Brevet FR2520064A1 — publié le 19830722

Dispositif de commande hydraulique pour un servomoteur, notamment pour un mécanisme de direction de véhicules. L'invention concerne un dispositif de commande hydrau- lique pour un servomoteur, notamment pour un mécanisme de direction de véhicules, comportant un dispositif de réglage de débit qui possède de préférence un mode de fonctionnement directionnel et qui comporte, entre un raccord de pompe et le raccord correspondant du servomoteur, un débitmètre et un étranglement d'admission, réglable en fonction d'un or- gane d'actionnement et du débitmètre, montés en série. De tels dispositifs de commande hydraulique sont connus par exemple pour les mécanismes de direction DANFOSS de type OSPA et OSPB La constitution de base correspond au brevet DE 12 93 029, d'après lequel deux manchons concentriques servant de tiroirs rotatifs sont disposés dans un alésage du carter, un de ces manchons étant couplé à l'organe d'action- nement et l'autre étant couplé à l'arbre de transmission de sortie d'un moteur à engrenages servant de débitmètre, et l'étranglement d'admission, un étranglement de retour, une soupape directionnelle et une soupape distributrice pour le moteur à engrenages étant formés à l'aide de ces manchons de tiroirs rotatifs Les raccords du servomoteur pour le moteur à engrenages de oes mécanismes de direction peuvent étre couplés directement aux deux côtés du servomoteur En raison de la réaction d'asservisse- ment assurée par le moteur à engrenages, le réglage du ser- vomoteur est proportionnel au réglage de l'organe d'actionne- ment En cas de panne de la pompe d'agent sous pression, le moteur à engrenages peut servir de pompe auxiliaire, de sorte qu'un régime de secours est possible La quantité qui passe dans un débitmètre est limitée Par conséquent la vi- tesse de réglage du servomoteur est limitée. Pour augmenter la vitesse de réglage, il est connu de monter deux débitmètres en parallèle du point de vue hydrau- lique et de les coupler mécaniquement (demande de brevet DE publiée sous le no 19 01 588) Dans ce cas, les débitmêtres agissent comme une pompe de mesure Les étranglements d'ad- mission et de retour sont réglés en fonction de la pression de la pompe de mesure En cas de panne de la pompe d'agent sous pression, une soupape qui court-circuite une des pompes de mesure répond, de sorte que l'autre pompe de mesure ser- vant de pompe auxiliaire peut encore être réglée manuelle- ment Cependant, en raison de la seconde pompe de mesure, ceci nécessite une dépense en moyens techniques supplémen- taire importante En outre, en service de secours, lors de l'actionnement de la pompe auxiliaire, le frottement et la résistance à l'écoulement dans la pompe de mesure non active doivent être surmontés. En outre, il est connu (demande de brevet DE publiée sous le N O 29 32 847 > de monter un circuit de commande et un circuit de travail en parallèle pour alimenter un servomoteur. Dans le circuit de commande, un dispositif de réglage de dé- bit, comportant un débitmètre et un étranglement d'admission, est monté en série avec un étranglement de commande Le cir- cuit de travail comporte un montage en série d'une soupape de non retour, qui se ferme en direction de la pompe d'agent sous pression, et d'un étranglement de travail Les étrangle- ments de commande et de travail sont formés sur un tiroir commun et possèdent des sections transversales de passage proportionnelles entre elles Le tiroir forme simultanément un coemparateur de pression qui commande la soupape de régula- tion de pression et qui maintient la chute de pression aux bornes de l'étranglement de commande égale à la chute de pression aux bornes de l'étranglement de travail De cette manière, à l'aide d'un seul débitmètre on peut amener une quantité d'agent sous pression nettement plus importante au servomoteur, étant donné que la quantité d'agent de travail qui circule dans le circuit de travail est proportionnelle à la quantité d'agent de commande qui circule dans le circuit de commandé Cependant, dans le circuit de -commande il faut un étranglement de commande supplémentaire qui conduit à une. chute de pression plus importante En outre, le tiroir du comparateur de pression doit être conçu pour trois fonctions au total. Le but de la présente invention est de fournir un dispo- sitif de commande hydraulique du type décrit ci-dessus qui, avec une constitution très simple, offre la possibilité d'a- mener au servomoteur une quantité de liquide sous pression plus importante que celle qui correspond à la capacité de passage du débitmètre. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que le raccord de la pompe et chaque raccord du servomoteur sont reliés en supplément par un circuit amplificateur qui comporte, en série, un étranglement amplificateur qui est couplé mécaniquement à l'étranglement d'admission et qui peut être réglé proportionnellement à celui-ci, et un régu- lateur de pression qui maintient la chute de pression aux bornes de l'étranglement amplificateur égale à la chute de pression aux bornes de l'étranglement d'admission. Avec cet agencement, le dispositif de réglage de débit peut, de façon habituelle, être inséré entre la pompe et le servomoteur, étant donné que le circuit amplificateur se trouve entre le raccord de pompe et le raccord du servomoteur. La dépense en moyens techniques supplémentaire pour l'étranglement amplificateur est extrêmement faible, étant donné qu'en raison du couplage mécanique avec l'étranglement d'admission le dispositif de réglage de débit peut être réa- lisé grâce à une mesure simple au niveau de l'organe de ré- glage, par exemple des tiroirs Le dispositif de régulation de pression n'a qu'une seule fonction à remplir et peut par conséquent également avoir une constitution simple Par conséquent, la dépense en moyens techniques globale pour le nouveau dispositif de commande est faible En raison du cou- plage forcé des étranglements d'admission et amplificateur, on obtient également une commande très exacte. Dans un mode de réalisation préféré, le régulateur de pression comporte un point d'étranglement, couplé à un côté de l'étranglement amplificateur, qui est commandé par un com- parateur de pression qui reçoit la pression provenant d'un côté de l'étranglement d'admission et, de l'autre sens, la 1 O pression provenant d'un côté de l'étranglement amplificateur, et les autres côtés des étranglements d'admission et ampli- ficateur sont reliés entre eux Du fait que les étranglements d'admission et amplificateur sont reliés entre eux d'un côté, on peut maintenir la chute de pression égale aux bornes des deux étranglements, par une comparaison de pression de -l'au- tre côté. Notamment, le point d'étranglement commandé par le com- parateur de pression peut être disposé en amont de l'étran- glement amplificateur, le débitmètre être disposé en amont de l'étranglement d'admission, et le raccord du servomoteur peut être couplé aux étranglements d'admission et amplifi- cateur Ceci permet de conserver l'agencement à toute épreu- ve d'un dispositif de réglage de débit fonctionnant notamment de façon directionnelle, dans lequel le débitmètre est dispo- sé en amont de l'étranglement d'admission. Dans le circuit d'amplification doit être prévue une soupape de non retour reliée au raccord de pompe Celle-ci doit être ouverte en fonctionnement normal, mais se ferme lorsque le débitmètre est utilisé comme pompe auxiliaire en cas d'urgence. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion suivante d'un exemple de réalisation préféré mais non limitatif représenté au dessin annexé, dont la figure unique est un schéma du dispositif de commande suivant l'invention. Une pompe 1 d'agent sous pression aspire du liquide sous pression à partir d'un réservoir 2 Sa pression maximale est déterminée par une soupape de surpression 3 Un disposi- tif 4 de réglage de débit comporte un raccord 5 pour la pom- pe et un raccord 6 pour le réservoir, ainsi que deux raccords 7 et 8 pour un servomoteur Ces derniers sont reliés aux deux chambres de pression 9 et 10 d'un servomoteur 11. De façon connue, le dispositif 4 de réglage de débit comporte trois étranglements Dans la position représentée, dans laquelle le piston du servomoteur 11 est déplacé vers la droite, l'étranglement 12 sert d'étranglement d'admission, l'étranglement 13 d'étranglement de retour et l'étranglement 14 d'étranglement de dérivation Ce dernier est monté en pa- rallèle avec une soupape de non retour 15 raccordée au réser- voir 2 Les trois étranglements 12, 13 et 14 sont réglés en commun par un dispositif de commande 16 qui compare la posi- tion d'un organe d'actionnement 17 et celle d'un moteur de mesure 18 Le moteur de mesure 18 est monté en série avec l'étranglement d'admission 12 dans la conduite d'admission 19, tandis que la conduite de retour 20 conduit directement de l'étranglement de retour 13 au raccord 6 du réservoir. Dans la position neutre, l'étranglement de dérivation 14 est complètement ouvert, tandis que les étranglements 12 et 13 sont fermés Dans la position de travail représentée, les étranglements 12 et 13 sont complètement ou partiellement ouverts et, de façon correspondante, l'étranglement 14 est complètement ou partiellement fermé Lors d'une inversion du sens de rotation de l'organe d'actionnement 17, l'étrangle- ment 13 sert d'étranglement d'admission et l'étranglement 12 sert d'étranglement de retour Dans ce but, la borne A du moteur de mesure 18 est reliée au point C du circuit au lieu du point B, et la borne D du moteur est reliée au point E au lieu du point C En outre les points B et F sont reliés entre eux. Suivant la présente invention, le dispositif 4 de régla- ge de débit est complété par la partie de circuit 21 Elle comporte un circuit d'amplification 22 qui s'étend entre le raccord 5 de pompe et un des raccords du servomoteur, le raccord 7 dans le présent mode de fonctionnement Le circuit d'amplification comporte, en série, une soupape de non retour 23 se fermant en direction de la pompe 1, un régulateur de pression 24 et un étranglement amplificateur 25 Ce dernier est couplé mécaniquement au trois étranglements 12, 13 et 14 Sa section transversale de passage varie proportionnelle- ment à la section transversale de passage de l'étranglement 12. Le régulateur de pression maintient la chute de pression aux bornes de l'étranglement amplificateur 25 identique à la chute de pression aux bornes de l'étranglement d'admission 12 Dans ce but, on prévoit un point d'étranglement 27 com- mandé par un comparateur de pression 26 se présentant sous la forme d'un piston Une face frontale 28 du piston reçoit la