Brevet FR2518030A1 — publié le 19830617

DISPOSITIF DE COMMANDE POUR DEUX ORGANES DE REGLAGE HYDRAULIQUES La présente invention concerne un dispositif de commande pour deux or- ganes hydrauliques alimentés par une pompe à haute pression et montés chacun sur une dérivation du fluide sous pression, dans lequel le pre- mier organe de réglage est une direction assistée pour véhicule utili- taire alimentée à travers une soupape de direction, une des dérivations du courant de fluide actif étant directement raccordée à la soupape de direction, l'autre dérivation étant agencée pour amener le fluide res- tant à travers une soupape de dérivation et une soupape d'activation vers le second organe de réglage, tel que par exemple un organe de levée ou de réglage de la course d'un élément mobile, un conduit pi- lote étant raccordé à la soupape de dérivation pour régler la pression de travail de la soupape de direction, ce conduit pilote étant raccordé à un réservoir à huile dans la position neutre de la soupape de direc- tion et le courant actif étant arrêté, alors que le conduit pilote est obturé lorsque la soupape de direction se trouve dans une position de travail et la dérivation correspondant au courant actif dirigé sur le premier organe de réglage étant ouverte, ce qui engendre une diminution correspondante du courant actif dirigé vers le second organe de réglage. Un tel dispositif est déjà connu par la demande de brevet allemand n O 27 16 868 publiée avant examen Une soupape de dérivation engendre une dérivation du fluide actif délivré par la pompe à haute pression et fournit un courant pilote relativement faible au travers d'un conduit raccordé à une soupape de direction correspondant è un premier organe de réglage et transmet le fluide actif au travers d'un autre conduit vers une soupape d'activation correspondant à un deuxième organe de ré- glage, tel que par exemple un dispositif de réglage hydraulique de la course ou du débattement d'un élément mobile du véhicule. Le faible courant pilote peut s'écouler vers un réservoir à huile lors- que la soupape de direction se trouve dans sa position neutre et sert à assurer la régulation du courant actif au début d'un changement de direction L'autre dérivation contourne la soupape de dérivation et est directement raccordée à la soupape de direction, cette dérivation étant bloquée lorsque le dispositif se trouve en position neutre La soupape 2 2- de direction est agencée de telle manière qu'en cas de changement de di- rection, le courant pilote s'ajoute au courant actif Grâce la connexion des différents embranchements à la sortie de la soupape de dérivation, on est assuré que le premier dispositif de réglage soit toujours alimen- té d'une manière suffisante pour ses besoins momentanés. Avec un tel agencement de l'hydraulique correspondant à la direction assistée et du système hydraulique correspondant au deuxième dispositif de réglage, la soupape de direction doit assurer une régulation de la pression en fonction de la pression dans le circuit hydraulique du se- cond dispositif de réglage Une pression élevée dans le circuit hydrau- lique du second dispositif de réglage est désavantageuse, étant donné que cette pression doit être abaissée au moyen de rampes spécialement conçues à cet effet et ménagée sur une course relativement grande de la soupape de direction Selon que la pression du circuit hydraulique actif est supérieure ou inférieure à la pression dans le circuit de la direc- tion assistée, la forme optimale des rampes de commande de la soupape de direction devrait être conçue différemment La charge des autres com- posants hydrauliques de la direction avec, le cas échéant, une pression sensiblement plus élevée du circuit hydraulique actif constitue un au- tre inconvénient du système En outre, on constate que, pour une résis- tance identique de la direction, le-couple d'activation exercé sur le volant est différent selon l'intensité de la pression dans l'autre cir- cuit hydraulique. La présente invention se propose de pallier les inconvénients susmen- tionnés de l'art antérieur et d'améliorer la commande de la direction, de telle manière que la charge sur l'installation de la direction soit indépendante de la pression dans l'autre circuit hydraulique De cette manière, le couple à exercer sur le volant de la direction est indépen- dant de la pression dans le circuit hydraulique, notamment celle qui règne momentanément dans le circuit du second dispositif de réglage En outre, la soupape de direction doit comporter un piston de commande du type standard. Ce but est atteint par le dispositif