Brevet FR2800691A1 — publié le 20010511

La présente invention concerne une direction assistée hydraulique pour des véhicules automobiles, comportant une valve et au moins une conduite hydraulique menant depuis la valve jusqu'aux cylindres d'un servomoteur et présentant un sens d'écoulement principal et un sens d'écoulement de retour, ainsi qu'au moins un amortisseur de direction. On connaît une telle direction assistée, par exemple du document DE 44 23 658 A1. Dans ce cas, une valve d'amortissement est agencée dans un perçage de raccordement hydraulique de dimensions relativement grandes de la servo-valve. La valve d'amortissement est agencée dans une vis creuse qui sert simultanément à raccorder la conduite hydraulique correspondante. La vis creuse, le perçage taraudé associé dans le carter, et l'élément de raccordement qui doit être monté sur la conduite hydraulique sont complexes à fabriquer et à monter. Les grandes surfaces d'étanchéité qui se présentent ici exigent un contrôle qualitatif à 100 % à la fin de l'opération de fabrication. En partant de cette situation, l'objectif sous-jacent à la présente invention est de réaliser une direction assistée comportant un amortisseur de direction, dans laquelle l'amortisseur de direction est réalisé plus simple en ce qui concerne les composants utilisés et moins complexe en ce qui concerne le montage. Cet objectif est atteint par une direction assistée dans laquelle ledit au moins un amortisseur de direction est agencé dans ladite au moins une conduite hydraulique. Grâce au fait que ledit au moins un amortisseur de direction est agencé dans la conduite hydraulique, on réduit l'étanchement de la position de montage de l'amortisseur hydraulique pour le ramener finalement à l'étanchement d'une conduite simple. L'étanchéité est très simple à obtenir à cet emplacement. L'amortisseur de direction lui-même peut être réalisé de manière simple. De plus, lorsque la conduite hydraulique est fabriquée en métal et que l'amortisseur de direction est agencé dans une zone évasée de la conduite hydraulique, la fixation de l'amortisseur de direction dans la conduite est particulièrement simple. En particulier, il peut y être monté en flottement. On peut atteindre un montage particulièrement simple au fait que la zone évasée de la conduite hydraulique est divisible, par exemple à la manière d'une liaison à enfichage, et doit être ouverte pour le montage de l'amortisseur de direction et refermée de façon étanche à la pression après le montage. À cet effet, on peut prévoir un collage ou un vissage, ou encore une liaison par coincement. Lorsque l'amortisseur de direction comprend un corps de base qui est agencé en déplacement le long d'un trajet dans une chambre de travail et qui délimite par une paroi extérieure de la chambre de travail un premier canal susceptible d'être traversé par le fluide hydraulique, on peut mettre en place l'amortisseur de direction avec son carter dans la chambre de travail, sans que le carter forme lui-même une surface d'étanchéité vers l'extérieur. Lorsque, à une extrémité du trajet détournée du cylindre respectif, le corps de base vient en appui sur un siège de valve, de telle sorte que le premier canal est refermé dans le sens d'écoulement de retour dirigé en éloignement du cylindre, et que le corps de base de l'amortisseur de direction forme l'organe de valve d'un clapet anti-retour, on peut réduire davantage la multiplicité des composants. Dans ce cas, le corps de base est de préférence mis sous précontrainte par un ressort dans la position de fermeture du canal, et lors d'un afflux du liquide dans le sens d'écoulement principal dirigé vers le cylindre, le corps de base dégage le premier canal à l'encontre de la force du ressort. Dans le carter, on peut prévoir un second canal intérieur susceptible d'être refermé par un organe de valve sollicité par un ressort, cet organe de valve s'ouvrant lors d'une sollicitation dans le sens d'écoulement de retour et se refermant dans le sens d'écoulement principal. Ainsi, les propriétés de la valve d'amortissement sont réalisées de manière simple à l'intérieur du corps de base. L'effet de l'amortisseur de direction peut être réalisé en fonction de la température, lorsque le ressort de l'organe de valve est un ressort en métal à mémoire de forme. De plus, selon un mode de réalisation particulièrement simple, le corps de base peut présenter sur son côté extérieur