Brevet FR2577188A1 — publié le 19860814

La présente invention concerne une direction assistée hydraulique pour véhicule automobile comportant un vérin d'assistance à double effet dont l'un des éléments, cylindre ou piston, est fixe alors que l'autre est relié à la timonerie de direction, un distributeur à tiroir propre à mettre les chambres du vérin en communication soit avec une source de liquide sous pression, soit avec l'échappement, et des moyens pour déplacer le tiroir du distributeur quand le couple exercé sur le volant atteint un certain seuil. En position de repos, les deux chambres du vérin sont reliées à l'échappement. Lorsque le couple exercé sur le volant atteint le seuil donné, le tiroir du distributeur est déplacé de façon que l'une des chambres du vérin soit reliée à la source de liquide sous pression alors que l'autre chambre reste reliée à ltéchappement. Ce tiroir doit être réalisé de façon que la chambre du vérin qui doit être reliée à la source de liquide sous pression soit préalablement isolée de l'échappement. La phase transitoire pendant laquelle cette chambre est totalement isolée engendre des perturbations de fonctionnement. La presente invention a pour objet une direction assistée hydraulique du type défini précédemment, qui est perfectionnée de manière à supprimer ces perturbations. La direction assistée selon l'invention est caractérisée en ce que le vérin deassistance comporte un conduit ou un passage normalement ouvert reliant directement ses deux chambres et des moyens pour fermer ce conduit ou passage quand l'une desdites chambres est mise en communication avec la source de liquide sous pression. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le piston du vérin comporte un perçage parallèle à son axe et deux clapets dont chacun peut obturer l'une des extrémités du perçage contre l'action d'un ressort de rappel. Le perçage peut comporter un double épaulement interne sur lequel les ressorts de rappel prennent appui en étant disposés de part et d'autre de cet épaulement. On a décrit ci-après, a titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de la direction assistée selon la présente invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Figure 1 représente schématiquement la direction assistée en position de repos; La Figure 2 la montre lorsqu'un couple de faible valeur est appliqué au volant; La Figure 3 la montre lorsque la chambre active du vérin est isolée à la fois de l'échappement et de la source de liquide sous pression; La Figure 4 la montre quand le seuil d'effort est atteint mais que l'assistance n'est pas encore en service; La Figure 5 la montre, l'assistance étant en ser vice;; Les Figures 6a à 6d montrent en fonction du dépla- cement x du vérin respectivement la résistance R du sol au pivotement des roues, le couple C exercé sur le volant, le déplacement D du tiroir du distri buteur par rapport à sa chemise, et la pression P dans la chambre active du vérin d'assistance. On voit à la Figure 1 un volant de direction 1 dont la rotation provoque par un moyen connu non représenté le déplacement longitudinal d'un arbre 2 muni d'un doigt et solidaire de la tige 4 d'un piston 5; celui-ci est monté coulissant dans une bote à ressorts 6 comportant deux ressorts 7 et 8 disposés de part et d'autre du piston 5 La botte à ressorts 6 est solidaire d'un bâti 9 rac- corde par des moyens non représentés à la timonerie de direction du véhicule. Le bâti 9 est également solidaire de la targe 10 du piston 11 d'un vérin fixe 12 d'assistance et de la chemise 13 d'un distributeur hydraulique 14. Dans iralésaq de la chemise 13 peut coulisser un tiroir hydrauliquement équi- libre 15 qui est muni de trois paliers 16, 17 et 18 re- liés par deux tiges 19 et 20 et comporte une tige de commande 21. La chemise 13 et le tiroir 15 définissent ainsi une première chambre 22 comprise entre les paliers 16 et 17 et entourant la tige 19, et une deuxième chambre 23 comprise entre les paliers 17 et 18 et entourant la tige 20. Le doigt 3 est engage dans une rainure 24 de la tige de commande 21, il ne peut ainsi entraîner le tiroir qu'après avoir absorbé le jeu 25. La chemise 13 est percée de conduits radiauCv a sa voir de deux conduits 26 et 27 relies à l'échappement, d'un conduit 28 disposé entre les conduits 26 et 27 et relié à la haute pression, et de deux conduits d'utilisa tion 29 et 30 reliés aux deux chambres du vérin 12, le conduit 29 est disposé entre les conduits 26 et 28 et le conduit 30 entre les conduits 27 et 28. Le piston 11 sépare dans le vérin 12 deux chambres 31 et 32 reliées par des conduits souples 33 aux conduits d'utilisation 29 et 30 du distributeur 14 Celui-ci est agencé de telle sorte que, dans sa position de repose le conduit 28 relié à la haute pression est fermé par le palier 17 et que les deux chambres 31 et 32 du vérin sont reliées aux échappements 26 et 27 par l'intermédiaire des chambres 22 et 23. Le piston ll du vérin est muni d'un perçage 34 parallèle à l'axe, faisant communiquer les chambres 31 et 32. Le perçage 34 comporte un épaulement annulaire central 35 sur lequel prennent appui, de part et l'autre, deux ressorts 36 et 37 qui, au repos, maintiennent en position d'ouverture deux clapets 38 et 39. Le fonctionnement de la direction assistée qui vient d'être décrite est le suivant. Dans une première phase, il y a absorption du jeu 25 et écrasement de l'un des ressorts 7 et 8 (Figure 