CH617395A5 - - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un dispositif hydraulique de direction assistée.
Dans les dispositifs connus de direction hydraulique assistée de l'art antérieur, la majorité des composants de commande du système hydraulique sont séparés des parties mécaniques de la direction. Cela présente évidemment des problèmes d'espace, non seulement pour la disposition des soupapes du système hydraulique, mais également pour la mise en place de la tubulure et des actionneurs. Un exemple de dispositif connu de direction assistée est décrit dans le brevet de la République fédérale d'Allemagne N° 2114314.
Les problèmes techniques que l'invention cherche à résoudre consistent à fournir un dispositif de direction assistée qui soit de faible dimension et de coût raisonnable.
Selon l'invention, un dispositif hydraulique de direction assistée comprend un manchon-support, dans lequel est monté un axe creux à déplacement axial, dont les deux extrémités dépassent du manchon et peuvent être reliées aux roues directrices du véhicule, une tige de commande se déplaçant axialement dans l'axe creux et portant une tête de soupape qui coopère avec le prolongement, dirigé radialement vers l'intérieur, d'une portion intermédiaire de l'axe creux, lequel possède également une partie qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui comporte deux faces radiales opposées formant les parois terminales dans les chambres respectives définies entre l'axe creux et le manchon, la face radiale de ladite portion intermédiaire de l'axe creux, face qui apparaît dans l'une des deux chambres, étant de diamètre plus petit que la face radiale de la portion intermédiaire de l'axe creux apparaissant dans l'autre des deux chambres qui sont reliées en série dans un circuit hydraulique par des passages dans les parois de l'axe creux et dans la portion intermédiaire de celui-ci, la tête de soupape étant constituée de façon que, par un fonctionnement du dispositif, alors que le fluide hydraulique circule dans le circuit hydraulique, le déplacement axial de la tige de commande dans une direction par rapport à l'axe creux provoque une restriction dans lesdits passages, capable de créer une augmentation de pression dans la première des deux chambres, ce qui provoque le déplacement de l'axe creux dans une première direction, et le déplacement axial de la tige de commande dans l'autre direction par rapport à l'axe creux établissant une restriction après les passages, capable de provoquer une augmentation de pression dans les deux chambres, avec pour résultat un déplacement de l'axe creux dans la direction opposée, par suite de la différence de surface des faces radiales de la portion intermédiaire, faces qui apparaissent dans les deux chambres.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
la fig. 1 représente une coupe axiale de l'exemple de réalisation;
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la fig. 2 représente une coupe axiale d'une partie de la réalisation de la fig. 1 dans une position première opérationnelle, et la fig. 3 représente une coupe axiale d'une partie de la réalisation de la fig. 2, dans une seconde position opérationnelle.
Les figures représentent l'extrémité inférieure d'une colonne de direction 1 d'un véhicule, laquelle est reliée à l'intérieur du manchon 3 ayant une première portion et une seconde portion coaxiales 5 et 7 réunies bout à bout.
La seconde portion 7 du manchon possède un orifice d'entrée 13 pour le fluide hydraulique alimenté par une pompe (non représentée sur le dessin) entraînée, par exemple, par le moteur du véhicule. L'alésage intérieur 15 de ladite portion 7 du manchon 3 possède un diamètre légèrement plus grand que le diamètre de l'alésage intérieur de la première portion 5 du manchon 3, sauf à l'extrémité qui touche la première portion 5, où les diamètres sont sensiblement égaux.
