FR2511328A1

FR2511328A1 - Direction assistee hydrostatique

Info

Publication number: FR2511328A1
Application number: FR8214245A
Authority: FR
Inventors: Werner Tischer; Karl-Heinz Liebert; Rolf Fassbender
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-08-17
Filing date: 1982-08-16
Publication date: 1983-02-18
Also published as: GB2104016B; DK155927C; JPS5830868A; DK155927B; DE3132342A1; FR2511328B1; GB2104016A; DE3132342C2; JPH0659835B2; US4553389A; DK348882A

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UNE DIRECTION ASSISTEE HYDROSTATIQUE COMPORTANT UNE INSTALLATION DE DOSAGE 7 POURVUE DE CHAMBRES DE REFOULEMENT 8 ET UN DISPOSITIF DE VALVE DE COMMANDE 16 SUSCEPTIBLE D'ETRE AMENE DANS UNE POSITION CENTRALE NEUTRE. CE DISPOSITIF EST CARACTERISE EN CE QU'UN CONDUIT DE PRESSION CONNECTANT LE RACCORD 21 DU CONDUIT DE PRESSION D'UNE POMPE A DEBIT VARIABLE 18 A UNE LIAISON DE COURT-CIRCUIT 23, COMPORTE UN ETRANGLEMENT FIXE 26 DE SECTION CONSTANTE INFERIEURE A LA SECTION DE LA LIAISON DE COURT-CIRCUIT 23, EN CE QU'UN CANAL 27 POUR L'INVERSION DE LA PRESSION DU FLUIDE DE TRAVAIL EST DEVIE DU CANAL DE PRESSION 22 VERS L'INSTALLATION DE DOSAGE 7 EN AMONT DU POINT D'ETRANGLEMENT 26, ET EN CE QU'UNE SECONDE POMPE A HAUTE PRESSION 29 A DEBIT CONSTANT EST RACCORDEE EN PARALLELE A LA POMPE A DEBIT VARIABLE 18 AU CANAL DE PRESSION 22, RACCORDE A LA LIAISON DE COURT-CIRCUIT 23 EN AVAL DE L'ETRANGLEMENT 26.

Description

1 _

DIRECTION ASSISTEE HYDROSTATIQUE

La présente invention concerne une direction assistée hydrostatique,

comportant une installation de dosage pourvue de chambres de refoule-

ment et entraînée par le volant de direction, ainsi qu'un dispositif de

valve de commande susceptible d'être amené, en s'opposant à la foce e-

xercée par des éléments ressorts, d'une position centrale neutre dans

deux positions detravail en liaison avec la rotation du volant de direc-

tion, dispositif pour lequel, dans sa position centrale neutre, les con-

nexions, provenant de ou allant vers l'installation de dosage et le ser-

vomoteur, sont obturées.

Une telle direction assistée est connue par les demandes de brevets al-

lemands no 27 37 788 et no 27 28 118.

La demande de brevet no 27 37 788 décrit une direction assistée hydro-

statique du type à "centre verrouillé", qui commande la régulation du

courant de fluide alimentant une servopompe à débit variable, en fonc-

tion du travail accompli par l'installation de direction grâce à un si-

gnal de charge Ce système de direction assistée connu présente cepen-

dant l'inconvénient de ne pas pouvoir être alimenté par une seconde ser-

vopompe à débit constant, pouvant servir de source auxiliaire lors d'une défaillance de la servopompe principale à débit variable Une pompe de

secours ne peut pas être montée, étant donné que l'ouverture d'étrangle-

ment du circuit ne laisse passer qu'un flux très réduit nécessaire à

l'échauffement de la soupape de commande Il n'est pas possible d'agran-

dir la section de cet étranglement, étant donné que la pression maximale de travail est atteinte avant l'ouverture du circuit du fluide sous pression au travers de la soupape de commande L'ouverture du circuit sous haute pression conduit immanquablement à des réactions de commande forcée du système de direction Toutefois, pour des raisons de sécurité et en raison de certaines réglementations, la présence d'une servopompe

de secours est vivement souhaitée.

