Brevet FR2768171A1 — publié le 19990312

L'invention se rapporte à un système de positionnement actif pour un organe mobile, en particulier pour un hayon ou une porte, comportant un élément à pompe raccordé via au moins une conduite de liaison à une unité à piston-et-cylindre, avec une soupape de commutation via laquelle est commandée la direction de déplacement de l'unité à pistonet-cylindre. On connaît de la figure 7 du document DE 42 24 132 Al un système actif de blocage de porte qui comprend une unité à piston-et-cylindre qui est raccordée via des conduites de liaison à une unité à pompe. On peut influencer l'amenée du fluide sous pression dans une chambre de travail de l'unité à piston-et-cylindre via une soupape de commutation. Grâce à un tel système, on peut effectuer de façon extrêmement confortable par exemple le déplacement d'une porte dans un véhicule automobile. Dans le cas des systèmes de positionnement actifs, on devrait tenir compte du fait que dans certaines circonstances, on peut se coincer les doigts ou également coincer des objets, par exemple lors du chargement d'un véhicule. Dans ces cas, on peut courir des risques visà-vis de la santé ou bien provoquer des endommagements aux objets chargés. De plus, il peut se produire une interruption de l'alimentation de courant suite à quoi le système de positionnement ne peut plus effectuer de façon autonome le déplacement de positionnement. On ne doit pas se trouver en situation de ne pas pouvoir ouvrir la porte ou le hayon, parce qu'on serait alors enfermé dans le véhicule automobile. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de proposer des mesures grâce auxquelles on peut résoudre les problèmes décrits de l'état de la technique. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que le système de positionnement comprend une soupape de limitation de pression qui permet en fonctionnement de secours un déplacement de positionnement de la tige de piston de l'unité à piston-et-cylindre, en ouvrant un raccord vers une chambre de travail de l'unité à piston-etcylindre. On peut déplacer à la main la tige de piston, la soupape de limitation de pression étant libérée. On ne peut pas se trouver en situation de ne plus pouvoir ouvrir ou fermer la porte. Une autre partie de l'objectif est atteinte par le fait que la soupape de limitation de pression est reliée par des moyens de commande à la soupape de commutation, et que la soupape de commutation passe dans la position traversante dans le cas d'une surpression résultante d'un déplacement de positionnement dans l'unité à piston-et-cylindre, suite à quoi le piston mis sous précontrainte par la force d'un ressort effectue un mouvement de positionnement opposé. L'unité à piston-etcylindre est déplacée dans la direction opposée sans force manuelle ni action de pompage supplémentaire, grâce à quoi non seulement un effet de protection à l'encontre d'un coincement est possible mais également avantageusement un déplacement de libération. Par "moyens de commande" on entend par exemple qu'un interrupteur de fin de course reconnaît la position de commutation de la soupape de limitation de pression et la transmet par voie électrique, pneumatique ou également hydraulique en tant que signal de commande à la soupape de commutation. Afin de réduire à un minimum la force manuelle nécessaire en fonctionnement de secours, et pour assurer simultanément un fonctionnement normal sûr, la soupape de limitation de pression comprend deux valeurs de pression seuil qui la déplacent jusque dans la position traversante et l'y maintiennent, par le fait que deux surfaces sollicitées en pression de différentes tailles sont réalisées sur un piston de la soupape de limitation de pression. Dans le but d'obtenir un système de positionnement le plus simple possible, l'unité à piston-et-cylindre est réalisée sous forme d'un cylindre hydraulique à simple effet. Afin de ne pas permettre une dépression dans l'unité à piston-etcylindre lors d'un fonctionnement défavorable, la chambre de travail de l'unité à piston-et-cylindre est reliée à un réservoir via un clapet anti-retour qui libère un courant de fluide depuis le réservoir vers la chambre de travail. En vue d'obtenir la plus faible consommation d'énergie possible, on a connecté un accumulateur de force passif en parallèle au système de positionnement actif. En particulier lors d'un fonctionnement de secours, I'utilisation avantageuse de l'accumulateur de force se fait ressentir par une réduction nette de la force manuelle. Il s'est avéré particulièrement avantageux que l'accumulateur de force passif soit formé par un ressort pneumatique. L'invention sera décrite plus en détail en se rapportant aux dessins. Les figures montrent: figure 1 la situation de montage du système de positionnement actif; figure 2 un schéma-bloc du système de positionnement; et figure 3 une illustration en coupe à travers une soupape de limitation