Brevet FR2549437A1 — publié le 19850125

SYSTEME HYDRAULIQUE DE DIRECTION POUR VEHICULES A MOTEUR . La présente invention concerne un système hydraulique de direction pour véhicules à moteur, notamment pour des véhicules agricoles ou pour des véhicules de chantier, comportant un mécanisme de direction actionné par un volant et relié par une liaison articulée à un essieu directeur d'un premier dispositif de direction, un second dispositif de direction agencé pour réduire le rayon de braquage obtenu au moyen du premier dispositif de direction, des cylindres d'actionnement respectifs du premier et du second dispositif de direction, ces cylindres étant activés par une soupape de direction commandée par les mouvements du volant. On connait déjà, par le brevet britannique No 1 095 550, une direction agissant sur toutes les roues, dans laquelle l'essieu avant ou l'essieu arrière est raccordé par une barre à un bras du mécanisme de direction. Tandis que l'un des essieux directeurs est relié mécaniquement à un volant, qui assure une synchronisation du mouvement des roues directrices avec le mouvement de commande, il n'y a aucun organe de liaison mécanique entre l'autre essieu directeur et le mécanisme de direction. Pour l'actionnement du second essieu directeur, il y a simplement des conduites hydrauliques qui relient une soupape de commutation actionnée à la main à deux cylindres d'actionnement de la direction de cet essieu.Les véhicules équipés de tels dispositifs auxiliaires de direction sont soumis à des restrictions égales de circulation en ce qui concerne la vitesse maximale admissible du point de vue constructif, limitée par exemple à 50 km/h. Un autre inconvénient est le fait que le passage de la direction par un essieu à la direction par deux essieux nécessite une commutation manuelle. Par conséquent, la présente invention a pour but de fournir un dispositif de direction assistée auxiliaire comportant, en plus des dispositifs hydrauliques de commande et de transmission fournissant la pression hydraulique au cylindre d'actionnement des deux dispositifs de direction, des organes mécaniques de transmission des forces entre le miNcanisme de direction et les roues directrices. En outre3 le pas sage de la direction par un essieu à la direction à deux essieux doit se faire automatiquement dès que le braquage maximal du premier essieu directeur est atteint. Dans ce but, le système hydraulique de direction selon la présente invention est caractérisé en ce que le mécanisme de direction comporte une bielle qui est articulée sur la partie centrale d'un levier intermédiaire à deux bras, en ce que le premier bras dudit levier intermédiaire est relié au premier dispositif de direction par une tringlerie d'actionnement, en ce que le second bras dudit levier intermédiaire est raccordé à un levier directionnel du second dispositif de direction, et en ce que, dans le domaine de braquage du premier dispositif de direction, le second dispositif de direction est verrouillé en position toutdroit par un dispositif de verrouillage actionné hydrauliquement. Ainsi, lorsqu'on tourne le volent, le levier intermédiaire agit d'abord par son premier bras sur le premier dispositif de direction tant qu'on reste dans le domaine de braquage de ce-premier dispositif, tandis que le second dispositif de direction est verrouillé en position toutdroit. Le second bras du levier intermédiaire s'appuie alors sur une barre du second dispositif de direction, cette barre lui servant de point fixe. Lorsqu'on atteint le braquage maximal du premier dispositif de direction, celui-ci est bloqué hydrauliquement, tandis que le second dispositif de direction est déverrouillé. Le premier bras du levier intermédiaire s'appuie alors sur le premier dispositif de direction, qui sert ainsi de point fixe, et le second dispositif de direction se trouve alors actionné par le second bras du levier intermédiaire, de manière à réduire le rayon de braquage du véhicule. Ce système de direction autorise la circulation des véhicules du type mentionné en préambule, par leurs propres moyens et jusqu'à leurs emplacements de travail, à des vitesses qui dépassent 50 Km/h. Selon une forme de réalisation de l'invention, le mécanisme de direction est disposé sur l'élément avant d'un véhicule à châssis articulé, le levier directionnel du châssis articulé, actionné par le levier intermédiaire, est disposé sur l'élément arrière du châssis et ce levier directionnel est raccordé au levier intermédiaire par une barre articulée. Selon une autre-forme de réalisation, le mécanisme de direction est disposé sur l'élément arrière d'un véhicule à chassis articulé, et le levier directionnel du châssis articulé, actionné par le levier inter médiaire, est disposé sur l'élément avant du châssis et il est raccordé directement sur le levier intermédiaire. Dans une autre forme de réalisation, notamment sur un véhicule à châssis rigide, le second dispositif de direction est associé à un essieu arrière directeur. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-dessous de trois exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est un schéma hydraulique pour un véhicule comportant un essieu avant directeur pour le premier dispostif de direction et une articulation du châssis pour le second dispositif de direction, La figure 2 représente la tringlerie d'une direction correspondant à la figure 1, le mécanisme de direction étant monté sur l'élément avant du châssis articulé, La figure 3 illustre une autre forme de réalisation de la tringlerie de la figure 2, le mécanisme des directions étant monté sur l'élément arrière du châssis articulé, et La figure 4 est une troisième forme de réalisation de la tringlerie, en combinaison avec un essieu avant directeur et un essieu arrière directeur. Le système de direction selon les figures 1 et 2 comporte une soupape de direction 3 mobile vers deux directions pour le braquage, en fonction du sens de rotation d'un volant 1, une soupape de commutation 13 à deux positions I et 11, une pompe i haute pression 4, un réservoir d'huile 5 et une soupape de limitation de pression 6. Dans la position I de la soupape de commutation 13, pendant un braquage, le flux hydraulique de la pompe à haute pression 4 est dirigé vers les chambres d'un cylindre d'actionnement 7 diun premier dispositif de direction, réalisé sous la forme d'un essieu directeur 8. La liaison entre la soupape de commutation 13 et le cylindre d'actionnement 7 est réalisé par des conduites 14 et 15.D'autres conduites 16 et 17 assurent une liaison entre la soupape de commutation et des cylindres d'actionnement 11 et 12 d'un second dispositif de direction, comprenant une articulation 12 du châssis du véhicule. Dans la position I mentionnée ci-dessus, les conduites 16 et 17 sont bloquées. Dans la position II au contraire, les conduites 14 et 15 correspondant à l'essieu directeur 8 sont bloquées, tandis que les conduites 16 et 17 conduisant aux cylindres 10, 11 de l'articulation du châssis, se trouvent raccordées à la pompe à haute pression 4.La soupape de commutation 13 comporte un tiroir 18 dont l'une des extrémités 20 est pressée par un ressort 21 qui maintient le tiroir dans la position I. a soupape de commutation 13 est combinée avec un dispositif de verrouillage qui agit dans cette position I au moyen d'une tige d'arrêt 22 qui est fixée sur ie- tiroir 18 et qui s'engage dans une encoche 23 d'une coulisse 24. La soupape de commutation 13 et la tige d'arrêt peuvent être montées par exemple sur une partie d'articulation solidaire d'un élément 25 du châssis articulé, la coulisse 24-étant une partie d'articulation d'un élément arrière 26, si bien que l'articulation 12-du châssis est verrouillée mécaniquement en position toutdroit. La face frontale 27 du tiroir 18 orientée du côté de la tige d'arrêt délimite une chambre de compression 28 qui est raccordée à une conduite 30 reliant la pompe à haute pression la soupape de direction 3. De même, une chambre de compression 31, délimitée par l'autre surface frontale 20 du tiroir, est raccordée à la conduite 30 à travers un étranglement 32. Ainsi, la pression fournie par la pompe agit sur les deux surfaces frontales du tiroir 18. La soupape de commutation 13 comporte en outre une soupape de décharge 34 qui est reliée au réservoir 5 par une conduite de retour 33. Comme on peut le voir sur la figure.2, dans le domaine de braquage de l'essieu directeur 8, une rotation du volant 1 est transformée par un mécanisme de direction 40 en un déplacement d'un bras de commande 41 appartenant à ce mécanisme. Ce bras est relié à la partie centrale d'un levier intermédiaire 43 à deux bras, grâce à une bielle articulée à ses deux extrémités. Un premier bras 44 du levier intermédiaire 43 est relié à un levier de commande 50 des roues de l'essieu directeur 8, par l'intermédiaire d'un levier de renvoi 46 et de barres articulées 47 et 48. Le second bras 45 est relié à un levier direction nel 52 de