On observe les mêmes problèmes avec le dispositif décrit dans la demande

de brevet allemand no 27 28 118 Cette installation comporte, comme cel-

le décrite ci-dessus, une phase de dérivation ou de division du courant 2 2- de fluide pour alimenter d'une part le circuit de direction et d'autre part, des circuits hydrauliques auxiliaires Cette installation comporte cependant une pompe à débit constant remplaçant la servopompe à titre variable Comme précédemment, l'installation d'une pompe de secours n'est guère possible, parce que le système utilisé est également un sys-

tème du type à "centre verrouillé" Une pompe de secours à débit cons-

tant devrait, lorsque le volant se trouve dans sa position centrale neu-

tre, débiter au travers d'une valve de surpression, ce qui entraînerait

un échauffement exagéré de l'huile.

La présente invention se propose de perfectionner un système de direc-

tion assistée hydrostatique du type à "centre verrouillé", de telle ma-

nière que, aussi bien dans une forme de réalisation comportant une ser-

vopompe à volume variable que dans une forme de réalisation pour la-

quelle la distribution du rendement dépend de la charge, il soit possi-

ble de raccorder directement une pompe de secours qui, pour des raisons

de coût,-est constituée par une pompe à débit constant au système de di-

rection assistée ou à l'ensemble du circuit hydraulique, cette pompe auxiliaire fonctionnant également comme pompe d'assistance pendant le

fonctionnement de la pompe principale.

Ce but est atteint par la direction assistée hydrostatique selon l'in-

vention, caractérisée: en ce que le conduit de pression, connectant le raccord du conduit de pression de la pompe à débit réglable à la liaison de court-circuit,

comporte un étranglement fixe de section constante, qui est infé-

rieur à la section de la liaison de court-circuit,

en ce qu'un canal, pour l'inversion de la pression du fluide de tra-

vail dans le sens de la circulation du fluide, est dévié du canal

de pression vers l'installation de dosage avant le point d'étrangle-

ment, et en ce qu'une seconde pompe-à haute pression à débit constant, dite

pompe de secours, est raccordée, en parallèle à la pompe à débit va-

37 riable, au canal de pression raccordé à la liaison de court-circuit 3 -

au-delà de l'étranglement.

Grâce à cet agencement, le courant d'assistance de la pompe auxiliaire, qui traverse le point d'étranglement comme courant pilote et est dérivé en amont et en aval du point d'étranglement au travers de conduits de commande, peut être utilisé pour la régulation de la valve de dérivation

du flux et pour la régulation de la pompe à débit variable De cette ma-

nière, le courant refoulé par la pompe principale peut être amené à une valeur nulle, tant que l'installation de direction ne reçoit aucun ou

qu'un faible courant de travail De la même manière, lorsque l'installa-

tion comporte une pompe principale à débit constant ou lorsque le flux principal est divisé, le flux total refoulé par la pompe principale peut être dirigé vers les deux utilisateurs, lorsque la direction ne requiert

que le flux relativement faible de la pompe auxiliaire.

Etant donné que tout le courant refoulé par la pompe auxiliaire doit, lors d'une défaillance de la pompe principale, suffire pour assister la direction à vitesse réduite, la pompe principale peut avoir un rendement inférieur Etant donné que la pompe auxiliaire assiste en permanence la pompe

principale, cette dernière peut avoir un encombrement réduit.

La présente invention sera mieux comprise en référence à la description

d'un exemple de réalisation et du dessin adnexé, dans lequel: La figure 1 représente une vue en coupe d'une direction assistée selon l'invention, La figure 2 représente une vue schématique de l'installation de commande de la direction selon la fig 1,

La figure 3 représente un schéma de commande d'une autre forme de réali-

sation de la direction assistée selon l'invention, et

La figure 4 représente le schéma de commande d'une variante de la direc-

tion assistée selon l'invention.

