Brevet FR2648409A3 — publié le 19901221

FR 2648409 A3 19901221 FR 8907851 A 19890614 La présente invention concerne un système automatique d'absorption des chocs pour pare-chocs de véhicules automobiles. Généralement, les pare-chocs avant et arrière des véhicules automobiles sont montés sur le chassis du véhicule dont ils font partie intégrante. Lorsque le véhicule entre en collision avec un autre véhicule ou avec un obstacle quelconque, la puissance du choc se transmet au chassis et à la carrosserie, et il résulte toujours des dégAts matériels, mais souvent aussi, malheureusement, des dégâts corporels qui peuvent aller Jusqu'à la mort des passagers, notamment lorsque la vitesse est élevée. Aussi, le but est la présente invention est de proposer un pare-chocs qui protège mieux le véhicule et ses passagers en cas de collision. Ce but est atteint grâce au pare-chocs pour automo- bile selon la présente invention qui est caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison Un réservoir de fluide hydraulique destiné à être 2u relié par des conduits à une pompe, à un clapet de décharge, à un clapet de limitation du débit et à une électrovanne; Une pompe qui est combinée à un moteur électrique et entraînée par elle, et qui est destinée à être reliée par des conduits au réservoir et ' des filtres à huile; Deux filtres à huile hydraulique dont l'un est relié par des conduits au réservoir et à la pompe, et dont l'autre est relié par.des - conduits à la pompe et à un clapet de retenue; Deux clapets de retenue comprenant une bille poussée par un ressort, dont l'un est relié par des conduite à un filtre à huile et à un raccord en croix, et dont l'autre est relié par des conduits à l'électrovanne et au réservoir Un commutateur à alarme de sous-pression hydraulique qui commande le moteur électrique de la pompe, ce dernier b démarrant automatiquement lorsque la pression du système est inférieure à la pression de réglage et s'arrêtant lorsque cette pression devient supérieure à la pression de réglage, ce commutateur étant monté sur le conduit qui relie un ensemble accumulateur au raccord en croix, et un voyant d'alarme relié à ce commutateur étant installé devant le siège du conducteur; Un raccord en croix relié au clapet de retenue, à l'ensemble accumulateur, au clapet de décharge et à l'électrovanne; lu Un ensemble accumulateur constitué par un cylindre qui est relié à un ballon et qui est divisé par un piston en un chambre à gaz et une chambre à huile, le ballon étant muni sur sa surface d'un manomètre, d'une valve de remplis- sage en azote sec et d'une valve de décharge du gaz, et la chambre à huile étant reliée au raccord en croix par un conduit sur lequel est monté le commutateur à alarme de sous-pression hydraulique qui sert à maintenir la pression hydraulique; Un clapet de décharge de la pression qui comprend une tige vissable de réglage, un ressort et une bille, qui permet dé régler la valeur de décharge par vissage de la tige, et qui est relié par des conduits au raccord en croix et au réservoir; Un clapet de fermeture manuelle du type ouvert/fermé qui est relié par des conduits au raccord en croix et au réservoir; Une électrovanne qui est commandée par le commutateur installé sur la pédale de frein et qui est reliée par des conduits au raccord en croix, aux quatre conduits de la chambre à huile supérieure des vérins, au clapet de limitation du débit et au réservoir avec interposition de l'un des clapets de retenue, cette électro- vanne étant susceptible de modifier ses passages intérieurs de manière appropriée lorsque l'on presse la pédale de frein, afin de commander la tige de rétractation des vérins; Un clapet de limitation du débit comprenant un clapet tronconique muni d'un passage axial et un ressort, le débit n'étant pas limité pour une direction de l'écoulement, mais étant limité dans le sens inverse, ce clapet étant relié par des conduits à l'électrovanne et aux conduits de la chambre à hulle inférieure des vérins; Quatre vérins qui sont montés