un certain nombre de méplats qui forment le premier canal avec une section relativement grande. On obtient un montage particulièrement simple de l'amortisseur de direction lorsqu'un amortisseur de direction respectif est monté en flottement dans chaque conduite hydraulique. Dans ce cas, la chambre de travail de l'amortisseur de direction peut être agencée dans une zone d'extrémité de la conduite hydraulique. Selon un autre mode de réalisation dans lequel le courant de fluide est commandé via un élément d'étranglement, l'amortisseur de direction comprend un carter tubulaire qui porte un élément de guidage agencé dans le carter, un élément d'étranglement mobile dans le sens d'écoulement principal ou dans le sens d'écoulement de retour étant monté sur l'élément de guidage. L'élément d'étranglement peut être mis sous précontrainte dans le sens d'écoulement de retour par un ressort. De préférence, le carter présente un perçage intérieur en gradin présentant un grand diamètre intérieur et au moins un petit diamètre intérieur; l'élément d'étranglement est refoulé à l'encontre de la force du ressort dans la zone du grand diamètre intérieur et délimite une grande section libre avec le perçage pendant le fonctionnement lors d'un écoulement du fluide dans le sens d'écoulement principal, tandis qu'il délimite une petite section libre lors d'un écoulement du fluide dans le sens d'écoulement de retour. Finalement, l'élément de guidage peut être mis en place de préférence coaxialement dans le perçage au moyen d'un tronçon de fixation présentant des évidements ou des méplats. De cette manière, on assure que l'élément de guidage est agencé dans une position favorable à l'écoulement et d'autre part qu'il ne restreint pas la section libre nécessaire. Un exemple de réalisation de la présente invention sera décrit dans ce qui suit en se référant aux dessins. Les figures montrent: figure 1, un amortisseur de direction conforme à l'invention dans une zone de travail réalisée par évasement de la conduite hydraulique, la fonction d'amortissement étant inactive; figure 2, l'amortisseur de direction selon la figure 1, la fonction d'amortissement étant active; figure 3, un second mode de réalisation de l'amortisseur de direction conforme à l'invention comportant un élément d'étranglement en forme de disque, illustré pendant un écoulement du fluide dans le sens d'écoulement principal; figure 4, l'amortisseur de direction selon la figure 3 dans le sens d'écoulement de retour; et figure 5, une coupe transversale à travers l'amortisseur de direction selon la figure 3 suivant la ligne V-V. La figure 1 montre l'amortisseur de direction d'une direction assistée conforme à l'invention en coupe transversale depuis le côté. Une conduite hydraulique tubulaire métallique 1 est évasée depuis l'intérieur dans une zone 2 et elle forme ici une chambre de travail cylindrique 3. Dans la chambre de travail 3 est monté en flottement un corps de base 4 de l'amortisseur de direction. Le corps de base 4 est refoulé par un ressort hélicoïdal 5 vers l'extrémité de la chambre de travail 3, laquelle se trouve à l'opposé du ressort hélicoïdal 5. Sur son côté extérieur, le corps de base 4 est pourvu de méplats non visibles dans les figures, tandis que l'on prévoit un perçage concentrique 6 dans son volume intérieur pour un corps de valve 7 monté dans celui-ci. Le corps de valve 7 est refoulé par un second ressort hélicoïdal 8 contre un siège de valve 9 entourant le perçage 6 à l'intérieur du corps de base 4. Le ressort hélicoïdal 8 s'appuie contre un goujon 10 à son extrémité détournée du corps de valve 7, lequel présente également un perçage concentrique 1 1. Le perçage i 1 est ouvert vers une chambre intérieure 12 du corps de base 4. Finalement, à son extrémité détournée du ressort hélicoïdal 5, le corps de base 4 comprend une zone chanfreinée 13 en forme de tronc de cône. Dans la figure 1, l'amortisseur de direction est illustré de telle sorte que le corps de base 4 est refoulé vers la gauche à l'encontre de la force du ressort hélicoïdal 5. La figure 2 montre la seconde position de travail de l'amortisseur de direction selon la figure 1, dans laquelle le ressort hélicoïdal 5 refoule le corps de base 4 vers la droite, et l'organe de valve 7 est également déplacé vers la droite hors de sa position de repos à l'encontre de la force du ressort hélicoïdal 8. Dans la pratique, selon les figures 1 et 