FR2809683A1

FR2809683A1 - Pneumatic control for rail vehicle electric pantograph has applicator control by pilot circuit to regulate head application pressure

Info

Publication number: FR2809683A1
Application number: FR0107351A
Authority: FR
Inventors: Gunter Koch
Original assignee: Siemens AG Oesterreich
Current assignee: Siemens Mobility Austria GmbH
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2001-12-07
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: ATA9912000A; FR2809683B1; AT411043B

Abstract

The pneumatic control for a railway vehicle electric pantograph has an actuator which applies a pressure onto the pantograph head (SK) to engage it against the overhead wire with a controlled force. The force of the actuator is controlled by a circuit with a pilot (BC) generating a pilot signal (eC,Ps) on an entry value (ev,Fk) depending on the vehicle operating parameters.

Description

COMMANDE PNEUMATIOVE D'UN PANTOGRAPHE <U>DE</U> VEHICULES <U>MOTEURS</U> ELECTRIOUES L'invention concerne une commande destinée à au moins un pantographe actionné par voie pneumatique d'un véhicule moteur électrique, comportant une tête pouvant etre appliquée contre un système de caténaire avec une force d'application, contenant un moyen de commande de pression pneumatique destiné à la régulation d'une pression d'entraînement qui est transmise à un moyen 'application pouvant être réglé par voie pneumatique du pantographe, et à l'aide duquel la force 'application peut être réglée à une valeur de consigne prédéterminée. The invention relates to a control intended for at least one pneumatically actuated pantograph of an electric motor vehicle, comprising a head, and a control device for a motor driven pyro-motor. being able to be applied against a catenary system with an application force, containing a pneumatic pressure control means for regulating a driving pressure which is transmitted to a pneumatically adjustable application means of the pantograph and with which the application force can be set to a predetermined set value.

Des pantographes actionnés par voie pneumatique destinés à des véhicules moteurs électriques, notamment a des motrices ferroviaires, sont bien connus. La tête pantographe - également qualifiée de tête de friction, bascule ou palette - est appliquée en cours fonctionnement contre le fil de contact conducteur de courant d'un système de caténaire fixe afin d'assurer l'alimentation en courant du véhicule moteur au moyen du contact électrique ainsi établi. Pneumatically operated pantographs for electric motor vehicles, in particular for railway engines, are well known. The pantograph head - also referred to as a friction head, toggle or pallet - is applied during operation against the current-conducting contact wire of a fixed catenary system in order to supply power to the motor vehicle by means of the electrical contact thus established.

Le document EP 0 989 015 A1 révèle une régulation de force d'application sous une forme connue en matière de pantographes ferroviaires, l'adaptation à la position en hauteur du pantographe étant effectuée par une pression de vérin variable mais, de la manière connue par l'intermédiaire d'un disque a came situé au niveau de la base de la structure. Toutes les autres vannes servent uniquement aux nécessités spécifiques au Bus 0 et n'ont pas d'incidence sur la commande de la force de contact. The document EP 0 989 015 A1 discloses an application force control in a known form in the field of railway pantographs, the adaptation to the height position of the pantograph being effected by a variable cylinder pressure but, in the manner known in the art. via a cam disk located at the base of the structure. All other valves only serve Bus 0 specific requirements and do not affect the contact force control.

En fonction du type du système de caténaire, et notamment du fil de contact, l'exploitant du réseau, qui met entre autres à disposition le système de caténaire, prescrit des valeurs limites pour la force de contact avec laquelle la tête du pantographe est appliquée contre le système de caténaire. Une valeur limite inférieure doit par exemple définir une force minimale afin d'assurer une alimentation en courant qui est dans une large mesure ininterrompue, alors que la valeur limite supérieure est en premier lieu prescrite afin de protéger le système de caténaire contre une usure excessive, mais également contre une surcharge mécanique. Le respect de ces valeurs limites est assurer lors du fonctionnement afin de ne pas mettre en danger la sécurité contre des contraintes excessives, et de maintenir l'usure, notamment du fil de contact et de sa suspension, dans des limites acceptables. Pour la justification du respect des valeurs limites mentionnées, ainsi que pour la vérification des dispositifs servant à atteindre ces valeurs limites au niveau du véhicule, y compris du pantographe, ainsi que pour déterminer des mesures de correction qui sont le cas écheant nécessaires, de nombreux parcours d'essai coûteux des véhicules moteurs concernés sont effectués dans la pratique. Depending on the type of catenary system, and in particular the contact wire, the network operator, who inter alia makes available the catenary system, prescribes limit values for the contact force with which the pantograph head is applied. against the catenary system. For example, a lower limit value must define a minimum force in order to provide a power supply which is largely uninterrupted, whereas the upper limit value is firstly prescribed in order to protect the catenary system against excessive wear, but also against a mechanical overload. The observance of these limit values is to be ensured during the operation so as not to endanger the safety against excessive stresses, and to maintain the wear, in particular of the wire of contact and its suspension, within acceptable limits. For the justification of compliance with the limit values mentioned, as well as for the verification of the devices used to achieve these limit values at the level of the vehicle, including the pantograph, as well as to determine correction measures which are the necessary case, many expensive test runs of the relevant motor vehicles are carried out in practice.

