Brevet FR2393710A1 — publié le 19790105

La présente invention a pour objet un perfectionnement aux joints électriques de séparation de circuits de voie, dans un systime de signalisation ferroviaire. Il s'agit, sur un plan général, de système de signalisation ferroviaire utilisant les rails de la voie comme conducteurs, la voie à équiper étant constituée par une continuité sans joints iso lents mécaniques divisée en une pluralité de circuits de voie suc- cessifs que séparent des joints électriques Chacun de ces circuits de voie constitue une entité à laquelle sont affectés des moyens émetteurs et récepteurs d'une fréquence propre au circuit de voie et qui sont susceptibles d'activeur des organse de commande du système de signalisation.La circulation des signaux électriques ou plutôt leur amplitude est fonction de la présence ou de l'absence sur un circuit considéré d'un wagon dont les essieux provoquent un effet de shuntage du circuit qu'ils parcourent Les Joints électriques séparant deux circuits de voie adJacents 0 constituent donc des zones de transition dont le franchissement par un essieu "symbolique" provoque successivement et selon une progressivité variable, la suppression de l'effet de shuntage du circuit amont pour l'appliquer au circuit aval Dans les systèmes de l'art antérieur, les circuits oscillants émetteurs ou récepteurs étaient, en combinaison avec des blocs d'accord et d'autres organes, reliés directement aux rails des circuits au niveau des Joints électriques. Avec une telle disposition, et en ne considérant que le changement d'état des organes de signalisation, il est évident que, dans les conditions les plus critiques, le chan- gement d'état de l'organe amont pourrait précéder légèrement celui de l'organe aval.Si donc, un essieu isolé restait immobilisé dans le Joint, il pourrait se produire que le changement d'état de l'or- gane amont - impliquant, en principe que le véhicule ait franchi le Joint - intervienne de façon précoce. De plus, la liaison galvanique de l'appareillage à la voie en trains de nombreuses sujétions et impose également certaines limitations. Pour pallier ces inconvénients, l'invention vise à conférer au Joint électrique séparant deux circuits de voie deux propriétés nouvelles : a) la création, même dans les conditions les plus critiques, d'une zone de recouvrement de l'effet de shuntage dans le Joint ainsi que la possibilité d'en maîtriser les caractéristiques b) la séparation galvanique entre l'appareillage et la voie. A cet effet, le joint électrique de séparation de deux circuits de voie principaux adjacents, amont et aval par rapport au sens du trafic, d'un système de signalisation ferroviaire utilisant les rails comme conducteurs, circuits dont chacun est parcouru par des signaux électriques d'une fréquence propre, ledit Joint limité à ses extrémités par des blocs d'accord amont et aval respectivement sensibles aux fréquences du circuit de voie associé, qui sont reliés à des moyens soit récepteurs soit émetteurs de la fréquence propre au circuit de voie associé, les moyens récepteurs étant susceptibles d'activer un organe de commande du circuit de voie principal et qui définissent entre eux une zone intermédiaire dont le franchissement par au moins un essieu provoque successivement dans le sens du trafic, par effet de shuntage des rails, le rétablissement progressif, à une amplitude d'activation d'un organe de commande, des signaux du circuit amont et l'atténuation progressive, entraînant la dêsactiva- tion de l'organe de commande, des signaux du circuit aval, est caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison, un moyen de centrale d'une zone de recouvrement dudit effet de shuntage telle qu'au passage dudit essieu, le rétablissement progressif, à une amplitude d'activation d'un organe de commande, des signaux du circuit amont ait lieu dans des conditions prédéterminées apyres l'atténuation pro -tressive, à une amplitude, entratnant la désactivation d'un organe de commande, des signaux du circuit aval. Selon une première caractéristique, ledit moyen est constitué par au moins une boucle inductive. Avantageusement, ladite boucle inductive est couplée auxdits rails d'un circuit de voie. L'adjonction au Joint électrique de boucles inductives offre deux avantages - en premier lieu, cette séparation permet de coupler en n'importe quel endroit du joint les moyens récepteurs provoquant le changement d'état d'un organe de commande donc de contrôler la séquence des changements d'état des organes de commande amont et aval et de maîtriser ainsi les caractéristiques de ladite zone de recouvrement et de sécurité - en second lieu, elle réalise la séparation galvanique effective recherchée entre voie et appareils. I1 est évident que la forme et les dimensions de la boucle inductive permettent de moduler à volonté les caractéristiques de cette zone de recouvrement. Selon une première caractéristique, ledit joint comporte une première et seconde boucles inductives respectivement situées aux extrémités amont et aval dudit Joint. Avantageusement, ladite première boucle amont est reliée à des moyens récepteurs des signaux de la fréquence propre audit circuit aval et ladite seconde boucle aval est reliée à des moyens émetteurs de signaux de la fréquence propre audit circuit amont ; l'organe de commande propre audit circuit aval est associé aux moyens récepteurs de ce circuit. L'implantation judicieuse des boucles inductives reliées aux moyens émetteurs et récepteurs des circuits de voie amont et aval permet le contré de la zone de recouvrement de l'effet de shuntage. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite boucle inductive est reliée à un appareillage extérieur de signalisation ferroviaire. C'est là un autre avantage du joint électrique selon l'invention qui permet d'assurer le couplage isolé ou en combinaison et/ou asservissement avec d'autres moyens, de tout appareillage extérieur de signalisation ferroviaire. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs, de certaines formes de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure I est un schéma synoptique d'un circuit de voie bordé de deux Joints électriques selon l'art antérieur la figure 2 est un schéma synoptique du circuit de voie de la figure 1 dont les Joints sont conformes à l'invention la figure 3 est une vue partielle de l'un des joints de la figure 2 montrant les variations de l'amplitude des signaux dans les circuits de voie associés au Joint (Joint 4 par exemple ); la figure 4 est un schéma synoptique d'une variante simplifiée du Joint de la figure 2. La description qui va suivre est limitée à celles des caracté- ristiques opérationnelles des dispositifs particuliers de l'invention, et aux changements d'état des organes de commande associés, sans aller dans les détails d'un système de signalisation ferroviaire parfaitement connu de l'homme de l'art. On se référera tout d'abord à la figure 1 pour rappeler l'état de la technique en matière de joints électriques ; sur une voie ferrée de rails r1 et r2, on a représenté deux sections de joint désignées dans leur ensemble par J3 et J4 et définissant une section de voie C6 encadrée par les sections C5 et C7 respectivement amont et aval ; un essieu symbolique 8 est supposé parcourir la voie dans le sens du trafic T.En définissant par FI et F2, les fréquences affectées respectivement au circuit 066 et aux circuits limitrophes C5 et C7, on note que les Joints sont respectivement limités par des blocs d'accord 3F2, BF1 ; de façon connue en soi, des selfs de voie à air S9 et S10 sont branchées en parallèle sur les blocs d'accord entre les rails r1 et r2 au milieu de chacun des Joints J3 et J4. les blocs d'accord BF1 se présentent comme un court-circuit pour la fréquence F2 et comme une impédance capacitive pour la fréquence F1 ; réciproquement les blots d'accord BF2 font office de court-circuit pour la fréquence F1 et d'impédance capacitive pour la fréquence F2. L'équipement du circuit de voie C6 est complété par un ensemble émetteur EFt, délivrant des signaux de fréquence F1 et un ensemble récepteur BF1 sensible à la même fréquence, ces deux ensembles étant respectivement reliés aux blocs BF1 limitant le circuit de voie a6, par l'intermédiaire de transformateurs d'adaptation non représentés. Le récepteur RF1 est relié à un organe de commande R6 (relais par exemple) du système de signalisation. De façon analogue, les circuits de voie adjacents C5 et C7 sont équipés d'ensembles émetteur EF2 et récepteur RF2 connectés à des blocs BF2 par l'intermédiaire de transformateurs d'adaptation non représentés ; le récepteur RF2 pilote un organe de commande R7 affecté au circuit aval C7. En l'absence d'effet de shuntage sur les circuits de voie C5, C6 et C7, chacun est parcouru par des signaux de sa fréquence propre lesquels captés par les récepteurs accordés correspondants activent les organes de commande R associés. Les dia diagrammes DR6 et DR7 mettent en évidence les changements d'état des relais R6 et R7 lorsqu'un essieu 8, venant de J3 franchit le joint J4. Lorsque l'essieu est en K (pris à dessein en amont du joint J4), le circuit C6 est shunté, les signaux de fréquence P1 captés au niveau du récepteur RFI ont une amplitude insuffisante pour exciter R6 qui est donc au repos. Par contre, le relais R7 est alimenté normalement et se trouve excité. Au franchissement par l'essieu 8 du bloc BF1 situé à la limite amont du joint J4 l'effet de shuntage du circuit C6 diminue progres sivement de sorte qu'en G, l'amplitude des signaux de fréquence F1 atteint une valeur suffisante pour assurer l'excitation de R6 qui demeure dans cet état jusqu'au prochain passage d'essieu. Parallè- lement, au fur et à mesure que l'essieu progresse au 3ein du Joint J4, l'effet de shuntage agit sur le circuit C7 et en H, cet effet réduit suffisamment l'amplitude de signaux de fréquence F2 pour faire tomber le relais R7 qui demeure dans cet état jusqu'au fran- chissement du Joint aval consécutif. On remarque qu'entre G et H, dans les conditions les plus critiques, R6 et R7 seraient tous deux activés ; il n'y aurait donc pas de zone de recouvrement de sécurité au cas où un essieu "théori- quement" unique franchirait le Joint0 Si un tel essieu demeurait bloqué entre G et H, il y aurait eu activation prématurée du relais amont R6. On signalera que les points G et H ne correspondent pas à des emplacements géométriques fixes dans le Joint mais peuvent varier dans certaines limites. Ceci vaut également pour la suite de la desoription. On se reportera maintenant à la figure 2 correspondant aux mê- mes circuits de voie C5, C6, C7 mais dont les joints J3 et J4 ont été équipés selon l'invention. Les éléments conservant leurs références précédentes, on notera que - les Joints 93 et J4 comportent chacun, situées à proximité des blocs BF2 et BF1 et à l'intérieur du joint, deux boucles inductives IF1 et IF2 ; - ees boucles IF1 et IF2 sont couplées aux rails rX et r2 - contrairement à la disposition de la figure 1, et en considérant le joint J3, le récepteur RF1 n'est plus associé au bloc aval BF1 mais à la boucle IF1 - située à proximité du bloc amont BF2 et que l'émetteur EF2 n'est plus associé au bloc amont BF2 mais à la boucle 1F2 - située à proximité du bloc aval BF1. La mXme inversion se retrouve dans le joint J4. - les organes de commande R6 et R7 demeurent associés aux récepteurs de fréquence correspondante mais sont situés en amont du joint par rapport au sens du trafic. On citera pour mémoire, que chaque boucle est en réalité reliée à l'émetteur ou au récepteur correspondant par un circuit intermédiaire - non représenté pour simplifier les schémas - qui a pour rale de présenter une impédance élevée pour les fréquences indési- rables dans la boucle et d'accorder, au contraire, cette même boucle sur la fréquence désirée. Cette implantation selon l'invention des éléments actifs du joint, se traduit au niveau du joint J4 par les diagrammes DR6 et DR7 de fonctionnement des relais R6 et R7 des circuits de voie C6 et C7. L'essieu 8 étant en K, l'état des relais est identique à celui de la figure i. Mais au franchissement du Joint J4, et en raison de la position de la boucle IFI à laquelle est associé l'émetteur EFt, le point G se trouve nettement décalé vers l'aval, tandis que pour des raisons identiques, le point H se trouve nettement décalé vers l'amont. Entre G et H, on a donc une zone de recouvrement ZR dans laquelle R6 et R7 sont désexcités simultanément. il est évident que l'effet de shuntage se traduit au passage sur les boucles inductives par une variation progressive de l'amplitude des signaux circulant dans les tronçons de voie considérés ; la figure 3 reprend les deux boucles IF1 et IF2 d'un joint (J4 par exemple) et on a représenté en Nt et N2 les niveaux supposés des amplitudes provoquant un changement d'état. Meme en respectant le caractère progressif des variations d'amplitude décalant en H1 et en G1, les points G et H d'attraction ou de chute des relais R6 et R7, il n'en demeure pas moins une zone de recouvrement ZR entre Ht et H2 qui est garantie par la présence des boucles inductives. D'ailleurs, on dispose de-certains paramètres pour influer sur les caractéristiques de cette zone de recouvrement, position des boucles dans le Joint, longueur des cotés parallèles aux rails, forme géométrique des boucles, nombre de spires par exemple. On conçoit que cette nouvelle structure permet