Brevet FR2510963A1 — publié le 19830211

Mécanisme de direction Lydrostatique. L'invention concerne un mécanisme de direction hydrostatique qui comporte un moteur de positionnement comportant un piston différentiel, un appareil de commande muni d'un organe de direction et d'un dispositif de mesure pour le liquide de travail, ainsi que deux conduites de moteur, allant de l'appareil de commande au moteur de posi- tionnement, qui sont respectivement couplées à une conduite conduisant au réservoir par l'intermédiaire d'une soupape de non-retour d'aspiration. Dans un mécanisme de direction hydrostatique connu de ce type (brevet allemand 23 18 962) les conduites du moteur sont bloquées dans l'appareil de commande dans sa position neutre Lorsque des forces extérieures agissent sur le moteur de positionnement, le dispositif de mesure et le volant de direction n'en sont pas influencés Une sur- pression éventuelle est supprimée par l'intermédiaire de soupapes de surpression chargées par un ressort, montées en antiparallèle sur les soupapes de non-retour d'aspiration. On connait en outre des appareils de commande (unité de direction Danfoss OSPB OR), dans lesquels les conduites du moteur sont reliées l'une à l'autre, par l'intermédiaire du dispositif de mesure, dans la position neutre de l'appareil de commande Lorsque des forces exté- rieures agissent sur le moteur de positionnement, il apparaît un déplacement du dispositif de mesure qui est transmis à l'organe de direction sous forme d'un mouvement de rotation, de sorte que l'opérateur peut contre-braquer Un tel appareil de commande est également dit du type "à réaction". Cependant, jusqu'ici il n'était pas possible d'utiliser un tel appareil de commande en liaison avec un moteur de positionnement qui comporte un piston différentiel En effet, dans la position neutre de l'appareil de commande, il apparalt des mouvements du moteur de positiontement qui ne peuvent pas 9 tre contr Ilés de façon temporaire, mmee 251096, X lorsque aucune force extérieure n'agit sur celui-ci. L'invention se propose de fournir un mécanisme de direction du type décrit ci-dessus, dans lequel un moteur de positionnement comportant un- piston différentiel et un appareil de commande du type "à réaction" coopèrent sans qu'apparaissent des mouvements non contr 8 lés du moteur de positionnement. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait -que, de façon connue en soi, dans la position neutre de l'appareil de commande, les deux raccords du moteur sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire du dispositif de mesure, et que dans la section de la conduite du moteur se. trouvant entre le moteur de positionnement et le raccord de la soupape de non-retour d'aspiration sont disposées des soupapes de non-retour de courant principal, montées en antiparallèle, dont celle dont le sens d'ouverture corres- pond à un écoulement d'agent sous pression dans la position neutre de la chambre du moteur de positionnement possédant- une surface de pression plus faible vers la chambre poss 6- dans une surface de pression plus importante, par l'inter- médiaire de l'appareil de commande, est chargée de manière à ne s'ouvrirque lors du dépassement d'une valeur limite de la différence de pression qui lui est appliquée. Lorsque les soupapes de non-retour de courant principal montées en antiparallèle sont disposées dans la conduite du moteur associée à la plus petite surface de pression du piston différentiel, la soupape de nonretour de courant principal qui est chargée doit s'ouvrir en direction de l'appareil de commande Lorsque les soupapes de non-retour de courant principal montées en antiparallèle sont disposées dans la conduite du moteur associée à la surface de pression plus importante du piston différentiel, la soupape de non-retour de courant principal chargée doit s'ouvrir dans la direction opposée à l'appareil de commande. Cependant, il est également possible de prévoir de telles soupapes de nonretour de courant principal montées en antiparallèle dans les deux conduites du moteur. L'invention repose sur le fait que le point de raccordement des soupapes de non-retour d'admission à la conduite conduisant au réservoir n'est pas toujours à la pression atmosphérique, mais est souvent à une pression légèrement supérieure Ceci est le cas notamment pour un appareil de commande dans lequel dans la position neutre le raccord de la pompe est relié au raccord du réservoir, donc lorsqu'on utilise un appareil de commande du type "à centre ouvert" ("open center"), étant donné qu'alors les chutes de pression dans la conduite conduisant au réservoir ne sont pas négligeables Cependant, la pression au niveau du point de raccordement agit sur les deux conduites du moteur par l'intermédiaire des soupapes de non-retour d'aspiration. Etant donné que dans le cas d'un piston différentiel une des chutes de pression est plus importante que l'autre, le piston est soumis à un mouvement d'entraînement non contrôlé. Ce mouvement est empoché par l'utilisation de la soupape de non-retour de courant principal chargée En effet cette soupape ne s'ouvre que lorsqu'une différence de pression déterminée lui est appliquée Etant donné que les pressions dans la conduite conduisant au réservoir ri'attei- gnent pas des valeurs élevées, des valeurs limites relati- vement faibles, par exemple environ 3 bars, de la différence de pression suffisent Cette différence de pression ne joue aucun rôle essentiel pour le fonctionnement normal. Dans le cas le plus simple, la pièce de fermeture de la soupape de nonretour de courant principal ouvrant en direction de l'appareil de commande est chargée par un ressort pré-tendu. L'autre soupape de non-retour de courant principal permet en fonctionnement normal l'amenée de liquide sous pression à la chambre de pression associée à la surface de pression la plus faible du piston différentiel Cette soupape n'a besoin'au maximum que d'être chargée de façon minime. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs modes de réalisation préférés mais non limitatifs représentés aux dessins annexées sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un mécanisme de direction suivant l'invention; et la figure 2 représente un autre mode de réalisa tion de l'invention. Suivant la figure 1, une pompe 1 transporte du liquide sous pression d'un réservoir 2 vers un raccord de pompe 3 d'un appareil de commande 4 Un raccord de réservoir est relié au réservoir 2 par l'intermédiaire d'une conduite 6 Un raccord de moteur 7 communique, par l'intermédiaire d'une conduite de moteur 8, avec une chambre de pression 9 d'un moteur de positionnement 10, et un raccord de moteur 11 communique avec une autre chambre de pression 13 du moteur de positionnement ou servomoteur, par l'intermédiaire d'une conduite de moteur 12 Ce moteur comporte un piston diffé- rentiel 14 qui, par l'intermédiaire de sa tige de piston 15, déplace un élément à diriger, par exemple les roues d'un véhicule Les deux conduites du moteur 8 et 12 sont reliées, respectivement par l'intermédiaire d'une soupape de non- retour d'aspiration 16 a ou 16 b et d'une section de conduite 18, à un point 19 dans la conduite 6 conduisant au réservoir 2 En antiparallèle sur ces soupapes de non-retour d'aspi- ration sont montées des soupapes de surpression 17 a et 17 b. L'appareil de commande 4 comporte un organe de direction 10, par exemple un volant de direction En outre, est prévu un dispositif de mesure 21, par exemple un moteur de mesure. L'organe de direction et le moteur de mesure agissent sur un agencement de soupape, qui comporte par exemple deux manchons de tiroir rotatif, dont un est déplacé par l'organe de direction 20 et dont l'autre est suivi par le dispositif de mesure 21 En outre, l'organe de direction 20 et le dispositif de mesure 21 sont reliés entre eux, avec inter- position d'un ressort et après un trajet de point mort - par l'intermédiaire d'une butée mécanique L'agencement de soupape-a pour effet que lors d'un déplacement d'un c 8 té, du liquide sous pression circule à partir de la pompe 1 en direction de la conduite de moteur 8, par l'intermédiaire du dispositif de mesure 21, tandis que du liquide à basse pression est dérivé en direction du réservoir 2, par l'inter- médiaire de la conduite de moteur 12 Lors d'un changement du sens de rotation, du liquide sous pression arrive de la pompe 1 à la conduite de moteur 12, par l'intermédiaire du dispositif de mesure 21, tandis que du liquide à basse pression est évacué vers le réservoir 2 par l'intermédiaire de la conduite de moteur 8 Dans la position neutre repré- sentée de l'agencement de soupape, le raccord de pompe 3 et le raccord de réservoir 5 sont reliés par l'intermédiaire d'un trajet de dérivation 22, ce qui permet un fonctionnement dit "à centre ouvert", dans lequel la pression de la pompe est maintenue relativement faible Les deux raccords de moteur 7 et 11 sont reliés, par l'intermédiaire d'une conduite de liaison 23 qui passe par le dispositif de mesure, de sorte que des forces extérieures P qui agissent sur le piston 14 font passer du liquide sous pression d'tune des chambres de pression 19 dans l'autre chambre de pression 13, ce liquide sous pression passant par le dispositif de mesure 21 et exerçant ce faisant un moment sur l'organe de direc- tion 20 Le liquide en excès est évacué en direction du réservoir par l'intermédiaire de la soupape de surpression 17 a Ceci est valable pour des forces extérieures en sens opposé, mais pour remplir la chambre de pression 9, du liquide est aspiré par l'intermédiaire de la soupape de non- retour d'aspiration 16 a. Dans la conduite de moteur 12, daes la section entre le moteur de positionnement 10 et le poi nt de raccor- dement 24 des soupapes de non-retour d'aspiratio 1 6 Ca et 16 b, sont prévues en outre deux soupapes de non-retour de courant principal 25 et 26 montées en antiparallèle. La soupape de non-retour de courant principal 25 s'ouvrant en direction de l'appareil de commande 4 est chargée par un ressort 27 de manière à ne s'ouvrir que dans le cas d'un dépassement d'une valeur limite de la différence de pression qui lui est appliquée, d'environ 3 bars L'autre soupape de non-retour de courant principal 26 n'est somme toute pas chargée. La fonction de ces soupapes de non-retour de courant principal 25 et 26 est la suivante: lorsqu'au point 19 règne une pression qui est légèrement supérieure à la pression atmosphérique, cette pression agit sur la chambre de pression 9, par l'intermédiaire de la soupape de non- retour 16 a et sur la chambre de pression 13, par l'intermé- diaire des soupapes de non-retour 16 b et 26 En raison des