La figure 1 représente un exemple de commande pneumatique connue de la force d'application FK, avec laquelle une tête de friction SK d'un pantographe SA est appliquée contre un système de caténaire (non représenté aux figures), qui est situé dans la zone de travail à une hauteur h au-dessus de la position de repos la tête SK. Le pantographe SA est entre autres constitué d'un bras inférieur UA qui est déplacé par un soufflet pneumatique BG, et d'un bras supérieur OA sur lequel est fixée la tête de friction SK ; des éléments mécaniques supplémentaires, tels qu'une bielle d'accouplement KA, assurent le mouvement correct des éléments du bras. A la figure 1, ainsi que dans les exemples de l'invention présentés par la suite, il n'est représenté qu'un seul pantographe ainsi qu'un seul soufflet d'application BG, qui sont à considérer comme étant représentatifs pour plusieurs pantographes montés cas échéant sur un véhicule moteur, ou plusieurs soufflets d'application prévus pour l'entraînement du/des pantographe(s). FIG. 1 represents an example of known pneumatic control of the application force FK, with which a friction head SK of a pantograph SA is applied against a catenary system (not represented in the figures), which is located in the zone working at a height h above the rest position SK head. The pantograph SA is comprised inter alia of a lower arm UA which is moved by a pneumatic bellows BG, and an upper arm OA on which is fixed the friction head SK; additional mechanical elements, such as a coupling rod KA, ensure the correct movement of the elements of the arm. In FIG. 1, as well as in the examples of the invention presented below, only one pantograph and only one BG application bellows are shown, which are to be considered representative for several pantographs. mounted, if necessary, on a motor vehicle, or several application bellows intended for driving the pantograph (s).

Le soufflet BG sert de moyen d'application pouvant être régle par voie pneumatique, et est alimenté par la pression d'entraînement pBG à l'aide laquelle la force d'application FK est à nouveau réglée. La pression d'entraînement pBG est préalablement réglée à une valeur de consigne, qui est par exemple prescrite par l'exploitant du réseau, au moyen une vanne de régulation de pression MR pouvant être réglée manuellement. Par l'intermédiaire 'une vanne principale VE et d'un filtre d'air / déshydrateur F, le régulateur de pression MR est raccordé à 'alimentation en air comprimé AA, qui sert à l'alimentation de la commande pneumatique en air d'équipement a une pression d'alimentation p1. Le soufflet BG, qui agit conjointement avec la démultiplication de force du bras SA, effectue une conversion pneumatique la pression d'entraînement pBG en la force d'application FK, par exemple une conversion pression / force de 1 bar à 100 N. The bellows BG serves as pneumatically adjustable application means, and is powered by the drive pressure pBG by which the application force FK is adjusted again. The drive pressure pBG is pre-set to a set value, which is for example prescribed by the grid operator, by means of a manually adjustable pressure regulating valve MR. Via a main valve VE and an air filter / dehydrator F, the pressure regulator MR is connected to the supply of compressed air AA, which serves to supply the pneumatic air control of equipment has a supply pressure p1. The bellows BG, which acts in conjunction with the force reduction of the arm SA, pneumatically converts the driving pressure pBG into the application force FK, for example a pressure / force conversion of 1 bar to 100 N.

Comme esquissé par la ligne en traits mixtes, les composants AA, VE représentés sur la partie inférieure droite la figure 1 se trouvent à intérieur du véhicule par exemple dans un cadre pneumatique. La liaison avec les composants se trouvant a l'extérieur est réalisée à l'aide de flexibles d'isolation IL, qui assurent en outre une séparation électrique. As sketched by the line in phantom, the components AA, VE shown on the lower right part of Figure 1 are inside the vehicle for example in a pneumatic frame. The connection to the components on the outside is carried out using IL insulation hoses, which also provide electrical separation.

Outre une soupape de sécurité SI qui, en tant que limiteur de pression, est prévue pour protéger le soufflet BG contre une surpression, la réalisation d'un dispositif d'abaissement est par ailleurs représentée à figure 1 qui, en cas de détérioration du pantographe, abaisse ce dernier. A cet effet, des tiges rupture BR, BB sont prévues sur la tête SK ou sur la structure du bras, qui peuvent être maintenues à la pression d'alimentation, par exemple par l'intermédiaire de l'orifice de restriction D, et qui commandent une vanne pilote VB par voie pneumatique. En cas de rupture, l'air comprimé s'échappe à l'atmosphère, la pression p1D tombe dans cette partie conduite et la vanne pilote VB se déclenche. La pression d'entraînement pBG est de ce fait dissociée et évacuée de la commande le pantographe est par conséquent abaissé. In addition to a safety valve S1, which, as a pressure limiter, is provided to protect the bellows BG against overpressure, the embodiment of a lowering device is also shown in FIG. 1 which, in the event of deterioration of the pantograph lower the latter. For this purpose, break rods BR, BB are provided on the SK head or on the structure of the arm, which can be maintained at the supply pressure, for example via the restriction orifice D, and which control a pilot valve VB pneumatically. In case of rupture, the compressed air escapes to the atmosphere, the pressure p1D falls in this driven part and the pilot valve VB is triggered. The driving pressure pBG is thereby disassociated and removed from the control the pantograph is therefore lowered.

