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" Servo-direction hydraulique "
L'invention est relative aux appareils servomoteurs hydrauliques destinés à coopérer automatiquement à la manoeuvre du levier de direction dans les véhicules automobiles.
L'invention a pour objet un dispositif perfectionné de servedirection, complètement asservi à la manoeuvre du conducteur du véhicule, à commande hydraulique, d' où action instantanée et n'offrant qu'un encombrement réduit, grâce à 'l'emploi, pour l'alimentation des servo-moteurs, d'une pompe à pression élevée, entraînée par exemple par le moteur du véhicule, l'agencement du dispositif étant tel que la dite pompe ne fonctionne sous charge que pendant l'actionnement des servomoteurs et que la manoeuvre de la direction du véhicule n'est gênée en rien en cas d'arrêt de la dite pompe. Un tel dispositif 'supprime toute conduite souple, d'où sécurité accrue, et son entrée en action est réglable pour tel effort du conducteur que l'on considère comme caractérisant une direction douce.
Suivant l'invention, le dispositif comporte un cylindre-
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moteur hydraulique à double effet, supporté en un point fixe du vénicule à l'aide d'une articulation constituant un conduit double pour l'aliénée au cylindre moteur et l'évacuation du fluide débité par une pompe à liquide, tandis que le piston, coulissant dans le cylindre moteur, estpourvu d'une tige, articulée au levier de commande de la direction, avec interposition d'un dispositif à ressort réglable et à position neutrenettement déterminée, les déplacements relatifs du levier de direction par rapport à la tige du piston, commandant l'actionnement d'un dis tribu teur pour l'introduction du fluide au dit cylindre moteur,
distributeur qui normalement fait communiquer le conduit d'arrivée et le conduit de retour du liquide débité par la dite pompe en vue de permettre l'entraînement de cette dernière sans absorption sensible de puissance.
Une forme préférée de réalisation de l'invention sera décrite ci-après à, simple titre d'exemple, avec référence eux dessins annexés, dans lesquels :
Fig.l est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble du mécanisme de servo-direction;
Fig.2 montre la liaison de la tige du piston au levier d'asservis sèment ;
Fig. 3 est une coupe dans l'articulation formant double conduit.
Comme montré en Fig. 1, le servo-direction est constitué d'un cylindre 1 à double fond, dont l'un est fixé au châssis par l'articulation 2, tandis que l'autre fond 3 laisse passer la tige 4 du piston 5, tout en assurant l'étanchéité a l'aide du bourrage 6.
La tige 4 du piston est reliée, d'une part, directement à la timonerie de direction 7 par la boîte 8 et l'articulation :.le cardan 9. Elle est reliée, d'autre part, a, la rotule 10 du levier de direction 11, mais par l'intermédiaire d'un coulisseau 12 à ressort 13. Le rôle de ce ressort est double; il doit normalement maintenir la rotule 10 et le coulisseau 12 dans une posi-
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tion bien déterminée de la botte 8, et de plus il doit permettre à la rotule 10 d'entraîner la boîte 8 et par conséquent la timonerie 7, ce qu'i.l fait à l'aide des rondelles 14 et 15 s'appuyant sur les épaulements 16 et 17 du coulisseau 12 et sur les épaulements 18 et 19 de la bôîte 8.
Une rondelle 20 donne au ressort 13 la tension désirée, tandis que la butée 21 en limite l'écrasement.
Un levier d'asservissement 22 destiné à commander à l'ins- tant voulu le distributeur, pivote sur un axe 23, lequel est fixé sur le levier 11 en un point convenablement choisi. L'extrémité 24 du levier 22 est reliée à la tige du piston 5 par la boîte 8 et la biellette 25 (Fig. 2). L'on voit immédiatement que pour la position neutre du coulisseau 12, l'extrémité 26 du levier d'asservissement 22 restera en concordance avec le centre de pivotement du levier de direction 11, tandis que pour un déplacement du coulisseau 12 relativement à la botte 8, ce qui demande l'écrasement du ressort 13, le point 26 se déplacera à droite ou a gauche et fera mouvoir le piston-valve 27 du distributeur 28.