2). Puis le doigt 3 entraîne la tige de commande 21, donc le tiroir 15 jusqu'S ce que l'un des conduits d'échappement 26 ou 27 soit fermé (Figure 3). Dans une deuxième phase, le tiroir continue de se déplacer dans la chemise 13, le conduit d'échappement étant fermé. Pendant cette deuxième phase qui dure jusqu'à ce que le conduit de haute pression 28 soit sur le point d'être mis en communication avec l'un des conduits d'utilisation 33 (Figure 4), il se forme une dépression dans la chambre 22 ou 23, donc dans la chambre 31 ou 32 du vérin; si cette dépression était maintenue , elle augmenterait le couple à exercer sur le volant. Mais un débit de liquide s'établit dans le perçage 34 et du liquide parvient dans la chambre 22 ou 23 par le conduit 33 correspondant de sorte que cette dépression disparait. Dans une troisième phase, le conduit de haute pression 28 est mis en communication avec l'un des conduits d'utilisation 33, donc avec l'une des chambres actives 31 ou 32 du vérin. Puis, dans une quatrième phase1 il y a fermeture du clapet 38 ou 39 de la chambre active 31 ou 32 du vérin reliée à la haute pression, sous l'effet de cette pres sion (Figure 5 > . Le piston Il se déplace en entrainant la timonerie de direction tant que l'angle au volant augmente, pour atteindre une position d'équilibre lorsque le volant prend une position fixe. Cet équilibre correspond à un couple exercé au volant égal à la valeur de seuil et le tiroir prend une position d'équilibre permettant le maintien de la pression dans la chambre 32 sans débit par le conduit 33, le clapet 39 étant fermé. Lorsque le couple cesse d'être exercé sur le volant, les différents éléments reprennent alors la position qu'ils occupent à la Figure 1. Si les deux clapets 38 et 39 n'existaient pas, la dépression qui, pendant la deuxième phase, se produit dans la chambre 22 ou 23 subsisterait et il en résulterait une augmentation du couple C à exercer sur le volant, comme le montre la courbe en traits mixtes à la Figure 6b. Par ailleurs, sous l'effet de cette dépression, le bâti 9 se déplacerait, ce déplacement ayant lieu vers la droite dans le cas représenté au dessin, ce qui augmenterait le déplacement relatif D du tiroir 15 et de la chemise 13. Lors de l'admission de la haute pression, il s'établirait un débit de fluide plus important pour compenser la dépression dans la chambre active du vérin. Le tiroir qui avait trop avancé dans la chemise reviendrait alors à sa position d'équilibre correspondant aux conditions de régulation, comme indiqué en traits mixtes à la Figure 6c. Enfin, comme il a été mentionné précédemment, la pression P dans la chambre active 31 ou 32 du vérin baisserait lors de la deuxième phase pour reprendre progressivement sa valeur normale pendant les troisième et quatrième phases de fonctionnement (courbe en traits mixtes à la Figure 6d). On voit ainsi que la présence des clapets 38 et 39 dans le piston lî du vérin d'assistance fait disparaitre les perturbations qui se produisent lors des états transitoires. Les Figures 6a et 6d dans lesquelles les courbes en traits pleins sont relatives à la direction selon l'invention le montrent clairement. I1 va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. Revendications 1. Direction assistée hydraulique pour véhicule automobile comportant un vérin d'assistance (11-12) à double effet dont l'un des éléments, cylindre ou piston, est fixe alors que l'autre est relié à la timonerie de direction, un distributeur (13-15) à tiroir propre à mettre les chambres (31 et 32) du vérin en communication soit avec une source de liquide sous pression, soit avec l'echap- -pement, et des moyens pour déplacer le tiroir ( du distributeur quand le couple exercé sur le volant atteint un certain seuil, caractérisée en ce que le vérin d'assistance comporte un conduit ou un passage (34t normalement ouvert reliant directement ses deux chambres (31 et 32) et des moyens (38-39) pour fermer ce conduit ou passage (34) quand l'une desdites chambres (31 et 32) est mise en communication avec la source de liquide sous pression. 2. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston (11) du vérin (12) comporte un perçage (34 > parallèle--à son axe et deux clapets (38 et 39) dont chacun peut obturer l'une des extrémités du perçage contre l'action d'un ressort de rappel (36 ou 37 > . 3. Direction assistée selon la revendication 2, caractérisée en ce que le perçage (34) comporte un double épaulement interne (35) sur lequel les ressorts de rappel (36-37) prennent appui en étant disposés de part et d'autre de cet épaulement. 4. Direction assistée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un bottier à ressorts (6) solidaire de la timonerie de direction et dans lequel peut coulisser un piston (5) relié au volant de direction 1, à l'encontre de l'un ou l'autre de deux ressorts (7 et 8), selon le sens du déplacement. 5 Direction assistée selon l'une es revendications précédentes, caractérisée en ce que le distributeur et constitue par une chemise (13) solidaire de la timonerie de dizmc- tion et dans laquelle est monté coulissant longitudina- lement un tiroir (15) commandé avec un jeu par un doigt (3) relié au volant de direction (1). 6. Direction assistée selon les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le tiroir (15) coopère avec la boite à ressorts (6 > pour déterminer un seuil d'effort pour l'intervention du vérin d'assistance (11-12)