Brevet FR2670716A1 — publié le 19920626

DlSPOEilllF DE SECURflE MONTE SUR UN VERIN HYDRAWOUE D'ANIIROULIS ACTIF La présente invention a pour objet un dispositif de sécurité monté sur un vérin hydraulique d'anti-roulis actif associé à une barre anti-roulis pour véhicule automobile. Elle vise également un véhicule d'un type quelconque équipé de ce dispositif. Elle s'applique à un dispositif de liaison de la barre anti-roulis avec des bras de suspension qui portent les roues et dans lequel une des extrémités de la barre anti-roulis est reliée au bras de suspension qui lui fait face par une biellette et l'autre extrêmité est reliée à l'autre bras de suspension par un vérin hydraulique. Le brevet PCf WO 88/07455 décrit un système où un verin hydraulique piloté en déplacement ou en effort est mis en lieu et place d'une des biellettes de liaison de la barre anti-roulis avec le bras de suspension afin de contrôler l'assiette du véhicule en virage. La manoeuvre de ce vérin est obtenue par un circuit hydraulique piloté par des trames qui sont commandées par différents moyens comme des capteurs d'accélérations, etc... L'inconvénient d'un tel système est qu'il est dangereux en cas de défaillance de la vanne hydraulique surtout si cette défaillance se produit pendant que le système anti-roulis est sollicité (virage, grande vitesse, mauvais état de la route, etc...) En effet, lorsqu'une panne se produit dans le système, soit le vérin est fou et il n'assure plus sa fonction de biellette de longueur fixe, soit le vérin reste bloqué dans une position quelconque et il est alors une biellette de longueur incompatible, ce qui dans tous les cas peut nuire dangereusement au comportement du véhicule. La présente invention se propose de fournir un dispositif de sécurité associé à un tel vérin hydraulique destiné à une fonction d'anti-roulis actif. En mode de fonctionnement normal, c'est-à- dire hors panne, le vérin est piloté par un dispositif générateur de pression hydraulique et l'huile sous pression arrive directement dans l'une ou l'autre des deux chambres dudit vérin après avoir traversé librement les distributeurs placés en amont desdites chambres. Lorsqu'une panne intervient, elle est détectée soit par le système lui-même, soit par des capteurs. Les distributeurs placés en amont des chambres qui sont pilotés soit électriquement soit hydrauliquement changent alors d'état et mettent les deux chambres en communication à travers un circuit de sécurité. Le vérin est alors isolé du circuit de pilotage décrit plus haut. Le dispositif de sécurité est un circuit secondaire qui comprend deux clapets anti-retour pilotés et disposés sur une canalisation hydraulique qui relie les deux chambres du vérin. L'orientation de ces clapets est telle qu'ils interdisent le passage de l'huile d'une chambre vers l'autre lorsqu'ils ne sont pas pilotés. Le pilotage de chacun de ces clapets se fait par une canalisation qui débouche dans la partie médiane du cylindre du vérin hydraulique. Le vérin hydraulique est conçu de telle sorte que le joint d'étanchéité de son piston est sufisamment large pour obturer complètement l'orifice pratique dans la partie médiane du cylindre et dans lequel débouche la canalisation de pilotage des deux clapets anti-retour. En cas de panne du circuit de commande du vérin hydraulique, au moment où cette panne se produit, le piston du vérin occupe une position quelconque dans le cylindre: - Si le piston se trouve en dehors de la position médiane, et que les efforts qui lui sont appliqués sont dirigés dans une direction qui tendent à éloigner encore plus le piston de cette position médiane, il n'y a pas de pression dans la canalisation de pilotage qui débouche dans la partie médiane du cylindre : les clapets anti-retour ne sont pas pilotés, et ils interdisent au piston de s'éloigner de la position où il se trouve. - Si le piston se trouve en dehors de la position médiane, mais que les efforts qui lui sont appliqués sont dirigés dans une direction qui tendent à le rapprocher de la position médiane, il se produit une pression dans la canalisation de pilotage qui débouche dans la partie médiane du cylindre les clapets anti-retour sont alors débloqués et la communication s'établit entre les deux chambres du vérin. Le piston se déplace dans le cylindre et lorsque le joint d'étanchéité dudit