Brevet FR2903643A1 — publié le 20080118

L'invention concerne une soupape d'arrêt pour une direction assistée. On connaît de l'état de la technique des soupapes d'arrêt qui sont utilisées dans des directions assistées à réaction hydraulique. Une telle direction assistée à réaction hydraulique est décrite par exemple dans le document DE 42 01 311 Cl. Dans le cas de directions assistées à réaction hydraulique, le couple de direction à appliquer sur un volant de direction varie en fonction de la vitesse, de sorte que l'on engendre un faible couple de direction lorsqu'on se gare et un couple de direction croissant lorsqu'on augmente la vitesse. Pour y parvenir, la soupape d'arrêt est agencée entre une chambre de réaction et un retour vers un réservoir. La soupape d'arrêt commande la pression prédominante dans la chambre de réaction et, par conséquent, le couple de rotation à appliquer sur le volant de direction dans la mesure où il bloque ou libère le retour. On connaît aussi de l'état de la technique des orifices d'échappement avec section transversale définie qui sont prévus additionnellement à la soupape d'arrêt et qui assurent une montée ou une réduction de pression dans la chambre de réaction lorsque la soupape d'arrêt est fermée. L'objectif de l'invention est de fournir une soupape d'arrêt pour une direction assistée, qui présente une structure mécanique simple. Dans ce but, l'invention prévoit une soupape d'arrêt pour une direction assistée, comportant un boîtier qui présente un siège de soupape, un clapet qui peut tourner par rapport au boîtier, ce qui permet de régler une section transversale d'ouverture, et un élément de fixation qui peut immobiliser le clapet dans une position choisie. La soupape d'arrêt est montée entre une chambre de réaction et un retour à un réservoir et peut régler la pression prédominante dans la chambre de réaction, la pression dans 2903643 2 la chambre de réaction influençant le couple de direction à appliquer sur un volant de direction. Dans ce but, la soupape d'arrêt a un clapet qui peut être pressé par un ressort contre un siège de soupape ou qui peut être réalisé 5 sous forme de ressort plat. Tant que dans la chambre de réaction règne une pression qui est inférieure à la force du ressort ou du ressort plat, le clapet est en appui sur le siège de soupape. Dès que la pression dans la chambre de réaction est supérieure à la force du ressort ou du ressort 10 plat, le clapet est pressé hors du siège de soupape et un orifice de sortie hors de la chambre de réaction est ainsi ouvert. Le clapet n'est donc ouvert qu'à partir d'un seuil de pression déterminé. Pour le cas où la pression dans la chambre de réaction serait inférieure au seuil de pression, 15 c'est-à-dire où la soupape d'arrêt est fermée, un orifice d'échappement assure la montée de pression ou la réduction de pression dans la chambre de réaction. La section transversale d'ouverture peut être ici réglée de façon continue via le clapet qui peut tourner par rapport à un 20 boîtier. Au-dessous du seuil de pression qui est déterminé par la soupape d'arrêt, la commande de pression dans la chambre de réaction a ainsi lieu via la section transversale d'ouverture. Une caractéristique de soupape peut être ainsi adaptée à différents modes de réalisation 25 et exigences, et par une modification de la section transversale d'ouverture, on peut compenser des tolérances de fabrication de la soupape d'arrêt. De préférence, le siège de soupape est pourvu d'une échancrure, et le clapet est pourvu d'un évidement dont le 30 recouvrement peut être réglé en faisant tourner le clapet. La section transversale d'ouverture d'un orifice d'échappement est ainsi réglable de façon continue et peut être adaptée à différentes exigences. Le clapet peut être un ressort plat. Via la force de 35 ressort du ressort plat, on peut régler le seuil de pression à partir duquel le clapet est pressé hors de son 2903643 3 siège de soupape et un fluide s'écoule hors de la chambre de réaction via une fente entre le clapet et le siège de soupape. De préférence, le clapet est pourvu d'une gorge dans 5 laquelle peut être inséré un tournevis pour faire tourner le clapet. La gorge est aisément accessible depuis l'extérieur, de sorte que l'on peut effectuer un réglage sans enlever des composants auparavant. Le clapet est monté par exemple dans un insert qui est 10 inséré dans le boîtier. Le clapet et l'insert peuvent être ainsi montés dans le boîtier sous forme d'ensemble préassemblé. L'assemblage est donc simple. D'autres caractéristiques et avantages ressortent des revendications dépendantes. 