Brevet FR2111737A1 — publié le 19720609

' 2111737 L'invention concerne un dispositif qui permet d'éviter ou en tout cas de limiter fortement le patinage des roues, qui se produit souvent sur les véhicules tels que les véhicules ferroviaires, lors d'une variation brusque de vitesse, en particulier lors du freinage 5 et/ou de la traction. On sait, en effet, que lorsqu'on actionne les freins pour arrêter un véhicule qui se déplace à une vitesse soutenue, il se produit souvent des phénomènes de patinage d'une ou plusieurs roues, ce qui a pour effet de réduire l'efficacité du freinage dans le cas 10 où il s'agit d'une roue dépourvue de bandage pneumatique comme celles des véhicules ferroviaires, et d'endommager la ou les roues qui subissent ce patinage. Oe dernier inconvénient est dû au fait qu'une roue qui patine n'offre pas la résistance nécessaire à la force de freinage qui lui 15 est imprimée et que, par suite, elle est exposée à un blocage rapide, ce qui fait que la même portion de sa périphérie est toujours soumise au frottement rasant contre le terrain ou le rail ; il s'ensuit qu'au bout d'une courte période, la roue présente des plats qui empêchent de l'utiliser par la suite. 20 De façon analogue, dans le cas de traction (véhicule en cours de démarrage), on observe fréquemment des phénomènes de patinage et le conducteur, si habile et si attentif qu'il soit, n'a guère la possibilité de les éliminer en temps voulu, de sorte qu'il peut se produire des inclinaisons latérales dangereuses ou, dans le 25 cas des véhicules ferroviaires, des dommages sensibles aux voies --et des avaries très graves aux groupes mécaniques et électriques reliés à l'essieu qui patine. Pour remédier à cet inconvénient, le demandeur a déjà réalisé (brevet italien n° 691 654) un "dispositif anti-patinage pour 30 véhicules ferroviaires", qui, dans ses lignes les plus générales, comprend plusieurs générateurs de signaux montés chacun sur une roue respective parmi les roues à contrôler de manière à produire des signaux de valeur variable avec la vitesse des roues, plusieurs organes de contrôle de la vitesse des roues, appliqués chacun à une 35 roue respective parmi les roues à contrôler de manière à réduire chaque fois qu'ils sont activés la force de freinage en cas de freinage, la force d'accélération en cas de traction, qui est imprimée à celles-ci afin d'en faire varier la vitesse, et un comparateur conçu pour comparer entre eux les signaux engendrés par les divers 40 générateurs et, dans le cas où est constatée une variation plus 71 37359 2 2111737 importante de valeur d'au moins un de ces signaux relativement aux autres (variation due évidemment à un patinage de la roue correspondante), pour envoyer un signal d'ac-tivation à l'organe de contrôle appliqué à la roue sur laquelle est monté le générateur qui 5 a produit ledit ou lesdits signaux présentant une variation plus importante (de manière à réduire la force relative de freinage ou d'accélération et à éliminer par suite le patinage indésirable). Ce dispositif, en même temps que de nombreux avantages, présente toutefois aussi un petit défaut dû au fait qu'il est entiè-10 rement insensible et donc inefficace dans le cas où toutes les roues subissent des patinages simultanés ayant éventuellement la même grandeur. En fait, dans les conditions réelles de fonctionnement, cette éventualité a très peu de chances de se produire, comme l'on démontré d'ailleurs de nombreux essais, même effectués dans 15 les conditions les plus défavorables ; toutefois, c'est une éventualité qui ne doit pas être exclue a priori. l'invention a donc pour but de compléter le dispositif décrit par le brevet italien n° 691 654 déjà cité, par des moyens propres à le rendre également efficace dans le cas d'un patinage 20 égal et simultané de toutes les roues. Dans ce but, le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend un générateur supplémentaire de signaux, conçu pour produire un signal de référence variable selon une loi prédéterminée correspondant à une allure désirée de la variation 25 de vitesse imposée au véhicule, le comparateur étant conçu pour comparer le signal de référence aux signaux engendrés par les générateurs montés sur les roues et pour envoyer un signal d'activation à chacun des organes de contrôle lorsqu'il apparaît une variation importante de valeur des signaux mentionnés en dernier lieu relati-30 vement au signal de référence. le dispositif selon l'invention est ainsi capable de sentir et d'éliminer même des patinages éventuellement égaux et simultanés de toutes les roues. Il en