D'autres éléments pouvant être prévus dans une commande d'application, mais qui ne sont pas nécessaires pour la compréhension de 'invention, tels que par exemple un clapet d'étranglement pour la compensation d'effets rétroatifs mouvement du soufflet sur la commande pneumatique ou une commande d'un abaissemént rapide, ne sont représentés ni à la figure 1 ni sur les autres figures. Other elements which may be provided in an application control, but which are not necessary for the understanding of the invention, such as for example a throttling valve for the compensation of retroactive effects movement of the bellows on the pneumatic control or a command of a rapid abaissémént, are represented neither in Figure 1 nor in the other figures.

La force de contact décrite ci-dessus, ou les valeurs limites de cette force, est habituellement définie en fonction de la vitesse, la force 'application partant en l'occurrence d'une valeur limite pour de faibles vitesses (de l'ordre de 5 km/h exemple), et augmentant au fur et à mesure de la vitesse. C'est ainsi que pour les systèmes des chemins fer allemands et des chemins de fers fédéraux autrichiens, il est par exemple prescrit une courbe de force d'application moyenne en fonction de la vitesse qui, de 70 N pour de faibles vitesses, passe au-dessus de 80 N à environ 85 km/h, et à 100 N à environ 180 km/h. Une autre exigence peut porter sur le fait que, à l'arrêt, la force de contact soit augmentée à une valeur d'arrêt - qui dépend nouveau de 'exploitant - de par exemple 140 N. The contact force described above, or the limit values of this force, is usually defined as a function of speed, the application force being in this case a limit value for low speeds (on the order of 5 km / h example), and increasing as the speed. For example, for the systems of the German railways and the Austrian federal railways, it is for example prescribed a curve of force of average application as a function of the speed which, of 70 N for low speeds, passes above 80 N at about 85 km / h, and 100 N at about 180 km / h. Another requirement may relate to the fact that, when stopped, the contact force is increased to a stop value - which depends again on the operator - for example 140 N.

Une solution connue pour l'adaptation de la force contact à la vitesse consiste en des déflecteurs de vent disposés sur les pantographes. Les déflecteurs de vent peuvent être réglables à l'aide de tringleries ou analogues. Cela conduit à un coût considérable en eléments mécaniques qui doivent être réglés avec précision, et qui en outre présentent sensibilité non négligeable aux erreurs. De tels dispositifs sont en outre naturellement sensibles influences perturbatrices extérieures, telles que par exemple au vent ou au déplacement d'air dù à des trains se croisant. Un passage entre différentes courbes dépendant de la vitesse n'est par ailleurs possible que par un échange complexe de la construction des déflecteurs. A known solution for adapting contact force to speed consists of wind deflectors arranged on the pantographs. The wind deflectors may be adjustable by means of linkages or the like. This leads to a considerable cost in mechanical elements which must be precisely adjusted, and which also have significant sensitivity to errors. Such devices are also naturally sensitive external disturbing influences, such as for example wind or air movement due to crossing trains. A passage between different curves depending on the speed is also possible only by a complex exchange of the construction of the deflectors.

Dans le cadre d'une solution connue un réglage de la force de contact sur une valeur d'arrêt est réalisé à l'aide d'une ou de plusieurs vannes de régulation qui, à l'arrêt, assurent une commutation sur une valeur 'arrêt. Cela conduit à des circuits pneumatiques complexes dans lesquels la valeur d'arret est en outre a installer indépendamment lors de la configuration de la commande, ce qui, dans le cas où plusieurs configurations sont à régler, entraîne un coût considérable. In the context of a known solution, a setting of the contact force on a stop value is carried out by means of one or more control valves which, when stationary, switch to a value stop. This leads to complex pneumatic circuits in which the stop value is furthermore to be installed independently during the configuration of the control, which, in the case where several configurations are to be adjusted, entails a considerable cost.

Des complications supplémentaires peuvent intervenir, notamment lorsqu'un pantographe est disposé en différentes positions de la rame d'un train - par exemple les pantographes avant et arrière d'une locomotive, les pantographes des voitures avant et arrière d'un train moteur, une force de contact plus élevée étant en règle générale exigée pour le pantographe arrière -, lorsque le véhicule est conçu pour différentes vitesses limites (ce qui a une répercussion sur la courbe ascendante de la force de contact dépendant de la vitesse), ou lors l'utilisation dans différents systèmes de caténaires par exemple différentes administrations de voies dont le type de caténaire exige des forces de contact différentes, tout en comportant le même système courant. Le respect de multiples exigences de ce genre est encore compliqué davantage dans le cas d'un véhicule à plusieurs systèmes, pour lequel peuvent être prévus par exemple jusqu'à quatre pantographes. Additional complications may arise, in particular when a pantograph is arranged in different positions of the train of a train - for example the front and rear pantographs of a locomotive, the pantographs of the front and rear cars of an engine train, a higher contact force is usually required for the rear pantograph - when the vehicle is designed for different speed limits (which affects the upward curve of the speed dependent contact force), or when use in different catenary systems for example different channel administrations whose type of catenary requires different contact forces, while having the same current system. The respect of multiple requirements of this kind is further complicated in the case of a multi-system vehicle, for which, for example, up to four pantographs may be provided.