respectivement aux quatre coins du châssis du véhicule et qui sont divisés en une chambre à huile supérieure et une chambre à huile inférieure, une tige de rétractation étant montée dans la chambre à huile supérieure qui est reliée par un conduit à l'électrovanne, cependant "que le conduit de la chambre à huile inférieure est relié au clapet de limitation du débit et à l'électrovanne; et: Les pare-chocs avant et arrière qui sont montés sur les extrémités des tiges de rétractation des vérins qui sont installés à l'avant et à l'arrière du véhicule. On comprend que, dans ce dispositif, les pare-chocs ne sont pas montés rigidement sur le chaâssis du véhicule, et 2u qu'ils peuvent au contraire s'avancer et se rétracter par rapport au châssis, divers dispositifs et conduits étant prévus pour que les pare-chocs s'avancent lorsque l'on appuie sur la pédale de frein et se rétractent lorsqu'on la relâche. Il en résulte que ces pare-chocs, lors d'une 2S -collision, absorbent le chnc et le transmettent par la pression hydraulique au ballon de gaz précité, ce qui réduit le choc supporté par le véhicule et ses passagers dont la sécurité se trouve-donc améliorée. Plus précisément, lorsque l'on appuie sur la pédale de frein en cas de danger, l'électrovanne du système est commandée par le micro-lnterrupteur du frein pour faire sortir les tiges des vérins sur lesquelles sont montés les pare-chocs. Lorsqu'une ' collision avec un obstacle ou un autre véhicule se produit, la force du choc est transmise par les pare- chocs et elle entrains une augmentation de la pression hydraulique. Le. piston de l'ensemble accumulateur se rétracte, ce qui absorbe une partie du choc, et le fluide hydraulique reflue dans le réservoir à travers le clapet de décharge, du fait que la pression du système dépasse alors la pression de réglage. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre com- ment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: La figure 1 montre sous forme schématique le montage lu du dispositif selon l'invention sur le chassis d'un véhicule automobile; La figure 2 représente une vue en coupe schématique de son clapet de retenue, La figure 3 représente très schématiquement son commutateur à alarme de sous-pression hydraulique, La figure 4 représente, également de manière haute- ment schématique. son accumulateur hydraulique, La figure 5 représente une vue en coupe schématique de son clapet de décharge de la pression, du Les figures 6-1, 6-2 et 6-3 montrent son électro- vanne dans diverses positions de fonctionnement, La figure 7 représente schématiquement son clapet de limitation du débit, et: La figure 8 montre une vue en coupe schématique de l'un de ses vérins. Comme on le voit sur la figure 1, le dispositif selon la présente invention comprend un réservoir d'huile , une pompe à engrenages 11, deux filtres à huile 12, deux clapets de décharge 13, un commutateur d'alarme & basse u pression hydraulique 14, un raccord en croix 15, un accumulateur 16, un clapet de décharge de la pression 17, un clapet de fermeture manuelle 18, une électrovanne 19, un clapet de limitation du débit 20, quatre vérins 21 et les pare-chocs avant 22 et arrière 23. Jt) Tous ces organes sont reliés entre eux par des conduits et, à l'exception des quatre vérins 21 et des pare- chocs 22, 23, ils sont tous disposs dans]e coffre A1 du véhicule A. Ils sont décrits dans ce qui suit de manière plus détaillée. 1. Réservoir 10: il contient et emmagasine du fluide hydraulique qui est une huile minérale. Il est relié par des conduits à l'un des filtres à huile" 12, au clapet de décharge de la pression 17, au clapet de fermeture manuelle 18 et au clapet de retenue 13. 2. Pompe 11: il s'agit d'une pompe & engrenages qui est entraînée par un moteur et qui est le centre de la force d'entraînement du système. Elle est utilisée pour extraire l'huile du réservoir 10 et pour fournir la pression néces- saire pour le système. La pompe est reliée au réservoir et au clapet 13 par des conduits, avec interposition à chaque fois d'un filtre à huile 12. 