Brevet FR2463039A1 — publié le 19810220

-- 1 - 24-63039 La présente invention concerne un procédé et un dispo- sitif pour assister hydrauliquement le braquage des roues commandées par un volant de direction, o une soupape de direction alimente en fluide hydraulique un cylindre de travail non compensé. Dans les mécanismes de direction assistée hydrauliques, il est fortement souhaitable, pour des raisons de construction et de coût de n'utiliser qu' un seul cylindre de travail ou vérin hydraulique, ne comportant qu'une tige de piston, disposé dans le prolongement du piston sur un de ses côtés. Il on résulte que les surfaces efficaces du piston d'un côté et de 1' autre sont différentes. Une telle direction assistée comportant un cylindre de travail non compensé est par exemple décrite dans la demande de brevet al- lemand publiée avant examen No 19 59 020. Les systèmes de direction assistée de ce type présentent toutefois l'inconvénient d'engendrer des forces de bra- quage asymétriques dues aux surfaces efficaces différentes du piston. Ces différences des pressions régnant au niveau des chambres de travail, engendrant des différences de forces applicables au volant, peuvent encore être renfor- cées par des défauts de tolérance. Cet effet a pour conséquence que des forces appliquées par le conducteur sur le volant selon qu'il l'applique vers la droite ou vers la gauche, engendre des forces de commande différentes. La présente invention se propose de pallier cet in- convdnient par un procédé et un dispositif de mise en oeuvre du procédé des- tiné à en supprimer les effets asymétriques de la direction malgré les pressions différentielles existant au niveau du cylindre de travail. Dans ce but, le procédé est caractérisé en ce que dans la soupape de direction, des pressions de travail différentes sont engendrées pour les deux côtés du piston du cylindre de travail, pour une même force appliquée sur le volant de direction, cette différence étant telle que l'as- sistance hydraulique soit identique dans les deux directions de braquage pour une même force appliquée sur le volant. Tandis que dans la soupape de direction un braquage à droite ou à gauche engendrait les même pressions, on travaille désormais avec des pressions différentes. La présente invention se propose de réaliser un système permettant d'engendrer une courbe de pression asymétrique pour la soupape. En fait, ceci correspond à engendrer une pression moins importante dans la chambre correspondant à la surface de piston la plus grande, de sorte que la force exercée sur le piston soit identique à celle engendrée dans l'autre chambre de travail. Le dispositif selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé comporte une soupape de direction, comprenant un ou plusieurs pis- -2- tons mobiles en translation et/ou en rotation logés dans le'boltier de sou- pape, et o des bords de commande sont ménagés entre le piston de commande et les parois du bottier de la soupape, et caractérisés en ce que les bords- de commande définissant le passage d'entrée et les bords de commande définis- sant le passage de retour connectés aux chambres de travail du cylindre de travail, sont agencés de façon différente, de telle manière que les bords de commande qui commandent la-pression hydraulique dans la chambre de travail correspondant à la surface de piston la plus grande, définissent un passage ayant une résistance de passage dû à l'étranglement inférieure. Par ce moyen, on engendre de façon simple et efficace des pressions différentielles pour les deux chambres de travail. La solution prposée par l'invention est applicable pour les différentes constructions de soupapes de commande, par exemple aux soupapes à piston rotatif, aux soupapes à déplacement axial ou aux soupapes mobiles en translation et en rotation. Une-forme de réalisation simple des bords de commande différentiels consiste à ménager des évidements plus importants dans le ou les pistons de commande au niveau des bords de commande définissant le passage dans la chambre de travail correspondant à la surface de piston la plus grande. Une autre solution selon l'invention, consiste, pour une soupape à piston rotatif à réaction hydraulique, à prévoir des garnitures de piston qui présentent des diamètres efficaces différents aux extrémités respectives des pistons de commande, la garniture correspondant à la chambre de travail ayant la surface de piston la plus grande présentant le diamètre efficace le plus petit. Grâce à ces différentes mesures, on enregistre des pressions de travail différentielles dans les chambres de travail du cylindre. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation, et des dessins annexés dans les- quels: la figure 1 représente une vue en coupe transversale à travers une soupape de commande à piston rotatif, la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale à travers une soupape de commande à piston à déplacement axial, la figure 3 représente une vue en coupe transversale d'une soupape de commande à déplacement rotatif et axial, la figure 4 représente une vue en coupe transtersa'3 d'une soupape de commande à piston rotatif à réaction hydraulique, et la figure 5 représente un diagramme de la pre - e-> ^ fonction du moment de torsion. - 3 - En référence à la figure 1, une soupape de direction comporte un corps de soupape 2 et deux pistons de soupape 4a et 4b logés dans la chambre à huile 3, ces deux pistons présentant respectivement un alésage 5 et 6 dans lesquels est engagé un bouchon (non représenté), qui contribue, d'une manière connue en soi au fonctionnement des pistons de soupapes 4a et 4b. Le corps de soupape 2 présente un alésage 7 à travers lequel une barre de torsion engendre un mouvement de rotation transmis par l'intermédiaire d'un axe de direction (non représenté) à une crémaillère via un pignon. Grâce à cette liaison mécanique, le volant reste couplé aux roues en cas de panne du système hydraulique. Le fluide sous pression est ame- né à la soupape de direction par l'intermédiaire d'un conduit 8,le fluide s'é- coule à travers un passage 9 ménagé dans le piston de soupape 4a et un passage 9' ménagé dans le piston de soupape 4b et au travers des conduits. 10 et 10' vers les chambres de travail 11 et 11' d'un cylindre de travail 12 non com- pensé. Comme le montre la figure, la chambre de travail 11' a une surface efficace de piston 110 supérieure à celle de la chambre 11. Le fluide sous pression s'écoule par une dérivation 13, respectivement 13' et un passage de retour 14 ménagé dans le piston 4bet par un passage 14' prévu au piston de soupape 4a à travers des alésages 15a ménagés dans le corps de la soupape 2 vers le conduit de retour 15. Les bords de commande définissant les passages 9 et 14' qui règlent la pression dans la chambre de travail 11', créent grâce à des évidements appropriés (représentés de façon exagérée sur les dessins), une résistance due à l'étranglement amoindrie par rapport à la résistance op- posée au niveau des passages 9' et 14 qui mènent dans la chambre de travail 11, de sorte que la pression régnant dans le conduit 10' est inférieure. Par un choix approprié du réglage, on peut engendrer une assistance hydraulique identique dans les deux directions de commande malgré des surfaces de piston différentes. La figure 2 représente une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention, adaptée à une soupape de direction à déplace- ment axial, de construction connue. Pour cette soupape de direction,.les parties similaires à des parties correspondantes de la figure 1 portent les même numéros de ré- férence. Une rotation du volant est transmise sur le piston 4 de la soupape de direction, susceptible de se déplacer axialement. Comme pré- cédemment, les bords de commande 9 et 14 présentent dans cette forme de réa- lisation des évidements supérieurs à ceux des bords de commande 9' et 14' 4 - 2463039 de façon à engendrer une résistance à l'écoulement inférieure, ce qui permet d'obtenir la pression relativement basse dans le conduit 10'. La figure 3 illustre une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention,la soupape de direction se présentant sous la forme d'une soupape à déplacement axial et en rotation. L'amenée du fluide sous pression se fait par les conduits 8, 8a, 8b, 8c et au travers des passages 9 conduisant dans la chambre de tra- vail 11, respectivement par les passages 9' conduisant à la chambre de travail 11' à surface plus importante. La fluide sous pression s'écoule au travers des trois passages de retour 14 et 14', des alésages radiaux 15a, 15b et 15c ménagés dans le piston 4, en direction du conduit de retour 15. Comme c'était le cas pour les formes de réalisation re- présentées par les figures 1 et 2, les bords de commande 9' et 14 sont pour- vus d'évidements plus importants parce qu'ils correspondent à la chambre de travail 11' dont la surface est la plus importante. La figure 4 représente une soupape de direction du type à piston rotatif connu en soi, avec réaction hydraulique, les éléments correspondants à des éléments des figures précédentes portant les mêmes ré- férences. Les alésages dans lesquels sont logés les deux pistons 4a et 4b, de façon à pouvoir coulisser axialement, sont fermés d'un côté par des garnitures 20 et 21. Entre les deux pistons 4a et 4b et les garnitures et 21 se trouve une chambre annulaire 22 respectivement 