Brevet FR2128088A1 — publié le 19721020

La présente invention, due à la collaboration de Messieurs Jean Louis GIORD{O et Jacques TOUCHARD, se rapporte à un dispositif de correction d'assiette à circuit fermé. On connatt déjà des dispositifs pneumatiques de correction d'assiette pour véhicules automobiles du type généralement désigné par l'expression a circuit ouvert" le gaz utilisé pour corriger la hauteur du véhicule par gonflage de vérins pneumatiques étant de l'air atmosphérique. De plus, lorsque l'on doit effectuer une correction en sens contraire, donc abaisser la carrosserie par vidange des vérins, le surplus d'air est relâché dans l'atmosphère. Un tel dispositif nécessite des précautions particulières de dé poussiérage et de séchage de l'air introduit dans le circuit. En outre, le compresseur qui prélève de l'air ambiant dont la pression est d'une atmosphère, en vue de son introduction dans des vérins fonctionnant à quelques huit atmosphères de pression, doit présenter de bonnes caractéristiques de compression et un dispositif d'entratnement puissant. On connu également des dispositifs de correction d'assiette 'a circuit fern11 dans lesquels le gaz destiné à gonfler les vérins est prélevé dans une bâche de stockage, qui recueille égaies ment le surplus de gaz s'échappant des vérins lors de l'abaissement du niveau de la carrosserie. C2est donc continuellement le même gaz qui, recyclé, est envoyé par le compresseur disposé à l'intérieur de la banche dans le circuit pneumatique, alternativement dans les vérins et dans la bâche. L'inconvénient majeur de ces correcteurs réside dans le fait qu'à cause de la porosité des parois et des fuites au niveau des joints, la quantité de gaz introduite initialement diminue progressivement et il faut y apporter remède en réintroduisant de nouvelles quantités de gaz.En outre, dans le cadre du but poursuivi, il est nécessaire de faire appel à deux compresseurs à simple effet, ctest-à-dire~permettant de gonfler seulement l'un après l'autre d'une part les vérins et d'autre part la bâche. Dans la demande de brevet français N 71/02.290 déposée le 25 janvier 1971 au meme nom que la présente invention et intitulée "Dispositif pneumatique de correction de l'assietie d'un véhicule", on a dominé le moyen de remédier aux inconvénients suscités en fournissant un dispositif pneumatique de correction d'assiette à circuit fermé compensant automatiquement les pertes en gaz initialement introduit au moyen d'un dispositif comportant un seul compresseur à simple effet, au lieu de deux dans le cas précédent, au moyen d'un agencement d'électrovannes et de diodes. Le dispositif pneumatique de correcteur d'assiette conforme à l'invention réalise un perfectionnement du correcteur objet de la demande de brevet sus-citée, qui permet de simplifier considérablement les circuits pneumatiques et électriques en éliminant certains éléments qui étaient nécessaires jusqu'à maintenant tels que des manocontacts, des électrovannes, des capacités électriques et des relais. L'invention a pour objet un dispositif pneumatique de correction à circuit fermé, de l'assiette d'un véhicule automobile comportant une bâche servant de réservoir à gaz sous pression et des vérins pneumatiques agissant sur assiette du véhicule, la circulation de gaz dans les différents organes étant assurée par un compresseur unique à simple effet et à faible taux de compression logé dans la bâche sous pression et automatiquement mis en route lorsqu'un transfert de gaz est nécessaire, caractérisé par le fait que le transfert de gaz est provoqué par l'activation d'un compresseur à simple effet dont le fonctionnement est déclanché par un signal provenant d'un détecteur de hauteur de caisse et d'un dispositif de temporisation, connu en soi, à travers un manoccontact différentiel à deux positions, sensible à la pression régnant dans la bâche, ledit signal déterminant en outre l'6tat de deux électrovannes à trois voies disposées en parallèles et reliées pneumatiquement chacune par une première voie à l'admission du compresseur, par une deuxième voie à l'échappement du compresseur et par la troisième, T une à la bâche et l'autre aux vérins pneumatiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode de réalisation particulier en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure l représente une