37 Dans l'exemple illustré par la fig 1, une couronne dentée intérieure-

_ 4 ment 1 est disposée entre un couvercle 2 et une bague intermédiaire de

renvoi 3 d'un boîtier 4, et est reliée à ce dernier et à un autre cou-

vercle de recouvrement 5 au moyen de boulons Une couronne dentée exté-

rieurement 6 comporte une dent de moins que la couronne dentée 1 et for-

me, avec cette dernière, une installation de dosage 7 sous la forme

d'une pompe à engrenages manuelle Entre les dents des couronnes den-

tées 1 et 6 et les deux parties adjacentes des surfaces frontales du couvercle 2 et de la bague intermédiaire 3 sont constituées des chambres

de refoulement 8.

La roue dentée 7 est reliée à l'axe d'entraînement 11 par l'intermédiai-

re d'un axe articulé 9 et d'une goupille d'entraînement 10 permettant un certain jeu en rotation L'axe d'entraînement 11 porte un manchon de

commande 12.

Un coulisseau de commande 13 est monté dans un alésage intérieur 4 A du

boîtier 4, coaxialement par rapport au manchon de commande 12 Le cou-

lisseau rotatif 13 peut se déplacer axialement dans les deux sens sous l'effet d'une rotation de l'axe d'entraînement 11, grâce au filetage à profil droit 14 ménagé entre le manchon de commande 12 et le coulisseau

13 Entre l'axe articulé 9 et l'axe d'entraînement 11 se-trouve un élé-

ment ressort 15.

Des rainures sont ménagées de façon connue en soi sur le coulisseau 13

et dans le boîtier 4 du dispositif de valve de commande 16, pour assu-

rer la régulation et la commande du fluide de travail allant vers ou pro-

venant des chambres de refoulement 8 de l'installation de dosage 7, et allant vers ou provenant des chambres de pression d'un servomoteur de direction 17 Une pompe à haute pression 18 à débit variable fournit l'huile provenant d'un réservoir 19 au travers d'un conduit de pression en direction d'un raccord de conduit de pression 21, et ensuite au travers d'un canal de pression 22 et d'une liaison de court-circuit 23 formée par les rainures de commande lorsque le dispositif de valve de commande 16 se trouve dans sa position centrale neutre, puis au travers d'un raccord 24 de conduit de retour et du conduit de retour 25 vers le

36 réservoir à huile 19.

-5-

Un point d'étranglement 26 de section constante est disposé dans le ca-

nal de pression 22 entre le raccord de conduit de pression 21 et la

liaison de court-circuit 23.

Un canal 27 dérive du canai de pression 22 en amont du point d'étranglement 26 pour assurer l'inversion de la pression du fluide de travail, Le canal 27 est bloqué dans la position neutre du dispositif de valve de commande Lorsque la déviation du volant de direction augmente, le canal

27 est progressivement ouvert, et sa section croit progressivement jus-

qu'à ouverture complète en direction du raccord correspondant à l'instal-

lation de dosage 7 De façon similaire, la liaison de court-circuit 23 est progressivement réduite jusqu'à être totalement obturée lors d'une

augmentation du déplacement du coulisseau 13.

Un conduit de commande 28 est raccordé au conduit de pression 22 en aval du point d'étranglement 26, ce conduit de commande étant raccordé au

dispositif de réglage de la pompe à débit variable 18.

Une seconde pompe à haute pression à débit constant est montée en paral-

lèle à la pompe à débit variable 18 sur le canal de pression 22 en amont du point d'étranglement 26 Le courant refoulé par cette pompe, lorsque le dispositif de valve de commande 16 se trouve dans sa position neutre, s'écoule constamment par le point d'étranglement 26 vers la liaison de court-circuit 23 Il en résulte un abaissement de la pression sur le

point d'étranglement 26 La pression en aval de l'étranglement est diri-

gée vers la pompe à débit variable 18, dont elle assure la régulation au travers du conduit de commande 28 Le courant délivré par la pompe

auxiliaire 29 assure la régulation du courant de la pompe à débit va-

riable 18, jusqu'au moment o ce courant, fournit par la pompe de se-

cours, ne peut plus assurer seul la commande de la direction Cela si-

gnifie que la pompe de secours 29 assure également une assistance pen-

dant le fonctionnement normal de la direction assistée Par conséquent,

les deux pompes peuvent être relativement peu encombrantes.

