Brevet FR2685398A1 — publié le 19930625

La présente invention a pour objet un dispositif permettant l'immobilisation ou le verrouillage automatique d'un actionneur, tel que par exemple un vérin, en cas d'anomalie de fonctionnement. Elle vise également un vérin équipé de ce dispositif. On sait qu'un vérin d'assistance de direction arrière pour véhicule à quatre roues directrices, fait pivoter les roues arrière d'un angle petit, de quelques degrés au maximum, dans un sens ou dans l'autre. En cas de panne du circuit hydraulique, il est important, pour la sécurité, d'immobiliser l'orientation des roues arrière, les roues avant étant alors, comme il est bien connu, commandées mécaniquement. Par conséquent, il convient de proposer un dispositif permettant le verrouillage automatique du vérin, dans une position quelconque lorsque la pression baisse dans le circuit hydraulique d'assistance de direction, étant entendu que ledit vérin devra être déverrouillé lorsque la pression est rétablie. La présente invention parvient à ce but en proposant un dispositif de verrouillage de conception mécanique simple, compacte et d'un fonctionnement fiable. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de verrouillage et déverrouillage automatiques d'un actionneur tel que par exemple un vérin hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend un corps muni d'une membrane tubulaire qui entoure un barreau, tel que la tige du piston d'un vérin, et comportant une chambre hydraulique ou de charge entourant la membrane qui est susceptible de se déformer sous l'effet d'une mise en pression ou d'une réduction de pression d'un fluide hydraulique dans ladite chambre pour respectivement verrouiller ou déverrouiller ladite tige ou ledit barreau. Suivant une autre caractéristique de ce dispositif, dans le corps précité est monté coulissant un piston double dont une partie débouche dans la chambre de charge précitée et dont l'autre partie est constamment soumise à l'action d'un moyen élastique, tel que ressort par exemple, de manière à mettre la chambre de charge sous pression. Dans le corps précité est encore aménagée une chambre de commande fermée par un épaulement du piston double et communicant avec la pression du fluide hydraulique qui actionne le vérin et qui agit sur ledit épaulement à l'encontre du moyen élastique ou ressort précité de façon à réduire la pression dans la chambre de charge et déverrouiller ainsi la tige précitée du piston du vérin. Selon encore une autre caractéristique du dispositif de l'invention, le corps précité est muni d'un moyen permettant le déverrouillage et le montage du corps sur la tige du piston du vérin. Suivant un mode de réalisation préféré, le moyen précité est constitué par une vis en prise avec un filetage du piston double du côté opposé à la chambre de charge, la tête de cette vis venant en butée sur un couvercle coiffant le corps et retenant le ressort précité, lorsque le piston double est en position de verrouillage. L'invention vise également un vérin hydraulique d'assistance de direction arrière pour véhicule automobile à quatre roues directrices, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif répondant à l'une et/ou l'autre des caractéristiques ci-dessus, et en ce que la tige précitée du piston est munie d'un manchon en un matériau approprié et sur lequel s'exerce le verrouillage et le déverrouillage via la membrane précitée. L'invention vise encore un vérin hydraulique différentiel d'assistance de direction, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif répondant à l'une et/ou l'autre des caractéristiques ci-dessus, et en ce qu'un même conduit, interne au vérin, alimente à la fois en fluide hydraulique sous pression la chambre de moindre section du vérin et la chambre de commande du dispositif de verrouillage. Mais d'autres caractéristiques et avantages de cette invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe verticale du dispositif de l'invention, cette coupe passant par l'axe de la tige d'un vérin sur laquelle est monté ce dispositif, et illustrant le dispositif verrouillé (demi-vue gauche) et déverrouillé (demi-vue droite) - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un actionneur hydraulique équipé d'un dispositif conforme à la présente invention. En se reportant notamment aux figures 1 et 2, on voit qu'un dispositif selon cette invention, comprend essentiellement un corps 1 dans lequel est ménagé un alésage 2 recevant une membrane tubulaire 3 qui entoure