Dans le manchon 3 glisse un axe creux 25 qui est de diamètre légèrement inférieur à l'alésage intérieur de la seconde portion 7 du manchon 3. Sur une portion de sa longueur, l'axe creux 25 possède une courte portion intermédiaire 32 dépassant radialement vers l'intérieur et radialement vers l'extérieur par rapport au reste de l'axe 25. La portion 32 est un ajustement coulissant dans la seconde portion 7 du manchon 3 et elle porte un joint annulaire 33. A gauche de la portion 32 (par rapport à l'orientation donnée sur la fig. 1), l'axe 25 définit, avec l'alésage interne de la seconde portion 7 du manchon 3, une première chambre cylindrique 37 qui communique avec l'orifice d'entrée 13 et, à la droite de la portion 32, l'axe 25 définit avec la seconde portion 7 du manchon 3 une seconde chambre cylindrique 39. La première chambre 37 est rendue étanche par un joint annulaire 21 à l'extrémité de la seconde portion du manchon 3, et la chambre 39 est rendue étanche par un joint annulaire 19 dans un bouchon annulaire 9 qui ferme l'extrémité droite de la portion 7. Le bouchon 9 possède également un second joint annulaire 11 qui ferme la face terminale de la seconde portion 7. Le diamètre extérieur de l'axe 25, à gauche de la portion 32, est sensiblement le même que le diamètre intérieur de la première partie 5 du manchon 3, de sorte que l'axe 25 y forme un ajustement glissant, et le diamètre extérieur de l'axe 25, à droite de la portion 32, est légèrement plus petit que celui de cette portion, de sorte que la chambre 39 est plus grande que la chambre 37. Les deux extrémités de l'axe 25 se prolongent de chaque côté du manchon 3 et elles sont reliées au moyen de joints sphériques 27 et de barres d'accouplement 29 aux roues directrices du véhicule (non représentées sur la figure).
La seconde chambre 39 est en fait d'un volume double de celui de la chambre 37 et les deux chambres 37 et 39 communiquent l'une avec l'autre par une série de passages dans la paroi de l'axe 25 à proximité de la portion 32. Ces passages comprennent une série de trous radiaux 41 situés immédiatement à gauche de la portion 32 et reliant la chambre 37 à la cavité interne 26 de l'axe 25 ; ils comprennent également une série de trous radiaux 43 situés immédiatement à droite de la portion 32 et reliant la chambre 39 avec la cavité 26 de l'axe 25, ainsi qu'une série de passages 40 traversant la portion 32 et qui sont inclinés par rapport à l'axe de la pièce 25.
Dans l'axe creux 25 est logée une tige pleine 47. Une extrémité de celle-ci est reliée au moyen d'un système pignon-crémaillère (représenté en ligne interrompue sur la fig. 1) avec la colonne de direction 1 qui passe au travers d'une fente 28 dans la paroi de l'axe 25, cette fente permettant à la colonne 1 de pénétrer dans la cavité interne 26 de l'axe 25 et donnant également à cet axe la possibilité d'un mouvement axial.
L'autre extrémité de la tige 47 est munie d'une tête de soupape qui se prolonge au travers de la portion intermédiaire 32. La tête de soupape comprend une première portion 51 à droite de la portion 32, avec un diamètre sensiblement égal au diamètre de la cavité 26. La portion 51 de la tête de soupape possède un joint annulaire 53 qui rend étanche la paroi interne de la cavité 26. La portion 51 est réunie à une seconde portion 55, de diamètre inférieur au diamètre intérieur de la portion 32, par une portion conique 56. La seconde portion 55 est placée dans l'alésage de la portion intermédiaire de l'axe 25 et elle est traversée par un passage transversal 63 qui communique avec un passage axial 65 passant au travers de la première portion de la tête de soupape et s'ouvrant dans la cavité 26. A la seconde portion 55 de la tête de soupape est reliée une troisième portion 57 ayant un diamètre sensiblement égal à l'alésage de la portion 32, de façon à former avec lui un ajustage glissant rendu étanche par un joint annulaire 59.
La portion 57 de la tête de soupape est vissée dans une extrémité 60 de la tige 47, laquelle extrémité est de diamètre plus grand que le reste de la tige 47 et constitue dans l'axe 25 un ajustement glissant rendu étanche par un joint annulaire 61.
Les bords de la portion 32 sont biseautés et l'extrémité de la tige 47 est également munie d'un biseau 95 de même angle. La tête de soupape est maintenue dans une position prédéterminée dans laquelle le biseau de l'extrémité de la tige 47 est écarté du biseau du bord adjacent de la portion 32, et la portion conique 56 est écartée du bord biseauté adjacent de la portion 32 par deux ressorts opposés 81 et 83 qui s'appuient à une extrémité contre les sièges respectifs de la première portion 51 et de l'extrémité 60 et, à leur autre extrémité, contre des butées respectives annulaires 85, 87 maintenues en position par des rondelles d'arrêt 90 et 93 placées dans des rainures de la paroi interne de l'axe 25.