Le distributeur comporte un corps 28 creusé de cinq chambres : une chambre centrale d'arrivée 9, deux chambres de départ 30 et 31, et deux chambres de retour 32 et 33 reliées par le conduit 34.
Le piston-valve 27 permet la distribution et l'étranglement voulu du fluide, mais il est à remarquer que dans la position moyenne figurée il y a communication entre les différentes chambres et conduits. Un bourrage 35 réalise l'étanchéité à la sortie de la tige du distributeur, lequel est relié comme représenté.
Pour éviter l'insécurité que pourrait présenter l'emploi de connexionssouples entre le distributeur 28 et le cylindre moteur 1, l'axe 36 de pivotement du cylindre 1 (Fig. 3) est creusé de deux conduits dont le premier 37 communique par le passage 38 avec un côté du cylindre 1, tandis que le second 39 est relié à l'autre extrémité du cylindre 1 par la tuyauterie 40. Des bourrages 41 assurent l'étanchéité du système, et deux portées 42 blo-
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quées sur l'axe 36 servent d'appuis de pivotement pour le cylin- dre 1.
Telle qu'établie;, cette articulation permet de relier le @istributeur 28 au cylindre moteur 1, à l'aide de conduits rigides 43 et 44.
Le schéma de l'installation se complète du réservoir 45, de la pompe à liquide 46, ainsi que des tuyauteries 47,48, 49 et 50 reliant le dit réservoir et la dite pompe au distributeur 28. Le distributeur 28 comporte, en outre, deux soupapes 51 et 52, orientées différement, dont la première 51 est soumise à l'action d'un ressort à tension réglable et est prévue dans un canal 53, reliant les tuyauteries 47 et 48, respectivement de refoulement de la pompe 46 et de retour du liquide au réservoir. Cette soupape 51 limite la valeur de la pression du liquide débité par la pompe.
La seconde soupape 52 est prévue dans un canal 54 reliant le conduit 47 de refoulement de la pompe au conduit 49 branché sur le conduit 50 d'aspiration de la dite pompe. Cette soupape 52 est destinée à permettre au cylindre 1 d'aspirer directement du liquide dans le réservoir 45, comme il sera expliqué ci-apres à propos du fonctionnementdu dispositif.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant :
Le dessin montre le serve-direction au repos, les différents organes sont dans la position neutre et 1'nulle aspirée par la pompe 46 dans le réservoir 45 parcourt sans résistance les tuyauries et appareils pour retourner au réservoir : la pompe tourne donc sans résistance. Il en sera de même en actionnant, par le volai,!, le levier de direction 11, si la timonerie 7 n'oppose à, ce mouvement une résistance plus qrande que la force de tension du ressort13.
Lais si la direction denande un effort plus grane que celui predéterminé par le réglage de la tension du ressort 13, donc s'il y a écrasement de ce ressort 13, l'appareil entre en action
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comme suit : En supposant le levier 11 en déplacement vers la droite, la rotule 10 entraînera la timonerie 7 également vers la droite par l'intermédiaire des pièces 12, 14, 13, 20, 15,8, 9 ; mais, par suite de la compression du ressort 13, l'extrémité 24 du levier 22 est en retard vers la gauche, ce qui implique un déplacement vers la droite de l'autre extrémité 26 de ce levier 22.
Dans ces conditions, le piston-valve 27 coupe la communication entre les chambres 29 et 30 du distributeur et l'huile arrivant en 29 passe par 31, 43, 39 et 40 pour venir, dans le cylindre 1, faire mouvoir le piston 5 vers la droite également, ajoutant ainsi son effort à celui produit par le conducteur. L'huile située devant le piston est refoulée par la marche de celui-ci et retourne au réservoir 45 par les passages 38, 37, 44, 30, 32,34, 33, 48. Un flux d'huile trop conséquent a tendance à remettre le dispositif au point neutre. Finalement il en résulte une position du pistonvalve 27 répartisant correctement la quantité.de fluide nécessaire à une marche en synchronisme du serve-direction et du levier 11 de la direction.