3. Filtres à huile 12: ces filtres à tamis métalli- que filtrent l'huile hydraulique afin de conserver à cette dernière toute sa pureté, et d'augmenter la durée de vie du système. Ils sont reliés par des conduits au réservoir 10 et 2u à la pompe 11 pour le premier, et à la pompe 11 et au clapet 13 pour le second. 4. Clapets de décharge 13: comme on le voit sur la figure 2, ils contiennent un ressort 131 et une bille 132 pour permettre à l'huile hydraulique de s'écouler de 2 l'extrémité de la bille 132 vers l'extrémité du ressort 131, cependant qu'elle est bloquée si elle s'écoule dans le sens inverse. L'un de ces clapets est relié par des conduits au second filtre à 'huile 12 et au raccord en croix 15, cependant que l'autre est relié par des conduits 'au 3U réservoir 10 et à l'électrovanne 19. 5. Commutateur à alarme de sous-pression hydraulique 14: comme on le voit sur la figure 3. il est utilisé.pour commander le moteur électrique de la pompe 11. Lorsque la pression du système décroît, cet interrupteur bascule vers la position "MARCHE" pour fermer le circuit du moteur élec- trique qui entraîne la pompe 11. Au contraire, si cette pression augmente et dépasse la pression de réglage du système, il bascule vers la position "ARRÉT" pour arrêter le fonctionnement de la pompe. En outre, il est relié à un voyant installé devant le siège du conducteur. Le voyant s'allume si la pression devient inférieure à la pression de réglage du système, ce qui attire l'attention du conducteur. Le commutateur 14 est monté sur un conduit entre l'accumulateur 16 et le raccord , de sorte qu'il indique immédiatement si la pression est normale dans l'accumulateur 16. 6. Raccord en croix 15: il est relié au clapet de retenue 13, à l'ensemble accumulateur 16 avec interposition du commutateur de sous- pression hydraulique 14, au clapet de décharge 17 et à l'électrovanne 19 par des conduits respec- tifs. 7. Enienmble accumulateur 16: comme on le voit sur la figure 4, il est constitué par un cylindre 161 et un ballon en acier 162, un piston 163 étant muni de deux Joints toriques en matière plastique et monté dans le cylindre 161 pour le diviser en une chambre à gaz 164 et une chambre à huile 165. La première est reliée au ballon 162 sur la surface duquel sont montés un manomètre 1621, une valve de remplissage en gaz 1622 et une valve de décharge du gaz 1623. On remplit d'azote sec le ballon 162 et la chambre 164 Jusqu'à une pression de réglage légèrement inférieure à la pression de l'huile qui règne dans l'ensemble du système, ce qui lui permet de maintenir plus facilement le niveau de la pression. En outre, la chambre à huile 165 est reliée par un conduit au commutateur de sous-pression hydraulique 14. 8. Clapet de décharge de la pression 17: comme on le voit sur la figure 5, il s'agit d'un clapet réglable, ce qui veut dire qu'il permet de régler la valeur de la pression, et il comprend un ressort comprimé entre une bille et un bouton vissable 171 dont la position permet de fixer la pression d'ouverture du clapet. Ce dernier est relié par des conduits respectifs au raccord en croix 15 et au réservoir 10. Lorsque la pression du système dépasse la valeur de réglage, de l'huile hydraulique retourne au réservoir 10 à travers ce clapet pour maintenir la valeur de la pression du système. 9. Clapet de fermeture manuelle 18: c'est un clapet ouvert/fermé relié par des conduits respectifs au réservoir , au raccord en croix 15 et au clapet de décharge de la pression 17. On l'ouvre lorsqu'aucune pression n'est néces- 1V saire dans le système, par exemple lors de la maintenance ou des réparations, l'huile s'écoulant dans le réservoir 10 et réduisant la pression à zéro. 10. Electrovanne 19: elle est commandée par un micro- interrupteur qui est installé sur la pédale de freinage et dont le circuit électrique comprend la batterie du véhicule. un fusible et un interrupteur MARCHE/ARRiT. Comme on le voit sur les figures 1 et 6. elle est reliée A divers organes