pression régnant dans une chambre de pression 29 qui com- munique avec la conduite d'admission L'autre face frontale 'est sous l'influence de la pression régnant dans la çham- bre 31 qui est reliée à un côté de l'étranglement amplifica- teur 25 Un ressort de rappel 32, de force peu importante, sert à fermer le point d'étranglement 27 en l'absence de pres- sion d'admission. Lorsque le sens de rotation de l'organe d'actionnement 17 change, la borne supérieure G du circuit d'amplification 22 est séparée du point H et raccordée au point I En outre, la chambre de pression 29 est séparée du point B et raccordée au point E Dans ce cas, l'étranglement 13 sert d'étrangle- ment d'admission et la chute de pression aux bornes de l'é- tranglement ampli-ficateur 25 est maintenue égale à la chute de pression a ses bornes. Le dispositif 4 de réglage de débit fonctionne de façon classique, c'est-à-dire que la quantité mesurée pour le mo- teur de mesure 18 circule en direction du servomoteur ll Etant donné que la chute de pression aux bornes de l'étranglement amplificateur 25 est égale à celle aux bornes de l'étrangle- ment d'admission 12, et étant donné que les sections de pas- sage des deux étranglements varient proportionnellement, le circuit amplificateur 22 est traversé par une quantité de liquide sous pression qui est exactement proportionnelle à celle qui traverse le servomoteur On peut par conséquent faire fonctionner le servomoteur 11 avec une vitesse nette- ment plus importante que celle qui correspond à la quantité qui traverse le moteur de mesure 18; on obtient cependant malgré tout une commande très exacte. Si la pompe 1 entraînée par le moteur tombe en panne, le moteur de mesure 18 sert de pompe auxiliaire lors de la rotation de l'organe d'actionnement 17 Du liquide sous pres- sion est aspiré par la soupape d'aspiration 15 et envoyé au servomoteur 11 Une réunion directe par l'étranglement am- plificateur 25 n'est pas possible en raison de la soupape de non retour 23 Le facteur d'amplification peut être choisi sans difficultés en choisissant le rapport des sections de passage de l'étranglement d'admission et de l'étranglement amplificateur Pour la réalisation pratique, on peut par exemple faire en sorte que le régulateur de pression 24 et la soupape de non retour 23, éventuellement en même temps que la soupape de surpression 3, soient réunis pour former une unité, et qu'elle soit en outre fixée sur le bloc-carter du débitmètre 4 complété par l'étranglement amplificateur 25. Dans le mode de réalisation représenté, dans la posi- tion neutre le raccord 5 de pompe et le raccord 6 du réser- voir sont réunis par l'étranglement de dérivation 14 ("open center") A la place, le raccord 5-de pompe et le raccord 6 du réservoir peuvent également être bloqués dans la position neutre ("closed center") Dans le second mode de réalisation représenté, les deux raccords 7 et 8 du servomoteur sont sépares l'un de l'autre ("non reaction") Cependant, ils peuvent également être reliés dans la position neutre ("reaction") En outre, une commande de la pompe en fonction de la pression de charge ("load sensing") et/ou un ralentis- sement tenant compte de forces extérieures ("power beyond") sont également possibles. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les'variantes. REVENDICATIONS 1 Dispositif de commande hydraulique pour un servomo- teur, notamment pour un mécanisme de direction de véhicules, comportant un dispositif de réglage de débit qui possède de préférence un mode de fonctionnement directionnel et qui comporte, entre un raccord de pompe et le raccord correspon- dant du servomoteur, un débitmètre et un étranglement d'ad- mission, réglable en fonction d'un organe d'actionnement et du débitmêtre, montés en série, caractérisé en ce que le raccord ( 5) de la pompe et chaque raccord ( 7, 8) du servo- moteur sont reliés en supplément par un circuit amplificateur ( 22) qui comporte, en série, un étranglement amplificateur ( 25) qui est couplé mécaniquement à l'étranglement d'admis- sion ( 12) et qui peut être réglé proportionnellement à celui- ci, et un 'régulateur de pression ( 24) qui maintient la chute de pression aux bornes de l'étranglement amplificateur égale à la chute de pression aux bornes de l'étranglement d'admis- sion. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur de pression ( 24) comporte un point d'étranglement ( 27) couplé à un côté de l'étranglement am- plificateur ( 25), qui est commandé par lin comparateur de pres- sion ( 26) qui reçoit la pression régnant d'un côté de l'étran- glement d'admission ( 12) et, dans le sens opposé, la pression régnant d'un côté de l'étranglement amplificateur, et que les autres côtés des étranglements d'admission et amplifica- teur sont reliés entre eux. 3 Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le point d'étranglement ( 27), commandé par le com- parateur de pression ( 26) est monté en amont de l'étrangle- ment amplificateur ( 25) et le débitmètre ( 18) est monté en amont de l'étranglement d'admission ( 12), et que le raccord ( 7) du servomoteur est relié aux étranglements d'admission et amplificateur. 4 Dispositif suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'une soupape de non retour ( 23) se fermant en direction du raccord ( 5) de la pompe est prévue dans le circuit amplificateur ( 22).