Le déplacement du levier 11 vers la gauche déclenche le même processus d'opérations, mais dirigées en sens contraire.
Au cas où la pompe 46 ne débiterait pas, la présence du servedirection n'empêche en rien la manoeuvre de la direction, mais la totalité de l'effort est à fournir par le conducteur. C'est dans le cas d'une telle manoeuvre que sert la soupape 52 qui permet au piston 5, en mouvement, d'aspirer directement du liquide dans le réservoir 45, en maintenant, de ce fait, le remplissage parfait, sans poche d'air, de tout le circuit'hydraulique.
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"Hydraulic power steering"
The invention relates to hydraulic servomotor devices intended to cooperate automatically in the operation of the steering lever in motor vehicles.
The object of the invention is an improved steering device, completely slaved to the maneuver of the driver of the vehicle, with hydraulic control, from which instantaneous action and offering only a small footprint, thanks to the use, for the operation. 'supply of the servomotors, of a high pressure pump, driven for example by the engine of the vehicle, the arrangement of the device being such that said pump operates under load only during actuation of the servomotors and that the maneuver direction of the vehicle is not hampered in the event of stopping said pump. Such a device 'eliminates any flexible driving, hence increased safety, and its entry into action is adjustable for such effort on the part of the driver which is considered to characterize smooth steering.
According to the invention, the device comprises a cylinder
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double-acting hydraulic motor, supported at a fixed point of the vessel by means of an articulation constituting a double duct for the alienation from the engine cylinder and the discharge of the fluid delivered by a liquid pump, while the piston, sliding in the engine cylinder, is provided with a rod, articulated to the steering control lever, with the interposition of an adjustable spring device and with a determined neutral position, the relative movements of the steering lever with respect to the piston rod , controlling the actuation of a distributor for the introduction of fluid to said motor cylinder,
distributor which normally communicates the inlet duct and the return duct of the liquid delivered by said pump in order to allow the latter to be driven without appreciable absorption of power.
A preferred embodiment of the invention will be described below by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig.l is a longitudinal sectional view of the entire servo-steering mechanism;
Fig.2 shows the connection of the piston rod to the servo lever sowing;
Fig. 3 is a section through the joint forming a double duct.
As shown in Fig. 1, the servo-steering consists of a cylinder 1 with a double bottom, one of which is fixed to the frame by the articulation 2, while the other bottom 3 allows the rod 4 of the piston 5 to pass, while ensuring sealing using packing 6.
The piston rod 4 is connected, on the one hand, directly to the steering linkage 7 by the box 8 and the articulation: the cardan shaft 9. It is connected, on the other hand, to the ball joint 10 of the lever direction 11, but via a spring slide 12 13. The role of this spring is twofold; it should normally keep the ball 10 and the slider 12 in a position
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well determined tion of the boot 8, and moreover it must allow the ball joint 10 to drive the box 8 and therefore the linkage 7, which it does with the help of the washers 14 and 15 resting on the shoulders 16 and 17 of the slide 12 and on the shoulders 18 and 19 of the box 8.
A washer 20 gives the spring 13 the desired tension, while the stopper 21 limits its crushing.
A servo lever 22 intended to control the distributor at the time desired, pivots on an axis 23 which is fixed on the lever 11 at a suitably chosen point. The end 24 of the lever 22 is connected to the piston rod 5 by the box 8 and the rod 25 (Fig. 2). It can be seen immediately that for the neutral position of the slider 12, the end 26 of the servo lever 22 will remain in agreement with the center of pivoting of the steering lever 11, while for a movement of the slider 12 relative to the boot 8, which requires the crushing of the spring 13, the point 26 will move to the right or to the left and will move the piston-valve 27 of the distributor 28.
