Brevet FR2272877A1 — publié le 19751226

L'invention concerne une servodirection pour véhicules dont le carter de direction constituant un cylindre à fluide est subdivisé en une partie de grand diamètre et une partie de petit diamètre et loge un piston de travail dont le diamètre est dégradé de façon correspondante en un/troçon large de piston de travail et un tronçon étroit ae piston & guidage, le piston de travail étant relié en vue d'un mouvement hélicoSdal à une vis sans fin de direction montée dans le carter de direction de manière à pouvoir tourner sans pouvoir coulisser axialement et le tronçon de piston de guidage étant relié mécaniquement à U-i arbre de secteur monté dans la partie étroite du carter.Des servodirections de ce genre se distinguent par une construction resserrée et ramassée en vertu du gradin de diamètre du carter de direction et du piston de travail. Dans une servodirection connue de ce genre (g-t'-As t 261 000), la cavité intérieure du carter est subdivisée par le tronçon de piston de travail en deux chambres de pression de travail ce qui fait que toutes les parois extérieures du carter sont exposées à la pression de travail. Le but de l'invention est de fournir une servodirection resserrée et ramassée qui ne présente qu'un poids mort relativement faible méme lorsqu'on applique de hautes pressions de travail. En partant d'une servodirection du genre défini plus haut, le problème est résolu, selon l'invention, par le fait que le piston-de travail est muni d'un tronçon cylindrique de piston d'étanchéité disposé entre le tronçon de piston de travail et le tronçon de piston de guidage et que dans la partie large du carter est inséré de façon étanche à la pression un anneau de carter traversé de façon étanche par le tronçon de piston d'étanchéité. Dans la servodirection selon l'invention, la partie de la caité intérieure cu carter qui est limitée par le tronçon de piston de travail et nar la partie étroite de carter est subdivisée par l'anneau de carter en deux chambres dont celle qui est adjacente au tronçon de piston de travail sert de chambre de pression de travail pour l'application de la pression à l'une des faces du piston et l'autre - qui comprend pratiquement toute la cavité intérieure de la partie étroite du carter - est déchargée de pression. Par suite, l'épaisseur de paroi de la partie étroite de carter, avec son creux destiné au motage de l'arbre de secteur, est indopendante du niveau de la pression de eravail, de sorte nue cette partie de carter peut entre de construction relativement légère meme si la pression de travail est élevée. En outre, dans la servodirection selon l'invention, un avantage est qu'à part l'étanchéité de l'anneau de carter, on n'a pas besoin d'autres joints à haute pression pour les ouvertures de la partie étroite de carter. nans la servodirection cornue, un écrou de direction relié à la vis de direction en vue d'un mouven:nt hélicoïdal est monté daris le piston de travail de manière à pouvoir tourier sans pouvoir coulisser axialement. écrou -de direction est muni d'une barrette radiale ae commande qui en est solidaire en rotation, qui traverse une ouverture radiale du piston de travail et une ouverture radiale de la partie étroite de carter et qui actionne un distributeur monté dans la partie étroite de carter et servant à établir la pression de travail dans les chambres de pression de travail.Four éviter que dans l'application de l'inventioe à cette servodirection connue, la barrette qui participe aux courses du piston de travail ne heurte l'anneau de carter et ne bloque ainsi la direction, on propose que l'écrou de direction et le tronçon de piston d'étanchéité soient décalés relativement, dans la direction de l'axe du piston de travail, de faon telle que lorsque le piston de travail est dans la position de fin de course opposée à la partie étroite de carter, la barrette se trouve, relativement à l'anneau de carter, du côté tourné vers la partie étroite de carter. Dans des servodirections dites à deux aretes actives, le niveau de la pression de l'une des chambres de pression de travail, la chambre large, est habitueilament seul commandé tandis aue l'autre ch--bre de tr-vail, plus étroite, est soumise a une pression d'accumulation pratiqueent constante.Tans l'apelication de l'invention ai une servodirection de ce genre, le diarètre de la surface d'étanchéité du trohnon de piston d'étanchéité qui coopère avec l'anneau de carter peut être choici ai brans, relativement au diamètre extérieur du tronçon de piston de travail, que la section utile de la chembre de pression de travail délimitée par l'vanneau de carter et le tronçon de piston de travail, en ce qui concerne l'application de- la pression au piston de travail, soit plus petite que la section utile de l'autre chambre de pression de travail. En outre, afin que dans la servodirection selon l'in Invention on puisse