2, l'amortisseur de direction est agencé dans les conduites hydrauliques d'une direction assistée hydraulique, lesquelles mènent depuis la servo-valve jusqu'aux cylindres individuels du servomoteur hydraulique 7. Dans ce cas, un sens d'écoulement principal du fluide hydraulique est ainsi défini qu'il mène dans les cylindres respectif du servomoteur hydraulique, tandis qu'un sens d'écoulement de retour mène hors du cylindre respectif déchargé de pression. Le sens d'écoulement principal est illustré dans les figures 1 et 2 depuis la droite vers la gauche par la flèche H, tandis que le sens d'écoulement de retour est dirigé vers la droite dans la figure 2 et illustré par les flèches R. Etant donné que les directions assistées habituelles de véhicules automobiles possèdent un servomoteur hydraulique avec deux cylindres au total, on prévoit deux conduites hydrauliques depuis la servo-valve vers le servomoteur hydraulique. Au total, on utilise deux amortisseurs de direction, si possible identiques. Dans la pratique, l'amortisseur de la direction assistée conforme à l'invention fonctionne de telle sorte que lors d'un actionnement de la servo-valve, un courant hydraulique est amené dans le sens d'écoulement principal selon la figure 1 jusque dans le cylindre destiné à fournir la force d'assistance à la direction. Dans ce cas, le courant principal rentre depuis la droite vers la gauche dans la chambre de travail 3 et il refoule le corps de base 4 à l'encontre de la force de rappel du ressort hélicoïdal 5 vers la gauche (en aval). Dans ce cas, le fluide hydraulique passe le long des méplats du corps de base 4. Le corps de valve 7 à l'intérieur du corps de base est refoulé contre le siège de valve 9 aussi bien par la pression du fluide hydraulique qui s'écoule à travers le perçage 10 jusque dans la chambre intérieure 12, que par la force du ressort hélicoïdal 8, et il referme le perçage 6 dans le corps de base 4. Lorsque le sens d'écoulement dans la conduite hydraulique est inversé, de sorte que le fluide hydraulique s'écoule dans le sens d'écoulement de retour R illustré dans la figure 2, le corps de base 4 de l'amortisseur de direction est refoulé vers la droite aussi bien par le ressort hélicoïdal 5 que par la pression du fluide hydraulique; ici, la surface frontale 13 vient en appui contre la zone d'extrémité dirigée parallèlement à celle-ci de la chambre de travail 3 et elle referme la chambre disponible pour le sens d'écoulement principal par les méplats du corps de base 4. Le fluide hydraulique s'écoule alors dans le perçage 6 du corps de base 4 et il refoule l'organe de valve 7 à l'encontre de la force du ressort hélicoïdal 8, suite à quoi le siège de valve 9 est dégagé. Ensuites, le fluide hydraulique s'écoule à travers le siège de valve 9 dans la chambre intérieure 12 et à travers le perçage 1 1 dans le sens d'écoulement de retour R jusque dans la conduite hydraulique (en retour vers la servo-valve). Le corps de base 4 de l'amortisseur de direction remplit la fonction d'un clapet anti-retour, tandis que l'organe de valve 7 se charge, conjointement avec le ressort hélicoïdal 8, de la fonction d'une valve d'amortissement ou d'étranglement. Le perçage 6, le siège de valve 9, la chambre intérieure 12 et le perçage 11 forment ainsi un second canal pour le sens d'écoulement de retour. La section du second canal est plus petite que celle du premier canal, dont il résulte un amortissement dans le sens d'écoulement de retour. o Cet amortissement est souhaité en particulier lorsque des forces externes agissent sur les roues directrices, par exemple lors de manoeuvres de stationnement, lorsque le véhicule automobile roule contre une arête de trottoir. La rétroaction soudaine sur le volant de direction est amortie par l'amortisseur de direction dans sa position illustrée dans la figure 2. Dans une direction assistée conforme à l'invention, le ressort hélicoïdal 8 peut être constitué en un matériau à mémoire de forme, de sorte que sa longueur totale est réduite au-dessous d'une certaine température et que l'effet de ressort diminue. Ainsi, la fonction d'amortissement est arrêtée à des températures faibles. Pour de telles températures, la viscosité plus élevée du fluide hydraulique suffit à elle seule pour l'amortissement. Dès que la température de transition du ressort hélicoïdal 8 est atteinte, il s'allonge jusqu'à sa longueur prévue et il refoule l'organe de valve 7 contre