de pression. La figure 1 montre une vue partielle d'un véhicule automobile 1 comportant un hayon 3 que l'on peut ouvrir à volonté via un système de positionnement actif 5. Le système de positionnement actif comprend une unité à piston-et-cylindre sous forme d'un cylindre hydraulique 6 qui est relié via des éléments de liaison à un élément à pompe 7. De plus, on a prévu un accumulateur 9 et une soupape de commutation 1 1 (voir figure 2). Au moyen d'un dispositif d'actionnement 13, on peut piloter le système de positionnement. Le dispositif d'actionnement dispose des positions de commutation ,,Montée" et ,,Descente" pour le déplacement et "Arrêt" pour le blocage du cylindre hydraulique. En termes d'action, un ressort pneumatique 15 est connecté en parallèle au système de positionnement actif. On connaît un ressort pneumatique par exemple du document DE 29 50 888. La figure 2 montre le schéma-bloc de commutation hydraulique vis-àvis de la figure 1, qui n'illustre pas le ressort pneumatique. Le système de positionnement comprend, outre les composants cités déjà en se rapportant à la figure 1, une soupape de limitation de pression 17. Le cylindre hydraulique 6 est subdivisé en deux chambres de travail 6a, 6b par un piston 19 sur une tige de piston 21. La chambre de travail 6b est en liaison d'action avec l'accumulateur 9 et la chambre de travail 6a comporte une conduite de liaison 23 qui est raccordée à une liaison en croix 25 entre l'élément à pompe, la soupape de commutation 1 1 et la soupape de limitation de pression 17. Dans la position de commutation ,,Montée" du dispositif d'actionnement 13, l'élément à pompe n'effectue pas de refoulement, mais il est à l'arrêt. Simultanément, la soupape de commutation 1 1 est en position traversante. Par conséquent, l'accumulateur 9 sous pression peut déplacer le piston 19 en direction de la chambre de travail 6a qui devient de plus en plus petite, le fluide situé dans la chambre de travail 6a, en règle générale un liquide huileux, pouvant s'échapper jusque dans un réservoir 27 via la conduite de liaison 23, via la liaison en croix 25 et via la soupape de commutation 11. Dans ce cas, on présuppose que la tige de piston est venue en butée contre le hayon. Dans la position de commutation ,,arrêt" du système de positionnement, aucun fluide n'est refoulé via l'élément à pompe, et la soupape de commutation 1 1 est en position de blocage. Par conséquent, les deux chambres de travail 6a ; 6b sont fermées sur elles-mêmes. Le hayon est alors retenu dans la position momentanée. Lors d'un mouvement de fermeture du hayon ou bien dans la position de commutation ,,Descente" du dispositif d'actionnement 13, le fluide est refoulé dans la chambre de travail 6a du cylindre hydraulique 6. La soupape de commutation 11 se trouve en position de blocage. L'ensemble de la quantité de fluide refoulée déplace le piston en direction de la chambre de travail 6b. Le fluide chassé hors de la chambre de travail 6b est reçu par l'accumulateur 9. Dans un système de positionnement actif, il peut se produire que l'alimentation en énergie, en l'occurrence l'entraînement de pompage, soit défaillante. Pour assurer une ouverture du hayon également dans cet état de fonctionnement, la soupape de limitation de pression 17 permet un déplacement du piston en direction de la chambre de travail 6a, par le fait qu'une force manuelle attaque le hayon et assure l'augmentation de pression nécessaire, jusqu'à ce que la pression de commande au niveau de la soupape de limitation de pression 17 libère cette soupape. il en est de même si l'alimentation en courant est défaillante. La soupape de commutation occupe alors la position de blocage en raison la charge d'un ressort. On a également la possibilité de fermer le cylindre hydraulique par voie mécanique. On pousse le piston 19 jusque dans la chambre de travail 6b, le fluide situé dans celle-ci étant chassé jusque dans l'accumulateur 9. Pour qu'aucune dépression ne s'établisse dans la chambre de travail 6a, le fluide s'écoule hors du réservoir 27 à travers un clapet anti-retour 29 via la liaison en croix jusque dans la chambre de travail 6a. Le système de positionnement actif dispose en supplément d'une protection à l'encontre d'un coincement. Si un objet quelconque se coincer en direction de rétraction de la tige de piston 21 entre le hayon et la carrosserie du véhicule, on doit supposer que la soupape de commutation a pris la position de blocage et que l'élément à pompe effectue un refoulement en permanence. Un objet coincé exerce une force de maintien sur le piston, de sorte qu'une augmentation de pression s'établit dans la chambre de travail par le refoulement permanent de l'élément à pompe, car, comme déjà expliqué, la soupape de commutation 11 a pris la position de blocage. Une pression excessive s'établit également au niveau de la soupape de limitation de pression, qui passe la soupape de limitation de