effectuer un prémontage du piston de travail et de l'anneau de carter même dans le cas où le diamètre de la surface d'étanchéité du tronçon de piston d'étanchéité est inférieur au diamètre extérieur du tronçon de piston de guidage, on propose que le piston de travail soit formé de deux moitiée de piston pouvant être vissées fermement entre elles et que l'une des moitiés de piston présente le tronçon de piston de travail et l'autre moitié le tronçon de piston de guidage, et que l'une des deux moitiés de piston soit en outre munie du tronçon de piston d'étanchéité. La façon dont une servodirection selon l'invention peut titre réalisée est décrite plus précisément, ci-après à propos d'un exemple d'exécution d'une servodirection fonctionnant suivant le principe des deux arêtes actives, représenté par les dessins sur lesquels - la figure 1 est une coupe axiale du carter de direc tion de la servodirection suivant la ligne I-I de la figure 2, et, - la figure 2 une coupe radiale- du carter de direction suivant la ligne Il-Il de la figure la Le carter de direction 10, constituant un cylindre à fluide a un diamètre dégradé en unepartie large Il et une partie étroite 12. Dans un creux 13 de la partie étroite de carter 12 est monté de manière à pouvoir tournera pratiquement sans pouvoir coulisser axialement, grâce à deux dispositifs de palier à roulement 14 et 15, un arbre de secteur 16 dont le tourillon terminal 17 extérieur au carter peut être relia de façon usuelle à la timonerie de direction des roues directrices du véhicule. La partie large ll du carter est fermée par une joue 18 traversée par un arbre de direction 19 qui est monté de manière à pouvoir tourner sans pouvoir coulisser axialement relativement au carter de direction grâce à un dispositif de palier à roulement 20 insére dans la joue 18. Le tourillon terminal 21 de l'arbre de direction l9, du côté extérieur au carter, est soliaire en rotation du volant, de fanon connue. A son extrémité intérieure au carter, l'arbre de direction 19 est solidaire d'une vis sans fin de direction 22, sur laquelle un crou de direction 23 est vissé grâce à un circuit de tilles 24. 'écrou de direction 23 est monté de manière à pouvoir tourner sans pouvoir coulisser axialement, à chacune de ses- extrémités, grâce à un dispositif de palier à roulement 25, 26, dans un évidement 28 d'une moitié 27 d'un piston de travail 29. La moitié de piston 27 est munie à la fois d'un tronçon de piston de guidage 30 et d'un rebord de vissage 31. Le tronçon de piston de guidage 30 est guidé de manière à pouvoir coulisser axialement dans la partie étroite 12 du carter et soutenu radialement de façon pratiquement exempte de jeu. La moitié de piston 27 est vissée fermement, par l'intermédiaire de son rebord 31, à un rebord de vissage 32 d'une deuxième moitié 33 du piston de travail 29.Dans le tronçon de piston de guidage 30 est formé un profil de crémaillère 34 dans lequel s'engage un secteur denté 35 solidaire de l'arbre de secteur 16. La moitié de piston 33 est munie d'un tronçon de piston de travail 36 de diamètre élargi relativement au tronçon de piston de guidage 30 et qui est guidé manière à pouvoir coulisser axialement dans la partie large ll du carter et rendu étanche vis-à-vis de celle-ci par un joint annulaire extérieur radialement 37.La moitié de piston 33 est en outre munie d'un joint annulaire intérieur radialement 38 qui coopere avec une douille d'étanchéité 39 traversée de façon centrée et avec jeu par l'arbre de direction 19. A lune de ses extrémités, la douille d'étanchéité 39 présente un collet radial 40 qui est inséré dans un logement cylindrique 41 de la joue 18. Le collet ';0 s'appuie dans l'un des sens ae l'axe 42 du piston de travail 29 contre une surface radiale de butée 43 du logement 41 et dans l'autre sens contre une bague d'assujettissement 4 insérée dans une gorge annulaire du logement 41, de sorte qu'il ne peut pratiquement pas coulisser axiament.En outre, le collet 40 est rendu étanche à la pression vis-à-vis au logement 41 par un joint annulaire 45 inséré dans une torde circonférentielle de ce collet. La joue 18 est centrée par ur; appendice annulaire 46 dans la partie large ll du carter et rendue étanche vis-à-vis de ce dernier par un joint annulaire 47 inséré dans une gorge circonférentielle de l'appendice annulaire 46 La moitié de piston 33 présente un tronçon de piston d'étanchéité 48 an forme de manchon adjacent au tronçon de piston de travail 36 et de la surface intérieure duquel part le rebord de vissage 32 qui se dirige radialement vers l'intérieux.Le tronçon 48 traverse un ameau ae carter 49 inséré dans la partie large 11 du carter et qui s'appuie dans un sens de l'axe 42 contre un épaulement 50 au carter et est assuje ti contre le coulissement dans l'autre sens par une bague de retenue 51 qui est insérée dans une gorge circonférentielle extérieure de l'arneau de carter 