de commande selon l'invention, ca- ractérisé en ce qu'il comporte une soupape de régulation de la pression 18030 -3 - servant de balance de pression, connectée entre la dérivation directe- ment raccordée à la soupape de direction et le conduit pilote, cette soupape étant agencée pour régler la pression de travail de la direc- tion assistée. t- Le dispositif selon l'invention comporte une première dérivation qui raccorde directement la pompe à la soupape de direction, et un second conduit pilote qui raccorde la soupape de dérivation à la soupape de direction et comportant une soupape de régulation de la pression. Cette soupape de régulation de la pression constitue une balance de pression qui est commandée d'une part par la pression régnant dans le circuit pilote, et d'autre part par la pression régnant dans le tronçon de conduit raccordant la soupape de régulation de la pression à la sou- pape de direction Ces deux pressions sont maintenues au même niveau,. c'est-à-dire que la soupape de régulation de la pression engendre, dans le conduit raccordé à la soupape de direction, une pression qui dépend de la charge ou des contraintes exercées sur la direction Selon une autre forme de réalisation, une soupape de retenue, montée à l'intérieur de la soupape de régulation de la pression, peut constituer une liaison entre la dérivation directement raccordée à la pompe et le conduit pi- lote De cette manière, on évite une surpression au niveau de la soupape de direction consécutive à une fuite d'huile au niveau de la soupape de régulation de la pression, pouvant survenir pour des pressions élevées dans le circuit hydraulique du second organe de réglage Grâce au dispo- sitif selon l'invention, il est possible de travailler avec des pres- sions maximales statiques différentes dans le circuit de la direction assistée et dans le circuit du second organe de réglage En outre, il est possible de monter un piston standard dans la soupape de direction, ce piston standard comportant des rampes de commande usuelles. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et de ses variantes, et du dessin annexé dans lequel La figure 1 représente le schéma des circuits hydrauliques du dispositif de la commande pour deux organes de réglage hydrauliques selon l'inven- tion, 18030 -4- La figure 2 représente une vue en coupe axiale de la soupape de régula- tion de la pression utilisée dans le montage de la fig 1, La figure 3 représente un autre schéma du circuit hydraulique selon l'invention, La figure 4 représente la soupape de régulation de la pression utilisée dans le montage de la fig 3, et La figure 5 représente une vue similaire à celle de la fig 1, dans la- quelle une liaison mécanique a été ménagée entre le volant de direction et les roues directrices. Le dispositif de commande selon la fig 1 comporte un carter à huile 1 et une pompe à huile à haute pression 2 Un conduit de pression est rac- cordé à la pompe 2 et scindé en deux dérivations 3 et 4 La dérivation 3 est raccordée à une soupape de régulation de la pression 5, qui sera décrite plus en détail ci-dessous, et à une soupape de direction par l'intermédiaire d'un tronçon de conduit 30 Un premier organe de régla- ge 7, faisant partie d'une direction assistée, est activé par un pis- ton 9 commandé par une soupape de direction-6. La dérivation 4 comporte une soupape de dérivation 8 usuelle, dont le rôle consiste à dériver du courant d'huile transmis par la dérivation 3, un faible courant partiel T sensiblement constant sur un conduit pi- lote 10 Ce courant pilote T est prélevé du courant transmis à la sou- pape de dérivation 8, de sorte que, dans le conduit 11, on retrouve le courant -restant R Ce courant restant R est transmis à une soupape d'ac- tivation 12 qui est raccordée à un second organe de réglage tel que par exemple un circuit hydraulique de commande de la course ou du débatte- ment d'un élément mobile du véhicule La soupape d'activation 12 est représentée dans sa position neutre, de sorte que la pression d'huile (le courant restant R) qui lui est transmise s'écoule directement vers le carter à huile 1 En outre, les soupapes d'activation 12 et l'organe de réglage 13 sont réalisés avec des matériaux courants et ne seront pas décrits plus en détail par la suite Le deuxième organe de réglage 13 a des dimensions telles que le courant résiduel R soit suffisant pour 18030 -5- répondre aux exigences en matière de vitesse de travail les plus éle- vées dudit organe. Le courant partiel T délivré à travers le conduit pilote 10 peut s'écou- ler, dans la position neutre de la soupape de direction 6 