Brevet FR2460829A1 — publié le 19810130

La présente invention concerne un mécanisme de direction assistée à commande hydraulique pour véhicules automobiles, ledit mécanisme comportant une pompe, un distri- buteur de direction et un cylindre de commande présentant deux chambres de travail dont les conduites ou canaux hydrau- liques les reliant au distributeur de direction comportent des étranglements. Dans une direction de ce genre, la force muscu- laire exercée sur le volant de direction est assistée hydrau- liquement. L'huile sous pression nécessaire pour effectuer une opération de braquage est délivrée par une pompe entraî- née par le moteur. Lors d'une manoeuvre de braquage et lorsqu'il s'exerce une force antagoniste correspondante sur les roues, le distributeur de direction dirige l'huile sous pression dans une chambre de travail d'un côté du cylindre de commande. La force ainsi exercée assiste le mouvement de rotation imposé au volant de direction et soulage le conduc- teur de la plus grande partie de l'effort de direction né- cessaire. Dans le cas d'une direction hydraulique com- portant une crémaillère, les barres d'accouplement sont géné- ralement reliées aux extrémités de gauche et de droite de la crémaillère. Pour actionner le mécanisme de direction, la chambre de travail correspondante du cylindre de commande est remplie d'huile sous pression tandis que l'autre chambre de travail est vidée par le déplacement du piston. Un incon- vénient réside dans le fait que cela se traduit par une conduite "nerveuse" dans le cas des véhicules qui réagissent d'une façon très sensible en roulant en ligne droite. De tels véhicules ont aussi souvent tendance à sillonner de part et d'autre de la ligne droite en cas de léger mouvement du volant de direction. Le piston du cylindre de commande effectue alors des mouvements axiaux correspondants de part et d'autre de sa position médiane. Cela se traduit par des oscillations hydrauliques dans le système de direction. C'est la raison pour laquelle il a déjà été incorporé des étranglements dans les conduites hydrauliques reliant le distributeur de direction aux chambres de travail. Ces mesures ont permis de supprimer les oscillations gênantes. Cependant, un inconvénient réside dans le fait que l'alimen- tation d'une chambre de travail ne peut se faire que par l'in- termédiaire de l'étranglement. Par suite, en cas de mouve- ment rapide de direction, le système mécanique "rattrape" l'assistance hydraulique. Cela signifie que l'huile n'est pas aspirée assez rapidement et qu'on arrive à une forte ré- sistance ou à une augmentation momentanée de la force musculai- re devant être exercée sur le volant de direction. Pour cette raison, il n'a pas été possible de recourir à l'étranglement pour supprimer les oscillations en pratique, car une augmen- tation de l'amortissement a pour effet d'altérer davantage le processus d'aspiration. En conséquence, la présente invention a pour objet un mécanisme de direction assistée à commande hydrau- lique du type susmentionné, dans lequel les oscillations hydrauliques sont supprimées dans le système de direction tout en conservant un bon pouvoir d'aspiration. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, un clapet de retenue est monté dans chacun des canaux ou conduites hydrauliques pour s'ouvrir en direction de la chambre de travail correspondante et présente un trou d'étranglement. Le clapet de retenue selon l'invention constitue pratiquement un "étranglement unidirectionnel". L'huile qui circule vers la chambre de travail considérée peut en- trer dans cette dernière, sans subir d'étranglement, en pas- sant par le clapet de retenue ouvert. Par contre, le débit d'huile sortant est très limité du fait qu'il ne peut passer que par l'étranglement du clapet de retenue. Cet étrangle- ment a pour effet de supprimer d'une façon efficace le mouvement oscillant du véhicule et dans beaucoup de cas, des vibrations supplémentaires dans le distributeur de di- rection, car la colonne d'huile oppose une résistance corres- pondante dans le sens du refoulement. Il est particulièrement avantageux que le clapet de retenue oppose une faible résistance à l'ouverture. Par suite, l'huile peut entrer dans la chambre de travail à remplir sans rencontrer une grande résistance. Selon une forme de réalisation simple du clapet de retenue, ce dernier a la forme d'une vis creuse dans l'alésage de laquelle est logée une plaque obturatrice per- cée d'un trou d'étranglement et coopérant avec un siège. Selon une autre forme de réalisation de l'in- vention, la vis creuse peut être vissée dans le corps du cylindre de commande et dans ce cas, le siège est constitué par un épaulement à l'intérieur de l'alésage et un ressort de fermeture prend appui par son extrémité tournée vers le cylindre de commande, contre une bague ajustée à force dans l'alésage. Ainsi, le clapet de retenue est incorporé d'une façon simple dans le cylindre de commande. Selon une forme de réalisation supplémentaire de l'invention, la vis creuse est vissée dans le corps du cylindre de commande et présente dans sa périphérie, à son extrémité tournée vers le cylindre de commande, un