The distributor comprises a body 28 hollowed out of five chambers: a central inlet chamber 9, two outlet chambers 30 and 31, and two return chambers 32 and 33 connected by the conduit 34.
The piston-valve 27 allows the distribution and the desired throttling of the fluid, but it should be noted that in the average position shown there is communication between the various chambers and conduits. A packing 35 seals at the outlet of the distributor rod, which is connected as shown.
To avoid the insecurity that could present the use of flexible connections between the distributor 28 and the engine cylinder 1, the pivot axis 36 of the cylinder 1 (Fig. 3) is hollowed out of two conduits, the first 37 of which communicates through the passage. 38 with one side of cylinder 1, while the second 39 is connected to the other end of cylinder 1 by piping 40. Packings 41 seal the system, and two bearing surfaces 42 block
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ques on the axis 36 serve as pivoting supports for cylinder 1.
As established ;, this articulation makes it possible to connect the @istributor 28 to the engine cylinder 1, using rigid conduits 43 and 44.
The diagram of the installation is completed by the reservoir 45, the liquid pump 46, as well as the pipes 47, 48, 49 and 50 connecting said reservoir and said pump to the distributor 28. The distributor 28 further comprises, two valves 51 and 52, oriented differently, the first 51 of which is subjected to the action of a spring with adjustable tension and is provided in a channel 53, connecting the pipes 47 and 48, respectively for the delivery of the pump 46 and of return of liquid to reservoir. This valve 51 limits the value of the pressure of the liquid delivered by the pump.
The second valve 52 is provided in a channel 54 connecting the pump delivery pipe 47 to the pipe 49 connected to the suction pipe 50 of said pump. This valve 52 is intended to allow the cylinder 1 to draw liquid directly from the reservoir 45, as will be explained below with regard to the operation of the device.
The operation of the device is as follows:
The drawing shows the servo-steering at rest, the various components are in the neutral position and 1'null sucked by the pump 46 in the reservoir 45 runs without resistance through the pipes and apparatus to return to the reservoir: the pump therefore runs without resistance. It will be the same by actuating, by the volai,!, The steering lever 11, if the linkage 7 does not oppose this movement a resistance greater than the tension force of the spring13.
Let if the direction calls for a greater force than that predetermined by the adjustment of the tension of the spring 13, therefore if there is crushing of this spring 13, the device comes into action
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as follows: Assuming the lever 11 moving to the right, the ball joint 10 will drive the linkage 7 also to the right via the parts 12, 14, 13, 20, 15,8, 9; but, as a result of the compression of the spring 13, the end 24 of the lever 22 lags towards the left, which implies a movement towards the right of the other end 26 of this lever 22.
Under these conditions, the piston-valve 27 cuts off the communication between the chambers 29 and 30 of the distributor and the oil arriving at 29 passes through 31, 43, 39 and 40 to come, in the cylinder 1, to move the piston 5 towards the right also, thus adding its force to that produced by the driver. The oil located in front of the piston is forced back by the operation of the latter and returns to the reservoir 45 through the passages 38, 37, 44, 30, 32, 34, 33, 48. An excessively large flow of oil tends to return the device to neutral. Finally, this results in a position of the pistonvalve 27 correctly distributing the quantity of fluid necessary for a synchronous operation of the servo-steering and of the steering lever 11.
The movement of the lever 11 to the left triggers the same process of operations, but directed in the opposite direction.
In the event that the pump 46 does not deliver, the presence of the servodirection does not in any way prevent the maneuvering of the steering, but all of the effort is to be provided by the driver. It is in the case of such an operation that the valve 52 serves which allows the piston 5, in motion, to draw liquid directly into the reservoir 45, thereby maintaining the perfect filling, without a pocket of air, of the entire hydraulic circuit.