Brevet FR2491423A1 — publié le 19820409

DIRECTION ASSISTEE HYDROSTATIQUE La présente invention concerne une direction assistée hydrostatique, no- tamment pour véhicules utilitaires, comportant une pompe manuelle à engre- nages constituée d'une couronne dentée intérieurement solidaire d'un bol- tier, et une roue dentée, logée à l'intérieur de la couronne dentée et comportant une dent de moins que la couronne dentée, dans laquelle, la roue dentée est reliée à un arbre d'entraînement par l'intermédiaire d' un dispositif de couplage articulé ayant du jeu en rotation, dans laquel- le, lors de la rotation d'un arbre d'entraînement, un tiroir rotatif peut être axialement déplacé selon deux directions opposées, hors de sa posi- tion centrale neutre, en fonction de la direction de rotation d'un vo- lant et dans laquelle un élément ressort est monté entre l'arbre d'entraî- nement et l'arbre articulé solidaire de la roue dentée extérieurement. Une telle direction assistée hydrostatique est décrite dans la demande de brevet allemand publiée avant examen no 17 51 979. Pour régler la pres- sion et pour assurer la distribution de l'huile sous pression vers les chambres de pression du servomoteur, on a recours à un tiroir de commande mobile axialement. Le déplacement axial du tiroir de commande s'effectue par l'intermédiaire d'un organe de liaison mobile du type à filetage hé- licoidal. Le retour du tiroir de commande dans sa position centrale neu- tre s'effectue au moyen d'une barre de torsion qui est d'une part couplée à l'arbre d' entraînement et d'autre part à l'arbre articulé relié au ro- tor de la pompe manuelle. De ce fait, la force de rappel de la barre de torsion n'est active qu'entre l'arbre d'entraînement et l'arbre articulé et le tiroir de commande n'est soumis à aucune contrainte. Toutefois, ce dispositif présente l'inconvénient que le ressort de torsion est entière- ment désarmé lorsque le tiroir de commande se trouve dans sa position cen- trale neutre, de sorte qu'il ne subsiste aucune force de centrage résiduel- le, susceptible de ramener automatiquement ce tiroir dans sa position cen- trale en s'opposant aux forces de frottement ou aux forces d'accélération engendrées par les vibrations dues à la route. Cet inconvénient est supprimé par une autre direction assistée hydrosta- tique, décrite dans la demande de brevet allemand publiée après examen no 28 14 230, qui comporte deux lames ressort, montées dans le corps de 24 9 1423 -2- la soupape de commande à tiroir rotatif, pour ramener ce ti- roir dans sa position centrale neutre. Les deux lames de ressort sont bombées et en appui l'une contre l'autre et sont disposées dans des fen- tes radiales traversant les deux boites de soupapes. Du fait que les lames ressorts ne peuvent pas être excessivement sollicitées en raison de leur précontrainte, les bords transversaux de ces lames s'appuient respective- ment sur toute leur longueur sur une plaque d'appui. Selon cette réalisation, les lames ressorts bombées, disposées radiale- ment appuient leur bord coupant sur deux plaques d'appui. En raison des variations relatives de longueur des lames ressorts, lorsque la direc- tion est en service, on constate une forte friction des extrémités de ces lames sur les plaques d'appui. Il en résulte une Hystérésis de la courbe caractéristique du ressort, lorsqu'il est en action. En outre, la dispo- sition axiale des ressorts limite leur longueur en raison du diamètre limité du tiroir rotatif. En raison de la pression exercée par les lames. ressorts, respectivement les plaques d'appui>sSur les fentes des corps de soupape, les éléments de soupape sont soumis à la force de rappel to- tale des lames ressorts. Les forces importantes agissant sur les éléments de soupape peuvent occasionner une déformation de ces pièces, il en résul- te une usure prématurée. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réali- sant une direction hydrostatique assistée telle que mentionnée en intro- ductIon, dans laquelle le tiroir de commande coulissant n'est pas soumis aux contraintes des ressorts de centrage, et dans laquelle un dispositif de centrage précontraint avec précision assure le centrage précis de ce tiroir. Ce but est atteint par la direction assistée hydrostatique selon l'inven- tion, caractérisée en ce que: - l'élément ressort comporte deux lames ressort incurvées, dispo- sées selon la direction axiale du tiroir rotatif, - les lames ressort sont montées sous tension entre d'une part, des épaulements d'appui formés par deux rainures longitudinales mé- nagées dans un boîtier de commande relié à l'arbre d'entraînement 37 et d'autre part la fente longitudinale d'un support de ressort 2 4 914 2 3 -3- logé à l'intérieur de la boîte de commande, - les lames ressort apDuient leur face concave l'une sur l'autre, - les extrémités des lames ressort sont arrondies dans la direc- tion opposée à leur incurvation, - les lames ressort ont leurs extrémités appuyées respectivement sur une plaque d'appui, - les plaques d'appui sont disposées entre les lames ressort et les rainures longitudinales de la boite de commande et la fente longitudinale du support de ressort. Grâce à la disposition axiale des deux lames ressort s'appuyant l'une contre l'autre, il est