L'objectif de l'invention consiste à proposer une valeur destinée à une commande améliorée et plus fiable la force de contact, la commande nécessaire à cet effet devant notamment être simplifiée. Une régulation une force d'application en fonction de la vitesse doit en outre être possible. The object of the invention is to provide a value for improved control and more reliable contact force, the control necessary for this purpose to be particularly simplified. Regulation an application force according to the speed must also be possible.

En partant d'une commande du type mentionné en introduction, cet objectif est atteint au moyen d'une commande pour laquelle un dispositif pilote est prévu selon l'invention, qui génère un signal pilote sur la base d'au moins une grandeur d'entrée dépendant dans le temps de l'état de fonctionnement et/ou de marche du véhicule moteur, le signal pilote étant transmis au moyen de commande de pression en tant que signal de valeur de consigne. Starting from a command of the type mentioned in the introduction, this objective is achieved by means of a command for which a pilot device is provided according to the invention, which generates a pilot signal on the basis of at least one magnitude of time dependent input of the operating state and / or running of the motor vehicle, the pilot signal being transmitted to the pressure control means as a desired value signal.

Cette solution permet de simplifier la commande, notamment de supprimer les vannes de régulation et les coûts et possibilités de perturbations qui y sont liés. This solution makes it possible to simplify the control, in particular to eliminate the control valves and the related costs and possibilities of disturbances.

avantage essentiel de l'invention est la réduction de la sensibilité aux perturbations extérieures dues à l'influence du vent ou analogues. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, un dispositif de conversion est prévu du côté du dispositif pilote, qui utilise le signal pilote ou un signal utilisé pour l'engendrer en fonction d'un signal de vitesse correspondant à la vitesse du véhicule moteur. Cela permet déjà de prendre en compte dans la commande la dépendance par rapport à la vitesse de la force de contact exigée, la dépendance par rapport à la vitesse pouvant etre réglée selon une fonction préréglée au lieu de l'être par des constructions, telles que des deflecteurs de vent. Un passage sur une autre configuration peut en outre être effectué par une simple sélection d'une autre fonction programmée - contrairement à un nouvel ajustement coûteux ou à un remplacement des déflecteurs de vent -. The essential advantage of the invention is the reduction of the sensitivity to external disturbances due to the influence of wind or the like. In a preferred embodiment of the invention, a conversion device is provided on the side of the pilot device, which uses the pilot signal or a signal used to generate it as a function of a speed signal corresponding to the speed of the vehicle. engine. This already makes it possible to take into account in the control the dependence with respect to the speed of the contact force required, the dependence on the speed being able to be adjusted according to a preset function instead of being by constructions, such as wind deflectors. A changeover to another configuration may further be made by simply selecting another programmed function - as opposed to a costly new fit or replacement of the wind deflectors.

Un détecteur de force est avantageusement prévu sur la tête du pantographe ; détecteur génère un signal d'application en fonction de la force d'application exercée par le système de caténaire contre la tête, lequel signal est transmis au dispositif pilote ou au dispositif de conversion en tant que grandeur d'entrée. Ce détecteur augmente la fiabilité de la régulation de force d'application à la valeur de consigne prescrite. A force sensor is advantageously provided on the head of the pantograph; detector generates an application signal as a function of the application force exerted by the catenary system against the head, which signal is transmitted to the pilot device or to the conversion device as an input quantity. This detector increases the reliability of the application force control to the prescribed setpoint.

Un tel détecteur de force également prévu dans une variante tout aussi avantageuse de l'invention, le signal d'application étant transmis au moyen de commande de pression en tant que signal pilote. Such a force sensor also provided in an equally advantageous variant of the invention, the application signal being transmitted to the pressure control means as a pilot signal.

I1 est par ailleurs avantageux qu'un élément de régulation pouvant être commandé par voie pneumatique soit prévu, pour réguler la pression d'entraînement en fonction d'une pression de commande délivrée par le moyen de commande de pression. Grâce à cette simple mesure, l'hystérésis de la pression d'entraînement peut notamment être efficacement réduite. Le signal pilote est opportunément un signal pneumatique. Il est en l'occurrence avantageux, notamment en liaison avec une commande pilote est au moins partiellement électronique, que le moyen de commande de pression soit réalisé sous la forme 'une vanne commande de pression commandée électriquement. Le moyen de commande de pression peut également être réalise sous la forme d'une vanne pouvant être commandee par voie pneumatique, ce qui est avantageux si l'ensemble de la commande est par exemple entièrement pneumatique, et ne comporte donc pas d'éléments électroniques. La vanne pouvant être commandee peut être avantageusement une vanne de comparaison de pression, à l'aide de laquelle la pression d'entraînement peut être régulée en fonction de la différence entre le signal pilote et un signal de référence qui lui est également transmis. It is furthermore advantageous that a pneumatically controllable control element is provided for regulating the driving pressure as a function of a control pressure delivered by the pressure control means. With this simple measurement, the hysteresis of the driving pressure can be effectively reduced. The pilot signal is opportunely a pneumatic signal. It is advantageous in this case, especially in connection with a pilot control is at least partially electronic, that the pressure control means is embodied as an electrically controlled pressure control valve. The pressure control means can also be implemented in the form of a pneumatically controllable valve, which is advantageous if the entire control is for example entirely pneumatic, and therefore does not include electronic elements. . The controllable valve may advantageously be a pressure comparison valve, by means of which the drive pressure can be regulated as a function of the difference between the pilot signal and a reference signal which is also transmitted thereto.