15 L'invention sera décrite ci-après à l'aide d'un mode de réalisation qui est représenté aux dessins. Les dessins montrent - figure 1, une coupe longitudinale à travers une soupape de direction assistée d'une direction assistée avec 20 une soupape d'arrêt dans une structure de principe ; -figure 2, une vue en coupe en perspective d'une soupape d'arrêt selon l'invention ; - figure 3, une vue de dessus sur la soupape d'arrêt de la figure 2 avec la soupape d'arrêt dans une première 25 position - figure 4, une vue de dessus correspondant à la figure 3, avec la soupape d'arrêt dans une deuxième position - figure 5, un diagramme caractéristique de la soupape 30 d'arrêt des figures 2 à 4 ; et - figure 6, un diagramme caractéristique pour une direction assistée avec la soupape d'arrêt des figures 2 à 4. A la figure 1 est montré la structure de principe 35 d'une soupape de direction assistée 10 à réaction hydraulique, comportant un boîtier 12, un arbre menant 14 2903643 4 qui est agencé dans le boîtier 12, et une chambre de réaction 16 qui est fermée sur un côté par un piston de réaction 18. Il est prévu par ailleurs une soupape d'arrêt 20 qui limite la pression maximale dans la chambre de 5 réaction 16. La soupape d'arrêt 20 est en liaison d'écoulement avec la chambre de réaction 16 via un premier perçage 22 et avec un retour 25 vers un réservoir (non montré) via un deuxième perçage 24. Etant donné que la structure et le fonctionnement d'une direction assistée 10 avec une soupape d'arrêt sont déjà suffisamment connus, ils ne seront pas expliqués en détail ici. Dans les figures 2 à 4 est montrée la structure de la soupape d'arrêt 20 selon l'invention pour la direction assistée tandis que les figures 5 et 6 montrent des 15 caractéristiques de la soupape d'arrêt 20 et la direction assistée, respectivement. La soupape d'arrêt 20, qui est agencée entre la chambre de réaction 16 (figure 1) et le retour 25 vers le réservoir (figure 1), présente un clapet 26 qui a la forme 20 d'un ressort plat, le clapet 26 étant reçu dans un siège de soupape 28 d'un boîtier 30. Le clapet 26 peut tourner par rapport au boîtier 30 et possède des évidements 32 (trois sont montrés) qui peuvent être en alignement avec des échancrures 34 {trois sont 25 montrées) du siège de soupape 28 ou dont le recouvrement peut être réglé en faisant tourner le clapet 26, respectivement (flèche P aux figures 3 et 4). En faisant tourner le clapet 26, on peut ainsi régler de manière continue la section transversale d'ouverture d'orifices 30 d'échappement 35 (trois sont montrés) et l'écoulement de fluide hors de la chambre de réaction 16. Il est prévu un élément de fixation 36 qui peut immobiliser le clapet 26 dans la position choisie. L'élément de fixation 36, qui est réalisé sous forme de 35 vis, peut être vissé et dévissé dans un insert 40 au moyen 2903643 5 d'un tournevis qui est inséré dans une gorge 44 du clapet 26. Lorsqu'on visse l'élément de fixation 36, des mâchoires de serrage 38 du clapet 26, sur lesquelles 5 s'engage l'élément de fixation 36, sont pressées contre la paroi de l'insert 40, à la suite de quoi le clapet 26 est fixé dans la position choisie. Les mâchoires de serrage 38 forment le goujon de montage du clapet 26. Lorsqu'on dévisse l'élément de fixation 36, les 10 mâchoires de serrage 38 ne sont plus pressées contre la paroi de l'insert 40, et le clapet 26 peut être réglé. En faisant tourner le clapet 26, le siège de soupape 28 peut recouvrir de différentes façons les évidements 32 du clapet 26, à la suite de quoi la section transversale d'ouverture 15 des orifices d'échappement 35 se modifie. Dans la position choisie, le clapet 26 est fixé par l'élément de fixation 36 par vissage sur l'insert 40. La soupape d'arrêt 20 empêche, jusqu'à un seuil de pression déterminé, que le fluide s'écoule hors de la 20 chambre de réaction 16 par une fente entre le clapet 26 et le siège de soupape 28 puisque la pression régnant dans la chambre de réaction 16 ne peut pas presser le clapet 26 hors du siège de soupape 28. C'est seulement lorsque le seuil de pression est dépassé que le clapet 26 est pressé 25 en direction de l'insert 40, de telle sorte qu'entre le clapet 26 et le siège de soupape 28 est formée une fente périphérique à travers laquelle le fluide peut sortir. Le fluide s'écoule ensuite à travers des orifices 42 de l'insert 40 et est amené à un réservoir non montré. La 30 direction d'écoulement du fluide est montrée schématiquement à la figure 2 (flèche F). Le seuil de pression à partir duquel il se produit un écoulement du fluide est ici déterminé par la force de ressort et la précontrainte du clapet 26 réalisé sous forme 35 de ressort plat. En pressant plus