résulte une sûreté absolue d'intervention même dans les conditions les plus défavorables et les plus 3 5 improbables. Les caractéristiques de l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront de la description détaillée qui va suivre et qui porte sur deux modes d'exécution du dispositif selon l'invention, le premier se référant au cas du freinage et le deu-40 xième au cas de la traction. Dans cette description détaillée, 71-37359 3 2111737 faite uniquement à titre d'exemple, on se référera aux dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 est tin schéma par blocs du premier mode d'exécution du dispositif selon l'invention, certaines parties étant représen-5 tées plus en détail ; La figure 2 est un schéma par blocs du deuxième mode d'exécution du dispositif selon l'invention. Le dispositif représenté par la figure 1 comprend plusieurs générateurs de tension G-^ à G- qui sont montés sur autant de roues 10 à contrôler de manière à produire des tensions variables avec la vitesse angulaire de ces roues. Dans l'exemple considéré, ces générateurs G-^ à &n sont des générateurs tachymétriques à onde sinusoïdale et engendrent donc des tensions alternatives,- qui sont transformées en continu par des redresseurs respectifs à deux 15 alternances ED^ à ED^ et qui sont appliquées à des entrées respectives d'un comparateur CP muni d'autant de sorties. Celles-ci sont reliées à des interrupteurs électroniques respectifs ou circuits de déclenchement TG-^ à T&n, qui déterminent l'état d'activation ou de désactivation des réducteurs respectifs de puissance de freinage 20 RF.j à BFn. Ces derniers sont appliqués respectivement aux roues mêmes sur lesquelles sont montés les générateurs G-^ à &n et sont de préférence constitués par des soupapes électriques de décharge des cylindres de freinage des différentes roues. A une autre entrée du comparateur CP est reliée la sortie d'un autre générateur de 2 5 tension GT, conçu pour engendrer une tension continue, qui obéira, à la loi suivante : la tension fournie par GT est proportionnelle à la vitesse du véhicule et reste telle, même pendant la phase de freinage, si la décélération maximale prévue pour le véhicule n'est pas dépassée ; si la décélération angulaire de toutes les roues 30 dépasse la décélération maximale imposée du véhicule (c'est-à-dire si la roue tend à patiner), la tension fournie par GT n'est plus proportionnelle à la vitesse de rotation des roues, mais reste indépendante et suit une allure proportionnelle à la décélération maximale permise au véhicule dans les meilleurs conditions d'adhé-35 rence. La raison pour laquelle la tension engendrée par le générateur GT suit la loi qui vient d'être définie deviendra évidente ci-après. Le générateur GT peut être réalisé de nombreuses façons différentes ; l'une de celles-ci est illustrée, uniquement à titre 40 d'exemple, par la figure 1, où. l'on voit que le générateur comprend 71 37359 4 2111737 un condensateur C relié en parallèle à un transistor TR et muni d'une électrode reliée directement à la borne de sortie positive des redresseurs BD. à RD , l'autre électrode étant reliée à la 1 2X borne de sortie négative des redresseurs RD^ à RDQ, par l'intermé-5 diaire de diodes respectives DD^ à La polarisation de base du transistor TR, duquel dépend, comme on le verra mieux plus loin, la loi de variation de la tension engendrée par le générateur G-T à la phase de freinage du véhicule quand toutes les roues patinent, est déterminée par un circuit en série comprenant un redresseur à 10 pont RP, alimenté en courant alternatif par l'intermédiaire d'un transformateur T, une diode DR^, deux résistances R^ et R2, une diode Zener Z et une autre diode DRg, un point intermédiaire entre la résistance R2 et la diode Zener Z étant relié directement à la base du transistor TR et la cathode de la diode DR2 étant reliée à 15 l'émetteur du transistor TR par l'intermédiaire d'une résistance de rétroaction R^, qui maintient constant le courant qui traverse le transistor TR quand la tension appliquée à ses bornes varie. La figure 1 montre aussi en détail un mode d'exécution particulier du comparateur CP : selon ce mode, donné ici à titre d'exemple, le 20 comparateur comprend plusieurs diodes à Dq, dont chacune relie une entrée du comparateur à la sortie correspondante de ce même comparateur, ces diodes à D^ étant polarisées de manière à conduire le courant des entrées aux sorties du comparateur et donc des bornes de sortie négatives des redresseurs RD^ à RD^ aux interrup-25 teurs électroniques TG^ à TG^, et non en sens inverse. Le