L'extrémité biseautée 95 forme, avec le bord biseauté adjacent de la portion 32, un premier étranglement restreignant l'écoulement du fluide qui, pendant le fonctionnement du dispositif, entre au travers de l'orifice 13, s'écoule le long de la première chambre 37 au travers des trous 41, passe au travers de l'étranglement formé par le biseau 95 et le bord biseauté de la portion 32 et au travers des passages inclinés 40 dans la portion 32 en direction de la chambre 39. De cette chambre 39, le fluide s'écoule au travers des trous 43 dans le passage 63 de la seconde portion de la tête de soupape et, de là, au travers du passage axial 65 dans la cavité 26 de l'axe 25 qui possède une ouverture de sortie 31 au travers de laquelle le fluide peut s'écouler vers un réservoir (non représenté). Les chambres 37 et 39 sont ainsi reliées en série dans le circuit hydraulique et, dans la position d'équilibre représentée sur la fig. 1, aucune force n'est exercée entre le manchon 3 qui est supposé fixé au châssis fixe ou au corps du véhicule, et l'axe 25 qui est fixé à la timonerie de commande des roues directrices du véhicule. Si la roue directrice du véhicule est tournée pour provoquer, par la liaison pignon-crémaillère, le déplacement vers la droite de la fig. 1 de la tige 47, le dispositif adopte la position représentée sur la fig. 2, dans laquelle l'extrémité biseautée 95 s'approche tout contre le bord biseauté adjacent de la portion 32. Cela provoque une restriction de l'écoulement du fluide, donc une augmentation de pression dans la chambre 37 et une baisse de pression dans la chambre 39. Cette augmentation de pression, agissant sur la paroi annulaire de la portion 32, exerce une force sur l'axe 25, en poussant celui-ci sur la droite de la fig. 1. La force appliquée par le circuit de fluide s'ajoute à la force exercée sur l'axe 25 par la compression du ressort 81 à la suite du déplacement de la tige 47 et de celui de l'axe 25 et, par l'intermédiaire des joints 27 et des barres d'accouplement 29, elle force les roues directrices du véhicule à tourner.
En tournant la roue directrice en direction opposée, on force la tige 47 à se déplacer vers la gauche, ce qui amène la surface conique 97 contre le bord biseauté adjacent de la portion 32, comme indiqué sur la fig. 3. Cela provoque à nouveau une restriction dans le circuit de fluide, mais cette fois la pression augmente à la fois dans la chambre 37 et dans la chambre 39. Cela provoque l'application de forces opposées sur les faces opposées de la portion 32, mais, puisque la surface de la paroi radiale de la portion 32 sollicitée dans la chambre 39 est le double de celle qui
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est sollicitée dans la chambre 37, la force résultante appliquée à l'axe 25 provoque le déplacement de celui-ci en direction de la gauche de la fig. 1, ce qui fait tourner les roues directrices en sens opposé par l'intermédiaire des joints 27 et des barres d'accouplement 29.
Il est évident que, même si le générateur de pression tombe en panne, la direction continue néanmoins à fonctionner de façon mécanique dans une direction ou dans l'autre, puisque l'une ou l'autre des surfaces de butée 95 ou 97, dépendant de la direction dans laquelle on tourne la roue directrice, bute contre la portion intermédiaire 32, de sorte que l'axe 25 serait déplacé à droite ou à gauche par la force exercée mécaniquement sur lui.
On notera également que l'écoulement du fluide hydraulique au travers du dispositif de servo-commande est toujours dans la même direction par rapport à la direction dans laquelle on tourne la roue directrice.