détalonnage dans lequel s'engage un bourrelet annulaire en forme de crochet d'une plaque obturatrice recouvrant l'ex- trémité de la vis creuse et présentant un rabat élastique s'ouvrant en direction du cylindre de commande. Cette configuration de la vis creuse représente une solution très simple et peu coûteuse. Lorsque l'huile s'échappe du cylindre de commande, son écoulement est freiné d'une façon simple,étant donné qu'elle ne peut passer que par l'étranglement. Par contre, dans le sens d'admission, le rabat élastique s'écarte de la face extrême et l'huile peut entrer librement dans la chambre de travail à remplir. Selon l'invention, il est également possible de visser la vis creuse dans le corps du distributeur de di- rection, de manière que le siège situé du côté tourné vers ledit corps du distributeur soit constitué par une bague montée à force dans l'alésage et qu'un ressort de fermeture prenne appui contre un épaulement interne dudit alésage. Selon cette disposition, le clapet de retenue est incorporé dans le corps du distributeur de direction. Du point de vue réalisation, une solution sim- ple consiste à relier les conduites hydrauliques avec des collecteurs annulaires respectifs aussi bien sur le corps du distributeur de direction que sur le cylindre de commande (carter d'engrenage, embout) et à incorporer le clapet de retenue (vis creuse) dans l'un des collecteurs annulaires associés à une conduite hydraulique. L'huile peut donc passer du collecteur annulai- re connu en soi par des trous périphériques correspondant de la vis creuse dans l'alésage ou inversement de ce dernier par lesdits trous périphériques dans le collecteur annulaire. L'invention sera décrite plus en détail en re- gard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limi- tatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un mécanisme de direction à crémaillère; la figure 2 est une vue en bout dans le sens de la flèche indiquée sur la figure 1; la figure 3 représente une vis creuse qui cons- titue un clapet de retenue et qui est vissée dans la conduite hydraulique sur le distributeur de direction; la figure 4 représente une vis creuse consti- tuant un clapet de retenue et vissée dans la conduite hydrau- lique sur le cylindre de commande; et les figures 5 et 6 représentent une vis creuse constituant un clapet de retenue d'un autre type qui est vissée dans la conduite hydraulique sur le cylindre de com- mande. Le mécanisme de direction à crémaillère est d'un mode de réalisation connu et comporte un corps 1 d'un distributeur de direction dans lequel un arbre de direction 2 est monté. Ledit mécanisme comporte en outre un carter d'engrenage 3, un tube cylindrique 4 et un embout 5. Une crémaillère 6 est montée dans le carter d'engrenage 3 et dans l'embout 5 et est solidaire d'un piston 7>non représen- té en détailiqui subdivise le cylindre de commande en deux chambres de travail 8 et 9. Chacune de ces dernières est reliée à une conduite hydraulique respective 10, 11. La conduite 10 com- munique avec le corps 1 du distributeur ou l'embout 5 par un collecteur annulaire 12 ou 13 respectivement, de sorte que la chambre 8 est alimentée en huile par le col- lecteur annulaire 13. La conduite hydraulique 11 est reliée par un collecteur annulaire 14 au corps 1 du distributeur et par un collecteur annulaire 15 au carter d'engrenage, de sor- te que 1' alimentation en huile de la chambre 9 est également assurée par le collecteur annulaire 15. Les clapets de retenue sont ainsi montés dans les collecteurs annulaires 12 à 15 et il suffit donc qu'un seul clapet de retenue soit placé dans chacune des deux conduites 10 et 11. La réalisation du clapet de retenue dé- pend de son emplacement dans le collecteur annulaire 13 ou ou dans le collecteur annulaire 12 ou 14. Le clapet de retenue représenté sur la figure 3 est monté dans les collecteurs annulaires 12 et 14 du corps 1 du distributeur,tandis que la forme de réalisation du clapet de retenue des figures 4 à 6 est montée dans les collecteurs annulaires 13 et 15 du cylindre de commande. Comme représenté, le clapet de retenue est réalisé sous la forme d'une vis creuse 16 présentant un alésa- ge 17. L'huile peut s'échapper des collecteurs annulaires 12 à 15 en passant par des trous périphériques 18 pour entrer dans l'alésage 17. Sur les figures 3 à 5, les flèches indiquent le sens d'écoulement de l'huile pour remplir une chambre de travail. Le sens d'écoulement détermine dans chaque cas la disposition différente d'une plaque obturatrice 19 qui est percée d'un trou d'étranglement 20. Selon la figure 3, la plaque obturatrice 19 est poussée contre un siège par un ressort de fermeture 21 qui prend appui contre un épaulement 22 de l'alésage 17, le- dit siège étant constitué par une bague 23. Cette dernière est montée à force dans ledit alésage 17. Il est évident que le pouvoir d'aspiration de la chambre de travail 8 ou 9 n'est pas altéré par ce mode de réalisation du clapet de retenue. Grâce à la faible puis- sance correspondante du ressort de fermeture 21, la plaque obturatrice 19 s'écarte très facilement du siège 23 et l'hui- le peut entrer aisément dans la chambre de travail à remplir. Par