comparateur CP comprend en outre plusieurs autres diodes DC^ à DCq, dont chacune est reliée par sa cathode à la borne de sortie négative du redresseur respectif RD^ à RDn> tandis que l'anode est reliée en commun à l'anode d'une autre diode DC , dont la cathode est o 30 reliée à l'émetteur du transistor TR. L'anode commune susdite des diodes DC^ à DC^ est en outre reliée à chacun des interrupteurs électroniques TG\| à TGn par l'intermédiaire d'une batterie B. Pour expliquer le fonctionnement du dispositif représenté par la figure 1, on supposera que le véhicule auquel il est appliqué 35 roule à une vitesse constante immédiatement avant le début de l'action de freinage. Dans ces conditions, les redresseurs RD^ à RDn fournissent au circuit qui comprend le condensateur C et les diodes DD.| à DD^ des tensions continues égales et constantes dont la grandeur est fonction de la vitesse des roues et donc du véhicule. 40 Le condensateur C est ainsi pourvu d'une charge qui est à son tour 71 37359 5 2111737 fonction de la vitesse du véhicule et qui reste donc constante tant que cette dernière est constante. Si maintenant le conducteur actionne les freins pour faire commencer le freinage du véhicule, il peut se produire trois cas, 5 auxquels correspond un comportement différent du dispositif, c'est-à-dire qu'aucune roue ne patine, que seulement certaines roues patinent ou que toutes patinent. Dans le premier cas, toutes les roues décélèrent de façon uniforme et selon la même loi, de sorte que les tensions aux bornes 10 de sortie des redresseurs RD^ à RDn diminuent aussi de façon uniforme et selon la même loi, et la même chose se passe pour la charge du condensateur C, qui suit précisément les variations de la plus grande des tensions (dans ce cas égales) fournies à la sortie des redresseurs RD. à RD . Etant donné que les tensions aux 1 n 15 bornes de sortie des redresseurs RD^ à RDn restent toujours égales (ou pratiquement égales) entre elles et à celle aux bornes du condensateur C, il n'y a aucun passage de courant ni entre l'un et l'autre des redresseurs RD^ à RD^ par l'intermédiaire des diodes Di à Dq, des circuits de contrôle des interrupteurs électroniques 20 TG,j à et des diodes DC^ à DO^, ni entre les redresseurs et le condensateur 0 par l'intermédiaire des diodes D^ à Dq, des circuits de contrôle des interrupteurs électroniques TG-^ à TGq et de la diode DCq. Il s'ensuit que les interrupteurs électroniques ïG^ à TGn restent inactifs et ne transmettent pas de signaux d'activation 25 aux divers réducteurs de freinage RP^ à RFn. Si, par contre, il se produit un patinage d'une ou plusieurs roues, par exemple de la roue sur laquelle est monté le générateur G^, alors la tension aux bornes de sortie du redresseur correspondant RD^ diminue plus rapidement que la tension aux bornes de sor-30 tie des autres redresseurs, de sorte que, compte tenu du comportement du dispositif quant à la charge du condensateur C et à la circulation de courant entre les redresseurs RD. à RD et le conden- 1 II sateur C, il se produit un passage de courant entre le redresseur RD^ et les autres redresseurs, par l'intermédiaire de la diode D^, 35 du circuit de contrôle de l'interrupteur électronique TG-^ et des diodes DO^, et DC^ à L'interrupteur électronique TG-^ commute alors dans le sens d'activation le réducteur de freinage RI^, qui diminue la puissance de freinage exercée sur la roue qui patine, jusqu'à éliminer le patinage. Si les roues qui patinent 4 0 sont en nombre supérieur à un, le comportement du dispositif est 71 37359 6 2111737 évidemment le même, en ce sens que les réducteurs de freinage correspondant aux roues qui patinent sont activés. Enfin, il peut arriver que toutes les roues patinent ; en pareil cas, les tensions aux bornes de sortie des redresseurs RD^ 5 à RDn diminuent plus rapidement que la tension aux bornes du condensateur C,lequel se décharge alors par l'intermédiaire du transistor TR, suivant une loi que le circuit de polarisation du transistor fait correspondre à celle de décélération maximale désirée pour le véhicule à la phase de freinage, de sorte qu'à un passage éventuel 10 de courant entre les redresseurs correspondant aux roues qui patinent le plus et les redresseurs correspondant aux roues qui patinent le moins se superpose un passage de courant entre tous les redresseurs RD^ à RET- et le condensateur C, par l'intermédiaire des diodes à Dn, des circuits de contrôle des interrupteurs 15 électroniques TG-^ à TGr et de la diode DCq. Il s'ensuit que tous les interrupteurs électroniques commandent les réducteurs