au moyen de quatre conduits: un conduit P la relie à la pompe 11 à travers le raccord en 2u croix 15, un conduit R la relie au réservoir 10 à travers le clapet de retenue 13. les conduits P1 la relient aux chambres à huile supérieures des vérins 21, et les conduits F2 la relient aux chambres à huile inférieures des vérins 21 à travers un clapet 20 de limitation du débit. Zu Lorsque le véhicule fonctionne normalement, c'est-à- dire sans actionnement des freins, les canaux internes de l'électrovanne sont parcourus par le fluide hydraulique comme indiqué sur la figure 6-2. La pression provenant du conduit F arrive à la chambre à huile supérieure des vérins 3V 21 par le conduit P1, cependant que le conduit P2 venant de la chambre à huile inférieure des vérins 21 est relié au conduit R pour faire revenir l'huile au réservoir 10 à travers le clapet de retenue 13. Ce dernier permet seulement l'écoulement de l'huile depuis l'électrovanne 19 dans la direction du réservoir 10, et il bloquerait l'écoulement en sens invprsm. Lorsque l'on appuie sur la pédale de frein, les passages & l'intérieur de l'électrovanne 19 deviennent tels que représentes sur la figure 6-3. La pression provenant du conduit P est amenée à la chambre à huile inférieure des vérins 21 par le conduit P1, cependant que la pression de la la chambre A huile supérieure des vérins 21 provenant du conduit Pl est amenée dans le réservoir 10 & travers le conduit R. L'action des quatre vérins 21 est alors commandée de manière appropriée pour faciliter l'extension et la îU rétractation des pare-chocs avant 22 et arrière 23. 11. Clapet 20 de limitation du débit: comme on le voit sur la figure 7, ii comprend un clapet tronconique 201 qui est serré sur son siège par un ressort 202 et qui comporte un passage axial 203. Il est monté sur le conduit P2 entre 1% la chambre à huile inférieure des vérins 21 et l'électro- vanne 19. Lorsque l'on appuie sur la pédale de frein, la pression d'huile provenant de l'électrovanne 19 est totale- ment amenée au conduit de la chambre à huile inférieure des Zu evérins 21. Lorsque le pare-chocs avant 22 ou arrière 23 heurte un autre véhicule ou un obstacle, la pression que doivent supporter les vérins 21 est refoulée par le conduit F2 de la chambre à huile inférieure, mais la quantité d'huile qui reflue est limitée par le passage 203 du clapet tronconique 201, ce qui protège l'ensemble accumulateur 16. 12. Vérins 21: comme on le voit sur la figure 8, il y a quatre vérins 21 qui sont montés -aux deux coins des côtés avant et arrière du châssis A. Le côté supérieur du vérin est relié au pare-choc, et son côté inférieur est relié au 3u chassis, l'intérieur du vérin étant divisé en une chambre à huile supérieure 211 et une chambre & huile inférieure 212. Une tige 213 relie le piston du vérin au pare-chocs et traverse la chambre à huile supérieure 211. Cette dernière est reliée au conduit Pl, cependant que la chambre à huile 3t5 inférieure 212 est reliée au conduit P2 pour la commande par l'électrovanne 19 qui permet l'extension et la rétractation de la tige 213. 13. Les pare-chocs avant 22 et arrière 23: ils sont montés à l'extrémité des tiges rétractiles 213 des vérins 21, afin de pouvoir être rétractés dans le chassis A et en être sortis. Le mode de fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant. 1. Lorsque l'on met en marche l'interrupteur 1, le U commutateur à alarme de sous-pression hydraulique 14 commence à exercer sa surveillance. Lorsque la pression du système est inférieure à là pression de réglage, il bascule vers "MARCHE" ce qui amène le moteur électrique de la pompe 11 à entraîner celle-ci pour retirer de l'huile du réservoir b 10 à travers "le filtre à huile 12 et augmenter la pression du système. Simultanément, le voyant est allumé, ce qui avertit le conducteur de ce que la pression du système est trop basse à ce moment. Lorsque la pression atteint la valeur de réglage, le 2Q commutateur 14 bascule vers la position "ARR T", ce qui arrête la pompe 11, de sorte que la pression du système se maintient à sa valeur de réglage. Simultanément, le voyant s'éteint pour signaler au conducteur que le système est revenu à un état de fonctionnement normal. 