49 et s'engage dans une gorge intérieure 52 de la partie large 11 du carter.La surface cylindrique extérieure d' étanchéité 8 du tronçon de piston d'étanchéité 48 coopère avec un joint annulaire 54 Situé radialement à l'intérieur de l'anneau de carter 49 qui présente à son tour un deuxième joint annulaire extérieur radiale ment 65, servant à le rendre étanche à la pression vis-à-vis de la partie large ll du carter. par l'anneau de carter 49, la chambre de pression de travail 56 située du même côté que la partie étroite 12 du carter relativement au tronçon de piston de travail 36 est rendu étanche à la pression vis-à-vis de la cavité intérieure 57 de la partie étroite de carter 12 qui est aussi rendue étanche de façon correspondante, par la douille d'étanchéité 39, vis-à-vis de la chambre de pression de travail 58, de l'autre côté du tronçon de piston de travail 36.Le diamètre de la surface d'étanchéité 13 est plus grand que le diamètre de la surface cylindrique d'étanch ité 59 de la douille 39, qui coopère avec le joint annulaire 38, de sorte- que la section annulaire utile de la chambre de pression de travail ;16 servant à à alimenter le tronçon de piston e travail 36 est plue petite que la srct-on annulaire utile de la chmmuntre de pression de travail 58.Toutefois, pour augmenter la surface de prcssior du tronçon de piston e travail 36 nui peut être soumise à la pression de la chambre de travail 56, le diamètre de 1 a surface d'6tunchéité 35 est plus petit que le diamètre intérieur de la partie étroite 12 du carter. L'arbre de secteur 16 traverse une joue 60 qui loge le dispositif de palier 14 et qui ferme une ouverture 51 du creux 13 du carter. La joue 80 est rendre étanche à la gression vis-à-vis de l'arbre de secteur 16 par une garniture 62 située radialement à l'intérieur et vis-à-vis de la paroi de l'ouverture 61 par un anneau de joint 63 situé radialement à l'extérieur. Pour le réglage du jeu de dentures entre les éléments 34 et 35, l'arbre de secteur 16 est relié de façon immobile axialement par son extrémité intérieure au carter à une vis de réglage 64 qui est vissée dans un trou fileté 6l du creux 13 du carter. Sur l'extrémité de la vis 64 du côt extérieur au carter est vissé un contre-écrou 66 qui pousse de fanon étanche un joint annulaire 67 à la fois contre la vis de réglage 64 et contre la surface extérieure du creux 13, du côte de cette vis, de manière à rendre étanche le trou 65. La cavité intérieure 57 de la partie étroite 12 du carter est reliée par un conduit de carter indiqué schématiquement en 68 à un tuyau de reflux pratiouement déchargé de pression, indiqué en 69, de sorte que les joints 62, 53 et 67 n'ont pas à assurer l'étanchéité contre une haute pression. Dans un alésage de corps 70 de la partie étroite 12 du carter est guidé de menière à pouvoir coulisser le tiroir 71 d'un distributeur 72. n sa partie moyenne, le tiroir 71 est muni d'une gorge circonférentielle 73 dans laquelle s'engage de façon articulée une languette 74, parallèle à l'axe 42 du piston de travail 29 et prévue à l'extrémité radialement extérieure d'une barrette de commande 75. La barrette 75 forme un bras radial solidaire de ltecrou de direction 23 et traverse à la fois l'évidement 28 de la moitié de piston 27 et une fente 76 de la partie étroite 12 du carter. La longueur axiale de la languetie 74 et de la barrette 75 dans la direction de l'axe 42 est à peu près gale à la longueur de écrou 23. Comme ongle voit facilement par a figure 1, l'écrou de direction 23 et le tronçon de piston de guidage 48 sont décalés relativement, dans la e-rect orl de l'axe 2, dans une mesure telle que lorsque le piston de travail 2 est dans la position où le tronçon de piston de travail 36 se trouve - proximité immédiate de la joue 1S, 1' ,crou de direction 23 se trouve encore, relativement à l'anneau 49, du coté opposé à la joue 18. On évite aInsi que la languette 74 - qui se trouve ?- un plus grand rayon que la surface d'étancnéité 53 relativement à l'axe - ne puise buter contre l'anneau de carter 49. Pour former deux aretes de commande 77 et 78, le tiroir 71 est muni d'une autre gorge circonférentielle 79 ti, dans toutes les positions du tiroir, est reliée à un raccordement 8c'. Le raccordement 80 est relié, par un conduit de carter indiqué an 81, à la chambre/de pression de travail 58. Quand le tiroir 71 est dans la position moyenne qui est représentée, deux raccordements 82 et 83 situes de part et d'autre du raccordement 80 sont isolés, par l'arête de commande respective 77, 78, du raccordement 80. Alors que le raccordement 82 est relié au tuyau de reflux 69 par un conduit de carter indiqué en 84, le raccordement 83, par un conduit de carter indiqué en 85, ainsi que la chambre étroite de pression de travail 56, par un conduit de carter indiqué en 86, sont reliés à un tuyau de haute pression d'accumulation 87. La pression d'accumulation dans le