contre, lorsque l'huile est refoulée hors du cylindre de commande, ce refoulement ne peut se produire que par l'intermédiaire de l'étranglement 20. Le clapet de retenue représenté sur la figure 4, qui a également la forme d'une vis creuse 16, remplit la même fonction. Cependant, étant donné que cette vis creuse 16 est vissée dans l'embout 5 ou dans le carter d'engrenage 3 du cylindre de commande, un épaulement 24 de l'alésage 17 constitue le siège, tandis que le ressort de fermeture 21 s'appuie contre une bague 25 qui est ajustée à force dans l'alésage 17 de la vis creuse 16. Le clapet de retenue représenté sur les figures 5 et 6, qui a également la forme d'une vis creuse 16, est aussi vissé dans l'embout 5 ou dans le carter d'engrenage 3 du cylindre de commande. Une plaque obturatrice 26 en matière élastique présente un bourrelet annulaire 27 formant crochet. Ladite plaque 26 est montée et tendue sur la face extrême de la vis creuse 16 en logeant le bourrelet annulaire 27 dans un détalonnage 28 de ladite vis 16. La plaque obturatrice 26 présenteégalement un étranglement 20. Il est prévu en outre un volet élastique 29 (figure 6). Ledit volet présente une dimension légèrement supérieure au diamètre de l'alésage 17. On obtient ainsi également un clapet de retenue. Si l'huile s'écoule de l'intérieur vers l'extérieur, le volet élastique 29 s'écarte de l'alésage 17, ce qui permet à l'huile de pénétrer dans la chambre de travail à remplir du cylindre de commande. Par contre, dans le sens inverse, ce volet élastique 29 s'applique contre l'ouverture de l'alésage 17, de sorte que l'huile ne peut sortir qu'en passant par l'étranglement 20. Naturellement, d'autres formes de clapet de retenue entrent aussi dans le cadre de l'invention. Le seul point essentiel est que le clapet de retenue soit réalisé de façon qu'il s'ouvre dans le sens d'écoulement vers les chambres de travail et qu'il présente un étranglement pour l'écoulement dans le sens contraire. A la place d'une plaque obturatrice 19, il est possible d'utiliser une bille ou une plaque obturatrice conique. Si cela s'avère possible du point de vue encom- brement, les clapets à étranglement peuvent être aussi montés directement sur le distributeur de direction 1 dans un alésa- ge ou écrou correspondant qui communique avec la chambre de travail associée 8 ou 9. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mécanisme décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de direction assistée à commande hydraulique pour véhicules automobiles, qui comporte une pompe, un distributeur de direction et un cylindre de com- mande présentant deux chambres de travail et dans lequel des étranglements sont disposés dans les conduites de liai- son ou canaux hydrauliques reliant le distributeur de direc- tion aux chambres de travail, mécanisme caractérisé en ce qu'un clapet de retenue (16) présentant un étranglement (20) et s'ouvrant en direction de la chambre de travail correspon- dante (8, 9) est monté dans les canaux ou conduites hydrauli- ques respectifs (10, 11). 2. Mécanisme selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le clapet de retenue (16) oppose une faible résistance à l'ouverture. 3. Mécanisme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que-le clapet de retenue est constitué par une vis creuse (16) dans l'alésage (17) duquel est montée une plaque obturatrice (19, 26) présentant un étranglement (20) et qui coopère avec un siège (23, 24). 4. Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vis creuse (16) est vissée dans le corps (3, 5) du cylindre de commande, le siège étant consti- tué par un épaulement (24) de l'alésage (17) et un ressort de fermeture (21) prenant appui contre une bague (25) ajustée à force dans ledit alésage du côté de ce dernier tourné vers le cylindre de commande. 5. Mécanisme selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la vis creuse (16) est vissée dans le corps (3, 5) du cylindre de commande et en ce que ladite vis (16) présente à son extrémité tournée vers le cylindre de commande un détalonnage périphérique (28) dans lequel est accrochée une plaque obturatrice (26) présentant un bourrelet annulaire (27) et tendue sur la face extrême de ladite vis (16), et en ce que la plaque obturatrice (26) présente un volet élas- tique (29) s'ouvrant en direction dudit cylindre de commande. 6. Mécanisme selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la vis creuse (16) est vissée dans le corps (1) du distributeur de direction, le siège étant constitué par une bague (23) montée à force dans l'alésage (17), du côté tourné vers le corps (1) du distributeur de direc- tion,et un ressort (21) prenant appui contre un épaulement (22) de l'alésage (17). 7. Mécanisme selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que les conduites hydrau- liques (10, 11) débouchent respectivement sur le corps (1) du distributeur de direction et sur le cylindre de commande /carter d'engrenage (3), embout (5)7 dans un collecteur an- nulaire (12 - 15) et en ce que le clapet de retenue lvis creuse (16)7 est monté dans l'un des deux collecteurs annu- laires (12 - 15) associé à une conduite hydraulique (10, 11).