Brevet FR2463709A1 — publié le 19810227

Dispositif hydraulique de direction et de travail. L'invention concerne un dispositif hydrau- lique de direction et de travail dans lequel le fluide sous pression alimente d'une part un circuit de direction qui comporte un servo-moteur de direction commandé par la sou- pape de direction d'une unité de direction, et d'autre part, un circuit de travail qui comporte un servomoteur de travail commandé par une soupape de travail, une soupape de priorité étranglant l'alimentation en fluide sous pres- sion du circuit de travail en fonction de la demande en fluide sous pression du circuit de direction, la soupape de travail établissant, dans la position neutre, une liai- son entre le raccord côté refoulement et le réservoir, et le boitier de l'unité de direction étant réchauffé par le fluide sous pression dans la position neutre de la soupape de direction. Dans les dispositifs hydrauliques qui comportent un circuit de travail en plus du circuit de direction, on utilise habituellement une unité de direction dans laquelle la soupape de direction dans la position neutre bloque complètement (centre-fermé) le raccord côté refoulement, afin que tout le fluide sous pression soit disponible dans le circuit de travail pour l'utilisateur supplémentaire lorsqu'il n'est pas utilisé pour la commande de direction. Ceci conduit à un refroidissement du boîtier de l'unité de direction. Làrsqu'au cours du processus suivant de commande de direction, du fluide sous pression chaud ou même très chaud circule dans l'unité de direction, les parties internes mobiles, notamment les manchons coulis- sants se réchauffent plus rapidement que le boîtier, ce qui peut conduire à des coincements en raison du faible jeu nécessaire. Ce problème a été résolu grâce à un dispositif connu du type mentionné ci-dessus (demande de brevet allemand publiée sous le NO 27 37 788) dans lequel, dans la position neutre, un canal de dérivation est établi par la soupape de direction entre le raccord côté refoulement et le réservoir, ce canal comportant un étranglement de sorte qu'environ 5 % de la quantité maximale de fluide sous pres- sion y circule. Cependant, ceci supprime l'avantage du fonc- tionnement en mode "centre fermé"; dans le circuit de tra- vail l'utilisateur supplémentaire ne dispose plus que d'une quantité de fluide sous pression diminuée de 5 S. L'invention se propose de fournir un dispositif hydraulique de direction et de travail du type mentionné ci- dessus dans lequel en dehors du processus de commande de direction toute la quantité de fluide sous pression est disponible pour le circuit de travail, tout en empêchant que la soupape de direction se coince. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que dans la position neutre la soupape de direction bloque complètement le raccord côté refoulement et qu'au boitier de l'unité de direction est associé un échangeur de chaleur dont le côté primaire est branché en amont de la soupape de priorité. Dans cet agencement, lorsque la soupape de direc- tion prend sa position neutre, leboltier de l'unité de direction est réchauffé du fait que toute la quantité de fluide sous pression disponible qui revient, par l'inter- médiaire de la soupape de priorité et de la soupape de travail, soit au servo-jnoteur de travail soit au réservoir, délivre de la chaleur, dans l'échangeur de chaleur, au boltier de l'unité de direction. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de dériver du fluide sous pression pour le réchauffement. Le circuit de travail dispose d'une quantité de fluide sous pression plus importante. Les pertes sont plus faibles. Etant donné qu'une quantité de fluide sous pression est disponible pour le réchauffement, l'effet de chauffage est relativement important; par conséquent le boîtier de l'unité de direction est maintenu à une température qui n'est guère différente de la température du fluide sous pression. Il est particulièrement avantageux que l'échan- geur de chaleur soit constitué par un bloc se trouvant à l'extérieur de l'unité de direction. De cette manière, l'unité de direction peut avoir la même constitution que celle utilisée jusqu'ici. Il est également possible d'équiper ultérieurement des unités de direction de cette manière. Pour le transfert de chaleur entre le bloc et le boîtier il suffit d'un simple contact suivant une surface plane. Suivant un autre mode de réalisation de l'inven- tion, la soupape de priorité peut être disposée dans le bloc échangeur de chaleur. De cette manière, on économise non seulement des conduites allant de l'échangeur de chaleur à la soupape de priorité, mais également un boîtier distinct pour la soupape de priorité. Il est avantageux, en outre, de prévoir une soupape de sûreté dans le bloc. Cette soupape de sûreté permet de réaliser le bloc avec l'épaisseur de paroi mini- male pour la pression limite donnée sans que des pointes de pression, telles que cela peut se produire notamment lors de l'application de forces extérieures sur le moteur de direction, provoquent des détériorations. De ce fait, la masse du bloc peut être maintenue faible; le bloc peut suivre relativement rapidement la température du fluide sous pression et par conséquent restituer de la chaleur plus rapidement au boîtier de l'unité de direction. Lorsque la soupape de priorité et la soupape de sûreté se trouvent dans le bloc échangeur de chaleur, la soupape de priorité doit comporter un tiroir de soupape qui supporte le siège de soupape de la soupape de sûreté et entoure sa pièce de fermeture. De cette manière, on obtient une longueur axiale relativement courte et une bonne adaptation aux dimensions de l'unité de direction. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs modes de réalisation préférés mais non limitatifs représentés aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue partiellement sous forme de blocs et partiellement sous forme de schéma d'un dispositif hydraulique de direction et de travail suivant l'invention; La figure 2 est un schéma de blocs de l'unité de direction utilisée; La figure 3 est une vue en coupe longitudinale, à échelle agrandie, d'un second mode de réalisation d'un bloc échangeur de chaleur, suivant la ligne III-III de la figure 4; La figure 4 est une vue de dessous du bloc de la figure 3 La figure 5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 4; et La figure 6 est une vue de dessus du bloc de la figure 3. Suivant les figures 1 et 2, une pompe 1 à débit constant ou réglable, aspire du fluide par l'intermédiaire d'une conduite.2, à partir d'un réservoir 3, et l'envoie, par l'intermédiaire d'une conduite 4, dans un bloc échangeur de chaleur 5, au niveau d'une soupape de priorité 6, à partir d'o ce fluide peut aller soit dans un circuit de direction 7 soit dans un circuit de travail 8. Le circuit de direction 7 comprend une unité de direction 9 et un servomoteur de direction 10 réglant par exemple les roues à diriger. L'unité de direction comporte un bottier 11 présentant une partie saillante 12 comportant des raccords et un moteur de mesure 10. Dans le boîtier se trouve une soupape de direction 14 (fig. 2) qui, de façon connue, comporte un manchon intérieur 15 qui peut être déplacé au moyen d'un organe de direction 16, à l'encontre de la force exercée par des ressorts 17 et 18- de rappel dans la position-neutre, et un manchon de poursuite 19 qui est couplé au moteur de mesure 13. Le raccord L communique avec un espace de travail par l'intermédiaire d'une conduite 20, et le raccord R communique avec un * autre espace de travail du servo-moteur de direction 10, par l'intermédiaire d'une conduite 21. Le raccord P communique avec la soupape de priorité 6 par l'intermédiaire d'une conduite 22 passant également par le bloc échangeur de chaleur 5. Le raccord T communique avec une conduite de déversement 24, conduisant au réservoir 3, par l'intermé- diaire d'un canal 23 dans le bloc échangeur de chaleur 5. La pression est détectée derrière un point d'étranglement 25 et est transmise à l'extérieur par l'intermédiaire d'un raccord LS (de détection de charge) et d'un canal 26 dans le bloc échangeur de chaleur 5. Lors d'un déplacement de l'organe de direction 16, la soupape de direction 14 s'ouvre de façon directionnelle. Le servo-moteur de direction 10 reçoit une quantité de fluide sous pression proportionnelle à l'angle de rotation de l'organe de direction, qui est mesurée par le moteur de mesure 13. La soupape de priorité 6 est chargée dans une direction, au moyen d'une conduite de commande 28 comportant un étranglement 27, par la pression régnant dans la conduite 22, et dans l'autre direction, au moyen d'un ressort 29 et par l'intermédiaire d'une conduite de commande 32 comportant un étranglement 30 et reliée au réservoir 3 par l'intermé- diaire d'une soupape de sûreté 31, par la pression LS de la soupape de direction. Par conséquent, lorsqu'il n'y a aucun changement de direction, la soupape de priorité a la position représentée mais étrangle, cependant, le passage du fluide dans le circuit de travail 8, et cela d'autant plus que le circuit de direction 7 demande du fluide sous pression. Dans le circuit de travail 8, le fluide sous pression arrive, par l'intermédiaire d'une conduite 33, à une soupape de travail 34 qui, dans la position neutre représentée, ramène le fluide sous pression au réservoir 3, par l'intermédiaire d'une conduite 35, et dans une des deux positions de travail l'amène à un servo-moteur de travail 36 qui actionne par exemple une plate-forme de levage 37. Par conséquent, le bloc échangeur de chaleur 5 est traversé par tout le fluide sous pression, qui lui dé- livre de la chaleur dans le canal 4, même lorsque la sou- pape de direction se trouve dans sa position neutre et que le raccord P c8té refoulement est complètement fermé. Cette chaleur est transférée au boîtier 11 de l'unité de direction au niveau de la surface d'appui entre le bloc 5 et la partie saillante 12. Ce bottier a, par conséquent, toujours une température adaptée à la tempéra- ture du fluide sous pression. Par conséquent, il n'y a aucun danger qu'il apparaisse un coincement, en raison de dilatations thermiques différentes, lors d'un nouveau processus de changement de direction. Dans le mode de réalisation des figures 3 à 6, le bloc échangeur de chaleur 40 contient une soupape de priorité 41 et une soupape de sûreté 42. Un perçage traver- sant 43 est fermé à une extrémité par un capuchon 44 et à l'autre extrémité par une vis 45. Sur la face inférieure se trouvent cinq raccords 