Les deux pompes 18 et 29 sont isolées l'une de l'autre grâce à des sou-

papes antiretour 30, respectivement 31, montées dans leur conduit de

37 pression.

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-6- La forme de réalisation selon la fig 3 correspond, dans l'ensemble, aux exemples illustrés par les fig 1 et 2 Les éléments similaires seront

désignés par les mêmes références et ne seront pas décrits plus en dé-

tail A la place de la pompe à débit variable, le dispositif selon cette réalisation comporte une pompe à haute pression à débit constant Parallèlement au circuit 33 de la direction assistée, le dispositif comporte

un autre circuit hydraulique 34 qui dessert un autre appareil utilisa-

teur 35 Le circuit hydraulique 34 est alimenté par la pompe 32 à débit

constant au travers d'une soupape de division 36.

Pour que le circuit de direction 33 soit alimenté en priorité en huile sous pression, la soupape de dérivation 36 est régulée par les pressions différentielles en amont et en aval du point d'étranglement 26 Dans ce

but, les conduits de commande 37 et 38, respectivement connectés en a-

mont et en aval du point d'étranglement 26, sont dérivés du conduit de pression 20, respectivement du canal de pression 22, en direction de la

soupape 36.

La soupape 36 est agencée de telle manière qu'elle comporte une posi-

tion centrale, dans laquelle les deux utilisateurs peuvent être alimen-

tés en huile sous pression Dans une position extrême de la soupape de dérivation 36 qui peut être enclenchée par un ressort 39, la totalité

du fluide sous pression, refoulé par la pompe à débit constant 32, ali-

mente le circuit de direction 33 Lorsqu'on approche de cette position extrême, la pression agit également en aval du point d'étranglement 26 à l'arrière du conduit de commande 38 La pression en amont du point

d'étranglement agit sur le conduit de commande 37 à l'encontre de l'ac-

tion du ressort Dans cette position de la soupape de dérivation 36, la totalité du courant refoulé par la pompe à débit constant 32 agit sur

le circuit hydraulique 34.

Dans cette forme de réalisation, la pompe auxiliaire 29 peut, lorsque l'amplitude du mouvement du volant est relativement faible, assurer à elle seule l'assistance de la direction Dans cet état, la totalité du flux refoulé par la pompe à débit constant 32 est disponible dans le circuit hydraulique 34 Ce n'est que lorsque le circuit d'assistance de 37 la direction nécessite une quantité d'huile plus importante que la pompe - 7 -

à débit constant 32 assure l'alimentation du circuit 33.

La réalisation selon la fig 4 représente en fait une combinaison des exemples illustrés par les fig 1, 2 et 3 Selon cette réalisation, la pompe à débit constant 32 de la fig 3 est remplacée par une pompe à dé- bit variable correspondant à la pompe 18 selon les fig 1 et 2 Comme précédemment, une soupape de dérivation 36 est régulée en fonction des différences de pression en amont et en aval du point d'étranglement 26, au travers de conduits de commande 37 et 38 La pompe à débit variable 18 est réglée au travers d'une soupape d'inversion 40, en fonction de la pression la plus élevée régnant soit dans le circuit d'assistance de la

direction 33, soit dans le circuit hydraulique 34 Dans ce but, une en-

trée de la soupape d'inversion 40 est raccordée au conduit de commande

38 du circuit d'assistance de la direction 33 au travers d'une dériva-

vation 38 A, et l'autre entrée de cette soupape est raccordée au conduit de commande 41 du circuit hydraulique 34 au travers d'une dérivation 41 A.

Le conduit de commande 41 est raccordé aux conduits de pression 42, rea-

pectivement 43,du dispositif utilisateur 35 au moyen d'une valve de com-

mande 44 du circuit hydraulique 34 Il en résulte que la pression la

plus élevée alimente constamment le circuit 33, respectivement le cir-

cuit hydraulique 34, au travers de la soupape d'inversion 40, pour assu-

_rer le réglage de la pompe à débit variable 18.

Ce dispositif permet de garantir que le circuit d'assistance de direc-

tion 33, comme le circuit hydraulique 34, sont constamment alimentés en

suffisance en fluide sous pression, le circuit nécessitant le plus d'é-

nergie étant raccordé à la réserve de pression la plus importante, cette pression étant déterminée par la pompe à débit réglable 18 La valve de dérivation 36, qui réagit seule à la baisse de pression au niveau du point d'étranglement 26 et à l'action du ressort 39, assure la priorité

31 de l'alimentation du circuit de direction 33.

-8 -

Claims

Revendications

1 Direction assistée hydrostatique comportant une installation de dosa-

ge pourvue de chambres de refoulement et entraînée par le volant de

direction, ainsi qu'un dispositif de valve de commande susceptible d'ê-

tre amené, en s'opposant à la force exercée par des éléments ressorts, d'une position centrale neutre dans deux positions de travail en liai- son avec la rotation du volant de direction, dispositif pour lequel, dans sa position centrale neutre, il existe d'une part une liaison par courtcircuit entre la connexion du conduit de pression d'une pompe à haute pression à volume refoulé variable servant de source d'énergie hydraulique et le raccord du conduit de retour au réservoir d'huile, et

d'autre part un blocage du passage du fluide de travail allant du rac-

cord du conduit de pression à l'installation de dosage; dans lequel une

modification progressive de la position du dispositif de valve de com-

mande engendre une réduction progressive de la section du flux de fluide

dans la liaison de court-circuit entre les raccords de conduits de pres-

sion et de retour, jusqu'au blocage complet de cette section lorsque la déviation de ladite installation de dosage est maximale; dans lequel d'autre part le chemin du flux du fluide de travail, allant du raccord de conduits de pression à l'entrée correspondante de l'installation de

dosage, peut être commandé, sa section pouvant être augmentée simultané-

ment à l'augmentation de la déviation du dispositif de valve de comman-

de; dans lequel la sortie correspondante de l'installation de dosage peut être raccordée à la chambre de pression correspondante mise sous pression d'un servomoteur commandant les roues à dévier; et dans lequel la chambre de pression à décharger, correspondante du servomoteur, peut

être raccordée au conduit de retour vers le réservoir à huile, caracté-

risée: en ce que le conduit de pression, connectant le raccord ( 21) du conduit de

pression de la pompe à débit réglable ( 18) à la liaison de court-cir-

cuit ( 23), comporte un étranglement fixe ( 26) de section constante, qui est inférieur à la section de la liaison de court-circuit ( 23), en ce qu'un canal ( 27), pour l'inversion de la pression du fluide de travail danle-:sens-de-la-circ lation-du fluide, est dévié du canal

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-9- de pression ( 22) vers l'installation de dosage en amont du point d'étranglement ( 26), et en ce qu'une seconde pompe à haute pression à débit constant, dite pompe de secours ( 29), est raccordée, en parallèle à la pompe à débit variable ( 18), au canal de pression ( 22) raccordé à la liaison de

court-circuit ( 23)en aval de l'étranglement ( 26).

2 Direction assistée hydrostatique selon la revendication 1, caracté-

risée en ce qu'elle comporte un conduit de commande ( 28) destiné à la modification du débit de la pompe à débit variable ( 18) raccordée en

aval de l'étranglement ( 26), entre le canal de pression ( 22) et la pom-

pe à débit variable ( 18).