23. Les chambres annulaires sont connectées par l'intermédiaire d'un alésage étroit 24, 25 à une gorge circonférentielle-26, 27. A l'extrémité opposée, les deux pistons de direction comportent un gorge annulaire 28, 29. Ces gorges annulaires sont mises en liaison avec la chambre sous pression 30 lorsque les pistons sont déplacés dans un sens par les garnitures correspondantes. Lors d'un déplace- ment en sens inverse, les gorges annulaires sont fermées et par conséquent non soumises à la pression régnant dans la chambre sous pression. La soupape de direction fonctionne de façon connue en soi, c'est pourquoi ce fonctionnement ne sera pas décrit en détail cidessous. Les chambres annulaires 22 et 23 sont respectivement en contact avec les gorges d'amenée du fluide 29 et 28 (position non représentée). Comme cela apparaît sur la figure, les deux garnitures 20 et 21 ont des diamètres différents. De ce fait la garniture 21 engendre une résistance inférieure par rapport à la force exercée sur le volant. Du fait qu'elle agisse sur la chambre de travail ll' correspondant à une surface de piston 110 plus importante, cette force manuelle exercée sur le volant est transformée en une pression de travail 2463039 moins importante au niveau du piston le plus grand. La figure 5 représente sous la forme d'un diagramme le principe de la présente invention. Sur l'axe y, on reporte la pression régnant dans le cylindre et sur l'axe x le moment de rotation exercé sur le vilant lors d'un braquage à droite et à gauche. La référence 30 représente la courbe correspondant à la chambre la plus grande du cylindre et 31, celle correspon- dant à la chambre la plus petite. Comme le montre la figure, ces deux courbes sont sensiblement différentes dans la zone inférieure. Pour un moment de tor- sion exercé sur le volant, les pressions apparaissant lors d'une rotation à droite ou d'un braquage à gauche sont sensiblement différentes dans les deux chambres du cylindre. La pression correspondant à la chambre la plus petite est plus faible, selon l'invention, la différence de pression étant choisie de telle manière que l'assistance hydraulique soit similaire quelle que soit la direction du braquage. Pour des soupapes à tiroir plan, il est également pos- sible d'obtenir une courbe asymétrique. Pour la mise en oeuvre de l'inven- tion, il est toutefois nécessaire dans ce dispositif de prévoir des surfaces de réaction inégales dans la soupape à tiroir correspondant à la demande de 19 brevet allemand publiée avant examen No 28 25 006. - 6- 2463039 REVENDICATIONS 1. Procédé pour assister hydrauliquement le braquage des roues commandées par un volant de direction, dans lequel une soupape de direction alimente en fluide hydraulique un cylindre de travail non compensé, caractérisé en ce que dans la soupape de direction, des pressions de travail différentes sont engendrées pour les deux côtés du piston du cylindre de tra- vail, pour une même force appliquée sur le volant de direction, de telle ma- nière que l'assistance hydraulique soit identique dans les deux directions de braquage pour une même force appliquée sur le volant. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une soupape de- direction pourvue d'au moins un piston de commande mobile en translation ou en rotation à l'intérieur d'un boîtier de soupape, et dans lequel des bords de commande définissant des passages sont ménagés entre le piston de commande et les parois du boî- tier de la soupape, caractérisé en ce que les bords de commande définissant le passage d'entrée et les bords de commande définissant le passage de retour connectés aux chambres de travail 11, 11' du cylindre de travail 12, sont agencés de façon différente, de telle manière que les bords de commande 9, 14' qui commandent la pression hydraulique dans la chambre de travail correspondant à la surface de piston la plus grande 110, définissent un passage ayant une résistance de passage dû à l'étranglement inférieure. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou les pistons de commande 4a, 4b présentent au niveau des bords de commande 9, 14' de la chambre de travail 11' correspondant à la surface d e piston 110 la plus grande, des évidements supérieurs à ceux ménagés aux bords de commande 9, 14-de l'autre chambre de travail 11. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour une soupape à piston rotatif à réaction hydraulique, les gar- nitures de piston 20, 21 présentent des diamètres efficaces différents aux extrémités respectives des pistons de commande 4a, 4b, la garniture 21 cor- respondant à la chambre de travail 11 dans laquelle la surface de piston 110 est la plus grande, présente un diamètre efficace plus petit.