Brevet FR2027197A1 — publié le 19700925

La présente invention a pour objet -un circuit' électrique de commande de pression conçu pour contrôler la pression de commande du fluide envoyé à un moteur de sortie en fonction d'un signal de commande d'entrée. 5 On a déjà proposé des circuits électriques de commande de pres sion du type comportant une valve à trois voies à commande électrique conçue pour contrôler les communications respectives entre une source de fluide sous pression et un moteur de sortie à commande ■ par pression, et entre ce dernier et un réservoir de fluide à pres-10 sion relativement basse et, un dispositif électrique de commande qui, lors de lrapplication d'un signal d'entrée, est susceptible d'actionner ladite valve à trois voies de façon à contrôler ainsi la pression de commande du fluide envoyé audit" moteur de sortie en fonction du dit signal d'entrée. ~ 15 Dans de tels dispositifs, le dispositif de commande électrique se compose, dans la plupart des cas, d'un commitateur susceptible de commander en tout-ou-rien l'ouverture ou la fermeture de ladite valve à trois voies en fonction du signal d'entrée. Le but principal de l'invention est de réaliser un circuit élec-20 trique de commande de pression susceptible de contrôler de façon continue une pression de commande en fonction d'un signal d'entrée variable. Selon la principale caractéristique de l'invention, le circuit électrique de commande de pression qui est du type défini ci-dessus 25 est caractérisé en ce que ledit" dispositif de commande se compose d'un générateur d'impulsions^susceptible d'alimenter ladite valve à trois voies avec un signal de commande ayant la forme d'un train d'impulsions dont la fréquence est variable et déterminée en fonction de l'amplitude du signal d'entrée, ladite valve à trois voies 30 étant sensible d'une par-t à la valeur moyenne dudit signal de commande engendré par le générateur et d'autre part à la pression du fluide envoyé aucit moteur de sortie de façon à contrôler le fonctionnement de ce dernieï en fonction de la fréquence dudit signal de commande. 35 Avec une telle caractéristique on comprendra que la fonction de commande de pression de la valve à trois voies à commande électrique n'est pratiquement pas affectée par une variation éventuelle relativement faible de la tension de la source électrique alimentant le générateur d'impulsions, étant donné que cette variation n'affec-40 te pratiquement pas la valeur moyenne des signaux d'impulsions 69 44800 2 2027197 engendrés par ce dernier. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit électrique de commande de pression tel que défini ci-dessus, est de plus caractérisé en ce que ladite valve à trois voies est sollicitée 5 normalement par des moyens élastiques précontraints dans la position dans laquelle ladite source est reliée audit moteur de sortie tant que la valeur moyenne dudit signal, de commande est inférieure à une valeur minimum donnée, ledit générateur étant prévu de telle sorte que la fréquence des impulsions engendrées varie en fonction inverse 10 de l'amplitude dudit signal de commande. Avec une telle caractéristique, lors d'une panne ou d'une rupture dans la liaison électrique prévue entre le dispositif de commande et la valve à trois voies, on comprendra que cette dernière est susceptible d'alimenter ledit moteur de sortie avec le fluide 15 sons pression venant de la source. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels : La Figure 1 est une vue schématique d'un circuit de commande 20 électro-hydraulique selon la présente invention représenté en combinaison avec un circuit de freinage pour véhicule tracteur-remorque, et, Les Figures 2 et 3 sont des vues en coupe partielle illustrant ceux modes de réalisation préférentiels du dispositif de commande 25 électrique représenté sous forme de bloc diagramme à la Figure 1. Si l'on considère la Figure 1, on a représenté schématiquement un circuit de freinage électro-hydraulique pour un véhicule du type tracteur-remorque, étant entendu qu'un tel circuit n'est à considérer que comme une application, tout à fait particulière de la pré-^ 30 sente invention qui pourrait par ailleurs trouver une application