46 à 50 qui communiquent directe- ment avec des raccords correspondants de l'unité de direc- tion, à savoir le raccord 46 avec le raccord P, le raccord 47 avec le raccord T, le raccord 48 avec le raccord L, le raccord 49 avec le raccord R, et le raccord 50 avec le raccord LS. En outre, il y a deux perçages 51 et 52 pour des vis de fixation correspondantes. Sur la face supérieure sont prévus des raccords 53 à 57 munis de filetages, le rac- cord 53 amenant le fluide sous pression de la pompe, le raccord 54 étant relié au réservoir 3, le raccord 55 pouvant être relié à la conduite 20 et le raccord 56 pouvant être relié à la conduite 21. La conduite de travail 33 peut être reliée au raccord 57. Les raccords 47 et 54, 48 et 55 ainsi _ que 49 et 56 sont respectivement reliés entre eux par l'intermédiaire de perçages traversants 58, 59 et 60. La soupape de priorité 41 comporte un tiroir 61 qui est chargé par un ressort 62. L'extrémité gauche sur la figure 3 du tiroir délimite un espace 63 qui est relié au raccord 50 par l'intermédiaire d'un perçage 64 de sorte qu'il y règne la pression de charge LS. L'autre surface frontale délimite un espace 163 qui est relié au raccord 46 par l'in- termédiaire de deux perçages 164 et 165. De ce fait, le tiroir 61 prend une position qui dépend de la chute de pression au niveau de l'étranglement 25. Une rainure annu- laire 66 dans le bloc 40 communique avec le raccord 53 par l'intermédiaire d'un perçage 67. Elle forme un premier point d'étranglement avec une rainure annulaire 68 dans le tiroir 61, qui communique avec le raccord 46 par l'intermédiaire d'un perçage 69, et un second point d'étranglement avec une rainure annulaire 70 dans le tiroir 61, qui communique avec le raccord 57 par l'intermédiaire d'un perçage 71. Lorsqu'il n'y a pas de commande de direction, le ti- roir 61 vient dans sa position extrême gauche. Tout le fluide sous pression passe de la rainure annulaire 66 dans la rai- nure annulaire 70, par l'intermédiaire du second point d'é- tranglement, puis arrive à la soupape de travail 34. Lors d'une commande de direction, le tiroir 61 se déplace vers la droite et diminue la section du second point d'étranglement, tandis que simultanément le premier point d'étranglement s'ouvre de plus en plus, de sorte qu'une quantité correspon- dante de fluide sous pression peut arriver à l'unité de direction. La soupape de sûreté 42 comporte un siège 72 dans le tiroir 61 et une pièce de fermeture 73 qui est complètement entourée par le tiroir 61 et qui est poussée contre son siège par un ressort 74. Le ressort s'appuie.sur un raccord fileté 75. De cette manière est formé un espace 75 qui communique, par l'intermédiaire de canaux radiaux 76, avec une rainure annulaire 77 dans le tiroir qui de son côté est relié au raccord 47 du réservoir par l'intermédiaire d'un perçage 79. Par conséquent, lorsqu'il apparait une surpression à l'inté- rieur du bloc 40, la soupape de sûreté s'ouvre, ce qui transmet directement cette surpression au réservoir. Dans ce mode de réalisation également, le bloc échangeur de chaleur 40 dont la surface 80 s'appuie métalliquement sur la surface correspondante de l'unité de direction, esttraversé en permanence par toute la quantité de fluide sous pression. Lorsque la soupape de direction et le premier point d'étran- glement dans la soupape de priorité sont fermés, cette quanti- té de fluide sous pression passe par le perçage 67, la rainure annulaire 66, la rainure annulaire 70 et le perçage 71, pour arriver au raccord 57 du circuit de travail REVENDICATIONS 1 _ Dispositif hydraulique de direction et de travail dans lequel le fluide sous pression alimente d'une part un circuit de direction qui comporte un servo-moteur de direction commandé par la soupape de direction d'une unité de direction, et d'autre part un circuit de travail qui comporte un servo-moteur de travail commandé par une soupape de travail, une soupape de priorité étranglant l'alimentation en fluide sous pression du circuit de travail en fonction de la demande en fluide sous pression du circuit de direction, la soupape de travail établissant, dans la position neutre, une liaison entre le raccord côté refoulement et le réser- voir, et le boitier de l'unité de direction étant réchauffé par le fluide sojus pression dans la position neutre de la soupape de direction, caractérisé en ce que dans la position neutre la soupape de direction (14) bloque complètement le raccord (B) c5té refoulement et qu'au boîtier (11) de l'uni- té de direction (9) est associé un échangeur de chaleur (5; ) dont le côté primaire est branché en amont de la soupape de priorité (6;41). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est formé par un bloc (5;40) s'appuyant extérieurement sur le boîtier (11) de l'unité de direction (9). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la soupape de priorité (41) est disposée à l'inté- rieur du bloc échangeur de chaleur (40). 4 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une soupape de sûreté (42) est prévue dans le bloc (40). - Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la soupape de priorité (41) comporte un tiroir de soupape (61) qui supporte le siège de soupape (72) de la soupape de sûreté (42) et qui entoure sa pièce de fermeture (73).