vue générale de la disposition du groupe moto-compresseur, de la bâche et des vérins correcteurs de la hauteur de caisse du véhicule - les figures 2 et 3 illustrent, grossie, une coupe d'un compresseur à membrane pouvant être utilisé, respectivement en position de fin de refoulement et en position d'aspiration ;; - la figure 4 est une coupe grossie dlune électrovanne utilisée dans le dispositif - les figures 5, 6 et 7 sont des schémas de commande pneumatique des vérins, respectivement lors de leur gonflage, de leur dégonflage et du gonflage de la bâche - la figure 3 est le circuit électrique correspondant. Sur la figure i on observe la bâche 1 qui est fixée sur le châssis du véhicule et reliée aux vérines 9 d'un meme train de roues par des canalisations 3 permettant le passage du gaz ce gonflage vers la bâche ou en provenance de celle-ci. La partie supérieure 1 des Vérins est reliée à la carrosserie du véhicule et leur partie inférieure 5 au train de roues.Le motocompresseur 6 est situé h ltintérieu7 de la bâche, dans laquelle règne une certaine surpression. Dn conçoit aisément que, le circuit étant formé, au gonflage d la bâche correspondant un dégonflage des vérins entraînant un abaissement du niveau de la carrosserie et réciproquement. Xe compresse- ne membrane principale 7 faiblement déformable, par exemple en caoutchouc armé, est serrée en son centre par deux assiettes 8 et 9 ; elle est d'autre part concée de façon étanche entre le socle 10 et une contre-culasse 11, percée de part en part d'au moins un conduit 23. L'assiette inférieure 9 est solidaire d'une bielle 12 reliée au moyen d'un excentrique 13 à un axe moteur 14. a partie supérieure du compresseur comporte une culasse 15 dans laquelle sont percés l'orifice d'admission 16 et l'orifice dléchappement 17 du gaz circulant en circuit fermé. Une deuxième membrane 18 est fixée de façon étanche grâce à un joint 19 entre la culasse 15 et la contre-culasse 11. Par sa rotation et grâce à l'excentrique 13, l'arbre moteur 14 entraîne le piston constitué de la membrane 7 et des assiettes 8 et 9 et leur confère un mouvement alternatif. En un premier temps, lors de l'abaissement de la bielle 12, il se forme une cavité 20 et il se produit une dépression qui décolle la membrane 18 de la culasse. Le gaz provenant de l'orifice d'admission 16 s'écoule au travers du conduit annulaire 21 puis de la membrane 18 percée en son centre 22 jusque dans la cavité 20 où il s'accumule. Cet état est illustré à la figure 3. Dans un deuxième temps de compression, le piston toujours entraîné par le système constitué par l'axe 14, l'excentrique 13 et la bielle 12, remonte et réduit la cavité 20. Le gaz ainsi comprimé est introduit alors par les conduits 22 de la contreculasse et décolle la partie de la membrane 18 située au droit de la cavité annulaire 24 de la culasse 15. Des orifices percés dans cette partie de la membrane 18 et ne coïncidant pas avec les conduits 23 sont alors démasqués, le gaz traverse la membrane et s'échappe. -Au cours de cette opération, la membrane et son ouverture centrale 22 sont plaquées sur la culasse 15, ce qui ne permet pas à l'air de s'échapper par le conduit 21, puisque les conduits 22 et 21 ne sont pas en face l'un de l'autre. A la fin de cette opération, le compresseur se trouve dans la position illustrée à la figure 2. Un nouveau cycle recommence, l'aspiration du gaz se produisant comme précédemment par I'admission 18, à l'exclusion de l'ouverture 17, puisque la partie périphérique de la membrane 18 est plaquée sur la contre-culasse 11 et que les ouvertures de la membrane ne coïncident pas dans cette position avec le onnduit 23 de la contre-culasse. La mise en route du groupe motocompresseur 6 est commandée automatiquement, au moment du premier gonflage de la bâche. Cette mise en route est également commandée lorsqu'une fuite est détectée dans la bâche et lorsqutintervient un changement dans la charge du véhicule, comme on le verra ci-après. Sur la figure 4 on voit un électro-aimant 47 alimenté en 36 qui est enfermé dans une enceinte 45 et repose sur des supports 49 prévus dans la base 40 qui comporte deux conduits 42 et 44. Les supports 49 et 49' n'empêchent pas l'air de communiquer de l'un à l'autre de ces deux conduits. Le centre de l'électro- aimant 47 est occupé par un noyau 34 qui émerge au sommet de