Brevet FR2722264A1 — publié le 19960112

L'invention concerne une soupape d'amortissement installée dans des parties de raccordement de canalisations hydrauliques, notamment des canalisations hydrauliques, qui relient un servomoteur, agencé sous la forme d'un mécanisme de refoulement hydraulique d'une unité de servocommande, à une servo-soupape, et comportant une partie de support de soupape en forme de disque perforé, dont les trous, qui sont traversés par le fluide hydraulique, peuvent être commandés au moyen des petits diaphragmes élastiques de soupape et/ou de plateaux de soupape suspendus sur ressort, retenus frontalement par des tiges sur la partie de support. Pour maintenir à une faible valeur les forces devant être appliquées par le conducteur d'un véhicule automobile lors de l'actionnement de la direction du véhicule, des véhicules actuels sont équipés habituellement d'une direction assistée, qui, au moins dans le cas de voitures de tourisme, travaille de façon typique avec une force hydraulique auxiliaire. A cet égard, il est connu d'après la demande de brevet allemand publiée sous le N 40 29 156 de faire agir une unité à piston et cylindre à double effet, servant à produire la force hydraulique auxiliaire, également en tant qu'amortisseur de direction, par le fait que des éléments d'amortissement sont disposés dans les canalisations qui s'étendent entre une unité à piston et cylindre et la servo-soupape, au moyen de laquelle l'unité à piston et cylindre peut être reliée, d'une manière commandable, à une source de pression hydraulique ou à un réservoir hydraulique relativement sans pression. L'agencement décrit dans la demande de brevet allemand publiée 40 29 156 est cependant relativement complexe. Il en va de même pour un dispositif décrit dans la demande de brevet allemand publiée sous le N 41 06 310, et qui est identique dans son principe. Conformément à la demande de brevet allemand antérieure P 43 23 179.9 non publiée antérieurement, il a déjà été proposé de disposer les soupapes d'amortissement sur une partie de support de soupape en forme de disque perforé et dont les trous, qui sont traversés par un fluide hydraulique, peuvent être commandés au moyen de diaphragme de soupape et/ou de plateaux de soupape suspendus sur ressort, qui sont retenus frontalement par des tiges sur la partie de support de la soupape. Il est prévu. de serrer la partie de support de la soupape en forme de disque perforé à la manière d'une bague d'entretoisement ou d'un disque-entretoise entre une surface de support d'une tubulure de raccordement, qui est disposée sur le boîtier de la servo-soupape de l'unité de refoulement ou à piston et cylindre, et une surface de support antagoniste de la partie de raccordement, pouvant être reliée à la tubulure de raccordement, de la canalisation. Cette disposition permet de simplifier grandement le montage. D'après la demande de brevet allemand DE 78 12 642 U1, on connaît une soupape anti-retour, qui est prévu.e notamment en tant que soupape d'aération ou de désaération pour des réservoirs de carburant. Cette soupape possède un boîtier formé de deux éléments, qui est disposé entre deux parties de canalisation et dont une moitié doit être reliée à une partie de canalisation et l'autre moitié à l'autre partie de canalisation, les moyens de liaison n'étant pas représentés de façon détaillée. Lors de l'assemblage des parties du boîtier, on insère entre ces dernières une membrane annulaire de telle sorte que sa périphérie extérieure soit maintenue fermement dans une gorge annulaire circonférentielle aménagée dans le boîtier et qui subsiste entre les moitiés du boîtier. Cette membrane annulaire coopère avec un insert agencé sous la forme d'un corps formant siège de soupape et qui est ancré de façon fixe et imperdable dans une moitié du boîtier. Dans le cas de ce dispositif connu, on peut imaginer un montage défectueux. D'une part lors de l'assemblage des moitiés du boîtier, on peut oublier d'insérer la membrane annulaire entre les moitiés du boîtier. D'autre part, un montage du boîtier dans un mauvais sens entre les parties de canalisation est possible. L'invention a pour but de perfectionner une soupape d'amortissement du type indiqué plus haut. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que la partie de support de la soupape est montée fixe ou de façon imperdable sur l'élément de raccordement, situé du côté de la canalisation, de la canalisation hydraulique respective et tous les petits diaphragmes de soupape et/ou tous les plateaux de soupape sont disposés d'une manière imperdable sur la partie de support. L'invention est basée sur l'idée générale consistant à intégrer des soupapes d'amortissement dans les éléments de raccordement, présents sur les canalisations hydrauliques, de telle sorte que les soupapes soient reliées de façon imperdable aux éléments de raccordement et soient disposées nécessairement correctement lors du montage du système hydraulique. Conformément à une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, la partie de raccordement est agencée essentiellement sous la forme d'un pot cylindrique, à la manière d'une vis creuse, comportant une ouverture située au niveau d'une extrémité frontale et des ouvertures radiales distantes axialement de cette ouverture et qui sont disposées axialement entre un filetage extérieur et une bride radiale ou analogue, disposée sur l'autre extrémité frontale, et communiquent, par l'intermédiaire des ouvertures de la partie de support de la soupape, avec l'ouverture frontale. De tels éléments de raccordement peuvent être combinés à des canalisations hydrauliques, qui sont équipées, au niveau de leurs extrémités, d'anneaux pouvant être emmanchés sur les éléments de raccordement et qui peuvent posséder une gorge annulaire ouverte en direction de la périphérie intérieure de l'anneau et qui communiquent avec la canalisation hydraulique, et peuvent communiquer par l'intermédiaire de cette gorge annulaire avec les ouvertures radiales de l'élément de raccordement. Lors du montage du système hydraulique, les éléments de raccordement servent de vis de retenue pour les anneaux indiqués précédemment, auquel cas on dispose des bagues d'étanchéité sur les deux faces frontales de l'anneau pour étanchéifier d'une part la fente entre l'anneau et la bride de l'élément de raccordement et d'autre part la fente entre l'anneau et le boîtier, relié à la canalisation hydraulique, de la partie hydraulique respective du système - par exemple la servo-soupape ou le servomoteur. Conformément à une forme de réalisation particulièrement préférée, l'élément de raccordement peut être formé par la réunion, notamment par soudage, essentiellement de deux parties, dont l'une forme l'extrémité, formée axialement, de l'élément de raccordement et dont l'autre est réalisée d'un seul tenant avec le support de soupape en forme de disque perforé. Selon une autre caractéristique de l'invention, sur la partie de support de la soupape est disposée une tige centrale axiale, qui retient, sur une face frontale de la partie de support de la soupape, un ou plusieurs petits diaphragmes de soupape, qui coopèrent avec les ouvertures de la partie de support de la soupape, et forment, sur l'autre face frontale de la partie de support de la soupape, un embout axial, sur lequel un corps de soupape en forme de plaque annulaire, qui coopère avec les ouvertures de la partie de support de la soupape, est guidé en translation, et dans lequel est disposé un ressort hélicoïdal de pression qui pousse sur la partie de support de la soupape et prend appui sur une bride ou sur la tête de l'embout. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'embout possède un diamètre supérieur à celui de la partie de la tige, qui est logée dans le perçage central de la partie de support de la soupape. Selon une autre caractéristique de l'invention, une extrémité de la tige est réalisée à la manière d'un rivet, qui retient la ou les petits diaphragmes de soupape. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rivet retient un disque annulaire, qui serre axialement le ou les petits diaphragmes de soupape en coopération avec la partie médiane de la partie de support de la soupape. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tige est retenue dans un perçage central de la partie de support de la soupape par une pince élastique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie de raccordement est constituée par l'assemblage, notamment par soudage, essentiellement de deux éléments, dont l'un forme l'extrémité, fermée axialement, de l'élément de raccordement et dont l'autre est relié ou réalisé d'un seul tenant avec la partie de support de la soupape. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie de raccordement ou au moins l'un des éléments constituant l'élément de raccordement et/ou la partie de support de la soupape sont fabriqués selon la métallurgie des poudres. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie de raccordement est agencée sous la forme d'une partie formant bride, sur laquelle peuvent être retenues la ou les canalisations hydrauliques. Selon une autre caractéristique de l'invention, une autre soupape d'amortissement est disposée en parallèle avec la première soupape d'amortissement dans la partie de raccordement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie formant bride est fixée à un élément de bride, qui est utilisé pour sa part pour la fixation sur un mécanisme hydraulique. Selon une application caractéristique de l'invention, celle-ci est montée sur la servo-soupape d'une direction assistée d'un véhicule automobile. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue d'ensemble schématique d'une direction à crémaillère assistée par un servomoteur hydraulique; - les figures 2 à 5 représentent des vues en coupe de différents éléments de raccordement en forme de vis creuse pour les canalisations hydrauliques reliant la servo-soupape et le servomoteur; et - les figures 6 et 7 représentent des coupes d'éléments de raccordement en forme de brides. Conformément à la figure 1, une crémaillère 1, qui est reliée de façon connue aux roues orientables d'un véhicule automobile non représenté par ailleurs, par l'intermédiaire de bielles de connexion et d'autres tringleries de direction, est entraînée par un pignon 3, qui pour sa part est couplé selon une liaison motrice au volant de direction 4 du véhicule automobile. La transmission d'entraînement entre le volant de direction 4 et le pignon 3 actionne une servo-soupape hydraulique 5 en fonction du sens et de l'amplitude des couples transmis entre le volant de direction 4 et le pignon 3. La servo-soupape 5 est reliée pour sa part d'une part par l'intermédiaire de canalisations 6 à une source non représentée d'huile sous pression ainsi qu'à un réservoir d'huile relativement sans pression, également non représenté, et d'autre part par l'intermédiaire de canalisations 7 aux chambres de travail d'une unité à piston et cylindre 8 à double effet, prévue en tant que servomoteur et dont la tige de piston est reliée en général fermement ou d'un seul tenant à la crémaillère 1, dans l'exemple représenté. A l'aide de la servo-soupape 5, on peut produire, dans les deux chambres de l'unité à piston et cylindre 8, une différence de pression qui dépend du couple transmis entre le volant de direction 4 et le pignon 3, de sorte que les forces de braquage, qui doivent être appliquées par le conducteur au volant 4, sont maintenues à une faible valeur en raison de la force hydraulique auxiliaire produite par la différence de pression. En outre, l'unité à piston et cylindre 8 assume la fonction d'amortisseur de direction. A cet effet, dans les raccords des canalisations 7, qui sont situés du côté du cylindre et/ou du côté de la servo-soupape, sont prévues des soupapes d'amortissement, dont la disposition et l'agencement vont être expliqués ci-après en référence aux figures 2 à 5. Conformément à la figure 2, dans le boîtier de la servo-soupape 5 ou dans l'unité à piston et cylindre 8 (voir figure 1) est aménagée une ouverture de raccordement 9 comportant un taraudage, dans lequel on peut visser un élément de raccordement en forme de vis creuse 10 de la canalisation devant être raccordée 7, qui porte un filetage extérieur 11. La canalisation 7 possède, sur son extrémité devant être réunie à l'élément de raccordement 10, un anneau 12 pouvant être emmanché sur l'élément de raccordement 10 et comportant une gorge annulaire 13 qui s'ouvre en direction de la périphérie intérieure et qui communique, par l'intermédiaire d'une ouverture aménagée dans l'anneau 12, avec la canalisation 7. A l'état monté, sur la face frontale de cet anneau 12 sont disposées des bagues d'étanchéité 14, qui ferment de façon étanche les fentes entre l'anneau 12 et le boîtier comportant l'ouverture de raccordement 9 ou une bride 15 disposée dans l'élément de raccordement 10. Des ouvertures radiales 16 sont ménagées dans l'élément de raccordement 10, au voisinage de la gorge annulaire 13 de l'anneau 12 de sorte que la canalisation 7 peut communiquer, par l'intermédiaire de la gorge annulaire 13 et des ouvertures radiales indiquées 16, avec l'espace intérieur de l'élément de raccordement en forme de vis creuse 10 et par conséquent avec l'ouverture de raccordement 9, qui est reliée à l'espace intérieur de l'élément de raccordement 10 par l'intermédiaire de l'ouverture frontale 17 de ce dernier. Une partie de support 18 de la soupape en forme de disque perforé est retenue fermement, par exemple au moyen d'un ajustement serré, dans l'élément de raccordement 10, et ce axialement entre l'ouverture frontale 17 et les ouvertures radiales 16. Dans un perçage axial central de la partie de support 18 de la soupape est disposée une tige 19, qui forme, sur le côté de la partie de support 18 de la soupape, qui est tourné vers les ouvertures radiales 16, un embout 19' qui est épaissi par rapport au diamètre de l'ouverture centrale de la partie de support 18 de la soupape et possède une tête en forme de bride. Un corps de soupape en forme de disque annulaire 20 est guidé de manière à pouvoir glisser sur l'embout 19', au moyen d'une barrette annulaire cylindrique formée par moulage sur son pourtour intérieur, auquel cas un ressort hélicoïdal de pression 21, qui est serré entre la tête en forme de bride de l'embout 19' et la partie en forme de disque annulaire du corps de soupape 20, tend à repousser le corps de soupape 20 contre la face frontale, supérieure sur la figure 1, de la partie de support 18 de la soupape. Sur l'autre face frontale de la partie de support 18 de la soupape, la tige 19 