piston vient obturer l'orifice dans lequel débouche la canalisation de pilotage, la pression dans cette canalisation chute et les clapets anti-retour se bloquent. Le piston ne peut alors osciller que d'une amplitude correspondant à l'obturation de l'orifice déjà cité par le joint du piston du vérin. - Si le piston se trouve exactement en position médiane, il ne peut osciller que d'une amplitude correspondant au recouvrement de l'orifice du conduit de pilotage des clapets anti-retour par le joint du piston. Une capacité hydraulique est interposée entre les deux clapets anti-retour pour compenser la différence de volume entre la chambre libre du vérin et la chambre occupée par la tige du vérin. Les figures annexées illustrent l'invention. - La figure 1 représente l'implantation du vérin hydraulique sur un véhicule. - La figure 2 représente le système de commande en fonctionnement normal. - La figure 3 représente le système de commande en panne avec un effort qui tend à éloigner le piston de sa position médiane. - La figure 4 représente le système de commande en panne avec un effort qui tend à déplacer le piston vers sa position médiane. - La figure 5 représente un des clapets anti-retour dans une position pilotée (passant) - La figure 6 représente un des clapets anti-retour dans une position bloquée (non passant) - La figure 7 représente une coupe du vérin hydraulique. Sur la figure 1 on voit comment le dispositif est implanté sur le train avant d'un véhicule automobile. Une barre anti-dévers 2 est reliée par des articulations généralement souples 3 à la caisse 1 du véhicule. Une des extrémité 30 de la barre anti-dévers est reliée au bras de suspension 4 qui lui fait face par une biellette 5 et l'autre extrémité 31 de ladite barre est reliée à l'autre bras de suspension 6 par un vérin hydraulique 7. Selon l'invention, le vérin hydraulique 7 qui est représenté sur la figure 7 est un vérin à simple tige 8 avec des attaches sur le fond du cyclindre 9 et en bout de tige 10. Le cylindre 29 possède classiquement deux orifices d'alimentation : un orifice 11 du côté du fond du cylindre et un orifice 12 du côté de la sortie de la tige 10. Un troisième orifice 13 communique par une canalisation 14 avec les entrées de pilotage 151 et 161 des clapets anti-retour 15 et 16 montés en opposition de flux sur une même canalisation 17. Une capacité d'huile 18 est connectée sur cette canalisation et entre les deux clapets anti-retour. L'orifice 11 de la chambre supérieure 35 du vérin 7 est relié par une canalisation 19 à l'orifice 201 d'un distributeur 20 qui selon la réalisation est un distributeur à deux positions et 3 orifices et à commande électrique ou hydraulique avec rappel par ressort. L'orifice 12 de la chambre inférieure 36 de ce vérin 7 est relié de la même façon par une canalisation 22 à l'orifice 211 d'un distributeur 21 de même type que celui qui alimente la chambre supérieure. En mode de fonctionnement normal qui est représenté sur la figure 2, le vérin 7 est alimenté à travers les distributeurs 20 et 21 par une source d'énergie 22 qui peut être un organe électrohydraulique. Des canalisations hydrauliques 23 et 24 amènent le fluide hydraulique depuis la source d'énergie 22 aux orifices 202 et 212 des distributeurs 20 et 21. Le passage vers les clapets anti-retour 15 et 16 à travers les canalisations 32 et 34 depuis les orifices 203 et 213 des distributeurs 20 et 21 est alors obturé de par la position des tiroirs desdits distributeurs. En cas de défaillance, le dispositif se met en mode "sécurité" tel que représenté sur la figure 3. Les tiroirs des distributeurs 20 et 21 changent de position et les orifices 201 et 212 sont obturés. Le passage se fait alors de l'orifice 11 du vérin 7 vers l'orifice 152 du clapet anti-retour 15, et de l'orifice 12 du vérin 7 vers l'orifice 162 du clapet anti-retour 16. Toujours selon la figure 3, le dispositif de sécurité est représenté dans une configuration où la tige du vérin est sollicitée en "traction" alors que le piston est dans la partie inférieure du cylindre. La pression relative étant proche de zéro dans la chambre supérieure, elle est relativement proche de zéro dans la canalisation 14 et les deux clapets anti-retour 15 et 16 restent fermés : le système bloque le mouvement de la tige du vérin 7 dans le sens de cette sollicitation. Selon