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de Marc Dufour

Rail et
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Signalisation ferroviaire

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Mécanisme
Mechanism

Manuel
Manual

Mon signal nain! — My dwarf signal!

Depuis que j'ai vu un sémaphore d'ordres de marches orner le salon d'un éminent ferrovipathe, j'ai toujours rêvé d'avoir un signal quelconque, préférablement lumineux...
    18 ans plus tard, j'ai été magnifiquement exaucé :

Since I saw a train-order board in a famous railfan's living-room, I have been dreaming of having some kind of signal, preferably electric...
    18 years later, my wish has been magnificently fulfilled:


Boîtier extérieur — External housing

Ce signal nain était, selon sa plaque numérique, à environ un mille (1600m) au sud de la Gare Centrale de Montréal, sur la subdivision de Montréal.
    C'est un signal typique de type "searchlight" qui peut afficher trois couleurs, grâce à un jeu de filtres de couleur mobile placé entre la lampe et la première lentille. Avec le clignotement, ce signal peut afficher en théorie un maximum de six aspects différents.

This dwarf signal was, according to it's number plate, about one mile (1600m) south of Central Station in Montréal, on the Montréal subdivision.
    This is a typical
searchlight-kind signal, which can display three colours, thanks to a movable filter located between the bulb and the first lens. With blinking aspects, this signal can show in theory a maximum of six different aspects.

Lorsqu'il fut ramassé dans les poubelles du CN, il était dans un très piètre état... Mais il a été restauré (jet de sable, couche de peinture et nouvelles vis lorsque nécéssaire). Le piédestal a été fait spécialement pour exposer le signal nain dans mon salon; normalement, un tel signal est monté sur un bloc de béton avec une base articulée permetant de diriger précisément le faisceau du signal nain. Par miracle, la lentille et le prisme étaient pratiquement intacts.


Ce type de signal a été inventé en 1920, aux États-Unis, par la compagnie Hall. Cette compagnie a été rachetée en 1925 par Union Switch & Signal Co. Son principal avantage est la très basse consommation grâce à un faisceau très étroit.

When discovered in CN's garbage, it was in a very poor condition... But it was restored (sandblast, paint and new screws when needed). The base was made specially to exhibit the dwarf signal in my living room; normally, such a signal is mounted on a concrete block with an articulated bracket which allows aiming the signal beam precisely. By miracle, the lens and prism were pratically intact.
    This kind of signal was invented in 1920 in the USA by the Hall Signal Co. This company was in turn bought in 1925 by the Union Switch & Signal Co.. The advantage of this kind of signal is the very low power consumption thanks to the extremely narrow beam.


Il y a, au centre de la lentille extérieure (qui fait 20 cm de diamètre) un petit prisme fresnel qui dévie une portion du faisceau très focalisé vers l'intérieur de la voie, afin d'être visible au mécanicien d'un train qui s'arrête à proximité.
    Originalement, j'ai obtenu le signal sans le dispositif optoélectrique interne, mais j'ai pu finalement en obtenir un en mars 2002.

There is in the middle of the external lens (20 cm diameter) a small fresnel prism which bends a part of the narrowly-focused beam so the engineer of a train stopped next to the signal can see it.
    Originally, when I obtained the signal, it went wigtout the internal optoelectric mechanism, but I finally obtained one in March 2002.

Il est fort possible que ce signal date de 1944, soit l'ouverture de la Gare Centrale. Il est difficile de le retracer, car il figure toujours au catalogue du constructeur (Union Switch & Signal, n° 144203A), et cela depuis les années 30...
    Les dimensions sont 67 cm de hauteur par 73 cm de profondeur par 30 cm de large.

It is very possible that this signal dates from 1944, the opening of Central Station. It is difficult to tell, since it is still in the manufacturer's catalogue (Union Switch & Signal, # 144203A), and that is since the 1930's...
    Dimensions are 67 cm height, 73 cm depth and 30 cm width.

La forme ogivoïdale du boîtier surprend un peu. Le boîtier est constitué de fonte, ce qui le rend fragile (et lourd! Le tout, avec le mécanisme, pèse près de 30 kilos); de grosses fissures dans la base, à l'endroit où entre le conduit de fils électriques sont probablement la raison pour laquelle il aurait été retiré du service...