telle que représentée, à travers un canal de commande 14 et un conduit de retour 15 vers le carter à huile 1 Une pompe de dosage 17 d'une part, et un dispo- sitif de réglage 7 d'autre part, sont raccordés de manière connue à la soupape de direction 6 dont la position est réglée par un volant de di- rection 16 La pompe de dosage 17 est directement reliée au volant de direction 16 et synchronise le mouvement du dispositif de réglage 7 en fonction du mouvement du volant de direction 16. Si les surpressions statiques dans les deux circuits correspondant aux deux organes de réglage hydrauliques sont égales, une soupape de sur- pression 18, montée entre la dérivation 4 et le carter à huile 1, per- met de limiter la valeur maximale de la pression dans l'ensemble du circuit. La description ci-dessus correspond à un circuit de commande connu Se- lon l'invention, on a monté, entre la dérivation 3 et le conduit pilote , une soupape de régulation de la pression 5 La fig 2 montre qu'une chambre 19, orientée vers une première surface frontale 20 d'un piston 21, est raccordée au conduit pilote 10 et qu'une seconde chambre 23, tournée vers une seconde surface frontale 22 de ce piston, est raccordée au tronçon de conduit 30 de la dérivation 3 connecté à la soupape de direction 6 Dans un alésage du piston 21, est logée une soupape de re- tenue 24 qui s'ouvre en direction du conduit pilote 10, cette soupape étant en appui contre une butée 25 lorsqu'elle est ouverte Si la pres- sion régnant dans le conduit pilote 10 est inférieure à celle de la dé- rivation 3, entre la pompe 2 et la soupape de régulation de la pression , une rampe de commande 26 du piston règle alors la pression dans le tronçon 30 raccordé à la soupape de direction 6, indépendamment du cou- rant traversant, à une valeur correspondant à l'intensité de la pres- sion dans le conduit pilote 10. Si la soupape de direction 6 est amenée dans une position différente de 18030 6 - celle représentée par la fig 1, par exemple vers la droite, une dimi- nution de la pression partielle T apparalt dans le canal de commande 14, ce qui provoquera une augmentation de la pression dans le conduit pilote Etant donné que cette pression agit sur la surface frontale 20 du piston 21 et que la surface frontale 22 influence la pression dans la dérivation 3, les deux pressions sont amenées au même niveau Par conséquent, lors d'un mouvement de la direction, la rampe de commande 26 s'ouvre toujours suffisamment pour que le courant délivré corresponde à la charge de l'organe de réglage 7 Lorsque la soupape de direction 6 est poussée vers la droite, le courant actif de la dérivation 3 passe à travers le tronçon 30 dans la section de droite, puis la section gauche de la pompe de dosage 17, et dans la chambre de commande gauche de l'or- gane de réglage 7, de sorte que le piston 9 soit déplacé vers la droite. L'huile se trouvant dans la chambre de pression droite s'écoule vers le carter à huile 1 à travers le conduit de retour 15. La soupape de retenue 24 a pour but d'empêcher une surpression dans la soupape de régulation de la pression 5, et par conséquent également dans la soupape de direction 6, due à une fuite d'huile lorsque la soupape de direction 6 se trouve dans-sa position neutre, c'est-à-dire lorsque la rampe de commande 26 est fermée. Si la pression maximale statique dans le circuit de la direction assis- tée est inférieure à celle dans le circuit de l'autre organe de réglage, une soupape de surpression 180 doit être montée en plus de la soupape de surpression 18 dans le conduit pilote 10 Par contre, si la pression maximale statique dans le circuit du second organe de réglage est infé- rieure, une soupape de surpression (non représentée) doit être montée dans le conduit 11. La fig 3 représente un circuit de commande dans lequel le courant à vide de la pompe s'écoule à travers la soupape de direction (dans sa position neutre), après le passage à travers le circuit hydraulique du second organe de réglage Dans la description ci-dessous des fig 3 et 4, les composants correspondant à des composants de la fig 1 sont dé- signés par le même chiffre de référence suivi de la lettre A Le conduit pilote l OA est raccordé à la soupape d'activation 12 A montée dans la dé- 251803 J -7- rivation 4 A du second organe de réglage 13 A La connexion prioritaire de la direction par rapport au second organe du réglage s'effectue à travers la dérivation directe 3 A Tant que dans ce dispositif, la pres- sion maximale statique de la soupape de limitation de la pression 18 A n'est pas atteinte pour la pompe 2 A, la pression peut être