de donner à cette zone de recouvrement la longueur souhaitée et de déterminer géographiquement, avec la précision voisine de celle d'un joint isolant mécanique, les extrémités des circuits de voie adjacents. La figure 4 constitue une variante des joints de la figure 2. En effet, chaque joint ntest équipé que d'une seule boucle inductive, en ltoccurence IFI pour le joint J3 et IF2 pour le joint J4. Les émetteurs EF2 et EF1 sont respectivement reliés aux blocs BF2 du joint J3 et BF1 du Joint J4. Ainsi qu'il ressort du diagramme de fonctionnement des relais R6 et R7, la zone de recouvrement ZR entre G et H demeure mais elle se trouve réduite en longueur du fait de la suppression d'une boucle dans chacun des joints. On soulignera encore la possibilité qu'offre l'invention, en agissant de façon appropriée.sur les caractéristiques géométriques et électriques des boucles, d'obtenir des diagrammes de fonctionnement des relais associés aux circuits de voie créant des zones de recouvrement particulières ou délivrant des informations spéciali sées. il va de soi que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisations représentées et décrites mais englobe toute variante ou combinaison. REVEND ICAT iONS 1. Joint électrique de séparation de deux circuits de voie principaux adjacents, amont et aval par rapport au sens du trafic, d'un système de signalisation ferroviaire utilisant les rails comme conducteurs, circuits dont chacun est parcouru par des signaux électriques d'une fréquence propre, ledit joint limité à ses extrémités par des blocs d'accord amont et aval respectivement sensibles aux fréquences du circuit de voie associé, qui sont reliés à des moyens soit récepteurs soit dmetteurs de la fréquence propre 'au circuit de voie associé, les moyens récepteurs étant susceptibles d'activer un organe de commande du circuit de voie principal et qui définissent entre eux une zone intermédiaire dont le franchissement par au moins un essieu provoque successivement dans le sens du trafic, par effet de shuntage des rails, le rétablissement progressif, à une amplitude d'activation d'un organe de commande, des signaux du circuit amont et l'atténuation progressive, entraidant la désactivation de l'organe de commande, des signaux du-circuit aval, joint électrique caractérisé en ce qu'il comporte, en cobihinaison, un moyen de contre d'une zone de recouvrement dudit effet de shuntage telle qu'au passage dudit essieu, le rétablissement progressif à une amplitude d'activation, d'un organe de commande, des signaux du circuit amont ait lieu dans des conditions prédéterminées après l'atténuation progressive à une amplitude, entraînant la désactivation d'un organe de commande, des signaux du circuit aval. 2. Joint électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen est constitué par au moins une boucle inductive. 3. Joint électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite boucle inductive est couplée auxdits rails d'un circuit de voie. 4. Joint électrique selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite boucle inductive est constituée par un cadre en forme de parallélépipède dont deux des c8tés sont disposés parallèlement aux rails de la voie ferrée. 5. Joint électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite boucle inductive est constituée par une seule spire. 6. Joint électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite boucle inductive est constituée par une pluralité de spires reliées en série entre elles. 7. Joint électrique selon une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que ladite boucle est reliée aux moyens soit récepteurs soit émetteurs. 8. Joint électrique selon une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une première et seconde boucles inductives respectivement situées aux extrémités amont et aval dudit joint. 9a Joint électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite première boucle amont est reliée à des moyens récepteurs des signaux de la fréquence propre audit circuit aval et en ce que ladite seconde boucle aval est reliée à des moyens émetteurs de 8i- gnaux de la fréquence propre audit circuit amont. 10. Joint électrique selon la revendication 9, caractérisé par l'association auxdits moyens récepteurs de organe de commande pro pre@audit circuit aval. Il Joint électrique selon une quelconque des revendications 9 à 6, caractérisé en ce que ladite boucle inductive est reliée à un appareillage extérieur de signalisation ferroviaire e