le siège de valve 9. La fonction d'amortissement devient alors active de façon désirée lorsqu'une viscosité plus faible du fluide hydraulique est atteinte. La figure 3 montre un autre mode de réalisation d'un amortisseur de direction conforme à l'invention en coupe transversale depuis le côté. Comme illustré dans les figures 1 et 2, un carter d'amortisseur tubulaire 20 est prévu pour être mis en place dans une conduite hydraulique tubulaire qui n'est pas illustrée ici. Le carter d'amortisseur présente un perçage de passage intérieur en gradin qui comprend un tronçon de petit diamètre 21, un tronçon de moyen diamètre 23 et un tronçon de grand diamètre 24. Un tourillon coaxial 25 comportant un élément de guidage 26 en forme de tige est mis en place dans le tronçon 23, le tourillon 25 étant réalisé approximativement en forme d'étoile au moyen de nervures 27, afin de former des canaux d'écoulement de taille suffisante dans le sens parallèle à l'axe. L'élément de guidage 26 porte coaxialement un disque de blocage 28 agencé de façon stationnaire sur l'élément de guidage 26. Un ressort hélicoïdal 29 ainsi qu'un élément d'étranglement 30 en forme de disque refoulé par le ressort hélicoïdal 29 dans la zone du diamètre moyen 23 suivent dans le sens des nervures 27. La figure 3 montre le dispositif décrit jusqu'ici lors d'un écoulement du fluide dans le sens d'écoulement principal H, donc vers la gauche dans la figure. L'élément d'étranglement 30 est refoulé vers la gauche à l'encontre de la force du ressort hélicoïdal 29 qui s'appuie à son tour contre l'élément de blocage 28. La figure 4 montre le dispositif décrit jusqu'ici lors d'un écoulement en retour du fluide dans le sens d'écoulement en retour R, donc vers la droite dans la figure. L'élément d'étranglement 30 s'appuie contre un collier annulaire 31 de l'élément de guidage 26 et il est illustré dans sa position de travail extrême droite. La figure 5 montre finalement une coupe transversale à travers l'amortisseur de direction selon la figure 3 suivant la ligne V-V. On voit que les nervures 27 de l'élément de fixation 25 forment au total cinq canaux d'écoulement 32 alignés en direction axiale. Pendant le fonctionnement, lors d'un écoulement du fluide dans le sens d'écoulement principal H, l'élément d'étranglement 30 est refoulé dans le sens illustré dans la figure 3, le tronçon de grand diamètre 24 formant une grande section libre qui n'entrave pas ou à peine l'écoulement du fluide. En sens opposé illustré dans la figure 4, l'élément d'étranglement 30 délimite par le tronçon de perçage 23 une très petite section libre qui est de l'ordre d'un ou de plusieurs millimètres carrés. Cette petite section procure l'amortissement de l'écoulement du fluide dans le sens d'écoulement en retour R. Dans des modes de réalisation préférés, l'élément d'amortissement 30 peut être un disque en métal ressort qui se déforme à des pointes de pression élevées et qui réduit ainsi ces pointes de pression. De plus, le ressort hélicoïdal 29 peut être fabriqué en un métal à mémoire de forme qui permet une mise en marche et un arrêt de l'amortisseur de direction en fonction de la température. L'amortisseur de direction décrit jusqu'ici peut être mis en place par exemple dans une zone 2 évasée depuis l'intérieur de la conduite hydraulique 1, et après la mise en place, on rétrécit de nouveau le diamètre du côté extrémité, de sorte que l'amortisseur de direction est agencé de façon imperdable dans la conduite 1. Cependant, on peut agencer l'amortisseur de direction également dans un perçage correspondant du carter de la direction assistée elle-même ou bien de la servo-valve. En tout cas, on a l'avantage que le nombre total de pièces qui sont nécessaires pour fabriquer l'amortisseur de direction est faible. De plus, on peut utiliser des éléments de raccordement réalisés en grande série pour les conduites hydrauliques. On peut se passer des vis creuses de grand diamètre habituelles jusqu'à présent. Revendications 1. Direction assistée hydraulique pour des véhicules automobiles, comportant une valve et au moins une conduite hydraulique menant depuis la valve jusqu'aux cylindres d'un servomoteur et présentant un sens d'écoulement principal (H) et un sens d'écoulement de retour (R), ainsi qu'au moins un amortisseur de direction, caractérisée en ce que ledit au moins un amortisseur de direction est agencé dans ladite au moins une conduite hydraulique. 2. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite au moins une conduite hydraulique est fabriquée en métal, et en ce que l'amortisseur de direction est agencé dans une zone évasée de la conduite hydraulique. 3. Direction assistée selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone évasée de la conduite hydraulique est divisible, et en ce qu'elle doit être ouverte pour le montage de l'amortisseur de direction et refermée de façon étanche à la pression après le montage, en particulier par collage. 4. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'amortisseur de direction comprend un corps de base (4) qui est agencé en déplacement le long d'un trajet dans une chambre de travail (3) et qui délimite, par une paroi extérieure (2) de la chambre de travail (3), un premier canal susceptible d'être traversé par le fluide hydraulique. 5. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'à une extrémité du trajet détournée du cylindre respectif, le corps de base (4) vient en appui sur un siège de valve (13), de telle sorte que le premier canal est refermé dans le sens d'écoulement de retour (R) dirigé en éloignement du cylindre. 6. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de base (4) de l'amortisseur de direction forme l'organe de valve d'un clapet anti-retour. 7. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de base (4) est mis sous précontrainte par un ressort (5) dans la position de fermeture du canal, et lors d'un afflux de liquide dans le sens d'écoulement principal (H) dirigé vers le cylindre, le corps de base (4) dégage le premier canal à l'encontre de la force du ressort. 8. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que dans le corps de base (4) est prévu un second canal intérieur (6) susceptible d'être refermé par un organe de valve (7) sollicité par un ressort, l'organe de valve (7) s'ouvrant lors d'une sollicitation dans le sens d'écoulement de retour (R) et se refermant lors d'une sollicitation dans le sens d'écoulement principal (H) . 9. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ressort (8) de l'organe de valve (7) est un ressort en métal à mémoire de forme. 1 0. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de base (4) présente sur son côté extérieur un certain nombre de méplats. 11. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un amortisseur de direction respectif est monté en flottement dans chaque conduite hydraulique. 12. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre de travail (3) de l'amortisseur de direction est agencée dans une zone d'extrémité de la conduite hydraulique. 13. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la conduite hydraulique est évasée en diamètre au niveau de l'amortisseur de direction pour former la chambre de travail (3). 14. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'amortisseur de direction comprend un carter tubulaire (20) qui porte un élément de guidage (26) agencé dans le carter (20), un élément d'étranglement (30) mobile dans le sens d'écoulement principal ou dans le sens d'écoulement de retour (H; R) étant monté sur l'élément de guidage (26). 15. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément d'étranglement (30) est mis sous précontrainte dans le sens d'écoulement de retour (R) par un ressort (29). 16. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le carter présente un perçage intérieur en gradin (21) présentant un grand diamètre intérieur (24) et au moins un petit diamètre intérieur (23), et en ce que l'élément d'étranglement (28) est refoulé à l'encontre de la force du ressort (29) dans la zone du grand diamètre intérieur (24) et délimite une grande section libre avec le perçage pendant le fonctionnement lors d'un écoulement du fluide dans le sens d'écoulement principal (H), et en ce qu'il délimite une petite section libre lors d'un écoulement du fluide dans le sens d'écoulement de retour (R). 17. Direction assistée selon la revendication 16, caractérisée en ce que l'élément d'étranglement (28) se déforme élastiquement lors d'un écoulement du fluide à haute vitesse d'écoulement dans le sens d'écoulement de retour (R), et en ce que la section libre en est ainsi agrandie. 18. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément de guidage (26) est mis en place de préférence coaxialement dans le perçage au moyen d'un tronçon de fixation (31) présentant des évidements (32) ou des méplats.