    On constatera que les charnières sont carrément rompues sur la porte arrière. Cette dernière est pressée contre le boîtier par une vis au faîte de l'ogive; la tête de cette vis est particulière (elle n'a pas été trouvée et est donc remplacée ici par une vis ordinaire), car elle comporte un bras qui permet de la verrouiller sur l'arceau au centre, à côté du ventilateur avec un cadenas. L'étanchéité est assurée par un gros bourrelet de canevas (enlevé lors de la restauration).

The ogivoid shape of the case is a bit surprising. The case is made of cast-iron, which makes it fragile (and heavy! The whole, with the mechanism, weighs almost 30 kilos); big cracks where the electrical conduit goes into the case is probably the reason the signal was retired... One will notice that the hinges for the access door are broken. The latter is pressed against the case by a screw at the top of the case; the head of that screw is interesting (it was not found and replaced by a normal screw), since it has a special arm that allows it to be locked with a padlock on the hook in the middle, besides the ventilator. Watertightness is effected by a big canvas wad (removed during restoration).


Mécanisme interne — Internal mechanism

Donc, j'ai finalement obtenu, en mars 2002, un mécanisme interne permettant d'afficher trois couleurs : le  rouge , le  jaune  et le  blanc lunaire . Blanc lunaire désigne un blanc bleuâtre ne pouvant pas être confondu avec un blanc "ordinaire". Ce mécanisme provient du Southern Pacific, dont le règlement d'exploitation comporte des aspects de signaux curieux, utilisant notamment le blanc lunaire (règle 289, signal de marche à vue).

So, I finally was able to get, in March 2002, the internal mechanism that displays three colours:  red ,  yellow  and  lunar white . Lunar white is a bluish white that cannot be taken for an "ordinary" white. This mechanism comes from the Southern Pacific, whose operating rules allows bizzare signal aspects, using the lunar white colour (rule 289, restricting signal).

Vu de côté, on a, en haut à gauche, la lentille, puis (sous les lettres "SP"), l'emplacement où se trouvent les filtres de couleur, puis le réflecteur parabolique où se trouve l'ampoule. En dessous, dans le boîtier de verre, se trouvent les bobines de commande des filtres de couleur ainsi que deux contacts destinés à confirmer le bon fonctionnement du signal.

Looking at the side, we have on the top left, the lenst, then (under the "SP" letters), the location of the roundels (colour filters), then the parabolic reflector where the light-bulb is located. Below, within the glass housing, we find the roundel-actuating coils as well as two contacts which make sure the signal operates properly.

L'arrière du mécanisme est bien garni : en haut, le cercle gris est la douille pour l'ampoule, avec un rhéostat destiné à ajuster l'intensité de l'ampoule. Juste dessous, on a les bornes où se branchent les fils d'alimentation et de commande. Les deux contacts du centre commandent les bobines actionnant le signal; l'affichage de la couleur est commandé par la polarité et l'absence de courant (voir la table plus bas). Et le boîtier en verre donne une vue imprenable sur le mécanisme...

The back of the mechanism is well furnished: on top, the gray circle is the light-bulb socket, with a rheostat to adjust the bulb intensity. Right below, the terminals where the control and power-supply wires are connected. The two terminals in the center are the signal coil contacts; the colour displayed is selected by the polarity and the absence of power (see table below). And the glass housing gives real good view of the mechanism...

Au devant, on a la lentille; on aperçoit, au centre, la réflection du flash dans le réflecteur parabolique colorée en rouge, du fait qu'elle passe au travers du filtre rouge. Un aspect intéressant de la conception des signaux lumineux est l'absence totale de surfaces réfléchissantes à l'intérieur, à l'exception des endroits où la lumière n'est pas coloriée. Cela a pour but d'éviter une indication erronée causée par de la lumière incidente. Dans le cas d'un signal H-2, le seul réflecteur est le réflecteur autour de l'ampoule; le reste du signal, depuis les filtres de couleur, est peint en noir mat afin d'absorber toute lumière parasite. Un signal à trois lentilles n'aura aucun réflecteur derrière l'ampoule par exemple.