un barreau 4 constituant par exemple la tige du piston d'un vérin (non représenté sur les figures 1 et 2). Le corps 1 comporte, au niveau de l'alésage 2, une chambre annulaire hydraulique ou de charge 5 qui entoure la membrane 2, laquelle est susceptible de se déformer sous l'effet d'une mise en pression d'un fluide hydraulique dans la chambre 5 pour ainsi verrouiller le barreau ou la tige 4, tandis que, sous l'effet d'une réduction de la pression du fluide hydraulique dans la chambre 5, le barreau ou la tige 4 sera déverrouillé. On a montré en 6 un piston double monté coulissant dans le corps 1 et dont une partie 6a débouche dans la chambre de charge 5. L'autre partie 6b du piston double 6 est constamment soumise à l'action d'un ressort 7, de façon à mettre la chambre 4 sous pression. Comme on le voit bien sur la figure 1, dans le corps 1 est aménagée une chambre de commande 8 fermée à sa partie supérieure, par un épaulement 9 du piston double 6, cet épaulement formant en quelque sorte la jonction entre les parties 6a et 6b du piston double 6. La chambre de commande 8 communique avec la pression du fluide hydraulique qui actionne le vérin (non représenté), et qui agit sur l'épaulement 9 à l'encontre de la force de compression du ressort 7. Ce ressort 7 est monté entre un épaulement 10 ménagé dans l'extrémité supérieure 6b du piston double 6, et un couvercle 11 coiffant le corps 1 et retenant ledit ressort. On a montré en 12 une vis avec tête 13, dont le fût traverse le couvercle 11 et dont la partie filetée vient en prise avec un filetage 14 prévu dans l'extrémité supérieure 6b du piston double 6. La tête 13 de la vis 12 peut venir en butée sur le couvercle 11 lorsque le piston double 6 se trouve en position de verrouillage, comme on l'expliquera à propos du fonctionnement. On observera cependant déjà ici qu'une action sur la vis 12 autorisera le déverrouillage, soit automatique soit pour remise en service après réparation. On a montré en 15 sur les figures 1 et 2 une portion du conduit de raccordement de la chambre du vérin (non représentée) à la chambre de commande 8. On a encore montré en 16 sur la figure 2 une vis de purge de la chambre de charge 5. En se reportant plus particulièrement à la figure 1, on voit en 17 que les extrémités de la membrane tubulaire 3 sont fixées sur le corps 1 au niveau de l'alésage 2, par tout moyen approprié quelconque. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante. En cas de fonctionnement normal, le fluide hydraulique sous pression dans la chambre du vérin (non représenté) et communiquant avec la chambre de commande 9, exerce une pression sur l'épaulement 9 du piston double 6, et cela à l'encontre de la force de compression du ressort 7. Ainsi, le piston double 6 est en position haute correspondant à la position déverrouillée du barreau 4, comme on le voit bien sur la partie droite de la figure 1. En cas d'anomalie de fonctionnement du vérin, c'est-à-dire en cas de chute de pression dans la chambre du vérin, et donc dans la chambre de commande 8, le ressort 7 exercera une compression sur le piston double 6 qui s'abaissera, comme on le voit sur la partie gauche de la figure 1, pour mettre en pression le fluide hydraulique contenu dans la chambre de charge 5, lequel fluide exercera une pression sur le pourtour de la membrane tubulaire 3 provoquant ainsi le verrouillage, dans une position quelconque, de la tige 4 du vérin. Lorsque la pression sera rétablie dans la chambre de commande 8, le piston double 6 remontera dans le corps 1 à l'encontre de la force de compression du ressort 7 pour ainsi libérer ou déverrouiller le barreau ou la tige 4 puisque la membrane tubulaire 3 ne sera plus sollicitée par la pression. Comme connu en soi, le piston double 6 est muni de joints d'étanchéité 18 permettant le coulissement étanche de ce piston double dans le corps 1. On décrira maintenant l'actionneur hydraulique représenté sur la figure 3, et qui est équipé du dispositif qui vient d'être décrit. Cet actionneur ou vérin comporte un corps essentiellement formé par les parties 19 et 20 entre lesquelles est intégré le corps 1 du dispositif de l'invention et sa liaison hydraulique avec ledit actionneur ou vérin. Dans le corps 19, 20 est monté un ensemble de pièces mobiles 21 liées à un axe 22 sur lequel est monté un manchon 23 pouvant être verrouillé par la membrane tubulaire 3. Le serrage de la membrane 3 sur le manchon 23 permet le blocage axial du piston et des pièces mobiles qui lui sont