l'articulation 12 du châssis par une barre articulée 51. Le fonctionnement du système sera décrit en référence aux figures 1 et 2 qui illustrent la position toutdroit. La soupape de direction 3 se trouve alors en position neutre, dans laquelle le flux hydraulique débité par la pompe 4 dans la conduite 30 retourne au réservoir 5. Si l'on déplace la soupape de direction 3, par exemple vers la droite, par une rotation du volant, le flux hydraulique fourni par la pompe 4 parvient à la chambre inférieure du cylindre d'actionnement 7, en passant par la conduite 30, par la soupape de commutation 13 se trouvant dans sa position I, et par la conduite 14. Le piston du cylindre 7 se déplace vers le haut, en chassant en même temps l'huile qui se trouve dans la chambre supérieure. Cette huile retourne au réservoir 5 en passant par la conduite 15, la soupape de commutation 13 et la soupape de direction 3.Simultanément, une partie de la force exer cée à la main sur le volant 1 se transmet à l'essieu directeur 8 par le mécanisme de direction 40 (figure 2) de la manière suivante. Tant que l'on reste dans le domaine de braquage de l'essieu directeur 8, comme l'articulation 12 se trouve verrouillée par le dispositif de verrouillage 22, 23, 24, le levier intermédiaire 43 s'appuie, par l'intermédiaire de la barre 51, sur- le levier directionnel 52 déterminant ainsi un point fixe, et il effectue un mouvement de rotation vers le haut par rapport à ce point fixe. Ainsi, le déplacement du bras de commande 41 produit un braquage des roues vers la gauche par l'entremise de la tringlerie 47, 46, 48, 50. Quand l'essieu directeur 8 a atteint son angle de braquage maximal, ce braquage est limité par des butées non représentées. Si l'sn tourne encore plus le volant 17 la pression de travail dans le circuit hydrauAique augmente jusqu une valeur maximale délinitée par la soupape de limitation de pression 6. Du fait de la liaison de la conduite 30 avec la chambre 31 de la soupape de commutation 13, la soupape de décharge 34 s'ouvre, ce qui fait tomber la pression dans la chambre 31.L'étranglement 32 détermine une différence de pression entre les deux surfaces frontales 27 et 20, ce qui a pour effet un déplacement du tiroir 18 dans le sens contraire à la poussée du ressort 21, jusqu'à sa position Il. Cette commutation obture les conduites 14 et 15 de 13essieu directeur 8, qui se trouve donc bloqué en position de braquage maximal. Simultanément, les conduites 16 et 17 des cylindres 10 et 11 de l'articulation 12 se trouvent en liaison avec le circuit hydraulique. D'autre part, cette commutation a pour effet de dégager la tige d'arrêt 22 de l'encoche 23 de la coulisse 24, ce qui supprime le verrouillage de l'articulation 12 du châssis.Dès que cette articulation 12 n'est plus en position toutdroit, la coulisse 24 pivote et la tige d'arrêt 22 s'appuie contre le contour sensiblement semi-circulaire de cette coulisse, de sorte que le tiroir 18 de la soupape de commutation 13 est maintenu mécaniquement dans sa position II même en cas de chute de la pression hydraulique. Dans cette position, la pression hydraulique se transmet par la conduite 16 dans la chambre de gauche du cylindre 11 et dans la chambre droite du cylindre 10. Simultanément, le volume d'huile chassé de la chambre de droite du cylindre 11 et de la chambre de gauche du cylindre 10 retourne au réservoir par la conduite 17, la soupape de direction 3 déplacée vers la droite et la conduite de retour 33.Grâce à l'angulation de l'articulation 12 du châssis, par laquelle l'élément avant 25 tourne par rapport à l'élément arrière, vers la gauche quand on regarde dans le sens de la marche, le rayon de braquage est réduit par rapport au rayon minimal obtenu par le braquage à fond de l'essieu directeur 8, jusqu'à ce qu'on atteigne le braquage maximal de l'articulation 12. Le fonctionnement de la partie mécanique de la direction assistée fonctionne comme suit. Une fois que l'articulation 12 est libérée du verrouillage 22, 23, 24, l'essieu directeur 8 se trouve bloqué hydrauliquement en position de braquage maximal, comme mentionné précédemment. Dans le domaine de braquage de l'articulation 12, le levier intermédiaire 43 s'appuie donc sur le levier 50 de commande des roues, par l'intermédiaire des barres 47 et 48 et du levier de renvoi 46. Le le vier intermédiaire 43 effectue ainsi un mouvement de rotation autour du point d'articulation du bras 44, servant alors de point fixe, de sorte que tout déplacement