possible d'atteindre une longueur de flexion des lames ressort particulièrement importante, même pour des diamètres de soupape réduits, ce qui constitue un avantage intéressant de ce dis- positif. Grâce à l'appui des lames ressort sur des plaques d'appui dis- posées axialement selon la direction longitudinale de ces lames, la li- gne de contact de ces lames ressort avec les supports d'appui, présen- te une longueur axiale relativement importante lorsque les ressorts sont comprimés. Du fait que les extrémités des lames ressort sont arrondies ou repliées, la friction et l'usure des lames ressort sur les plaques d'appui étant ce ce fait relativement réduite. Selon une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention. on réduit la largeur des plaques d'appui dans leur zone centrale de tel- le manière que leur faible résistance à la torsion puisse compenser les imperfections de fabrication entre les flancs des fentes axiales. Grâce à l'élargissement conique des nervures axiales ménagées dans la boîte de commande et disposées radialement, on s'assure que l'angle d'appui des plaques d'appui reste ajusté lorsque les lames ressort sont repous- sées au maximum. Pour supprimer le frottement et l'usure, les bords lon- gitudinaux qui sont disposés le long de la fente axiale du support de ressort intérieur et qui se trouve en appui sur les plaques d'appui des ressorts, sont arrondis. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description 36 de réalisation et du dessin annexé dans lequel: 249 14 23 -4- la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale de la direction hydrostatique assistée selon l'invention, la figure 2 représente une vue en coupe transversale à travers ce dispo- sitif selon la ligne II - II selon la figure 1, ce dispositif se trouvant en position neutre, la figure 3 représente une vue partielle agrandie de la figure 2, dans laquelle l'élément ressort subit une torsion, la figure 4 représente une vue d'une autre forme de réalisation des é- léments ressort, à échelle agrandie, et la figure 5 représente une vue de dessus de l'élément ressort de la figu- re 1 à échelle agrandie. En référence aux figures, une couronne dentée intérieurement 1 est mon- tée entre un couvercle 2 et une bague intermédiaire 3 d'un boîtier 4, et est solidaire d'un autre couvercle de fermeture 5 auquel elle est fixée par des boulons 6. Une roue dentée extérieurement 7 ayant une dent de moins que la couronne dentée 1 coopère avec celle-ci pour former une pom- pe à engrenages-8. Entre les dents de la couronne dentée 1 et de la roue dentée 7 et les deux parties adjacentes aux faces frontales du couver- cle 2 et de la bague intermédiaire 3, sont ménagées des chambres de re- foulement 9. La roue dentée 7 est reliée à un arbre d'entraînement 12 par l'intermé- diaire d'un arbre articulé 10 et d'une goupille de liaison 11. L'arbre d'entraînement 12 porte une boite de commande creuse 13. Dans un alésage central 4A du boîtier 4 est logé un tiroir de commande rotdtif 14 (appelé par la suite tiroir rotatif), disposé coaxialement par rapport à la boîte de commande 13. Le tiroir rotatif 14 peut cou- lisser axialement dans deux directions opposées sur le profil fileté 15 disposé entre la boîte de commande 13 et le tiroir rotatif 14, lors d'une rotation de l'arbre d'entraînement 12. Entre l'axe articulé 10 37 et l'arbre d'entraînement 12 est monté un élément ressort 16. 24 9 142 3 -5 L'élément ressort 16 comporte deux lames ressort 17 bombées disposées se- lon la direction axiale du tiroir rotatif 14. Les extrémités 18 des lames ressort 17 sont arrondies dans une direction opposée à leur courbure cen- trale. Les lames ressort 17 ont leurs extrémités 18 respectivement en ap- pui sur une plaque d'appui 19. L'élément ressort 16 dans son ensemble est logé dans une fente longitudinale 20 ménagée dans un support de ressort 21 de la botte de commande 13. Deux gorges longitudinales 22 constituent par leurs flancs, des épaulements d'appui 23 pour l'élément ressort 16. Les lames ressort 17 sont logées d'une part entre les épaulements d'ap- pui 23 et la fente longitudinale 20, de façon à être sous tension. Les lames ressort 17 appuient leur surface convexe l'une sur l'autre. Les plaques d'appui 19 sont montées entre les lames ressort 17 et les fentes longitudinales 22 du bottier de commande 13 et de la fente longi- tudinale 20 du support de ressort 21. Sans les plaques d'appui, les lames ressort n'auraient qu'un appui ponctuel sur le bottier de commande. Par conséquent l'usure par frottement serait plus importante. Grâce à la dis- position décrite, on obtient un appui linéaire entre les plaques d'appui et les lames ressort d'une part et entre les plaques d'appui et le boî- tier de commande d'autre part. Sur le dispositif représenté sur la figure 1 les extrémités des lames 17 sont incurvées en forme d'arc de cercle dans une direction opposée à la courbure des lames ressort. L'arrondi des bords 18 des lames ressort 17 tel que représenté par la figure 4, a la même fonction que l'extrémité arrondie des lames ressort de la figure 1, c'est-à-dire de diminuer le frottement et l'usure des lames ressort sur les plaques d'appui. En ou- tre, on obtient de ce fait une courbe caractéristique constante du