associées, et cela dans les deux sens de fonctionnement. Ce blocage peut s'exercer en un point quelconque de la course s'il se produit un défaut de pression hydraulique de commande de l'actionneur. On observera que le manchon 23 étant distinct de l'ensemble mobile 21, 22, il est aisé d'adapter sa matière et son état de surface de façon à obtenir les efforts voulus de blocage axial. Comme décrit précédemment, le rétablissement de la pression ou l'action sur la vis 12 autorisera le déverrouillage. On a montré en 24 sur la figure 3 une canalisation qui assure la liaison hydraulique entre la chambre de commande 8 du dispositif de l'invention et l'actionneur qui comporte une chambre de petite section 25 et une chambre 26 de plus grande section. Dans le cas d'un vérin ou actionneur hydraulique différentiel pour direction assistée, la chambre de petite section 16 est toujours sous pression de même que la chambre de commande 8 du dispositif de l'invention, alors que la chambre de grande section 17 reliée à une vanne de commande (non représentée) peut être soit à la pression maximale, soit à une pression nulle, soit à une pression intermédiaire à l'équilibre. Dans le cas d'un vérin symétrique, les deux chambres 25 et 26 auraient même section, chacune de ces deux chambres pouvant être reliée soit à la pression soit au réservoir. Dans ce cas les chambres 25 de l'actionneur et 8 du dispositif de verrouillage ne peuvent pas être alimentées par un même conduit 24. On a donc réalisé suivant l'invention un dispositif de verrouillage et de déverrouillage automatiques d'un actionneur de commande des roues arrière d'un véhicule automobile par exemple, et qui assure la sécurité nécessaire en cas d'avarie par verrouillage de tout l'ensemble mobile, ce qui interdit le flottement possible des roues. Bien entendu, l'invention n'est nullement limité au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de verrouillage et déverrouillage automatiques d'un actionneur tel que par exemple un vérin hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (1) muni d'une membrane tubulaire (3) qui entoure un barreau (4) tel que la tige du piston d'un vérin, et comportant une chambre hydraulique ou de charge (5) entourant la membrane (3) qui est susceptible de se déformer sous l'effet d'une mise en pression ou d'une réduction de pression d'un fluide hydraulique dans ladite chambre (5) pour respectivement verrouiller ou déverrouiller ledit barreau ou ladite tige. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le corps précité (1) est monté coulissant un piston double (6) dont une partie (6a) débouche dans la chambre de charge précitée (5) et dont l'autre partie (6b) est constamment soumise à l'action d'un moyen élastique (7) tel que ressort par exemple, de manière à mettre la chambre de charge (5) sous pression. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans le corps précité (1) est aménagée une chambre de commande (8) fermée par un épaulement (9) du piston double (6) et communicant avec la pression du fluide hydraulique qui actionne le vérin et qui agit sur ledit épaulement à l'encontre du moyen élastique ou ressort précité (7) de façon à réduire la pression dans la chambre de charge (5) et déverrouiller ainsi la tige précitée (4) du piston du vérin. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps précité (1) est muni d'un moyen permettant le déverrouillage et le montage du corps (1) sur la tige (4) du piston du vérin 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen précité est constitué par une vis (12) en prise avec un filetage (14) du piston double (6) du côté opposé à la chambre de charge (5), la tête (13) de cette vis venant en butée,, lorsque le piston double est en position de verrouillage, sur un couvercle (11) coiffant le corps (1) et retenant le ressort précité (7). 6. Vérin hydraulique d'assitance de direction arrière pour véhicule automobile à quatre roues directrices, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 et en ce que la tige (22) du piston (23) est munie d'un manchon (23) en un matériau approprié et sur lequel s'exerce le verrouillage et le déverrouillage via la membrane précitée (3). 7. Vérin hydraulique différentiel d'assistance de direction, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 et en ce qu'un même conduit (24) interne au vérin, alimente à la fois en fluide hydraulique sous pression la chambre (25) de moindre section du vérin et la chambre de commande (8) du dispositif de verrouillage.