pression 17 jusque dans la position traversante. La soupape de limitation de pression est reliée par des moyens de commande à la soupape de commutation 1 1 qui est alors passée dans la position traversante. Le fluide sous précontrainte dans l'accumulateur peut déplacer la tige de piston en direction de déploiement, car l'élément à pompe renverse simplement la direction via la soupape de commutation libérée 11. Le volume présent dans la chambre de travail 6a est chassé par la pression dans l'accumulateur 9. Principalement, chaque mouvement de déploiement est assisté par le ressort pneumatique 15, grâce à quoi la force manuelle nécessaire en cas de secours est nettement réduite. La figure 3 montre une particularité de la soupape de limitation de pression. Le piston 31 de la soupape de limitation de pression est réalisé en gradins. Un prolongement de tenon 31a étanché par un joint torique 33 représente une première petite surface 35 sollicitée en pression qui est constamment chargée via un raccord de pression combiné de commande et de fonctionnement 1 7a. Un ressort de précontrainte réglable 37 établit une contre-force par rapport à la pression de fonctionnement ou à la pression de commande au niveau de la surface sollicitée en pression. Lorsqutune pression d'ouverture plus élevée devient efficace, le prolongement de tenon 31 a se déplace hors du joint torique 33, et sur le côté arrière du joint torique, une chambre de pression élargie avec une seconde surface plus grande sollicitée en pression 39 est disponible au niveau du piston de la soupape de limitation de pression. La surface 39 est la surface circulaire annulaire qui résulte de la différence entre la superficie du diamètre extérieur du piston et la surface frontale 35 sollicitée en pression du prolongement de tenon 31 a. Grâce à cette mesure constructive, on obtient deux points de fonctionnement pour la soupape de limitation de pression. Lorsqu'une première valeur de pression seuil plus élevée est dépassée la soupape de limitation de pression s'ouvre. Dans la position ouverte, une pression de commande nettement plus faible suffit pour maintenir la soupape de limitation de pression dans la position d'ouverture, car on dispose de la grande surface circulaire annulaire 39 en tant que surface sollicitée en pression. Justement en fonctionnement de secours, il en résulte une nette réduction de la force nécessaire pour déplacer la tige de piston en direction de déploiement. L'invention se laisse appliquer également à des applications similaires. Revendications 1. Système de positionnement actif pour un organe mobile, en particulier pour un hayon ou une porte, comportant un élément à pompe raccordé via au moins une conduite de liaison à une unité à piston-et-cylindre, avec une soupape de commutation via laquelle est commandée la direction de déplacement de l'unité à piston-et-cylindre, caractérisé en ce que le système de positionnement (5) comprend une soupape de limitation de pression (17) qui permet en fonctionnement de secours un déplacement de positionnement de la tige de piston (21) de l'unité à piston-et-cylindre (6), en ouvrant un raccord vers une chambre de travail (6a) de l'unité à piston-et-cylindre. 2. Système de positionnement actif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de limitation de pression (17) est reliée par des moyens de commande à la soupape de commutation (11), et en ce que la soupape de commutation (11) passe dans la position traversante dans le cas d'une surpression résultante d'un déplacement de positionnement dans l'unité à piston-et-cylindre (6), suite à quoi le piston (19) mis sous précontrainte par la force d'un ressort effectue un mouvement de positionnement opposé. 3. Système de positionnement actif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la soupape de limitation de pression (17) présente deux valeurs de pression seuil qui la déplacent jusque dans la position traversante et l'y maintiennent, par le fait que deux surfaces sollicitées en pression (35 ; 39) de différentes tailles sont réalisées sur un piston (35) de la soupape de limitation de pression. 4. Système de positionnement actif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité à piston-et-cylindre (6) est réalisée sous forme d'un cylindre hydraulique à simple effet. 5. Système de positionnement actif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que la chambre de travail (6a) de l'unité à piston-et-cylindre (6) est reliée à un clapet anti-retour (29) qui libère un courant de fluide depuis le réservoir (27) vers la chambre de travail. 6. Système de positionnement actif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un accumulateur de force passif (15) est connecté en parallèle au système de positionnement actif(5). 7. Système de positionnement actif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'accumulateur de force passif (15) est formé par un ressort pneumatique.