la figure 4, le dispositif de sécurité est représenté dans une configuration où la tige du vérin est sollicitée en "compression" alors que le piston est toujours dans la partie inférieure du cylindre. I1 se produit alors une légère pression dans la chambre supérieure du vérin 7 ce qui permet l'ouverture des clapets anti-retour 15 et 16 par suite de la pression dans la canalisation 14 le piston est alors libéré. Le piston 27 du vérin 7 est équipé d'un joint 28 dont la largeur est légèrement supérieure au diamètre de l'orifice 13 qui est pratiqué dans la paroi du cylindre 29. La position de cet orifice est aménagée de telle sorte qu'il est obturé par le joint 28 du piston 27 lorsque celui-ci est au milieu de sa course, ce qui correspond a une longueur médiane du vérin. Ainsi, en cas de défaillance de la commande active de l'anti-roulis, lorsque le piston 27 du vérin arrive en face de l'orifice 13, le dispositif de sécurité bloque celui-ci dans cette position. Le fonctionnement du dispositif décrit lorsque le piston se trouve dans la partie inférieure du cylindre est évidemment semblable lorsque le piston se trouve dans la partie haute du cylindre, et le rappel au centre du piston se fait de la même façon. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité monté sur un vérin hydraulique d'anti-roulis actif pour un train avant ou arrière de véhicule automobile dans lequel une barre de torsion anti-roulis (2) qui est articulée à la caisse (1) a une de ses extrémités (30) reliée à un des bras de suspension (4) par une biellette rigide (5) et à son autre extrémité (31) relié à l'autre bras de suspension (6) par un vérin hydraulique (7) asservi en position ou en effort par un dispositif générateur de pression d'huile (22) caractérisé en ce que l'alimentation des chambres supérieure (35) et inférieure (36) du vérin hydraulique (7) est assurée par deux distributeurs hydrauliques (20, 21) à deux positions qui en cas de défaillance du système de commande actif mettent automatiquement et sans apport d'énergie extérieure les deux chambres du vérin hydraulique (7) en communication avec un circuit de sécurité qui bloque le vérin dans sa position médiane. 2. Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de sécurité est constitué d'une canalisation (19, 32, 33, 34, 22) sur laquelle sont disposés deux clapets anti-retour pilotés (15, 16). 3 Dispositif de sécurité selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que une canalisation (14) de pilotage met en communication le cylindre (29) du vérin hydraulique (7) avec les orifices de pilotage (151, 161) des clapets anti-retour pilotés (15, 16). 4. Dispositif de sécurité selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce qu'une capacité hydraulique (18) est en communication avec la canalisation hydraulique (33) qui est entre les deux clapets anti-retour (15, 16). 5. Dispositif de sécurité selon les revendications 1, 2, 3, et 4 caractérisé en ce que le clapet anti-retour (15) qui correspond à la chambre supérieure (35) est monté de façon à bloquer le flux venant de cette chambre en absence de pilotage. 6. Dispositif de sécurité selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que le clapet anti-retour (16) qui correspond à la chambre inférieure (36) est monté de façon à bloquer le flux venant de cette chambre en l'absence de pilotage. 7. Dispositif de sécurité selon les revendications 1, 2, 3, 5 et 6 caractérisé en ce que le vérin hydraulique (7) possède un orifice (13) pratiqué dans la paroi du cylindre (29) et dans sa partie médiane dans le sens de la course du piston. 8. Dispositif de sécurité selon les revendications 1, 2, 3, 5, 6 et 7 caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (28) du piston (27) du vérin hydraulique (7) a une largeur légèrement plus grande que l'orifice (13) pratiqué dans la partie médiane du cylindre (29). 9. Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé en ce que les distributeurs hydrauliques à deux positions (20, 21) sont des distributeurs à 3 orifices, 2 positions à commande hydraulique ou électrique et à rappel par ressort. 10. Dispositif de sécurité selon l'ensemble des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la position de rappel par ressort des distributeurs hydrauliques (20, 21) correspond à la mise en configuration de sécurité du circuit.