2bt RBien entendu, si le voyant ne s'allume pas lors de la mise en route. cela signifie que la pression du système est à sa valeur normale de réglage. 2. En marche,. sans appuyer sur la pédale de frein, la pompe 11 a déjà retiré de l'huile hydraulique du réservoir 10, et l'huile s'écoule, à travers le filtre & huile 12, le clapet de retenue 13 et le raccord en croix 15, dans: a) La chambre à huile 165 de l'accumulateur 16; b) Le clapet de décharge 17 qui reste inerte et ferme le conduit, du fait que la pression dans le système est é gale à la pression de réglage; et: c) L'électrovanne 19, le clapet 20 de limitation du débit et le conduit P1 pour fournir une pression suffisante afin de rétracter les quatre tiges 213 et amener les pare- chocs avant 22 et arrière 23 à se placer contre le chassis A. L'électrovanne 19 se trouve alors dans la position de la figure 6-2. L'huile de la chambre à huile inférieure 212 des vérins 21 reflue dans le réservoir 10 par le conduit P2, le clapet 20 de limitation du débit, le conduit R de l'électro- 1V vanne 19 et le clapet de retenue 13, respectivement. 3. Si l'on appuie sur la pédale de frein en cas d'urgence en cours de route: le micro-interrupteur de la pédale de frein commande immédiatement la modification des passages 'à l'intérieur de l'électrovanne 19 qui prend la l configuration de la figure 6-3. La pression hydraulique provenant du conduit F2 à travers la pompe 11, le filtre à huile 12 et le clapet de retenue 13, est amenée à être reliée au conduit P2 à travers le clapet 20 de limitation du débit, et à la chambre à huile inférieure 212 des quatre e vsrins 21, pour faire sortir simultanément les quatre tiges rétractées 213, de sorte que les pare-chocs avant 22 et arrière 2:3 sa déplacent vers l'extérieur. En même temps, l'huile de la chambre à huile supérieure 211 reflue par le conduit P1 et l'électrovanne 19 dans le réservoir 10 à travers le conduit R. 4. Si l'on appuie sur la pédale de frein en urgence et que l'on heurte un autre véhicule ou un obstacle: du fait que, dans ce cas, *les pare-chocs 22, 23 sont déjà sortis à l'avant et à l'arrière du véhicule, la force du choc est 3 U transmise au:- vérins 21, et elle oblige les tiges 213 à se rétracter à l'intérieur du cylindre. La pression est trans- férée de la chambre à huile inférieure 212 au clapet 20 de limitation du débit à travers le conduit P2, l'huile s'écoulant en quantité limitée, c'est-à-dire sous une pres- sion et en une quantité réduites, à travers le passage 203. La rresion est transférée seulement à l'ensemble accumulateur 16 et au clapet de décharge 17 par l'électro- vanne 19, car les clapets de retenue 13 ne permettent pas le passage de l'huile vers le réservoir 10 et le clapet de fermeture manuelle 18 est fermé. La pression à transférer arrive d'abord dans la chambre à huile 185 de l'accumulateur 16. du fait que le clapet de décharge 17 maintient la pression à sa valeur de réglage, et elle comprime la chambre à gaz 164 et le ballon 162, ce qui absorbe l'énergie du choc produit lors de la collision. En outre, lorsque la pression due à la collision dépasse la valeur de réglage du système, l'huile dont la pression est trop élevée reflue dans le réservoir 10 à travers le clapet de décharge 17 jusqu'à ce que la pression du choc soit entièrement absorbée, et le système revient alors à son état initial. Pour résumer, ce dispositif peut absorber des chocs violents grAce à l'action de l'ensemble accumulateur 15 et du clapet de décharge 17 sur les pare-chocs avant 22 et arrière 23, ce qui augmente la sécurité des passagers et diminue les dégâts matériels que subit le véhicule. I1 faut encore signaler que les pare-chocs avant 22 et arrière 23 doivent être fabriqués en un matériau extrême- ment résistant. En outre, on notera que la raison d'être du clapet 20 de limitation