ou moins fortement le 2903643 6 clapet 26 dans l'insert 40, on peut régler différents seuils de pression pour la même force de ressort. Par ailleurs, la chambre de réaction 16 est en liaison d'écoulement avec le retour via les orifices d'échappement 5 35. Par l'intermédiaire de la section transversale d'ouverture des orifices d'échappement 35, la montée de pression ou la réduction de pression dans la chambre de réaction 16 peut être commandée pour le cas où la pression est inférieure au seuil de pression, c'est-à-dire où la 10 soupape d'arrêt est fermée. La construction permet de n'obtenir dans la chambre de réaction 16 qu'une variation de pression comparativement faible, même en cas de montée comparativement grande du débit. Ceci est visible à la figure 5 dans laquelle est 15 porté le rapport entre le débit Q et la pression p dans la chambre de réaction 16. La ligne ininterrompue montre ici le rapport entre le débit Q et la pression p dans une position demi-ouverte (figure 4), tandis que les lignes en pointillés montrent le rapport entre le débit Q et la 20 pression p lorsque la section transversale des orifices d'échappement 35 est plus ou moins ouverte. La pente de la caractéristique jusqu'à un seuil de pression D dépend de la section transversale d'ouverture des orifices d'échappement 35, la montée de la pression sur 25 le débit volumétrique s'étendant plus à plat lorsque la section transversale d'ouverture est plus grande. Après le seuil de pression D, la force de ressort du clapet 26 détermine l'allure de la courbe, et une force de ressort plus faible produirait une montée plus plate de la pression 30 sur le débit volumétrique (non montrée). Par ailleurs, on peut modifier par l'intermédiaire du débit réglable par le clapet 26 rotatif la caractéristique de soupape jusqu'au dépassement d'un seuil de pression à partir duquel la soupape d'arrêt est ouverte. Ceci est 35 visible à la figure 6 dans laquelle est porté le rapport entre le couple de direction M et la différence de pression 2903643 7 AP. La ligne ininterrompue montre ici le rapport entre le couple de direction M et la différence de pression Ap dans une ouverture demi-ouverte (figure 4), tandis que par la flèche est esquissée une modification de la caractéristique 5 lorsque la section transversale d'ouverture est plus (B = bigger) ou moins (S = smaller) ouverte. On peut donc aussi régler la caractéristique de soupape via la section transversale d'ouverture. Après le seuil de pression, une force de ressort plus 10 faible engendrait une allure plus raide de la pression sur le couple de direction (non montrée). La soupape d'arrêt 20 selon l'invention peut être mise en place, sous forme préalablement montée, dans le canal entre la chambre de réaction 16 et le retour 25. A cet 15 effet, le clapet 26 est mis en place dans l'insert 40 auquel il est fixé au moyen de l'élément de fixation 36. Ensuite, l'insert 40 peut être monté conjointement avec le clapet 26 dans le boîtier 30. L'élément de fixation 36 pourrait tout aussi bien être 20 une goupille (non montrée) qui fixe le clapet 26 dans une position. REVENDICATIONS 1. Soupape d'arrêt pour une direction assistée, comportant un boîtier (30) qui présente un siège de soupape (28) , un clapet (26) qui peut tourner par rapport au boîtier (30), ce qui permet de régler une section transversale d'ouverture, et un élément de fixation (36) qui peut immobiliser le clapet (26) dans une position choisie. 2. Soupape d'arrêt selon la revendication 1, caractérisée en ce que le siège de soupape (28) est pourvu d'une échancrure (34) et le clapet (26) est pourvu d'un évidement (32) dont le recouvrement peut être réglé en faisant tourner le clapet (26). 3. Soupape d'arrêt selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le clapet (26) est un ressort plat. 4. Soupape d'arrêt selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément de fixation (36) est une vis. 5. Soupape d'arrêt selon la revendication 4, 20 caractérisée en ce que la vis est agencée entre plusieurs mâchoires de serrage {38) qui sont réalisées sur le clapet {26). 6. Soupape d'arrêt selon la revendication 5, caractérisée en ce que les mâchoires de serrage (38) 25 forment ensemble un goujon de montage au moyen duquel le clapet (26) est monté rotatif dans le boîtier (30). 7. Soupape d'arrêt selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le clapet (26) est pourvu d'une gorge (44) dans laquelle un tournevis peut 30 être inséré pour faire tourner le clapet (26). 8. Soupape d'arrêt selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le clapet (26) est monté sur un insert {40) qui est inséré dans le boîtier (30).