l'enceinte 45 et est percé longitudinalement par un conduit 31. La partie inférieure du noyau 34 se termine par des ailettes tronquées 48 dont l'ensemble des bases détermine un cône dans lequel peut s'ajuster une bille 41, reposant sur un joint torique 43 qui assure l'étanchéité de la jonction avec le conduit 42. Le conduit 31 du noyau 34 s'élargit au niveau des ailettes 48 pour permettre de loger un clapet cylindrique 38 contenant un ressort comprimé 48 qui repose sur la bille 41. Ledit clapet 38 est appliqué contre la partie inférieure du conduit 31 de façon étanche grâce à un joint torique 37.Lorsque l'électro- aimant nTest pas excité, le clapet 38 descend sous l'effet de la pression de l'air provenant du conduit 31, le gaz pénètre entre les ailettes 48 et les supports 49 et 49 -en direction du passage 44, mais ne pénètre pas dans le conduit 42. Les conduits 42 et 31 sont respectivement reliés à l'entrée du compresseur- et à sa sortie, tandis que le conduit 44 communique soit avec les vérins 2 par l'électrovanne 51 soit avec la bâche 1 par l'électrovanne 50, comme on le voit sur les figures 5 à 7. Lorsqu'un courant parcourt le bobinage 47, la bille 41 est attirée vers le conduit 31 à l'encontre du ressort 46, le clapet 38 est plaqué contre l'orifice 60 du conduit 31. Au contraire, l'orifice 61 du conduit 42 est démasqué et une communication est possible entre les conduits 42 et 44. Le dispositif 29 de détection du niveau de caisse et le dispositif de temporisation 30 qui apparaissent à la figure 8 sont connus en soi en particulier par le brevet français 1.530.587 et ses additions 93.594, 93.830 et 94.481. Selon que la charge du véhicule est supérieure ou inférieure à une valeur prédéterminée, le contact s'établit entre lTaiguilie 28 et respectivement les plots 53 ou 52, ce qui entraîne l'excitation de l'électrovanne 50 ou 51 correspondante. Un manocontact 27 à course différentielle, connue soi, peut faire passer le courant par le plot 54 ou le plot 55. L'aiguille 58 reste sur le plot 54 tant que la pression décroissante de la bâche ne devient pas inférieure à une valeur minimale, de 1, 7 bars par exemple, puis passe sur le plot 55. Inversement lorsque la pression de la bâche remonte, le contact avec 55 est maintenu tant que la pression ne dépasse pas une valeur maximale, de 2,25 bars par exemple, pour laquelle l'aiguille repasse sur le plot 54. Dans les deux cas le relais 35 est activé, déterminant ainsi la mise en marche du compresseur 39. Les diodes 32 et. 33 déterminent le sens de passage du courant et un manocontact de sécurité 26 coupe l'alimentation du compresseur si la pression dans les vérins devient supérieure à un seuil admissible. On considère en un premier temps que les conditions normales sont réunies, c' est-à-dire que la bâche et les vérins sont gonflés à une pression suffisante pour le véhicule. Une surcharge statique est introduite dans le système en équilibre, ce qui entraîne un affaissement de la suspension. En se reportant à la figure 8, on voit que l'aiguille 28 du détecteur 29 de hauteur de caisse rencontre le plot 53 et permet ainsi le passage du courant issu du pôle positif du générateur via le temporisateur 30, le manocontact de sécurité 26 et le manocontact 27 qui se trouve dans la position représentée puisque la bâche est sous pression, ce qui active d'une part l'électrovanne 50 et d'autre part, au travers de la déviation comportant la diode 32, le compresseur 39 par l'intermédiaire du relais 35 qui est excité et ferme le circuit comprenant le générateur 57. La figure 5 illustre le schéma pneumatique ainsi obtenu. L'électrovanne 50 étant excitée, le clapet 38a obture le canal. 31a reliant cette électrovanne à la sortie du compresseur 6. Par contre, la bille 41a étant en position haute, l'aspiration du compresseur peut s'effectuer à travers les conduits 42a libérés et 44a réunis à la bâche 1. Le clapet anti-retour 25 ne permet pas une mise à l'air libre du gaz. Le gaz comprimé sortant du compresseur pénètre par le canal 31b de l'électrovanne 51 par compression du ressort 46b et recul du clapet 38b dans le conduit 44b conduisant aux vérins qui se gonflent. Dès que la carrosserie est arrivée au niveau de fonctionnement normal, l'aiguille 29 se dégage du plot 53 et le circuit de la figure 5 est interrompu. On enlève maintenant la surcharge