L'invention et d'autres avantages sont expliqués ci-après plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une commande d'application de type connu ; la figure 2 représente une commande selon l'invention avec une régulation la force d'application dépendant de la vitesse ; la figure 3 représente une deuxième commande selon l'invention avec une régulation de la force d'application dépendant de la vitesse utilisant un détecteur de force pneumatique ; la figure 4 représente une troisième commande selon l'invention destinée à la régulation de la force d'application sur une valeur pouvant être réglée manuellement ; figure S représente une quatrième commande selon l'invention avec une régulation , la force d'application dépendant la vitesse à l'aide d'une rétroaction purement pneumatique de la valeur reelle de la force d'application. The invention and other advantages are explained below in more detail with the aid of exemplary embodiments shown in the accompanying drawings in which FIG. 1 represents an application control of known type; FIG. 2 represents a control according to the invention with a regulation of the speed-dependent application force; Fig. 3 shows a second control according to the invention with velocity dependent application force control using a pneumatic force sensor; Figure 4 shows a third control according to the invention for regulating the application force to a manually adjustable value; Figure S shows a fourth control according to the invention with a control, the application force depending on the speed by purely pneumatic feedback of the actual value of the application force.

Les principes d'une commande pneumatique la force d'application ont déjà été décrits ci-dessus à 'aide de la commande de type connu représentée a la figure 1. Les exemples exposés ci-après représentent modes de réalisation de l'invention s'appliquant à la commande de la figure 1, ce qui fait que seuls les détails différant de la figure 1 sont décrits. Des détails non essentiels pour l'invention, tels que par exemple un filtre d'air F (cf. figure 1), ne sont non plus pas représentés aux figures décrites ci-après car ceux-ci peuvent être aisément complétés par l'homme de l'art. The principles of pneumatic control and the application force have already been described above by means of the known type control shown in FIG. 1. The examples given below represent embodiments of the invention. applying to the control of Figure 1, so that only the details differing from Figure 1 are described. Non-essential details for the invention, such as for example an air filter F (see FIG. 1), are also not shown in the figures described hereinafter as these can be easily completed by the man. art.

La figure 2 représente un premier exemple 'une commande pneumatique, dans laquelle la force application est réglée en fonction de la vitesse. Un dispositif pilote BC est prévu selon l'invention. Ce dispositif BC qui, dans l'exemple représenté, se trouve dans le cadre pneumatique déjà mentionné à l'interieur véhicule, comporte un dispositif de conversion électronique C qui génère un signal électrique qui est transmis en tant que signal pilote selon l'invention à une vanne de commande électropneumatique EP. La vanne de commande EP sert à la régulation de la pression d'air pBG nécessaire à l'alimentation du soufflet d'air BG. L'alimentation du soufflet BG peut en principe être effectuée directement, une friction pneumatique trop importante peut cependant intervenir dans ce cas en raison différentes conduites d'air comprimé LL, et surtout longues, entre le caisson de commande et les composants pneumatiques situés à l'extérieur. Afin d'éviter dans une large mesure les répercussions indésirables de la friction pneumatique, notamment l'hystérésis une vanne booster R est disposée à proximité soufflet BG, laquelle est alimentée directement air et commandée par la vanne de commande EP au moyen de la pression de commande pC engendrée par cette dernière. La vanne booster R régule la pression d'entrainement PB1, PBG avec laquelle le soufflet BG est alimente sur une courte distance ; étant donné que la vanne pilote VB est active lorsque le fonctionnement n pas perturbé, les deux pressions PB1, PBG sont identiques. A l'aide de l'élément de régulation disposé en amont, la vanne de commande EP est en outre soulagée des quantités d'air comprimé souvent considérables nécessaires à l'entraînement du soufflet. FIG. 2 shows a first example of a pneumatic control, in which the application force is adjusted according to the speed. A pilot device BC is provided according to the invention. This device BC which, in the example shown, is in the pneumatic frame already mentioned inside the vehicle, comprises an electronic conversion device C which generates an electrical signal which is transmitted as a pilot signal according to the invention to an electropneumatic control valve EP. The control valve EP serves to regulate the air pressure pBG required to supply the air bellows BG. The supply of the bellows BG can in principle be carried out directly, however too much pneumatic friction can occur in this case due to different compressed air lines LL, and especially long, between the control box and the pneumatic components located at the same time. 'outside. In order to avoid to a large extent the undesirable effects of pneumatic friction, in particular the hysteresis, a booster valve R is placed in the vicinity of the bellows BG, which is directly supplied with air and controlled by the control valve EP by means of the pressure of pC command generated by the latter. The booster valve R regulates the training pressure PB1, PBG with which the bellows BG is fed a short distance; since the pilot valve VB is active when the operation is not disturbed, the two pressures PB1, PBG are identical. With the help of the regulating element arranged upstream, the control valve EP is further relieved of the often considerable quantities of compressed air necessary for driving the bellows.