respectifs de freinage, en les faisant agir sur les roues jusqu'à éliminer tout patinage. Le dispositif anti-patinage en traction de la figure 2 est 20 pratiquement analogue, au moins du point de vue structural ; les différences qu'il présente avec celui de la figure 1 sont limitées à l'inversion de polarité des redresseurs RD^ à RDn, des diodes DD.j à DDn et du transistor TR (les composants analogues des deux dispositifs sont désignés par les mêmes références), au remplace-25 ment des réducteurs de freinage Rï1^ à EFn par des réducteurs de traction RT^ à RT^ et à l'insertion d'une diode Zener Z^j et d'une résistance R entre le condensateur C et la cathode de la diode DC o et, respectivement, entre le condensateur C et la cathode commune des diodes DD^ à I®n. 30 Le fonctionnement du dispositif de la figure 2, lui-même ana logue à celui du dispositif de la figure 1 , sera rapidement expliqué. En traction, si aucune roue ne patine, les tensions fournies par les redresseurs RD^ à RDn augmentent de façon uniforme et selon la même loi, chargeant le condensateur C par l'intermédiaire de la 35 résistance R et des diodes DD^ à DDQ. Si, à un certain point, une roue, par exemple la roue sur laquelle est monté le générateur G^, se met à patiner, la tension fournie par le redresseur correspondant RD^ augmente plus rapidement que les autres, ce qui cause un passage de courant entre le redresseur RD^ et les autres redresseurs 40 par l'intermédiaire de la diode D^, du circuit de contrôle de l'in 71 37359 7 2111737 ' terrupteur électronique TG^ et des diodes DO^, DC2 et DC^ à DCn ; l'interrupteur électronique TG^ agit alors sur le réducteur de traction RT^, qui assure la diminution de la force de traction exercée sur la roue qui patine, jusqu'à éliminer le patinage. Si, 5 par contre, toutes les roues se mettent à patiner simultanément et dans la même mesure, par suite du retard de temps créé par la résistance R, les tensions fournies par les redresseurs RD^ à RDn augmentent plus rapidement que celle aux bornes du condensateur 0, dont la vitesse d'augmentation suit une loi prédéterminée qu'un 10 réglage approprié de la résistance R fait correspondre à l'accélération maximale désirée pour le véhicule à la phase de traction ; il en résulte un passage de courant entre tous les redresseurs RD^ à RD^ et le condensateur 0, par l'intermédiaire des diodes D.j à Da, des circuits de commande des interrupteurs électroniques TG\j à TG^ 15 et de la diode DCo (la diode Zener Z^ joue le rôle d'élément de seuil), de sorte que tous les interrupteurs électroniques commandent les réducteurs de traction respectifs et les font agir sur les roues jusqu'à éliminer tout patinage (à mesure que le patinage diminue, le condensateur C se décharge par l'intermédiaire du tran-20 sistor TR, accompagnant ainsi la diminution progressive des tensions fournies par les redresseurs RD^ à ®Dn)« Naturellement, on a simplement représenté et décrit en détail . deux exemples d'exécution du dispositif selon l'invention. On pourra donc y apporter de nombreuses variantes sans sortir pour 25 cela du cadre de l'invention. De façon analogue, pour la réalisa-?. tion pratique des divers blocs composants, on peut utiliser diverses mesures propres à rendre le dispositif plus efficace dans les diverses conditions d'utilisation. Par exemple, pour augmenter la sensibilité d'intervention du dispositif, il est à conseiller d'uti-30 liser des générateurs biphasés tels que les générateurs G^ à G^. De cette manière, l'incidence de la fréquence à bas régime est moindre et, en outre, du fait que la tension est moindre, le seuil des ponts de redressement a moins d'influence et les filtres qui lui sont adjoints, étant réduits, diminuent le temps de réponse du 35 dispositif. On obtient des effets analogues, c'est-à-dire des temps de réponse courts, en utilisant des générateurs à fréquence constante. % 71 37359 2111737 REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour s'opposer au patinage des roues des véhicules lors d'une brusque variation de vitesse, en particulier lors du freinage et/ou de la traction, comprenant plusieurs générateurs de 5 signaux montés chacun sur une roue respective parmi les roues à contrôler de manière à produire des signaux de valeur variable avec la vitesse des roues, plusieurs organes de commande de la vitesse des roues, appliqués chacun à une roue respective parmi les roues à contrôler de manière à réduire, chaque fois qu'ils sont activés, 10 la force imprimée à celles-ci afin d'en faire varier la vitesse, et un comparateur conçu pour comparer entre