3 Direction assistée hydrostatique comportant une installation de do-

sage pourvue de chambres de refoulement et entraînée par le volant de

direction, ainsi qu'un dispositif de valve de commande susceptible d'ê-

tre amené, en s'opposant à la force exercée par des éléments ressorts, d'une position centrale neutre dans deux positions de travail, disposi-e tif auquel est raccordée une pompe à haute pression à débit constant

servant de source d'énergie hydraulique, et pour lequel, dans sa posi-

tion centrale neutre, le circuit du fluide de travail, allant du rac-

cord du conduit de pression à l'installation de dosage, et la liaison dans les deux sens avec le servomoteur de direction, sont fermés; dans lequel le chemin du fluide de travail, allant du raccord de pression à l'entrée correspondante de l'installation de dosage, peut être commandé, sa section pouvant être augmentée simultanément à l'augmentation de la déviation du dispositif de valve de commande; dans lequel d'autre part

la sortie correspondante de l'installation de dosage peut être raccor-

dée à la chambre de pression correspondante mise sous pression d'un ser-

vomoteur commandant les roues à dévier, la chambre de pression à déchar-

ger du servomoteur pouvant être raccordée au conduit de retour vers le

réservoir à huile et reliée, par l'intermédiaire d'une valve de dériva-

tion, au circuit de direction prioritaire et à un circuit hydraulique auxiliaire, caractérisée: 37 en ce que, dans la position centrale neutre du dispositif de valve de

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-

commande ( 16), existe, de façon connue en soi, une liaison de court-

circuit ( 23) entre le raccord ( 21) du conduit de pression ( 20) de la pompe à débit constant ( 32) vers le raccord ( 24) du conduit de retour ( 25) au réservoir à huile ( 19),

en ce que le canal de pression ( 22), reliant la pompe à débit cons-

tant ( 32) à la liaison de court-circuit ( 23), comporte un étrangle-

ment ( 26) de section constante qui est inférieur à la section de la liaison de court-circuit ( 23),

en ce qu'un canal ( 27), destiné à l'inversion de la pression du flui-

de de travail vers l'installation de dosage ( 16), est dérivé du canal de pression ( 22) en amont du point d'étranglement ( 26), et en ce qu'une seconde pompe à haute pression à débit constant, dite pompe de secours ( 29), est raccordée en parallèle à la pompe à débit constant ( 32) au canal de pression ( 22) raccordé à la liaison de

court-circuit ( 23) au-delà du point d'étranglement ( 26).

4 Direction assistée hydrostatique selon la revendication 3, caracté-

risée en ce que le conduit de pression ( 20), respectivement le canal de pression ( 22), reliant la valve de dérivation ( 36) au raccord de conduit de pression ( 21), comporte, en amont et en aval du point d'étranglement

( 26), respectivement une prise de conduit de commande ( 37, respective-

ment 38), le conduit de commande ( 38) disposé en aval du point d'étran-

glement ( 26) étant agencé pour contraindre la valve de dérivation ( 36) de la même manière qu'un ressort ( 39), c'est-à-dire de telle manière que la pompe à débit constant ( 32) soit exclusivement reliée au circuit de direction ( 33), le conduit de commande ( 37) raccordé en amont du point

d'étranglement ( 26) exerçant, sur la valve de dérivation ( 36), des con-

traintes opposées à celles exercées par le ressort ( 39).

Direction assistée hydrostatique selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 ou 2, caractérisée en ce que le conduit de pression ( 20), re-

liant la pompe à débit variable ( 18) au dispositif de valve de commande ( 16), comporte une valve de dérivation ( 36) pour diviser le fluide de 37 travail et alimenter d'une part le circuit de direction prioritaire ( 33) -l -

et d'autre part un circuit hydrostatique auxiliaire ( 34).

6 Direction assistée hydrostatique selon la revendication 5, caracté-

risée en ce que la valve de dérivation ( 36) est réglable par les pres-

sions régnant en amont et ern aval du point d'étranglement ( 26) transmi-

ses par l'intermédiaire des conduits de commande ( 37 et 38).

7 Direction assistée hydrostatique selon la revendication 6, caractéri-

sée en ce que le volume d'huile transmis par la pompe à débit variable ( 18) peut être modifié grâce à une valve réglable ( 40), connue en soi au travers des conduits de commande ( 38, 38 A, respeetivement 41, 41 A) raccordés aux conduitsde pression correspondants ( 22, respectivement

42, 43) selon la pression de travail la plus élevée régnant respective-

14 ment dans le circuit de direction ( 33) ou le circuit hydraulique ( 34) .