Brevet FR2196261A1 — publié le 19740315

La présente invention concerne une installation pour la commande de dispositifs de freinage de vé-- hicules sur rails. Il est connu (brevet DAS 1 530 312) de commander des installations de freinage par l'intermédiaire d'appareils à calculer dans lesquels est effectuée une comparaison entre la valeur de consigne et a valeur réelle pour régler l'action de @reinage des échelons des dispositifs de freinage, la base étant fournie par les valeurs mesurées de la vitesse d'entrée et de la vitesse de sortie. Les inconvénients que présente cette installation ccnnue résident en ce qu'une dépense relativement élevée est nécessaire pour la mesure exacte de la vitesse et en ce que pour deux véhicules sur rails descendants qui se sui vent avec des propriétés de roulage différentes, il existe le risque que se produise, quand les véhicules quittent l'installation de freinage, ou peu de temps après quels l'ont quittée, un accostage des véhicule sur rails, ce qui conduit en particulier lors de l'emploi de véhicules sur rails avec attelages automatiques à un réattelage des véhieules sur rails et ce qui donne naissance à des influences perturbatrices qui ont pour consé- quence une descente exempte de frottement sur les installations de triage parce que l'accroissement d'énergie ne peut pas entre pris en considération en tenant compte de la masse du véhicule sur rails et de la nature de son chargement. l'invention a pour but d'éviter les inconvénients de cette installation connue et d'obtenir un freinage rapporté aux propriétés de roulement et à la masse du véhicule sur rails0 l'invention a pour tâche, au moyen de la détermination de l'énergie et de la vitesse sur des par cours définis, de fournir une installation de freinage pouvant tre commandée par échelons en dépenaanee de ces déterminations. Oonformémen à l'invention, ce problème est résolu en ce que la masse (m) du véhicule sur rails Par essieu est associée à un échelon de masse @orrespondant (T1..... Tn), la vitesse d'entrée VE du véhi@ule sur raile étant déterminée par l'intermédiaire d'un parcours partiel (S1.... Sn) tandis que s'effectue dans un intervalle de temps (t) défini d'un organe de temps l'affectation à un gradin de vitesse (V1.... Vn) correspondant, tandis que les valeurs mesurées (T et V3 étant utilises par l'intermédiaire d'éléments ET D ou par l'intermédiaire d'éléments OU pour la fixation de l'échelon né- cessaire d'émergie de freinage (E1....En) pour l'enclenchement de l'installation de freinage les échelons d'énergie ( E) pour les unités de freinage représentant la différence entre le carré de la vitesse d'entrée VE et le carré de la vitesse de sortie la plus petite (VA mln) qui est égale au carré des différences en tre les parcours partiels (Sn2 - 3n2-î > En outre , conformément à l'invon tion, l'échelon le plus grand de l'unité de freinage (EN m est disposé au début ou au commencement de l'installation de freinage. D'une manière correspondant à la solution suivant l'invention, les parcours partiels (S1.... Sn) reposent dans leur fixation de mesures sur le parcours de mesure pour la détermination de la vitesse d'entrée tVE) sur une série quadratique négative. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessinsannexés reprd- sentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 donne une représentation schématique du diagramme du dispositif de commandez ~ la figure 2 donne une représen- station schématique du diagramme du dispositif de commande qui complète la figure 1. Conformément à l'invention, le réglage des échelons du dispositif de freinage pour l'énergie de freinage qu'il est nécessaire de fournir est exécuté avec une commande automatique en fonction de la masse et de l'énergie du véhicule sur rails qu descend et qui doit entre freiné. A cet effet, avant que le véhicule sur rails entre dans l'installation de freinage, sa masse et sa vitesse sont déterminées. On peut renoncer à une détermination continue de ces deux valeur mesurées, de syrte que l'emploi ds machines à calculer ne devient pas nécessaire. Or peut obtenir ce résultat du fait qu'il est prévu des zones