réglée à travers la soupape de direction 6 A, de telle manière que la soupape de régulation de la pression 5 soit commandée de la même manière que sur le dispositif des fig 1 et 2 Lorsque la pression maximale statique de la soupape de régulation de la pression 18 A est atteinte, aucune huile sous pression, provenant de la soupape de limitation de la pression 18 A, ne peut plus s'écouler en direction de la soupape de direction 6 A au travers du conduit pilote l OA, de sorte qu'une régulation de la presion n'est plus possible Par une modification appropriée de la soupape de régulation de la pression 5 A ménagée entre la dérivation 3 A et le con- duit pilote l OA, on peut tout de même assurer la présence d'un courant pilote assurant la régulation de la pression dans la direction, et ceci dans n'importe quelle situation Pour cette raison, un ressort 27, agis- sant sur le piston 21 A, ainsi qu'un étranglement 28, ménagé dans ce pis- ton, sont prévus comme le montre la fig 4 Le piston 21 A, soumis à la contrainte engendrée par le ressort, est commandé par la différence de pression au niveau de l'étranglement 28 Grâce à la présence de cet étranglement 28 disposé en aval de la rampe de commande 26 A du piston 21 A, un courant minimal est assuré pour commander la direction et la haute pression agissant sur le second organe de réglage et détourné du circuit de direction. Dans la position neutre de la soupape d'activation 12 A représentée par la fig 3, la totalité du courant à vide de la pompe 2 A s'écoule à tra- vers le conduit pilote 11 A et à travers la soupape de direction 6 A, éga- lement dans sa position neutre, vers le conduit de retour 15 A Etant donné qu'aucune pression ne peut apparaître dans la dérivation 3 A, la soupape de régulation de la pression 5 A est ouverte par l'action du res- sort 27 Si la soupape d'activation 12 A est par exemple décalée vers la gauche, la chambre de pression droite de l'organe de réglage 13 A est mise sous pression, tandis que l'huile du circuit hydraulique se trou- vant dans la chambre de pression gauche est refoulée à travers la sou- pape 12 A et le conduit pilote vers le carter à huile Etant donné que la dérivation 3 A est soumise à la pression du second organe de ré- glage, la rampe de commande 26 A de la-soupape de régulation de la pres- sion 5 A est fermée Par conséquent, cette pression ne peut pas être ré- percutée sur la soupape de direction 6 A Lors d'un déplacement simultané de la direction engendrant un déplacement de la soupape de direction 6 A, cette dernière règle la pression dans le conduit pilote l OA, de telle ma- nière que le piston 21 A de la soupape de régulation de la pression 5 A se déplace vers sa position d'ouverture Les forces engendrées par cette pression et par le ressort 27 agissent sur le piston 21 A et sont respon- sables de la force opposée à celle exercée par la pression active en- gendrée dans la chambre de pression correspondante du dispositif de ré- glage 7 A et agissant à travers la soupape de direction 6 A. Si une surcharge de l'organe de réglage 13 A agit sur la soupape de surpression 18 A, la soupape d'activation 12 A empêche, comme mention- né précédemment, toute circulation du courant pilote dans le conduit l OA Dans ce cas, un courant pilote s'instaure à travers le conduit 3 A et l'étranglement 28 vers la soupape de direction. Si les pressions maximales statiques du circuit du second organe et du circuit de direction sont identiques, alors la soupape de surpression 18 A est suffisante pour l'ensemble de l'installation Toutefois, si la pression statique maximale est inférieure dans le circuit de direction, le conduit pilote l OA doit comporter une soupape de surpression auxi- liaire 180 A pour assurer la sécurité de ce circuit. Il est à noter que la présente invention ne s'applique pas uniquement aux installations de directions hydrostatiques, mais également, comme le montre la fig 5, sur des directions assistées comportant une liai- son mécanique entre le volant de direction et les roues directrices, cette liaison s'effectuant au moyen d'une boite de direction et des tringles de couplage indiquées par la référence 29. 