Le dispositif électronique C reçoit par exemple un signal de vitesse ev, qui est généré de la manière connue par la commande véhicule moteur en fonction de la vitesse v du véhicule, et mis à disposition en tant que signal d'entrée dépendant du temps. Le signal de vitesse ev est converti en un signal eC qui est proportionnel à la force d'application FK, à l'aide d'une première courbe FK(v) vitesse / force d'application configurée a l'avance par le dispositif C. Des convertisseurs de signaux pouvant être configurés ou programmés par voie électronique, qui peuvent être utilisés en tant que dispositif de conversion C, sont connus et peuvent être analogiques ou numériques. Une courbe de type fonctionnel de la force de contact FK en fonction de la vitesse, en particulier également une valeur d'arrêt, peut être programmée de manière simple à l'aide du dispositif de conversion C. The electronic device C receives for example a speed signal ev, which is generated in the manner known by the motor vehicle control as a function of the speed v of the vehicle, and made available as a time-dependent input signal. The speed signal ev is converted into a signal eC which is proportional to the application force FK, using a first curve FK (v) speed / application force configured in advance by the device C Electronically configurable or electronically programmable signal converters, which can be used as a conversion device C, are known and can be analog or digital. A functional curve of the contact force FK as a function of the speed, in particular also a stopping value, can be programmed simply using the conversion device C.

En tant qu'autre signal d'entrée du dispositif de conversion C, il peut par exemple être prévu signal de configuration ek qui peut être réglé manuellement par le personnel du véhicule, et qui sert choix d'une certaine courbe vitesse / force d'application parmi un nombre de courbes configurés. Le dispositif C peut en outre commander également la vanne principale VE de commande pneumatique, par exemple moyen d'un signal de fonctionnement eent spécifique. As another input signal of the conversion device C, ek configuration signal can be provided, for example, which can be set manually by the vehicle personnel, and which serves to select a certain speed / force curve. application among a number of configured curves. The device C may furthermore also control the main valve VE for pneumatic control, for example by means of a specific operating signal.

La force de contact FK pour toutes les valeurs de configuration et dépendant de la vitesse peut être commandee avec le dispositif selon la figure 2. Lorsque le pantographe est conçu de façon neutre au plan aérodynamique, on obtient de ce fait également une large indépendance par rapport à des influences dues au vent, aux déplacements d'air, aux tunnels et à 'autres influences environnementales. The contact force FK for all the configuration and speed-dependent values can be controlled with the device according to FIG. 2. When the pantograph is designed in an aerodynamically neutral manner, a wide independence from the aerodynamic plane is also obtained. to influences due to wind, air movement, tunnels and other environmental influences.

L'exemple de réalisation représenté à la figure 3 est une extension de l'exemple de la figure 2 utilisant la mesure de la force d'application FK pour la rétroaction de régulation. Au moyen d'un détecteur de force S disposé sur la tête SK du pantographe, force de contact FK réelle peut être mesurée de façon supplémentaire sous la forme d'un signal d'application pS. De cette façon, la force de contact FK est accessible en tant qu'autre grandeur d'entrée de la commande pilote BC' pour la correction ou l'adaptation du signal pilote. The exemplary embodiment shown in FIG. 3 is an extension of the example of FIG. 2 using the measurement of the application force FK for the regulation feedback. By means of a force sensor S arranged on the head SK of the pantograph, actual contact force FK can be additionally measured in the form of an application signal pS. In this way, the contact force FK is accessible as another input quantity of the pilot control BC 'for correction or adaptation of the pilot signal.

Comme représenté à la figure 3, le détecteur de force S est par exemple une vanne de régulation de pression dépendant de la force qui est alimentée par la pression d'alimentation pl ou plD, et qui, en fonction de la force FK exercée, génère un signal d'application pneumatique pS qui est transmis aux autres composants de la commande pilote BC' par l'intermédiaire d'une conduite d'isolation ILS. A ce niveau, le signal d'application pneumatique pS est converti en un signal de tension ou un autre signal électrique es, par exemple à l'aide d'un transmetteur de pression TR. outre le signal de vitesse ev et le cas échéant le signal de configuration ek, ce signal d'application électrique eS est transmis au dispositif de conversion C' en tant que signal d'entrée supplementaire, et sert à la commande de régulation supplémentaire du signal pilote eC ou de la force d'application FK, par exemple à la manière d'un régulateur PID. As represented in FIG. 3, the force detector S is, for example, a force-dependent pressure regulating valve which is supplied by the supply pressure pl or plD, and which, as a function of the force FK exerted, generates a pneumatic application signal pS which is transmitted to the other components of the pilot control BC 'via an ILS isolation line. At this point, the pneumatic application signal pS is converted into a voltage signal or other electrical signal e, for example by means of a pressure transmitter TR. in addition to the speed signal ev and, if appropriate, the configuration signal ek, this electrical application signal eS is transmitted to the conversion device C 'as an additional input signal, and serves for the additional signal regulation control eC driver or FK application force, for example in the manner of a PID controller.