judi@ieusement subdivisées pour la présentation des échelons correspondants du dispositif de freinage qui sont, par exemple, constituées par des unités d'évaluation, connues d'une manière générale. Pour expliquer le principe de la commande on a donné ci-après quelques développements théoriques. le véhicule sur rails possède l'é 2 nergie d'entrée (EE) ayant pour grandeur EE=m/2 . VE (1) expression dans laquelle #m# désigne la masse, tandis que wV désigne la vitesse d'entrée du véhicule sur rails. L'énergie d'entrée doit entre dimi nuée par un freinage exécuté au moyen du dispositif de freinage et abaissée ainsi jusqu'à une valeur qui est celle de l'énergie de sortie0 EA = m/2#VA2 (2) L'exigence, en pratique, est que pour tous les véhicules sur rails, la vitesse de sortie résul- tant de 'action du dispoSitif de freinage soit la mme VA = constante. En raison de la fixation d'échelons pour une valeur mesurée cru pour les deux valeurs mesurées (m;VE) il se présente pour l'énergie de sortie EA, ou pour la vitesse de sortie V1, une zone de tolérance qui est limitée d'une manière correspondant aux échelons définis pour le dispositif de freinage0 Aux valeurs mesurées (m; VE) sont associés par conséquent les échelons d'énergie du dispositif de freinage. Mais, en fonction de la nature du dispositif de freinage, il peut être réalisé aussi à l'intérieur des zones données à l'avance par les éche- lons de vitesse, une commande directement proportionnelle à la masse. Pour l'explication théorique qui va suivre, on supposera tout d'abord que la masse m du véhicule sur rails est constante. Les échelons d'énergie T1; T2; T3; ..... Tn sont déterminés pour la masse minimale,mmin, pouvant se présenter du véhicule sur rails à partir de la tolérance donnée à l'avance des vitesses de sortie. VA max par exemple pour les véhicules sur rails se déplaçant rapidement. VAmin par exemple pour les véhicules sur rails se déplaçant lentement. ou la différence VA = VA max M VA min L'énergie différentielle devient ainsi E = m/2#(VA max2 - VA min2 ) (3) Lors du dépassement de la vitesse de sortie maximale VA max par la vitesse d'entrée VE, le premier échelon E1 du dispositif de freinage est enclenché, le premier échelon étant E1 =# E. Cela signifie qu'ainsi: VE1 = VA max (4) Tes autres échelons d'énergie du dispositif de freinage résultent de la série arithmétique. En = E1 = (n-1) .# E = n. # E (5) Les vitesses d'entrée correspon dantes V résultent ae VEE I VA min mmtn l'expression: (6-) Le nombre des échelons des vitesses d'entrée VEn résulte de la zone s'étendant jusqu'à la vitesse d'entrée maximale VE max' @ @@@ On obtient ainsi: m min En max = (VE mex2 - VA min2) (7) 2 et par suite le nombre n des échelons du dispositif de freinage est n = E n max On arrondit ensuite le nombre n des échelons du dispositif de freinage à un nombre entier.Ces échelons ne correspondent pas d'une manière absolue dans la pratique au nombre des différentes unités de freinage, mais il est plutôt créé au moyen d'une formation de groupes judicieuse,adap- tés aux conditions d'exploitation, des unités de freinage; la possibilité de combinaisons pour tous les n échelons d'énergie En' La zone des masses possibles s'é- tend de m min à m max La détermination par échelons des masses des véhicules sur rails convient aussi bien pour la commande des unités de freinage du dispositif de freinage que pour la commande de de la forte de freinage aes unités de freinage et du disposi- tif de freinage.Afin que le nombre des échelons des unités de freinage et du dispositif de freinage re soit pas Inutilement élevé, on adopte pour les échelons des masses des véhicules sur rails le même échelonnement que pour les échelons d'énergie Em. On a ainsi; m K = m min . . K K avec K = 1; 2; 3; 4 ..... Le facteur d'échelonnement K le plus grand est dons m max K = m min Le niveau d'énergie lors du dépasaement de la valeur mK dans chaque cas est relié i l'échelon im médiatement supérieur. il est possible qu'il existe non seulement pour la vitesse d'entrée VE mais aussi pour la masse m une valeur qui se trouve juste au dessous d'une de ces valeurs d'en- trée. Si cela se produit dans le cas d'une grandeur d'entrée et si la vitesse de sortie pour VA max VE1 ces données sont pour les deux grandeurs d'entrée juste au-dessous des valeurs d'entrée et la vitesse de sortie atteint alors environ la valeur de VE Il. D'après des renseignements statistiques, on emploie le plus fré- quemment comme vitesse de sortie VA = VE 1' La détermination de la masse z peut Outre faite par l'intermédiaire de la charge par essieu du véhicule sur rails. On suppose en outre que la masse du véhicule sur rails est répartie uniformément sur tous les essieux. Le di- mensionnement des échelons des unités de freinage du dispositif de freinage est assuré quand chaque essieu du véhicule sur rails est freiné. On a par conséquent: masse du véhicule = charge sur essieu . nombre des essieux et énergie de freinage = énergie de freinage par essieu . nombre des essieux. La détermination des vitesses pour l'entrée de VE1 jusqu'à n s'effeotue suivant une série à accroissement constant. En outre, la série des échelons d'énergie équi- distants suivant l'équation (5) peut entre transformée en une sé- rie à accroissement constant pour le carré des vitesses d'entrée VEn2: VEn2 = VE1 + (n-1) . (VAmax2 - VAmin2) (10) On obtient ainsi pour l'échelonnement des vitesses d'entrée VE: t V 2 Vol' + (n-I) . (VAmax2 Min2) (11) Etant donné que pour la détermina- tion de l'énergie de freinage la valeur VE 2(valeur du carré de la vitesse d'entrée) doit être mis en oeuvre, il a été adopté le processus décrit ci-après,parce que dans les installations r connues jusqu'à présent pour la commande des dispositifs de freinage la voie suivie est très cotteuse. La détérmination de la vitesse s'effectue numériquement. On prend pour base le parcours qui doit être exécuté dans un temps t constant. Les parcours partiels S1; S2; S3.... Sn sont limités dans ce but par des moyens initiateurs qui lorsqu'ils sont franchis par le véhicule sur rails, émettent un signal électrique sur l'élément ET qui suit. Lors du franchissement du moyen initiateur d'origine, commence le temps t. Le nombre des moyens initiateurs qui sont franchis dans ce temps t indique alors l'échelon d'énergie dans chaque cas E1.....En. En outre les parcours partiels Sîooooo Sn sont subdivisés d'une manière telle qu'une distance entre les initiateurs ayant une grandeur de Sn2 - Sn-12 présente une valeur constante. Pour un temps constant (t = constante), pour une différence de vitesse constante (VEI2 - VÂ min2 2cons- tante) et une valeur constante des parcours partiels (Sn2 -Sn-12 = constante) on obtient dans chaque cas pour la différence d'é- nergie # E: # E = VEI2 - VA min2 = VEII2 - VEI2 ... # E = S2 - S2 - S2 - S2 @@@@@@ La division des parcours est en outre faite avantageusement suivant la série négative quadratique. De ce fait, une grandeur est déterminée qui est proportionnelle au carré de la vitesse d'entre et, par suite, à l'énergie cinétique. Un circuit logique se charge des fonctions pilotes à dériver de ce qui précède. Les échelons à installer d'unité de freinage pour l'installation de freinage résultent des éche- lons des vitesses d'entrée et de masses des véhicules sur reils. Le nombre de gradins est s = n . K (12) (n et K étant des nombres entiers). Avec un dimensionnement judicieux des échelons d'énergie pour les unités de freinage du dispositif de freinage ou des différents freins, les opérations de couplage se trouvent diminuées et, par suite, une faible dépenee est nécessitée au point de vue de la technique de l'installation et au point de vue de la technique de la commande.Les échelons d'énergie de ces unités de freinage sont formés d'après la règle suivante: EN = E . 2n-1 L'énergie de l'unité de freinage la plus grande est alors: EGN = 1/2 EN max + # E L'échelon d'énergie le plus grand EGN du dispositif de freinage correspond à l'énergie la plus grande k appliquer pour le freinage dans le cas de la vitesse d'entrée Vg la plus grande et dans le cas de la masse m la plus grande du véhicule sur rails. Les gradins de l'unité de freinage sont en outre disposés d'une manière telle que ce sont tout d'abord ceux qui ont l'échelon d'énergie le plus grand qui sont parcourus. De ce fait, se trouve exclue une prédominance des véhicule s sur rails se déplaçant rapidement sur les véhicules sur rails se déplaçant lentement. On a décrit ci-après à l'aide des dessins l'installation de la commande. Le véhicule sur rails qni descend franchit le dispositif de pesage qui n'est pas représenté en détail et dans lequel est ddterminée la masse par essieu du véhicule sur rails. D'une manière correspondant à la grandeur de cette masse s'effectue l'affectation à l'échelon de masse correspondant T1; T2 ou Tn. Le véhicule sur rails franchit ensuite le contact des parcours partiels et il déclenche ainsi l'organe de temps t. Le signal X s'applique alors à l'élément ET. Si, dans le temps fixé t, le contact S1; S2 ou 5n est franchi, le signal E1; E2 ou En résultant de ce franchissement est amené à l'élément ET auquel est déjà appliqué le signal d'entrée L. Dans ce cas, les deux signaux réunis arrivent en franchissant ltéche- lon de commande qui suit et ils forment la grandeur de sortie V1; V2 ou Vn. Ces grandeurs représentent la mesure du retard et elles sont amenées, combinées aven les échelons de masse T1 T2 ou Tn à un autre élément ET qui, conformément à la figure 2, doit entre considéré comme un multiplicateur et les signaux en résultant sont affectés, ou bien directement quand T1 . V1 est appliqué, ou bien indirectement par l'intermédiaire d'un élément OU dans l'addition des indices de T et de V à l'échelon de freinage nécessaire dans chaque cas Eig ; E2 ou 3r' Par l'intermédiaire de ces sèche lons de freinage, les unités de freinage correspondantes sont présentées au dispositif de freinage et sélectionnées.Le dispositif de freinage dans son ensemble représente donc en tant qu' échelon d'addition l'échelon d'énergie le plus grand EGN max et il est subdivisé en différents échelons d'énergie ayant une gran deur allant de A E à K . t E. Grâce à cette commande, on obtient un dispositif str et ayant toutes les qualités de fonctionnement requises pour le freinage de véhicules sur rails. Ce dispositif ne nécessite qu'une faible dépense au point de vue de la technique de l'installation et de la technique de la commande et il rend possible, au moyen d'un dimensionnement judicieux, un freinage dépendant de la charge et de la vitesse. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ciadessuo et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'in vention. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Installation pour la commande de dispositifs de freinage de véhicules sur rails qui sont commandés par l'intermédiaire d'appareils de calcul et dans lesquels est effectuée une comparaison entre la valeur de consigne et la valeur réelle comparaison dans laquelle servent de base la vitesse d'entrée et la vitesse de sortie, installation caractéri- sée en ce que la masse du véhicule sur rails par essieu est associée à un échelon de masse correspondant (T1.... Tn) et en ce que la vitesse d'entrée (V3) du véhicule sur rails est détermi née par l'intermédiaire d'un parcours partiel (S1.... Sn) et en ee que s'effectue dans un intervalle de temps (t) défini d'un organe de temps l'affectation à un échelon de vitesse (V1...Vn) correspondant, tandis que les valeurs mesurées (T et V) sont employées par l'intermédiaire d'éléments ET ou par l'intermédiaire d'éléments OU pour la fixation de l'échelon nécessaire d'énergie de freinage (E1..... En) pour l'addition des unités de freinage de l'installation de freinage et en ce que les échelons d'éner gie ( E) pour les unités de freinage représentent la différence entre le carré de la vitesse d'entrée VE et le carré de la vitesse de sortie la plus petite (VA min) et est égale à la diffé- rence des carrés entre les parcours partiels (Sn2 - Sn-12). 2 Installation suivant la reven- dication 1, caractérisée en ce que l'échelon le plus grand de l'unité de freinage (EN max) de l'installation de freinage est disponible au début ou au commencement de l'installation de frei- nage. 30U Installation suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les parcours partiels (S1; S2s 0.. Sn) correspondent à une série quadratique négative.