18030 Revendications 1 Dispositif de commande pour deux organes de réglage hydrauliques ali- mentés par une pompe à haute pression et montés chacun sur une dériva- tion du fluide sous pression, dans lequel le premier organe de réglage est une direction assistée pour véhicule utilitaire alimentée à tra- vers une soupape de direction, une des dérivations du courant de fluide actif étant directement raccordée à la soupape de direction, l'autre déri- vation étant agencée pour amener le fluide restant à travers une soupape de dérivation et une soupape d'activation vers le second organe de ré- glage, tel que par exemple un organe de levée ou de réglage de la course d'un élément mobile, un conduit pilote étant raccordé à la sou- pape de dérivation pour régler la pression de travail de la soupape de direction, ce conduit pilote étant raccordé à un réservoir à huile dans la position neutre de la soupape de direction et le courant actif étant arrêté, alors que le conduit pilote est obturé lorsque la soupape de di- rection se trouve dans une position de travail et la dérivation corres- pondant au courant actif dirigé sur le premier organe de réglage étant ouverte, ce qui engendre une diminution correspondante du courant actif dirigé vers le second organe de réglage, caractérisé en ce qu'il com- porte une soupape de régulation de la pression ( 5) servant de balance de pression, connectée entre la dérivation ( 3) directement raccordée à la soupape de direction ( 6) et le conduit pilote ( 10), cette soupape étant agencée pour régler la pression de travail de la direction assistée. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une cham- bre ( 19), disposée à l'avant de l'une des faces frontales ( 20) d'un pis- ton ( 21) de la soupape de régulation de la pression ( 5), est raccordée au conduit pilote ( 10) et en ce qu'une chambre ( 23), disposée à l'avant de l'autre Face frontale ( 22) du piston ( 21), est raccordée à la direc- tion assistée à travers un segment de conduit ( 30) pour assurer l'ali- mentation en fluide actif de cette direction. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caracté- risé en ce qu'il comporte une soupape de retenue ( 24) montée dans un alésage du piston ( 21) et agencée pour s'ouvrir selon un sens du conduit pilote ( 10). 18030 _ 10 - 4 Dispositif de commande pour deux organes de réglage hydrauliques ali- mentés par une pompe à haute pression et montés chacun sur une dériva- tion du fluide sous pression, dans lequel le premier organe de réglage est une direction assistée pour véhicule utilitaire alimentée à travers une soupape de direction, une des dérivations du courant du fluide actif étant directement raccordée à la soupape de direction, l'autre dériva- tion étant agencée pour amener le fluide de travail vers un second orga- ne de réglage, tel que par exemple un organe de levée ou de réglage de la course d'un élément mobile du véhicule, un conduit pilote étant raccordé à la direction assistée pour régler sa pression de travail, ce conduit pilote étant raccordé à un réservoir à huile dans la position neutre de la soupape de direction, et le courant actif étant arrêté alors que le conduit pilote est obturé et la dérivation correspondant au courant actif dirigé sur le premier organe de réglage étant ouverte lorsque la soupape de direction se trouve dans une position de travail, ce qui engendre une diminution correspondante du courant actif résiduel dirigé sur le second organe de réglage, caractérisé en ce que le conduit pilote ( 1 OA) est raccordé à la soupape d'activation ( 12 A) du second or- gane de réglage ( 13 A), de sorte que, lorsque la soupape de direction ( 6 A) et la soupape d'activation ( 12 A) se trouvent dans leur position neutre, tout le courant du fluide de travail est dérivé par le conduit pilote (l A),et en ce qu'il comporte une soupape de régulation de la pression ( 5 A) connectée entre la dérivation ( 3 A) raccordée à la soupape de direction ( 6 A) et le conduit pilote ( 10 A), cette soupape étant agen- cée pour régler la pression de travail de la direction assistée. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre ( 19 A) disposée à l'avant de l'une des faces frontales ( 20 A) d'un piston ( 21 A) de la soupape de régulation de la pression ( 5 A), cette chambre étant raccordée au conduit pilote ( 1 OA), une chambre ( 23 A) disposée à l'avant de l'autre face frontale ( 22 A) du piston ( 21 A), cette chambre étant raccordée à la direction assistée à travers un segment de conduit ( 30 A) de la dérivation ( 3 A) pour assurer l'alimentation en fluide actif de cette direction, et en ce que le pis- ton ( 21 A) comporte un étranglement ( 28) pour raccorder le segment de de conduit ( 30 A) au conduit pilote ( 10 A). '803 il - 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications i ou 4, caracté- risé en ce que le circuit d'huile de la direction assistée et celui de l'autre organe hydraulique, sont équipés chacun d'une-soupape de sur- pression réglée différemment '180, respectivement 18, 180 A, respective- ment 18 A).