La détection de force S peut également être réalisée au moyen d'une vanne d'étranglement dépendant de la course, dans laquelle un orifice de sortie est libéré par l'intermédiaire d'un ressort en fonction de la force exercée. La perte de charge en résultant dans la conduite située en amont, ou également le débit, peut être utilisée en tant que mesure de la course du ressort, et par conséquent de la force d'application FK. The force detection S may also be effected by means of a stroke-dependent throttling valve in which an outlet orifice is released via a spring as a function of the force exerted. The resulting pressure drop in the upstream pipe, or also the flow, can be used as a measure of the spring stroke, and therefore the application force FK.

De cette manière, des influences supplémentaires agissant sur la force de contact, notamment des forces dynamiques agissant sur le pantographe ou des forces de résistance FB se modifiant rapidement, telles que par exemple des tourbillons de Karman, peuvent être compensées. I1 est en outre possible adapter la force de contact au comportement dynamique de la caténaire ou du pantographe, par exemple à l'aide d'une détection de valeur limite. De cette façon, des valeurs de pointe de la force d'application se modifiant dans le temps peuvent par exemple être surveillées, une force maximale étant à chaque fois définie pour un intervalle de temps d'une durée prédéterminée et, au cas ou celle- ci dépasse une valeur limite prescrite, le dispositif pilote BC' réduit la valeur réglée de la force d'application. La force de contact est de cette manière reduite lorsque la dynamique est trop importante. In this way, additional influences acting on the contact force, in particular dynamic forces acting on the pantograph or rapidly changing resistance forces FB, such as for example Karman vortices, can be compensated. It is furthermore possible to adapt the contact force to the dynamic behavior of the catenary or the pantograph, for example by means of a limit value detection. In this way, for example, peak values of the application force changing in time can be monitored, a maximum force being defined for a time interval of a predetermined duration each time and, if this is not the case, If it exceeds a prescribed limit value, the pilot device BC 'reduces the set value of the application force. The contact force is reduced in this way when the momentum is too great.

I1 est d'une part avantageux que le signal d application pS généré par le détecteur de force soit type pneumatique, comme déjà mentionné, et 'autre part que la courbe caractéristique de l'élément de detection de force S soit conçu à coefficient negatif. Selon la courbe caractéristique négative une augmentation de la force de contact FK correspond à un abaissement du signal d'application pS. Un dispositif d'abaissement automatique, qui dans le cas d'une detérioration déclenche un abaissement du pantographe, peut de ce fait être réalisé de façon simplifiee dans commande pneumatique. A cet effet, et comme représenté à la figure 3, les tiges de rupture BR, BB sont par exemple raccordées directement à la conduite de pression du signal d'application pS. En cas de rupture d'une tige BR, BB, le signal de pression pS tombe à zéro (à savoir à la pression ambiante), ce qui correspond selon la courbe caractéristique négative à une force de contact fictive très importante. En réaction à cette valeur, la régulation commande par impulsions inverses la pression du soufflet pBG à une valeur minimale, ce qui abaisse le pantographe SA. Une vanne de commutation spécifique VB (figures 1 et 2), à l'aide de laquelle un dispositif d'abaissement est commandé, est de cette façon inutile. On the one hand, it is advantageous that the application signal pS generated by the force sensor is pneumatic, as already mentioned, and that the characteristic curve of the force detection element S is designed with a negative coefficient. According to the negative characteristic curve, an increase in the contact force FK corresponds to a lowering of the application signal pS. An automatic lowering device, which in the case of deterioration triggers a lowering of the pantograph, can therefore be realized in a simplified manner in pneumatic control. For this purpose, and as shown in Figure 3, the break rods BR, BB are for example connected directly to the pressure line of the application signal pS. In case of breakage of a rod BR, BB, the pressure signal pS falls to zero (ie at ambient pressure), which corresponds according to the negative characteristic curve to a very significant fictitious contact force. In response to this value, the control by inverse pulses the bellows pressure pBG to a minimum value, which lowers the pantograph SA. A specific switching valve VB (FIGS. 1 and 2), by means of which a lowering device is controlled, is in this way unnecessary.