res- sort. Les plaques d'appui 19 ont une largeur au niveau de leur zone centrale quelque peu inférieure à celle de leurs zones d'extrémités. Le but de cette mesure est le suivant: pour assurer un contact précis des pla- ques d'appui sur les surfaces d'appui, la plaque d'appui doit être par- faitement plane. Du fait que les plaques d'appui ne sont pas parfaite- ment planes, elles doivent être élastiques de telle manière qu'elles 37 soient en butée au niveau de leurs extrémités, c'est-à-dire dans la zone 249 142 3 -6- d'appui des lames ressorts. Cette élasticité des plaques d'appui s'ob- tient par un étranglement central. Afin que l'angle d'appui des plaques d'appui soit ajusté lorsque les ressorts sont sollicités au maximum, il est avantageux que les gorges longitudinales 22 ménagées dans le boîtier de commande 13 s'élargissent de façon conique selon une direction radiale. De cette manière on assure un contact défini avec précision entre les plaques d'appui 19 et le boîtier de commande 13. Pour supprimer le frottement et l'usure, les bords longitudinaux 24 du support de ressort 21, formés entre la surface extérieure du manteau 25 et la fente axiale longitudinale 20 du support de ressort 21, sont arron- dis. L'élément ressort 16 peut être décalé dans de faibles limites par rap- port à son axe longitudinal. De ce fait, les bords longitudinaux de la plaque d'appui 19 peuvent coulisser dans la base des gorges longitudi- nales 22 du boîtier de commande 13. Pour réduire ce frottement et pour empêcher l'apparition d'une hystérésis due à ce frottement, il est avan- tageux d'arrondir les bords longitudinaux 26 de la plaque d'appui 19, 2 0 sur un coté, c'est-à-dire du côté de l'élément ressort 16. Le réglage de la pression et la distribution de fluide sous pression ne font pas partie de la présente invention; les gorges de commande et les canaux de commande sont représentés sur la figure 1. Etant donné que leur disposition et leur fonction ne constituent pas l'objet de cette invention, ils ne seront pas décrits plus en détail dans ce texte. Une description détaillée de ces gorges et de ces canaux est contenue dans 28 la demande de brevet allemand no 27 17 435.4-15. 24 9 142 3 -7- Revendications 1. Direction assistée hydrostatique, notamment pour véhicules utilitaires, comportant une pompe manuelle à engrenages constituée d'une couronne den- tée intérieurement solidaire d'un boîtier, et une roue dentée, logée à l'intérieur de la couronne dentée et comportant une dent de moins que la couronne dentée, dans laquelle, la roue dentée est reliée à un arbre d' entraînement par l'intermédiaire d'un dispositif de couplage articulé ayant du jeu en rotation; dans laquelle, lors de la rotation d'un arbre d'entraînement, un tiroir rotatif peut être axialement déplacé selon deux directions opposées, hors de sa position centrale neutre, en fonc- tion de la direction de rotation d'un volant, et dans laquelle un élé- ment ressort est monté entre l'arbre d'entraînement et l'arbre articulé solidaire de la roue dentée extérieurement, caractérisée en ce que: l'élément ressort (16) comporte deux lames ressort (17) incurvées, disposées selon la direction axiale du tiroir rotatif (14), - les lames ressort (17) sont montées sous tension entre d'une part, des épaulements d'appui (23) formés par deux rainures longitudinales (22) ménagées dans un boîtier de commande (13) relié à l'arbre d'en- trainement (12) et d'autre part la fente longitudinale (20) d'un sup- port de ressort (21) logé à l'intérieur de la boite de commande (13)-, les lames ressort (17) appuient leur face concave l'une sur l'autre, - les extrémités (18) des lames ressort (17) sont arrondies dans la di- rection opposée à leur incurvation, - les lames re'ssort (17) ont leurs extrémités (18) appuyées respective- ment sur une plaque d'appui (19), - les plaques d'appui (19) sont disposées entre les lames ressort (17) et les rainures longitudinales (22) de la boite de commande (13) et la fente longitudinale (20) du support de ressort(21). 2. Direction assistée hydrostatique selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les extrémités (18) des lames ressort (17) sont recour- bées du côté opposé à la courbure de ces lames. 3. Direction assistée hydrostatique selon l'une quelconque des revendi- cations 1 ou 2, caractérisée en ce que les plaques d'appui (19) prises dans le sens de leur longueur, sont moins larges dans leur zone centra- 36 le qu'à leurs extrémités. 24 9 1 423 - 8 - 4. Direction assistée hydrostatique selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée en ce que les rainures longitudinales axiales (22) de la boîte de commande (13) s'élargissent de façon conique selon une direction radiale. 5. Direction assistée hydrostatique selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisée en ce que les bords longitudinaux (24) formés par la surface (25) du manteau et la fente longitudinale (20) du support du ressort (21), lorsque les lames ressort (17) sont comprimées en ap- pui contre les plaques d'appui (19), sont arrondis. 6. Direction assistée hydrostatique selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisée en ce que les plaques d'appui (19) sont arron- 14 dies d'un côté le long de leurs bords longitudinaux (26).