pratiquement immédiate dans un quelconque circuit de commande de pression, tels que les circuits hydrauliques ou pneumatiques de commande des presses, des engins de levage, etc... La partie du circuit de freinage de la Figure 1, représentée 35 à droite de la Figure 1, et relative au tracteur comporte essentiellement un dispositif de commande électrique 10 commandé d'une part par un levier à commande manuelle 12 et d'autre part par la pression du fluide dans un conduit 14 relié au circuit de commande de freinage 16 du tracteur. Le circuit 16 est relié à une source de commande! ■40 de pression de freinage hydraulique ou pneumatique d'un type classiqui Y 69 44800 2027197 tel qu'un maître cylindre 18 actionné par une pédale de frein 19. Le dispositif de commande 10 est pourvu d'une borne de commande 20 et d'une borne d'alimentation 22 qui sont reliées respectivement par des conducteurs 28 et 30 à des éléments de connection électriques 5 24 et 26 prévus entre le tracteur et la remorque, le conducteur 30 étant également relié à la borne positive d'une source de tension continue 32, telle que la batterie d'accumulateurs du tracteur, par l'intermédiaire du commutateur de contact classique 34 du moteur du tracteur. Pour des raisons qui apparaîtront plus loin, le dispositif 10 de commande 10 peut également comporter deux bornes secondaires 36 eir 38 dont la première est reliée par un conducteur 40 à l'rne des bornes d'un dispositif classique indicateu.r de "stop" ayant son autre borne reliée à la source de tension 32 par l'intermédiaire d'un indicateur à commande par pression normalement ouvert 44, la seconde 15 borne 38 étant reliée à la masse du tracteur comme représenté en 45. la partie du circuit de freinage, représentée sur la partie gauche de la Figure 1 et relative à l'ensemble tracté, comporte essentiellement un réservoir hydraulique 46, une pompe à entraînement électrique 48 d'un quelconque type convenable suse ptible de mettre 20 sous pression le fluide hydraulique venant du réservoir 46, un accumulateur de pression hydraulique 50 monté en piquage sur la conduite d'alimentation-52 en sortie de la pompe 48, et un ensemble formant valve à trois voies à commande électrique 54 disposé entre le conduit d'alimentation 52 et un conduit d'évacuation 56 conduisant au 25 réservoir 46 de façon à commander la pression du fluide envoyé dans •un conduit de sortie ou de travail 58 relié à un moteur ou récepteur hydraulique tel que l'ensemble des moteurs de frein (non représentés) " ' des roues de la remorque. A ce sujet, il est'bien entendu que l'on ; pourrait également utiliser un circuit de commandé assisté pneumati-30 que à la place du circui.t hydraulique décrit ci-dessus pour contrô-• 1er le freinage de la remorque. Un conducteur'' 60 relie l'une des bornes de commande de la pompe 48 à l'élément de connection 26, l'autre borne de la pompe étant reliée à la masse- comme représenté en 61 . 35 La valve de commande de pression à commande électrique 54 se - compose d'un premier boîtier 62 comportant un enroulement tel qu'une bobine 64' reliée à l'élément de connection 24 par un conducteur 66 et à la Eàsse du véhicule comme représenté en 65 et, d'un second boîtier 68 fixé de façon convenable'au'boîtier 62". -40 La> bobine 64 est susceptible "d'avaler" un noyau mobile 70 69 44800 4 2027197 réalisé en matériau magnétique, noyau qui est normalement sollicité vers la gauche, comme représenté à la Figure 1, par un ressort précontraint 72 et qui est centré dans le boîtier 62 par le moyen d'une membrane élastique en acier 74 maintenue de façon étanche à sa pé-5 riphérie entre les boîtiers 62 et 68. Un levier à commande manuelle' 76 est monté pivotant' sur une tige 78 fixé au noyau 70 de façon à permettre une commande manuelle de ce dernier à l'encontre du ressort 72. Le boîtier 68 comporte une chambre d'admission 80 reliée au 10 conduit 52, une chambre de sortie 82 reliée au conduit 58 et un** chambre d'évacuation 84 reliée au conduit 56. La liaison entre les chambres 80 et 82 est contrôlée par un élément mobile formant valve à clapet 86, qui coopère par ailleurs avec un siège de valve mobile ayant la forme d'une douille 88 montée coulissante • de façon etancne 