supplémentaire de la bielle 42 vers le haut (dans le sens de la figure 2),tire vers le haut la barre articulée 51. La force exercée manuellement sur le volant 1 agit donc sur l'articulation 12 du châssis dans le même sens de braquage que la partie hydaulique. Dans le domaine de braquage de l'articulation 12, la soupape de commu station 13 reste dans se position II jusqu'à ce que l'articulation 12 soit revenue en position toutdroit. A ce moment, le tiroir 18 est repoussé par la force du ressort 21 vers sa position I, dans laquelle la tige d'arrêt 22 s'engage dans l'encoche 23 de la coulisse. L'articulation 12 est de nouveau bloquée et le braquage n'est plus déterminé que par l'essieu directeur 8. Avec le système de direction selon l'invention, on ne dirige le véhi- cule qu'avec l'essieu directeur dans le domaine de braquage de celuici. Ainsi, le véhicule présente les caractéristiques de conduite et de marche d'une direction par l'essieu avant, qui est avantageuse sur la route. Ce n'est que lorsqu'on atteint le braquage maximal de l'es- sieu directeur 8 qu'une rotation supplémentaire du volant 1 produit automatiquement un braquage supplémentaire par l'articulation 12 du châssis. En cas de défaillance éventuelle du circuit hydraulique, la force exercée manuellement sur le volant n'est transmise qu'à l'essieu directeur 8. Tandis que, dans la forme de réalisation de la figure 2, le mécanisme de direction 40 et le siège du conducteur (non représenté) sont disposés sur l'élément avant 25 du châssis, dans le cas de la figure 3 le mécanisme de direction est disposé sur l'élément arrière 26. Dans ce cas, le premier bras 44 du levier intermédiaire 43 est articulé directement sur-un levier directionnel 52 A de l'élément avant 25. Enfin, la figure 4 représente une forme de réalisation pour un véhicule à châssis rigide 35. Le second dispositif de direction est rssalisS ici sous la forme d'un essieu arrière directeur 36. Dans ce cas, la tige d'arrêt 22 de la soupape de commutation 13 s'engage dans une coulisse rectiligne 37 qui se déplace transversalement à l'axe du véhicule. Un cylindre d'actionnement 38 est utilisé pour l'assistance hydraulique. Tous les autres éléments du dispositif sont essentiellement identiques à ceux des figures 1 et 2 au point de vue constructif et fonctionnel. Revendications 1. Système hydraulique de direction pour véhicules à moteur, notamment pour des véhicules agricoles ou des véhicules de chantier, comportant un mécanisme de direction actionné par un volant et relié par une liaison articulée à un essieu directeur d'un premier dispositif de direction, un second dispositif de direction, agencé pour réduire le rayon de braquage obtenu au moyen du premier dispositif de direction, des cylindres d'actionnement respectifs du premier et du second dispositif de direction, ces cylindres étant activés par une soupape de direction commandée par les mouvements du volant, caractérisé en ce que - le mécanisme de direction (40) comporte une bielle (42) qui est arti culée sur la partie centrale d'un levier intermédiaire (43) à deux bras, - le premier bras (44) dudit levier intermédiaire (43) est relié au pre mier dispositif de direction par une tringlerie d'actionnement (47, 48), - le second bras (45) dudit levier intermédiaire (43) est raccordé àun levier directionnel (52, 52 A) du second dispositif de direction, - dans le domaine de braquage du premier dispositif de direction, le second dispositif de direction est verrouillé en position toutdroit par un dispositif de verrouillage actionné hydrauliquement. 2. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de direction (40) est disposé sur l'élément avant (25) d'un véhicule à châssis articulé, en ce que le levier directionnel (52) du châssis articulé, actionné par le levier intermédiaire (43) est disposé sur l'élément arrière (26) du châssis, et en ce que ce levier directionnel (52) est raccordé au levier intermédiaire (43) par une barre articulée (51). 3. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu le mdcanlsmc de direction (40) est disposé sur l'élémnt arrière (26) d'un véhicule à châssis articulé, et en ce que le levier directionnel (52 A) du châssis articulé, actionné par le levier intermédiaire (43), est disposé sur l'élément avant (26) du châssis et il est raccordé directement sur le levier intermédiaire (43). 4. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second dispositif de direction est associé à un essieu arrière directeur (36).