In front, we see the lens; in the middle, we see the flash reflection into the parabolic reflector coloured in red, since it passed through the red roundel. An interesting design aspect of railroad signals is the total absence of reflective surfaces inside, except where the light has not been coloured. This is to avoid phantom indications caused by indicent light. In the case of a H-2 signal, the only reflector is around the light bulb; the remainder of the signal, from the roundels, is painted in a dull black to absorb any parasite light. A three lens signal will have no reflector behind the light bulb, for example.

On aperçoit, au dessous, le mécanisme. Les deux contrepoids noirs ramènent le signal à la position rouge; afin d'éviter tout risque de bris de ressort, les relais ferroviaires utilisent la gravité; le signal H-2 ne fait pas exception à cette règle... On aperçoit, de part et d'autre des contrepoids, les pièces polaires de commande du signal. Selon la polarité appliquée à la bobine, il ira dans une ou autre direction, entraînant le filtre coloré approprié dans le dispositif optique. Le tout est scellé de façon très zélée, l'environnement extérieur étant toujours hostile à la mécanique délicate...

You can see at the bottom the mechanism. The two black counterweights recall the signal to the red position; so to prevent any risk of spring break, railroad signal relays use gravity; the H-2 signal is no exception to this rule... You can see, on either side of the counterweights, the pole pieces of the signal actuator. According to the polarity applied to the coil, it will go towards one side or the other, moving the appropriate roundel into the optical path. Everything is sealed in a rather zealous way, the external environment being always hostile towards delicate mechanisms...

L'installation du mécanisme est facile à faire: il suffit de le glisser à l'intérieur, près du haut; une tige entre dans un anneau, et le tout est gentiment suspendu; deux boulons de chaque-côté servent à fixer le tout. Une fois le mécanisme installé, il ne reste guère de place pour passer les fils... Gageons que le métier d'entreteneur de signaux est un métier zen...

The mechanism is easily installed: you merely slide the mechanism inside, near the top; a pin enters a ring and the whole thing is gently suspended; two bolts on either side secure everything. Once the mechanism is installed, there is no much room left to run the wiring... I suppose that signal maintainer is a zen occupation...



Fonctionnement — Operation

Bon! Trève de cadembrelaines! Passons aux choses sérieuses! Branchons le tout, et admirons le fonctionnement de cet admirable mécanique:

Good! Enough trivialities! Lets move to serious things! Let's power-up everything and oogle in front of this magnificent apparatus working:

 ROUGE 
RED

 BLANC LUNAIRE 
LUNAR WHITE

 JAUNE 
YELLOW



 ROUGE 
Aucun courant
l'armature est centrée,
ce qui met le filtre rouge
devant l'ampoule.


 BLANC LUNAIRE 
Courant positif
l'armature va à droite,
ce qui met le filtre blanc lunaire
devant l'ampoule.


 JAUNE 
Courant négatif
l'armature va à gauche,
ce qui met le filtre jaune
devant l'ampoule.


 RED 
No power
coil is centered,
which lines the red roundel
in front of the bulb.

 LUNAR WHITE 
Positive power
coil moves to the right,
which lines the lunar white roundel
in front of the bulb.

 YELLOW 
Negative power
coil moves to the left,
which lines the yellow roundel
in front of the bulb.


Le manuel d’instruction
The instruction manual

J'ai réussi à dénicher un exemplaire du manuel d'instruction pour ce signal datant de 1952!

Union Switch & Signal Instruction Pamphlet U-5034

I managed to secure an instruction manual for this signal dating from 1952!



Des films du signal en fonctionnement —
Movies of the signal in operation

En essayant une caméra numérique empruntée, j'ai fait trois films (Quicktime) montrant le fonctionnement du signal.

While trying-out a borrowed digital camera, I made three (Quicktime) movies showing the signal in operation.


Quelques liens — Some links

Union Switch & Signal — Le manufacturier – The manufacturer

US&S Searchlight Signals — La page d'un collectionneur – A collector's page


C'est tout pour aujourd'hui!

That's all, folks!

Fin de la page