La figure 4 représente une autre variante de l'invention, dans laquelle la force de contact FK est uniquement réglée à une valeur pouvant être présélectionnée manuellement, à savoir au moyen d'une vanne de régulation manuelle MR. Dans ce cas, la force de contact FK sert elle-même de grandeur d'entrée du dispositif pilote BC" selon l'invention. La force d'application FK est mesurée par un détecteur pression S, et le signal d'application pS est transmis en tant que signal pilote à une vanne de comparaison pression T, qui réalise ici le moyen de commande de pression selon l'invention. La vanne de comparaison de pression T compare le signal pS avec la valeur consigne PR qui est délivrée par la vanne de régulation MR, et règle la force de contact ou la pression soufflet pBG à la valeur de consigne, la pression PR réglée la vanne de régulation MR pouvant exemple servir simultanément de pression d'alimentation pV. Le pantographe devient de cette façon également indépendant d'influences extérieures. I1 convient toutefois procéder à une adaptation à différentes courbes caractéristiques de vitesse par d'autres moyens, exemple à l'aide de déflecteurs de vent ne peuvent être remplacés que de façon coûteuse. FIG. 4 represents another variant of the invention, in which the contact force FK is only set to a manually preselectable value, namely by means of a manual control valve MR. In this case, the contact force FK itself serves as an input quantity of the pilot device BC "according to the invention The application force FK is measured by a pressure sensor S, and the application signal pS is transmitted as a pilot signal to a pressure comparison valve T, which here produces the pressure control means according to the invention, the pressure comparison valve T compares the signal pS with the setpoint value PR which is delivered by the valve MR regulator, and adjusts the contact force or the bellows pressure pBG to the setpoint, the pressure PR set the regulating valve MR can example simultaneously serve as supply pressure pV.The pantograph thus becomes independent of this. However, it is advisable to adapt to different speed characteristic curves by other means, for example using wind deflectors. replaced only in a costly way.

Une combinaison de la régulation par une vanne comparaison de pression selon la figure 4 avec commandes selon la figure 2 ou 3 est également possible moyen par lequel la rétroaction de la force de contact est effectuée de façon purement pneumatique. Une commande pneumatique de ce type est représentée a la figure 5. Cette commande permet une rétroaction de la valeur réelle de la force de contact FK à l'aide de la vanne T, ce qui réduit le coût électronique par rapport à la solution comparable de la figure 3, économise un flexible d'isolation ILS. Pour le reste les explications données en liaison avec la figure 3 ou la figure 4 s'appliquent à la commande selon la figure 5. A combination of the regulation by a pressure comparison valve according to FIG. 4 with controls according to FIG. 2 or 3 is also possible by means of which the feedback of the contact force is carried out purely pneumatically. A pneumatic control of this type is shown in FIG. 5. This command makes it possible to feedback the actual value of the contact force FK with the aid of the valve T, which reduces the electronic cost compared with the comparable solution of FIG. Figure 3, saves an ILS insulation hose. For the rest, the explanations given in connection with FIG. 3 or FIG. 4 apply to the control according to FIG.

Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni domaine de l'invention.Although the invention has been particularly shown and described with reference to a preferred embodiment thereof, it will be readily understood by those skilled in the art that changes in shape and detail can be made without going out. of the spirit nor area of the invention.

Claims

1. Control for at least one pneumatic pantograph of an electric motor vehicle, having a head (SK) which can be applied against a catenary system by an application force (FK), containing a control means of pneumatic pressure (EP, T) for the regulation of a driving pressure (pBG) which is transmitted to a pneumatically adjustable means of application (BG) of the pantograph, and with which application force ( FK) can be set to a predetermined target value, characterized in that a pilot device (BC) is provided which generates a pilot signal (eC, pS) on the basis of at least one input quantity (ev, Fk) dependent in time on the operating state and / or running of the motor vehicle, and in that the pilot signal (eC, pS) is transmitted to the pressure control means (EP, T) as a value signal deposit.

2. Control according to claim 1, characterized in that a conversion device (C) is provided on the side of the pilot device, which uses the pilot signal or a signal (eC) used to generate it according to a signal velocity (ev) corresponding to the speed of the motor vehicle Figure 2).

3. Control according to claim 2, characterized in that it provides a force sensor (S) disposed on the head (SK) of the pantograph, which generates an application signal (pS) depending on the application force (FK) exerted by the catenary system against the head (SK), which is transmitted as an input variable to the pilot device (BC ') or the conversion device (C) (Figure 3).

4. Control according to claim 1, characterized in that there is provided a force sensor (S) disposed on the head (SK) of the pantograph, which generates an application signal (pS) according to the force of application (FK) exerted by the catenary system against the head (SK), which is transmitted as a pilot signal by means of pressure control (T) (Figure 4).

5. Control according to any one of claims 1 to 4, characterized in that there is provided a pneumatically controllable control element (R), which regulates the driving pressure (pBG) as a function of a control pressure (pC) delivered by the pressure control means (EP).

6. Control according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the signal drives a pneumatic signal.

7. Control according to claim, characterized in that the pressure control means is arranged in the form of an electrically controlled pressure control valve (EP).

8. Control according to claim, characterized in that the pressure control means is arranged in the form of a valve (T) which can be controlled pneumatically.

Control according to claim 1, characterized in that the controllable valve (T) is a pressure comparison valve, by which the drive pressure (pBG) can be regulated according to the difference between the signal. pilot (pS) and a reference signal (PR) which is also transmitted to him.