précédente, la pression dans les vérins étant alors trop importante pour la nouvelle valeur de la charge, la carrosserie est trop haute. Le. contact de l'aiguille 28 s'effectue alors avec le plot 52. Après temporisation, de l'ordre de 15 secondes, le courant active l'électrovanne 51 et par la dérivation au travers de la valve 33, le relais 35 qui se ferme et détermine la mise en route du compresseur. La figure 6 illustre ce nouvel état. L'électrovanne 51 étant activée, la bille 41b est en position haute, poussant le clapet 38 qui obture le conduit 31b, mais libère les passages 44b et 42b empruntés par le gaz sous pression issu des vérins. Ce gaz pénètre dans l'admission du compresseur 6, en ressort par l'échappement 10 puis se dirige vers le conduit 31b de l'électrovanne 51 non excitée. La pression de gaz étant supérieure à celle exercée par le ressort 46a sur le clapet 38a, celui-ci s'ouvre, permettant l'échappement vers la bâche qui se gonfle par le canal 44. On peut noter que la pression du gaz issu du compresseur est inférieure à la force électromagnétique retenant la bille 415 de l'électrovanne excitée 51. On considère maintenant le fonctionnement du dispositif après la fuite d'une partie de la masse totale de gaz contenue dans l'ensemble bâche-vérins, ou lors de la première mise en charge du correcteur d'assiette, à la sortie de la chaîne de montage. Dans le cas ou la carrosserie est trop basse, le contact s'établit entre l'aiguille 28 et le plot 53 du détecteur 29. Le courant traverse le dispositif de temporisation 30, le manocontact de sécurité 26 et aboutit au manocontact 27. S'il reste assez d'air sous pression dans la bâche, c'est-à-dire si la pression cans la bâche est supérieure à 2,25 bars, l'aiguille 58 étant sur le plot 54, on corrige L'abord l'assiette en transvasant de l'air de la bâche vers les vérins. ba pression dans la bâche diminuant de ce fait, on peu ainsi atteindre la pression de tarage inférieure du mano contact 27. L'aiguille 8 bascule alors sur le plot 55. Ceci active le relais 3 qui détermIne la mise en route du compresseur 39. on remarque qu'aucun courant n'arrive aux électrovannes 50 et 51 du fait de la position du anocontact 27 et de la disposition ces diodes 32 et 3. 'Celles-ci sont donc inactivées. La figure 7 illustre ce nouvel étant. 'air atmospherique provenant de la prise 59 traverse le clapet anti-retour 25 puisque seule une faible pression règne dans l'enceinte et est admis dans le compresseur. L'air en ressort sous une pression permettant de vaincre les ressorts 46a et 46b, d'abaisser les clapets. 38a et 38b et de se répandre simultanément dans les vérins par 44b et dans la bâche par 44a, dans le cas du premier gonflage du système, csest-à-dire lorsqu'aucune pression ne règne dans les vérins, ou dans le moins chargé des deux, c'est-à-dire la bâche en cas de fuite. Lorsque la pression dans la bâche devient supérieure à la pression de tarage supérieure du manocontact 27, de 2,7 bars environ, on assite de nouveau à la mise en contact de l'aiguille 58 et du plot 54. Selon l'état de gonflage des vérins, en particulier lors de la première mise en état du véhicule, la pression dans les vérins est encore trop faible et la caisse s'affaisse, le détecteur de hauteur se met dans la position pour laquelle l'aiguille 28 est en contact avec le plot 53, l'électrovanne 50 de mise en pression des vérins est alors activée et l'on se retrouve dans le cas illustré à la figure 5. Au cours de cette opération, le transfert de gaz de la bâche vers les vérins provoque un abaissement de la pression de la bâche à une valeur plus basse que le tarage inférieur du manocontact 27 qui est de 1,7 bars environ et détermine le changement de position de l'aiguille 58 qui vient en contact avec le plot 55, en provoquant la mise en route du compresseur avec prise d'air atmosphérique conformément à la figure 7 et à ce qui aété exposé à son sujet. Comme précédemment décrit, cette succession d'opérations dure tant que la pression interne de la bâche n'atteint pas la pression de tarage supérieure du manocontact 27 qui est de l'ordre de 2,7 bars et détermine le retour de l'aiguille 58 sur le plot 54. Par approches successives, c'est-à-dire par gonflages alternatifs de lâche avec l'air atmosphérique puis des vérins avec l'air de la bâche, il arrive un moment ou le détecteur