15 dans le boîtier 68 de façon à contrôler la liaison entre les chambres 82 et 84. La douille formant siège de valve 88, qui définit l'élément de commande de la valve à trois voies 68, est normalement sollicitée vers la gauche, comme représenté à la Figure 1, par le noyau 70 de façon à couper dans un premier temps la liaison entre 20 les chambres 82 et 84 et à solliciter dans un deuxième temps l'élément mobile formant valve 86 à permettre la liaison entre les chambres 80 et 82. En fonctionnement, la valve 54 sera stabilisée lorsque la somme de la force électromagnétique engendrée par la bobine 64 sur le noyau 70 et ce la force de pression engendrée sur la 25 douille 88 par la pression du fluide dans la chambre 82 sera sensiblement égale à la force de rappel du ressort 72. En particulier, lorsque la bobine 64 n'est pas excitée, les éléments 86 et 88 sont "sollicités par le ressort 72 vers leur position respective représentée sur la Figure 1, permettant ainsi au conduit 58 d'être relié au 30 conduit 52 de telle sorte que les freins de la remorque se trouvent appliqués lors d'une absence de tension dans le conducteur 66. Il est à noter que la membrane élastique 74 est également susceptible de garantir l'étanchéité de la chambre d'évacuation 84 par rapport au boîtier 62. 35 Si l'on considère maintenant la Figure 2, illustrant un mode de réalisation du dispositif de commande électrique 10 représenté sous forme de bloc diagramme à la Figure 1, on remarque un dispositif du type vibreur, bien connu .dans le domaine de la technique, comportant dans un boîtier un enroulement principal tel qu'une bc : 40 bine 92 disposée autour d'un noyau fixe 94 de façon à attirer vers CQP^ 69 44800 2027197 le bas une armature mobile 96. Les deux extrémités d'enroulement de la bobine 92 sont reliées respectivement à la borne 22 et à un- bâti 98 réalisé en matériau conducteur et relié électriquement à un des contacts d'un commutateur 100 actionné par l'armature mobile 96, 5 l'autre contact étant relié à la borne 20. L'armature 96 est sollicitée dans sa position normale, correspondant à la fermeture du commutateur 100, par un ressort 102 dont l'extrémité libre est reliée à une tige 104 vissée dans une tête 106 réalisée en matériau isolant et sollicitée par un ressort relativement fort 108 en butée sur le 10 levier à commande manuelle 12 qui est monté ' pivotant dans le boîtier 90. Une vis de butée 110 fixée de façon réglable sur un arrêtoir 11? -fixé au boîiier 90 définit -une butée réglable pour le levier 12 et par là, la charge initiale du ressort de traction 102. Un piston mobile 114 sensible à la pression de fluide cans ie conduit 14 est 15 relié par l'intermédiaire d'une tige 116 à -on levier de transmission pivotant 118 normalement en butée sur un galet 120 fixé de-façon réglable au levier 12. Un enroulement secondaire 122 est de plus prévu autour du noyau 94 et est relié à ses extrémités aux bornes 36 et 38 respectivement. 20 Lorsque la borne 22 est reliée à la source de tension continue 32 lors de la fermeture de l'interrupteur 34, la borne 20 étant reliée à la masse par l'intermédiaire de l'enroulement 64 de la valve 54, on comprendra que l'armature mobile 96 est animée d'un mouvement de vibration dont la fréquence est déterminée notamment par la force 25 du rappel du retour 62. Le dispositif de commande 10 est ainsi susceptible d'alimenter la valve 54 avec un signal de sortie ayant la forme d'un train d'impulsions de tension dont la fréquence varie en fonction inverse de la charge du piston 102 telle qu'elle est com- . mandée soit par le levier 12, soit par la pression cans le conduit 30 14. La bobine 64 de la valve 54 est commandée en fonction de la valeur moyenne du signal de sortie engendré par le générateur 10 de façon à exercer ainsi sur le noyau 70 une force de commande électromagnétique dont l'intensité est déterminée en fonction croissante de la fréquence des impulsions de tension du signal de sortie du dis-35 positif 10. La pression du fluide commandé par la valve 54, selon l'équilibre des forces défini ci-dessus, sera donc inversement proportionnelle à la fréquence desdites impulsions du signal de sortie-. En l'absence de tout signal de commande d'entrée sur le dispositif de commandé 10, la charge initiale du' ressort 32, qui peut 40 être d'ailleurs ajustée par lés liaisons réglables prévues entre la co?s 69 44800 6 2027197 entre la tige 104 et la tête 106 ou entre cette dernière et le boîtier 90 par le moyen de la tige 110, doit être telle que le noyau 70 est sollicité vers la droité, si l'on considère la Figure 1, par la force engendrée par la bobine 64 à 1'encontre de la force du 5 ressort 72 de façon à solliciter ainsi la valve à trois voies 86-88 à couper la liaison entre les chambres 80 et 82 et à relier cette ' dernière à la chambre d'évacuation 84. Tout déplacement de commande de la pédale de frein 14 ou du levier 12 entraîne une diminution correspondante de la charge du ressort et ainsi une diminution cor-10 respondante de la fréquence, et par là de la valeur moyenne, des signaux de sortie engendrés par le dispositif 10. La valve 54 est alors sollicitée par le ressort de rappel 72 vers la droite de façon à couper la liaison entre les chambres 82 et 84 et à permettre ensuite la liaison entre les chambres 80 et 82 jusqu'à ce que la *1 5 force de pression engendrée sur la douille 88 équilibre la force de rappel élastique du ressort 72 moins la force électro-magnétique engendrée sur le noyau 70 par l'enroulement 64. L'enroulemènt secondaire 52 est conçu, lors de son excitation par la fermeture du circuit électrique de commande 40-44 de l'indi-20 cateur de freinage 42, pour engendrer un champ magnétique d'ihten-si té relativement faible mais de sens opposé au champ magnétique en^ndré par l'enroulement principal 92 de façon à diminuer ainsi sensiblement la fréquence des impulsions de sortie envoyées à la valve 54 lors du déplacement initial de la pédale de frein 19. Avec 25 une telle caractéristique on comprendra que la valve 54 est susceptible d'alimenter la conduite de sortie 58 avec du fluide à une certaine pression dès que le conducteur du tracteur a appuyé sur la pédale 19 de façon à réaliser ainsi une "pré-Êommande" de pression permettant de rattraper les différents jeux ou usures des mécanismes 30 de frein de la remorque. Il est à noter que le fonctionnement même du vibreur 10 a pour avantage de rendre la commande de la valve 54 sensiblement indépendante des variations normales de la tension de la batterie ou de la source de tension continue 32. De plus, la forme en dents de 35 scie de la tension appliquée à l'enroulement 64 de la valve 54 permet, par un réglage convenable des différents paramètres de fonctionnement, de compenser les phénomènes d'hystérésis et de frottement de la valve 54 en faisant légèrement vibrer constamment cette dernière autour d'une valeur moyenne ce qui améliore à la fois la 40 sensibilité et la rapidité de réponse du circuit. CCV 1 69 44800 7 2027197 le générateur d'impulsions représenté à la Figure 3' est sensiblement du même type que celui représenté à la Figure 2. La principale nouveauté de ce second mode de réalisation par rapport au précédent consiste à prévoir une bague de butée 124 fixée de façon 5 réglable à la tête 106 de façon à venir en butée sur une potence élastique 126 dont la rigidité peut être modifiée par le déplacement d'un point d'appui mobile 140 par l'intermédiaire d'une vis 128. Il est à noter également que le piston 114 vient directement en butée sur la tête 106 par 1!intermédiaire de la tige 116 qui passe à tra-10 vers une ouverture convenable 132 prévue dans le-levier 12. Le fonctionnement du vibreur de la Figure 3 est identique à celui de la Figure 2 avec la différence que la relation entre l'amplitude du signal d'entrée, (représenté par la valeur de la pression dans le conduit 14) et la fréquence des impulsions de sortie varie 15 en fonction même de cette dernière amplitude d'entrée. En effet, lorsque la bague 124 vient- en butée sur la potence 126, le rapport entre la pression dans le conduit 14 et la charge cti ressort 32 se trouve modifiée de par la rigidité relative de la potence élastique 126. cP?s 69 44800 8 2027197 REVENDICATIONS ' 1. Un circuit électrique de commande de pression du type comportant une valve à trois voies à commande électrique corçue pour contrôler les communications respectives entre une source de pression et un moteur de sortie à commande par pression et entre ce der- 5 nier et un réservoir de fluide à pression relativement basse et, un dispositif électrique de commande qui, lors de l'application d'un signal d'entrée, est susceptible d'actionner ladite valve à trois voies de façon à contrôler la pression de commande du fluide envoyé aucit moteur de sortie en fonction dudit signal d'entrée, caractérisé 1C en ce que ledit dispositif de commande se compose d'un générateur d'impulsions susceptible d'alimenter ladite valve à trois voies avec un signal de commande ayant la forme d'un train d'impulsions dont la fréquence est variable et déterminée en fonction de l'amplitude du signal d'entrée, ladite valve à trois voies étant sensible d'une part 15 à la valeur moyenne dudit signal de commande engendré par le générateur et d'autre part à la pression du fluide envoyé audit moteur de sortie de façon à contrôler le fonctionnement de ce dernier en fonction de la fréquence dudit signal de commande. 2. Un circuit électrique de commande de pression selon la 20 revendication 1 caractérisé en ce que des moyens de rappel élastiques précontraints sont prévus pour solliciter ladite valve à trois voies cans la position dans laquelle ladite source est reliée audit moteur de sortie tant que la valeur moyenne dudit signal de commande est inférieure à une valeur minimum donnée, ledit générateur étant 25 commandé de telle sorte que la fréquence des impulsions varie en fonction inverse de 1'amplitude dudit signal de commande. 3- Un circuit électrique de commande de pression selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit générateur comporte un vibreur ayant un enroulement principal conçu, lorsqu'il 30 est sous tension, pour solliciter un élément mobile de contact à ouvrir le circuit électrique d'excitation dudit enroulement et, des moyens de commande sensibles audit signal d'entrée et conçus pour engendrer une force de rappel fonction de ce dernier sollicitant ledit élément mobile à fermer ledit circuit électrique, ladite valve 35 à trois voies étant commandée en fonction des impulsions engendrées dans ce dernier. 4. Un circuit électrique de commande de pression selon la ORlQlfs^ 69 44800 9 2027197 revendication 3 caractérisé en ce que ledit générateur d'impulsions comporte un contacteur disposé entre une source de tension continue et la borne de commande de la valve à trois voies, ledit contacteur étant actionné par l'élément mobile vibreur électromagnétique» 5 5. Un circuit électrique de commande de pression selon les revendications 3 on 4 caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comportent des moyens élastiques précontraints reliés d'une part audit élément mobile de contact de façon à charger ce dernier de ladite force de rappel et d'autre part à un élément de retenue 10 réglable qui est positionné en fonction de l'amplitude dudit signal d'entrée. 6. Un circuit électrique de commande de pression selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit signal d'entrée est une force agissant sur un élément mobile de commande d'èntrée relié 15 audit élément de retenue par des moyens de transmission de force. 7. Un circuit électrique ce commande de pression selon la revendication 6 caractérisé en ce que des moyens élastiques précontraints sont prévus pour charger ledit élément mobile avec une force de rappel s'opposant à ladite force du signal d'entrée. 20 8. Un circuit électrique de commande de pression selon la revendication 5 ou la revendication 7 caractérisé en ce que des moyens de réglage sont prévus de façon à modifier la contrainte initiale desdits moyens élastiques précontraints. 9. Un circuit électrique de commande de pression selon la 25 revendication 3 caractérisé en ce que ledit vibreur est poui'vu. d'un enroulement secondaire susceptible lorsqu'il est sous tension de modifier la force de rappel desdits moyens de commande. 10. Un circuit électrique de commande de pression selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé èn ce que des moyens de ré- 30 glage sont prévus pour modifier la relation entre la position dudit élément de retenue et ladite force d'entrée en fonction de cette dernière.