tuyau 86 et donc dans la chambre 56, est pratiquement constante. Lors du braquage à droite du volant, le piston de travail 29 est déplacé en direction de la joue 18, l'écrou de direction 23 effectuant un mouvement angulaire limité en sens traverse des aiguilles d'une montre, relativement à la figure 2, rar suite, le tiroir 71 est déplacé en direction de l'arbre de secteur 16, de sorte que l'arête de commande 77 libère une liaison entre les raccordements 80 et 82. La pression dans la chambre de pression de travail 56 diminue en conséquence de sorte que l'équilibre wE forces de pression établi avant le braquage sur le tronçon de piston de travail 36 est supprimé et qu'à ce tronçon est appliquée uBe force de pression différentielle agissant an direction de la joue. òrs du braqunge à gauche du volant, le tiroir 71 est dévié de façon correspondante an sers opposé à l'arbre de secteur 16, de sorte lu l'arête de commande 78 tablit une liaison entre les raccordements 80 et 83. Par suite, 11 équilibre de forces de pression au tronçon e piston de travail 36 est perturbé par une augmentation de pression dans la chambre de pression de travail 58, ce qui fait qu'il apparaît au tronçon de piston de travail 36 une force de pression diMérentielle @irigée vers l'auneau de carter 49. Le piston de travail 29, l'anneau de carter 19, l'écrou de direction 23, l'arbre de direction 19 avec dispositif de palier 20 et la joue 18 sont assemDlés complètement hors du carter de direction 10. La fente 76 du carter est ouverte à l'endroit de l'épaulement 50 vis-à-vis de la cavié intérieure 11, avant l'insertion de l'anneau de carter 49, de sorte que lorsqu'on insère le bloc tout monté, la barrette de comr:;anc.e 75 peut néné- trer dans la fente 76 par l'ouverture qui peut être fermée par la joue 18. Du fait que la cavité intérieure 57 du carter est déchargée de pression comme on l'a dit, ni la garniture 88 qui assure l'étanchéité entre le tourillon 21 de l'arbre de direction et la joue 18 du carter ni le joint annulaire 89 qui assure l'étanchéité entre le dispositif de palier 20 et la joue 18 ne sont soumis à la pression de travail. REVENDICATIONS 1 - Servodirection pour véhicules dont le carter de direction constituant un cylinre à fluide est subdivisé en une partie de grand diamètre t une partie de petit diamètre et loge un piston de travail dont le diamètre est dégradé de façon correspondante en un tronçon large de piston ae travail dont le diamètre est dégradé de façon correspondante en un tronçon large de piston de travail et un tronçon étroit de piston de gtiidage, le piston de travail étant relié en vue d'un mouvement hélicoidal, à une vis sans fin de direction montée-dans le carter de direction de manière à pouvoir tourner sans pouvoir coulisser axialement et le tronçon de piston de guidage étant relié mécarique.mest à un arbre de secteur monté dans la partie étroite du carter; servodirection caractérisée par le fait que le piston de travail est muni d'un tronçon cylindrique de piston d'étanchéité disposé entre le tronçon de piston de travail et le tronçon de piston de guidage et que dans la partie large du carter est inséré de façon étanche à la pression un anneau de carter traversé de façon étanche par le tronçon de piston d'étanchéité. 2 - Servodirection selon la revendication 1, comportant un écrou de direction relié à la vis de direction en vue d'un mouvement hélicoldal, monté dans le piston de travail de manière à pouvoir tourner sans pouvoir coulisser axialement et qui, au moyen d'une barrette de commande qui en est solidaire en rotation et qui traverse une ouverture radiale du piston de travail et une ouverture radiale de la partie étroite du carter, commande un distributeur monté dans la partie étroite du carter, servodirection caractérisée par le fait que l'écrou de direction et le tronçon d'étanchéité sont décalés relativement, dan la direction de l'axe du piston de travail, de facon telle que lorsque le piston de travail est dans la position de fin de course opposée à la partie étroite du carter, la barrette se trouve, relativement/a l'anneau de carter du côté tourné vers lapartie étroite du carter. 3 - Servodirection selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait Que la section utile de la chambre de pression de travail délimitez par l'anneau de ca ter et le tron çon de piston de travail, en ce qui concerne l'application de la pression au piston de travail, est plus petite que la section utile de l'autre chambre de travail. 4 - Servodirection selon l'une des revendications - à 3, caractérisée par le fait que le piston de travail est formé de deux moitiés de piston pouvant être vissées fermement entre elles et que l'une des moitiées de piston présente le tronçon de piston de travail et l'autre moitié le tronçon de piston de guidage, l'une des deux moitiés de piston étant en outre munie du tronçon de piston d'étanchéité.