de hauteur de caisse 29 n'indique plus la nécessité du gonflage des vérins, ni le manocontact 27 le besoin d'introduire du gaz atmosphérique dans la bâche. On peut remarquer que le temps de temporisation ntintervient qu'une seule fois, lors de la première détection de niveau de caisse trop bas ; les approches successives précédemment décrites ne sont pas temporisées et se font à la suite les unes des autres. L'équilibre entre la charge du véhicule et la pression régnant dans les vérins et dans la bâche étant rétabli, seules des interventions résultant des modifications de charges statiques interviennent conformément aux schémas représentés aux figures 5 et 6, jusqu'au moment où, par suite de fuites, le manocontact 27 donne l'ordre d'introduire une quantité complémentaire d'air atmosphérique dans la bâche. En fin de correction, aucune accumulation de gaz sous pression ne peut persister contre le piston du compresseur, car celle-ci peut s'échapper par soulèvement du clapet 38a ou 38b des électrovannes 50 ou 51 dans la bâche ou dans les vérins, là où se trouve la plus basse pression. Ceci facilite le démarrage du compresseur et autorise l'utilisation d'un appareil à faible couple. Un autre avantage de l'application dlun tel dispositif à la suspension d'un véhicule résulte du fait que le niveau de celui-ci étant toujours réglé de façon constante à sa valeur optimale, quelle que soit sa charge, il est inutile de prévoir une grande marge entre le débattement à vide et le débattement à pleine charge comme on doit le faire dans les suspensions classiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif pneumatique de correction à circuit fermé, de l'assiette d'un véhicule automobile comportant une bâche servant de réservoir à gaz sous pression et des vérins pneumatiques agissant sur l'assiette du véhicule, la circulation de gaz dans les différents organes étant assurée par un compresseur unique à simple effet et à faible taux de compression logé dans la bâche sous pression et automatiquement mis en route lorsqu'un transfert de gaz est nécessaire, ce transfert de gaz étant provoqué par l'active vation d'un compresseur à simple effet dont le fonctionnement est déclenché par un signal provenant d'un détecteur de hauteur de caisse et d'un dispositif de temporisation, connu en soi, à travers un manocontact différentiel à deux positions, sensible à la pression régnant dans la bâche, dispositif caractérisé parcacique ledit signal détermine en outre l'état de deux électrovannes à trois voies 50 et 51 disposées en parallèles et reliées pneumatiquement chacune par une première voie à l'admission du compresseur, par une deuxième voie à ltéchappement du compresseur et par la troisième, l'une à la bâche 1 et l'autre aux vérins pneumatiques 2. 2. Dispositif pneumatique de correction selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le manocontact différentiel 27 sensible à la pression de la bâche I peut prendre deux positions distinctes, l'une pour laquelle chacune des deux électrovannes à trois voies 50 et 51 peut être activée en même temps que le compresseur 39, ce qui correspond au transfert de gaz entre la bâche et les vérins, qui est maintenue tant que la pression dans la bâche reste supérieure à une valeur minimale prédéterminée, l'autre pour laquelle aucune de ces électrovannes ne peut être activée en même temps que le compresseur, correspond à l'introduction d'air atmosphérique additionnel dans le système pneumatique vérins-bâche, qui est maintenue tant que la pression dans la bâche reste inférieure à une pression maximale prédéterminée. 3 Dispositif pneumatique de correction, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les électrovannes à trois voies sont constituées d'un électro-aimant 47 enfermé dans une enceinte 45 reposant sur des supports discontinus prévus sur une base 40 qui comporte deux conduits 42 et 44 dont l'un 42 est obturé de façon étanche par un jointbDrique 43 et une bille 41, pressée par un ressort 46 prenant appui, à son extrémité opposée, sur un clapet cylindrique 38 obturant le conduit 31 d'un noyau 34 dans lequel le clapet est logé, ce noyau est situé au centre de ltélectro-aimant, l'extrémité inférieure du noyau se terminant par des ailettes tronquées 48 dont l'ensemble des bases détermine un cône qui coiffe la partie supérieure de la bille 41.