surfaces différentes du piston différentiel, il apparalt une force qui cherche à déplacer le piston 14 vers la droite. Ce déplacement n'est cependant pas possible tant que la valeur limite de la différence de pression au niveau de la soupape de non-retour de courant principal 25 n'est pas dépassée. Etant donné que la pression au point 19 ne peut pas prendre une valeur importante, des ressorts de charge 27 relative- ment faibles suffisent Par conséquent, dans la position neutre de l'appareil de commande 4, le moteur de positionne- ment 10 conserve sa position En fonctionnement normal, l'amenée de liquide en direction de la chambre de pression 9 par l'intermédiaire de la conduite de moteur 8 n'est pas empochée L'écoulement dans la conduite de moteur 12 en direction du moteur de positionnement 14 n'est pas non plus empoché, étant donné que la soupape de non-retour 26 n'est pas chargée l'écoulement en sens opposé nécessite à vrai dire de vaincre la force du ressort de charge 27. Etant donné cependant qu'il peut être dimensionné faible- ment, il n'y a pas de g 8 ne importante. Dans le mode de réalisation suivant la figure 2, dans la section de la conduite de moteur entre le moteur de positionnement 10 et le point de raccordement 124 de la soupape de non-retour d'aspiration 16 a sont prévues deux soupapes de non-retour de courant principal 125 et 126 montées en antiparallèle La soupape de non-retour de courant principal 125 s'ouvrant dans le sens opposé à l'appareil de commande 4 est chargée par un ressort 127, l'autre soupape de non-retour de courant principal 126 - n'est pas chargée. le fonctionnement de cet agencement est le suivant: lorsqu'au point 19 règne une pression qui est légèrement supérieure à la pression atmosphérique, cette pression agit à vrai dire, par l'intenmédiaire de la soupape de non-retour 16 b, sur la chambre de pression 13; cependant, elle ne permet pas d'envoyer du liquide dans la chambre de pression 9, étant donné que cela est empoché par la soupape de non- retour de courant principal chargée 125 Par conséquent, le piston différentiel 14 s'immobilise Par ailleurs, les explications se rapportant à la figure 1 restent valables. Pour tous les éléments représentés schématiquement, on peut utiliser des dispositifs disponibles dans le commerce Il est notamment avantageux de réunir plusieurs soupapes en un bloc, spécialement les soupapes 25 et 26 ou 125 et 126 avec les soupapes 16 a, 16 b, 17 â et 17 k Toutes ces soupapes peuvent être disposées dans le bottier de l'appareil de commande 4. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Mécanisme de direction hydrostatique qui comporte un moteur de positionnement comportant un piston différentiel, un appareil de commande muni d'un organe de direction et d'un dispositif de mesure pour leliquide de travail, ainsi que deux conduites de moteur, allant de l'appareil de commande au moteur de positionnement, qui sont respectivement couplées à une conduite conduisant au réser- voir par l'intermédiaire d'une soupape de non-retour d'as- piration, caractérisé en ce que de façon-connue en soi, dans la position neutre de l'appareil de commande ( 4), les deux raccords ( 7, 11) du moteur sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire du dispositif de mesure ( 2 à), et que dans la section de la conduite du moteur se trouvant entre le moteur de positionnement ( 10) et le raccord ( 24, 124) de la soupape de non-retour d'aspiration sont disposées des soupapes de non-retour de courant principal ( 25; 26; ; 126), montées en antiparallèle, dont celle ( 125, 25) dont le sens d'ouverture correspond à un écoulement d'agent sous pression dans la position neutre de la chambre ( 13) du moteur de positionnement possédant une surface de pression plus faible vers la chambre ( 9) possédant une surface de pression plus importante, par l'intermédiaire de l'appareil- de commande, est chargée de manière à ne s'ouvrir que lors du dépassement d'une valeur limite de-la différence de pression qui lui est appliquée. 2 Mécanisme suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que les soupapes de non-retour de courant principal ( 25, 26) montées en antiparallèle sont disposées dans la conduite de moteur ( 12) associée à la surface de pression plus faible du piston différentiel ( 14) et que la soupape de non-retour de courant principal chargée ( 25) s'ouvre en direction de l'appareil de commande ( 4). 3 Mécanisme suivant la revendication 1, caractéri- se en-ce que les soupapes de non-retour de courant principal ( 125, 126) montées en antiparallèle sont disposées dans la conduite de moteur ( 8) associée à la surface de pression plus importante du piston différentiel ( 14), et que la soupape de non-retour de courant principal chargée ( 125) s'ouvre dans le sens opposé à l'appareil de commande ( 4). 4 Mécanisme suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que la valeur limite est égale à environ 3 bars. Mécanisme suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce de fermeture de la soupape de non-retour de courant principal ( 25) s'ouvrant en direction de l'appareil de commande est chargée par un ressort prétendu ( 27). 6 Mécanisme suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que l'autre soupape de non- retour de courant principal ( 26) est au maximum chargée de façon mi ni me.