eux les signaux engendrés par les divers générateurs et, dans le cas où. est constatée une variation plus importante de valeur d'au moins un de ces signaux relativement aux autres, pour envoyer un signal d'activation 15 à l'organe de contrôle appliqué à la roue sur laquelle est monté le générateur qui a produit ledit ou lesdits signaux de valeur présentant une variation plus importante, dispositif caractérisé par le fait qu'il comprend un générateur supplémentaire de signaux conçu pour produire un signal de référence variable selon une loi 20 prédéterminée correspondant à une allure désirée de la variation de vitesse imposée au véhicule, le comparateur étant conçu pour comparer le signal de référence aux signaux engendrés par les générateurs montés sur les roues et pour envoyer un signal d'activation à chacun des organes de contrôle lorsqu'il apparaît une variation im- 2 5 portante de valeur des signaux mentionnés en dernier lieu relative ment au signal de référence. 2.- Dispositif selon la revendication 1, servant à empêcher le patinage des roues des véhicules lors du freinage et caractérisé par le fait que les générateurs montés sur les roues sont cons- 30 titués par des générateurs de tension accouplés à des redresseurs respectifs dont les bornes de sortie positives sont reliées entre elles, que le comparateur comprend un premier groupe de diodes dont les anodes sont reliées entre elles et dont les cathodes sont reliées individuellement aux bornes de sortie négative des redres- 3 5 seurs, un deuxième groupe de diodes dont les anodes sont reliées individuellement aux bornes de sortie négatives des redresseurs et dont les cathodes sont reliées individuellement aux anodes reliées entre elles des diodes du premier groupe, par l'intermédiaire des circuits de contrôle d'interrupteurs électroniques respectifs de 40 commande de l'activation des divers organes de contrôle de la vi 71 37359 9 2121737 tesse des roues, et une diode supplémentaire dont l'anode est reliée aux anodes reliées entre elles des diodes du premier groupe, et que le générateur supplémentaire comprend un condensateur branché entre la cathode de la diode supplémentaire et les bornes de 5 sortie positives reliées entre elles des redresseurs, un troisième groupe de diodes dont les anodes sont reliées conjointement à la cathode de la diode supplémentaire et dont les cathodes sont reliées individuellement aux bornes de sortie négatives des redresseurs, et un circuit à courant constant disposé en parallèle au 10 condensateur. 3.- Dispositif selon la revendication 1, servant à empêcher le patinage des roues des véhicules lors de la traction et caractérisé par le fait que les générateurs montés sur les roues sont constitués par des générateurs de tension accouplés à des redres-1 5 seurs respectifs dont les bornes de sortie négatives sont reliées entre elles, que le comparateur comprend un premier groupe de diodes dont les anodes sont reliées entre elles et dont les cathodes sont reliées individuellement aux bornes de sortie positives des redresseurs, un deuxième groupe de diodes dont les anodes sont 20 reliées individuellement aux bornes de sortie positives des redresseurs et dont les cathodes sont reliées individuellement aux anodes reliées entre elles des diodes du premier groupe par l'intermédiaire des circuits de contrôle d'interrupteurs électroniques respectifs de commande de l'activation des divers organes de contrôle de 25 la vitesse des roues, et une diode supplémentaire dont l'anode est reliée aux anodes reliées entre elles des diodes du premier groupe, et que le générateur supplémentaire comprend un condensateur inséré entre la cathode de la diode supplémentaire et les bornes de sortie négatives reliées entre elles des redresseurs, un troisième groupe 30 de diodes dont les cathodes sont reliées conjointement à la cathode de la diode supplémentaire par l'intermédiaire d'une résistance et dont les anodes sont reliées individuellement aux bornes de sortie positives des redresseurs, et un circuit à courant constant disposé en parallèle au condensateur. 35 4.- Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, carac térisé par le fait que le circuit à courant constant est constitué par le circuit collecteur-émetteur d'un transistor. 5.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les générateurs de tension alternative 40 sont constitués par des générateurs biphasés. 71 37359 10 21j1737 6.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les générateurs de tension alternative sont constitués par des générateurs à fréquence constante.