2 feuilles dessins
Claims (7)
1. Dispositif hydraulique de direction assistée, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon-support (3) dans lequel est monté un axe creux (25) à déplacement axial dont les deux extrémités dépassent du manchon (3) et peuvent être reliées aux roues directrices du véhicule, une tige de commande (47) se déplaçant axiale-ment dans l'axe creux (25) et portant une tête de soupape (51, 55-57) qui coopère avec le prolongement, dirigé radialement vers l'intérieur, d'une portion intermédiaire (32) de l'axe creux (25), lequel possède également une partie qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui comporte deux faces radiales opposées formant les parois terminales dans les chambres respectives (37, 39) définies entre l'axe creux (25) et le manchon (3), la face radiale de ladite portion intermédiaire (32) de l'axe creux (25), face qui apparaît dans l'une (37) des deux chambres, étant de diamètre plus petit que la face radiale de la portion intermédiaire (32) de l'axe creux (25) apparaissant dans l'autre (39) des deux chambres (37, 39) qui sont reliées en série dans un circuit hydraulique par des passages (40, 41, 43) dans les parois de l'axe creux (25) et dans la portion intermédiaire (32) de celui-ci, la tête de soupape étant constituée de façon que, par un fonctionnement du dispositif, alors que le fluide hydraulique circule dans le circuit hydraulique, le déplacement axial de la tige de commande (47) dans une direction par rapport à l'axe creux provoque une restriction (95, 32) dans lesdits passages (40, 41, 43), capable de créer une augmentation de pression dans la première (37) des deux chambres, ce qui provoque le déplacement de l'axe creux (25)
dans une première direction, et le déplacement axial de la tige de commande (47) dans l'autre direction par rapport à l'axe creux (25), établissant une restriction (56, 32) après les passages (40, 41, 43), capable de provoquer une augmentation de pression dans les deux chambres (37, 39), avec pour résultat un déplacement de l'axe creux (25) dans la direction opposée, par suite de la différence de surface des faces radiales de la portion intermédiaire (32), faces qui apparaissent dans les deux chambres (37, 39).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux chambres (37, 39) sont sensiblement cylindriques et en ce que l'une (37) de celles-ci possède une surface de section droite qui est la moitié de celle de l'autre chambre (39).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie se prolongeant radialement vers l'intérieur de la portion intermédiaire (32) de l'axe creux (25) possède des bords biseautés avec lesquels coopèrent des portions (95, 97) de ladite tige (47) de commande ou de la tête de soupape (51, 55-57) en formant des étranglements pour restreindre l'écoulement du fluide hydraulique au cours du déplacement axial dans une direction ou dans l'autre de la tige de commande (47) par rapport à l'axe creux (25).
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tige de commande (47) est munie d'une crémaillère engrenant avec un pignon sur la colonne de direction (1) du véhicule auquel le dispositif est fixé.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des chambres (37) possède un orifice d'entrée (13) pour la liaison à une source de fluide sous pression, et en ce que la tête de soupape possède des passages (63, 65) reliant l'autre chambre (39) avec l'intérieur de l'axe creux (25) qui possède un orifice de sortie (31) pour une liaison à un réservoir de décharge de fluide hydraulique, de façon que, pendant le fonctionnement du dispositif, le fluide hydraulique passe dans une direction au travers du dispositif, entre l'orifice d'entrée (13) et l'orifice de sortie (31).
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tête de soupape (51, 55-57) possède une première portion (51) sensiblement de même diamètre que l'alésage intérieur (26) de l'axe creux (25) et glissant de façon étanche dans celui-ci du côté de la portion intermédiaire (32) opposé à la tige de commande (47) à laquelle elle est reliée par une seconde portion (55) réunie à la première portion (51) par une portion conique (56), la tête de soupape (97) ayant en outre une troisième portion (57) reliée à la tige de commande, la seconde (55) et la troisième portion (57) de la tête de soupape passant au travers de l'alésage interne formé par le bourrelet dirigé radialement vers l'intérieur, de la portion intermédiaire (32) de l'axe (25).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde portion (55) de la tête de soupape est d'un diamètre plus petit que l'alésage interne formé par le bourrelet dirigé radialement vers l'intérieur de la portion intermédiaire (32) de l'axe creux (25), et en ce que la troisième portion (57) de la tête de soupape forme un ajustement glissant dans ledit alésage intérieur, l'étanchéité étant assurée par un joint annulaire (59).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |