'armature bascule dans le sens des aiguilles d'une montre ou vers le ta- quet de la branche 17, et qu'une autre série de contacts soit fermée lorsque l'armature est contrainte à basculer dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire vers le taquet de l'autre branche 15. Ces éléments de contact sont reliés mécaniquement à l'armature 20, selon l'indication schématique, en traits pointillés, du dessin, et ils compren- nent, par exemple, des éléments de contact polarisés 32 et 33 ainsi qu'un élément de contact intermédiaire 34, fixé à un organe isolant 35 relié mécaniquement à l'armature 20.
L'élément de contact 34 est en forme d'U renversé ou en fourchette, et il est supporté par un élément d'armature 35, de manière que si l'armature 20 se trouve dans sa position normale intermé- diaire, une branche de l'organe 34 soit en contact avec un point de contact 36, alors que l'autre branche de cet organe est en contact avec un point de contact 37, ce qui donne un contact 36, 34, 37 fermé lorsque l'armature polarisée se trou- ve dans sa position neutre ou normale conformément à la fig.l.
Un élément de contact polarisé 32 porté par l'organe 35 coopère avec un point de contact 38 pour constituer un contact polarisé 32 38 lorsque l'armature 20 bascule dans le sens des aiguilles d'une montre ou vers la branche 17, comme on le voit sur la
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fig.2. Lorsque l'armature se trouve dans cette position, l'élément de contact inférieur 34 est éloigné du point de contact 37, ce qui coupe le contact 36 34 37. L'autre élément de contact polarise 33, porté par l'organe 35, coopère avec un point de contact 39 formant ainsi un contact polarisé 33 39 lorsque l'armature 20 est basculée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre ou vers le taquet porté par la branche 15, comme on le voit fig.3.
Lorsque l'armature se trouve dans cette position, l'élément de contact inférieur 34 est éloigné du point de contact 36, ce qui coupe le contact 36 34 37.
Le rela.is R est compris dans un appareil à décoder porté par le train de façon que la bobine de commande 24 soit reliée à l'enroulement secondaire 10 du transformateur DT par l'intermédiaire d'un redresseur de courant 31 à impulsions en- tières; un enroulement polarisant 29 est relié à l'enroulement secondaire 11 à travers un groupe à décoder DU 120, et l'autre enroulement polarisant 30 est également relié à l'enroulement 11 à travers un autre groupe à décoder DU 180.
Les détails constructifs relatifs au groupe à décoder DU 120 et DU 180 ne sont pas représentés sur le dessin, mais de tels groupes com- prennent habituellement un redresseur et un dispositif conden- sateur réacteur d'accord, accordé pour résonner à une fréquence correspondant respectivement aux cadences de code de 120 et 180 impulsions, de manière que l'enroulement 29 soit efficace- ment excité par un courant unidirectionnel, appliqué à travers le groupe à décoder DU 120, seulement et lorsque le relais MR répond au courant codé de cadence 120, par ailleurs l'enroule- ment 30 est efficacement excité par un courant unidirectionnel appliqué par l'intermédiaire du groupe à décoder DU 180, seule- ment et lorsque le relais MR fonctionne à la cadence de code de 180 impulsions.
La connexion entre l'enroulement de commande 24 et l'enroulement secondaire 10 n'est pas accordée, de sorte
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que l'enroulement de commande 24 reçoit du courant unidirection- nel à travers le redresseur 41 et est efficacement excité dès que le relais MR fonctionne à l'une quelconque des cadences de code précitées.
On comprend facilement que la disposition de circuit prévue en ce qui concerne le relais R est établie de façon que l'enroulement de commande 24 puisse être excité, par exemple lorsque le relais MR est soumis au code 75, sans qu'il y ait une excitation réelle de l'un ou l'autre des deux enroule- ments polarisants 29 et 30, et que lorsque l'un ou l'autre des enroulements polarisants est effectivement excité, comme cela se produit lorsque le relais MR est soumis à l'un ou l'autre des courants codés 120 ou 180, l'enroulement de commande 24 soit également excité.
Il s'ensuit, par conséquent, que le relais R peut être commandé en vue de lui donner l'une quelconque parmi quatre positions; dans la première de ces positions les enroule- ments de commande et polarisants ne sont pas excités, l'armatu- re 19 est libérée et l'armature polarisée 20 occupe sa position intermédiaire normale ; la seconde position, l'enroulement de commande est excité, l'armature 19 est enclenchée ou atti- rée, les enroulements polarisants 29 et 30 ne sont pas excités et l'armature polarisée 20 se trouve dans sa position intermé- diaire normale:
dans la troisième position, l'enroulement de commande 24 et un des enroulements polarisés 29 sont excités par un courant ayant une polarité relative telle qu'elle puisse faire basculer l'armature polarisée 20 dans le sens des aiguil- les d'une montre, alors que l'armature 19 se trouve dans sa po- sition d'attraction; dans sa quatrième position, enfin l'en- roulement de commande 24 et l'autre enroulement polarisant 30 sont excités par un courant d'une polarité relative telle que l'armature polarisée 20 puisse osciller dans le sens opposé aux aiguilles d'une montre et que l'armature neutre 19 soit en position d'attraction.
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L'appareil de commande décrit ci-dessus peut être uti- lisé pour la commande de dispositifs approprias de contrôle ferroviaire tels que, par exemple, un signal d'abri ou de cabine OS comprenant 4 lampes 43 44 45 46. Lorsque le relais MR est inactif et que l'enroulement de commande 24 et les enroulements polarisants 29 et 30 cessent d'être excités, 1¯'armature neutre 19 est libérée et le contact repos 28 qu'elle commande est fer- mé pour constituer un circuit d'alimentation de la lampe 43 du signal C3. Cette lampe peut être utilisée, par exemple, pour fournir l'indication habituelle de "marche lente" du signal.
Lorsqu'un courant codé de 75 circule dans la section et que le relais MR fonctionne à. une cadence correspondante, l'en- roulement de commande 24 est excité et l'armature neutre 19 est mise en jeu de manière à fermer le contact travail 28. Les deux enroulements polarisants 29 et 30 cessent d'être excités à ce moment, de sorte que l'armature polarisée 20 se trouve dans
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sa position normale intermédiaire, et ferme le contact 36 34 3''i d'alimentation de la lampe 44, par l'intermédiaire d'un circuit comprenant ce contact et le contact travail 28 actionné par l'ar-
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mature neutre. Cette 12mpe pCD 3t-re utilisée pour l' inrl'; ;.r t 011 habituelle de "prudence" sur le signal.
Lorsqu'un courant codéde 120 circule dans la section et que le relais MR fonctionne à une cadence correspondpnte,
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l'enroulement de commande est, excita afin dlercler-clrr l'8r- mature neutre 19 et de fermer le contact travail 27, et l'en- roulement polarisant 29 est également excité d'une manière efficace par un courant dont la polarité correspond au courant
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cj¯z,cx=1¯xnt (1é.ns l'enrov.e.ïent 24, cetLe polerit' ntpnt telle que l' 2.r"'1?ture polarisée 20 soit t boscu16e ci;<ns le seras zens aiguilles ci'une montre pour fermer ?inii le CC:11'.?,Ct polarisé 1"2 :::8.
En conspçl10nce, la lampe 45 s'r:llvrrte gr8ce su circuit Évi- dent, comprenant Le contpct tr1v;Ül H7 acti(1n[l' p2r 1',--rr;nxe neutre 19, et le contact polarisé 32 38 actionna par l'armature il,)
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pplarisée 20. Cette lampe peut être utilisée pour fournir le signal habituel d'"avertissement d'approche".
Chaque fois qu'un courant codé de 180 circule dans les rails et que le relais MR fonctionne à la cadence correspondan- te, l'enroulement de commande 24 est excité et détermine l'en- clanchement de l'armature neutre 19, ce qui ferme son contact travail 26, alors que l'enroulement polarisant 30 est efficace- ment excité par un courant dont la polarité est telle, par rap- port au courant circulant dans l'enroulement de commande, que l'armature polarisée 20 soit basculée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour fermer le contact polarisé 33 39 et alimenter la lampe 46 du signal CS par l'intermédiaire d'un circuit évident comprenant le contact travail 26 de l'armature
19 et le contact polarisé 33 39 actionné par l'armature polari- sée.
Cette lampe peut être utilisée pour fournir l'indication habituelle de "voie libre" du signal d'abri.
D'après ce-qui précède, il est évident que la présente invention prévoit un appareil électrique d.e contrôle d'un type nouveau et perfectionné utilisant un relais à courant continu et à 4 positions,établi de façon à pouvoir être appliqués avan- tageusement dans des systèmes de décodage du courant de circuit de voie. Naturellement, il est entendu que si la présente des- cription se réfère à un mode de réalisation de l'invention appliqué à un système de signalisation de chemin de fer, cette application ne représente qu'une seule'parmi de nombreuses uti- lisations de cet.appareil.
D'autre part, bien que la description ci-dessus et le dessin annexé ne se rapportent qu'à un seul mode de réalisation d'appareil électrique de contrôle conforme à l'invention, il est entendu que celle-ci peut comporter de nombreuses variantes sans sortir du cadre de l'invention.