du débit est -d'éviter que la pression, lors d'une collision, soit directement transmise à t'accumulateur]6, ce qui risquerait de le faire exploser. - PEVFNDLICATION - Systême automatique d'absorption des chocs pour pare-chocs de véhicules automobiles, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison: Un réservoir de fluide hydraulique (10) destiné à être relié par des conduits à une pompe (11), à un clapet de décharge (17), à un clapet de limitation du débit (20) et à une électrovanne (19).; Une pompe (11) qui est combinée à un moteur. électri- que et entraînée par elle, et qui est destinée à être reliée par des conduits au réservoir (10) et à des filtres à huile (12); Deux filtres à huile hydraulique (12) dont l'un est relié Far des conduits au réservoir (10) et à la pompe (11), et dont l'autre est relié par des conduits à la pompe (11) et à un clapet de retenue (13; Doux clapets de retenue (13) comprenant une bille (132) pousse par un ressort (131>, dont l'un est relié par des conduits à un filtre A huile système est inférieure à la pression de réglage et s'arrà- tant lorsque cette pression devient supérieure à la pression de réglage, ce commutateur étant monté sur le conduit qui relie un ensemble accumulateur (16) au raccord en croix (1.5), et un voyant d'alarme relié à ce commutateur étant installé devant le siège du conducteur; Un raccord en croix (15) relié au clapet de retenue (13), à l'ensemble accumulateur (16), au clapet de décharge (17) et à l'électrovanne (19); Un ensemble accumulateur (16) constitué Far un cylindre (161) qui.est relié à un ballon (162) et qui est divisé par un piston (163) en une chambre à gaz (164) et une chambre à huile (161), le ballon (162> étant muni sur sa surface d'un manomètre (1621), d'une valve de remplissage en azote sec (1622) et d'une valve de décharge du gaz (1623), et la chambre à huile (161) étant reliée au raccord en croix (15) par un conduit sur lequel est monté le commutateur à alarme de sous-pression hydraulique (14) qui sert à mainte- nir la pression hydraulique; Un clapet de décharge de la pression (17) qui lu comprend une tige vissable de réglage (171), un ressort et une bille, qui permet de régler la valeur de décharge par vissage de la tige (17i), et qui est relié par des conduits au raccord en croix (15) et au réservoir (10); Un clapet de fermeture manuelle (18) du type ouvert/ lb fermé qui est relie par des conduits au raccord en croix (15) et au ré- ervoir (10); Une 1lectrovanne (19) qui est commandée par le commutateur (14) installé sur la pédale de frein et qui est relié par des conduits au raccord en croix (15), aux quatre 2)J conduits de la chambre à huile supérieure des vérins (21), au clapet de limitation du débit (20> et au réservoir (10) avec interposition de l'un des clapets de retenue (13), cette électrovanne (19) étant susceptible de modifier ses passages intérieurs de manière appropriée lorsque l'on presse la pédale de frein, afin de commander la tige de rétractation (213) des vérins (21); Un clapet de limitation du débit (20) comprenant un clapet tronconique.(201) muni d'un passage axial (203) et un ressort (202), le débit n'étant pas limité pour une direc- 3u tion de l'écoulement, mais étant limité dans le sens inverse, ce clapet (20) étant relié par des conduits à l'électrovanne (19) et aux conduits de la chambre à huile inférieure des vérins (21); Quatre vérins (21) qui sont montés respectivement 3b aux quatre coins du chassis du véhicule et qui sont divisés.' en une chambre à huile supérieure (2 1) et une chambre à *'aTnDTq*: OT np eaTa,T V.B;auAeTl V s9TTSuT (TS) SU3e.A sap (ET>Z) uoTw;Dulga ep sa8gTz sap sa4uJaxa sal ans sQ;uoc uos;nb (O:Z) a.ziTxze q a7u^ s(ooqaaJ.rd sBa : 1a ' (6I5) euuwAoî;Iel,t;a (oZ) 4Tq p np uo;T4 uzFT ap;aedTc n c hT8ez;sa (ZIZ) 8aJnaT;uT alTnq V BjquqoD v ap; TnpuoD aT enb;uupuaedo '(6) aeuuVoîoaaip,I;; Tnpuco un ed eSTITa- :sa Tnb (TIZ) ainaTxedns lTniq e a-qsuqz v sump s;uoU Iuv;e *ú1z) uOT;v; Duizzo ep & T:w aun * (gZrZ aina Tiejul alTnq