retient, au moyen d'une tête en forme de rivet ou d'une bride, un disque annulaire 22 ainsi qu'un petit diaphragme élastique de soupape 23, serré axialement entre le disque annulaire 22 et la face frontale voisine de la partie de support 18 de la soupape. Le corps de soupape 20 ainsi que les petits diaphragmes de soupape 23 coopèrent avec des perçages axiaux 24 aménagés dans la partie de support 18 de la soupape et dont les ouvertures sont disposées ou agencées de telle sorte que, même lorsque le corps de soupape 20 et les petits diaphragmes de soupape 23 s'appliquent en position fermée sur la partie de support 18 de la soupape, une section transversale résiduelle reste encore libre pour le passage de l'huile sous pression. En fonction du sens d'écoulement de l'huile sous pression, soit le corps de soupape 20, soit les petits diaphragmes de soupape 23 occupent leur position finale, de sorte qu'il apparaît une résistance d'étranglement, qui dépend du sens d'écoulement et qui tend à amortir des déplacements de l'huile sous pression. Grâce à un dimensionnement des sections transversales des perçages axiaux 24 ainsi que grâce à l'agencement de leurs ouvertures, aux caractéristiques élastiques et au nombre des petits diaphragmes de soupape 23 et à la force du ressort hélicoïdal de pression 21, on peut obtenir un effet d'amortissement désiré. On peut en outre influer sur les caractéristiques d'élasticité ou de flexion des petits diaphragmes 23 grâce au choix du diamètre du disque annulaire 22, qui cependant peut être éventuellement également supprimé, lorsque l'extrémité inférieure, sur la figure 2, de la tige 19 retient directement les petits diaphragmes 23. Dans la forme de réalisation de la figure 3 il est prévu que la tige 19 soit retenue au moyen d'une pince élastique 25, qui peut être insérée dans une gorge annulaire, prévue à cet effet dans l'extrémité inférieure de la tige 19, et possède essentiellement une forme de C lorsqu'on regarde dans la direction axiale de la tige 19. Par ailleurs, la pince élastique 25 est agencée de telle sorte qu'elle soit serrée à la manière d'un ressort Belleville contre les petits diaphragmes 23 de la soupape, dans la direction axiale de la tige 19. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 4 et 5, l'élément de raccordement 10 est formé par l'assemblage de deux éléments, qui sont représentés séparément sur la figure 4 et à l'état assemblé sur la figure 5. La liaison des deux éléments peut s'effectuer par soudage. Dans cette forme de réalisation, la partie de support 18 de la soupape est réalisée d'un seul tenant avec l'élément partiel 10', qui possède le filetage extérieur 11, de l'élément de raccordement 10. La fabrication peut être exécutée par exemple au moyen d'un procédé de la métallurgie des poudres. L'autre élément partiel 10" peut être fabriqué d'une manière fondalement identique. Par ailleurs, les éléments de raccordement 10 représentés sur les figures 2 et 3 et/ou leur corps de support de soupape 18 peuvent être également fabriqués selon la métallurgie des poudres. Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 6, l'élément de raccordement 10 est agencé sous la forme d'un élément formant bride, et ce de telle sorte que les canalisations 6, 7 (voir figure 1) soient retenues en commun sur le boîtier de la servo-soupape 5. A cet effet, l'élément formant bride 10 possède deux perçages étagés parallèles, dont les sections possédant les diamètres accrus logent respectivement une partie de support 18 de la soupape équipée des éléments de soupape associés, tels qu'ils ont été représentés à titre d'exemple sur les figures 2 à 5. Aux sections possédant un diamètre plus étroit se raccorde respectivement à droite un perçage taraudé, dans lequel les canalisations 6 et 7 peuvent être vissées avec des inserts filetés correspondants 26, un rebord annulaire en forme de bride présent sur les canalisations 6 et 7 ainsi qu'une bague d'étanchéité 27 étant serrés axialement entre les inserts filetés 26 et une partie étagée annulaire dans la zone de jonction entre les perçages taraudés et les perçages, qui s'y raccordent, de la partie de raccordement 10 Pour fermer de façon étanche la partie de raccordement en forme de bride sur le boîtier de la servo-soupape 5, on utilise une rondelle d'étanchéité 28 agencée sous la forme d'une pièce en tôle ou d'une pièce en élastomère. Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 7, la partie de raccordement 10 est formée par moulage sur le boîtier d'une unité hydraulique, par exemple de la servo-soupape 5, et loge la partie de support 18 de la soupape équipée des éléments de soupape. La canalisation 6 ou 7 est retenue dans cet élément de raccordement 10 au moyen de l'insert fileté 26, et à nouveau un rebord annulaire en forme de bride situé sur la canalisation 6 ou 7 est serré d'une manière étanche et axialement, conjointement avec une bague d'étanchéité 27 ou analogue, entre l'insert fileté 26 et une partie étagée annulaire présente sur l'élément de raccordement 10. REVEND I CAT IONS 1. Soupape d'amortissement installée dans des parties de raccordement de canalisations hydrauliques, notamment des canalisations hydrauliques, qui relient un servomoteur, agencé sous la forme d'un mécanisme de refoulement hydraulique d'une unité de servocommande, à une servo- soupape, et comportant une partie de support de soupape en forme de disque perforé, dont les trous, qui sont traversés par le fluide hydraulique, peuvent être commandés au moyen de petits diaphragmes élastiques de soupape et/ou de plateaux de soupape suspendus sur ressort, retenus frontalement par des tiges sur la partie de support, caractérisée en ce que la partie de support (18) de la soupape est montée fixe ou de façon imperdable sur l'élément de raccordement (10), situé du côté de la canalisation, de la canalisation hydraulique respective (7) et tous les petits diaphragmes de soupape ( 23) et/ou tous les plateaux de soupape ( 20) sont disposés d'une manière imperdable sur la partie de support (18). 2. Soupape d'amortissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie de raccordement (10) est agencée essentiellement sous la forme d'un pot cylindrique, à la manière d'une vis creuse, comportant une ouverture (17) située au niveau d'une extrémité frontale et des ouvertures radiales (16) distantes axialement de cette ouverture et qui sont disposées axialement entre un filetage extérieur (11) et une bride radiale (15) ou analogue, disposée sur l'autre extrémité frontale, et communiquent, par l'intermédiaire des ouvertures (24) de la partie de support (18) de la soupape, avec l'ouverture frontale (17). 3. Soupape d'amortissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que sur la partie de support (18) de la soupape est disposée une tige centrale axiale (19), qui retient, sur une face frontale de la partie de support (18) de la soupape, un ou plusieurs petits diaphragmes de soupape (23), qui coopèrent avec les ouvertures (24) de la partie de support (18) de la soupape, et forment, sur l'autre face frontale de la partie de support (18) de la soupape, un embout axial (19'), sur lequel un corps de soupape (20) en forme de plaque annulaire, qui coopère avec les ouvertures (24) de la partie de support (18) de la soupape est guidé en translation, et dans lequel est disposé un ressort hélicoïdal de pression (21) qui pousse sur la partie de support (18) de la soupape et prend appui sur une bride ou sur la tête de l'embout (19'). 4. Soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'embout (19') possède un diamètre supérieur à celui de la partie de la tige (19), qui est logée dans le perçage central de la partie de support (18) de la soupape. 5. Soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'une extrémité de la tige (19) est réalisée à la manière d'un rivet, qui retient la ou les petits diaphragmes de soupape (23). 6. Soupape d'amortissement selon la revendication 5, caractérisée en ce que le rivet retient un disque annulaire (22), qui serre axialement le ou les petits diaphragmes de soupape (23) en coopération avec la partie médiane de la partie de support (18) de la soupape. 7. Soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la tige (19) est retenue dans un perçage central de la partie de support (18) de la soupape par une pince élastique (25). 8. Soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la partie de raccordement (10) est constituée par l'assemblage, notamment par soudage, essentiellement de deux éléments (10',10"), dont l'un (10") forme l'extrémité, fermée axialement, de l'élément de raccordement (10) et dont l'autre (10') est relié ou réalisé d'un seul tenant avec la partie de support (18) de la soupape. 9. Soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la partie de raccordement (10) ou au moins l'un des éléments (10', 10") constituant l'élément de raccordement (10) et/ou la partie de support (18) de la soupape sont fabriqués selon la métallurgie des poudres. 10. Soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 7 et 9, caractérisée en ce que la partie de raccordement est agencée sous la forme d'une partie formant bride, sur laquelle peuvent être retenues la ou les canalisations hydrauliques. 11. Soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'une autre soupape d'amortissement est disposée en parallèle avec la première soupape d'amortissement dans la partie de raccordement. 12. Soupape d'amortissement selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que la partie formant bride est fixée à un élément de bride, qui est utilisé pour sa part pour la fixation sur un mécanisme hydraulique. 13. Soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle est montée sur la servo-soupape (5) d'une direction assistée d'un véhicule automobile.