Brevet FR2008324A1 — publié le 19700116

i 2008324 L'invention est relative à un dispositif de commande hydraulique, notamment pour asservissements de direction, se composant d'un moteur de mesure constitué d'une couronne dentée extérieure et d'une roue dentée intérieure présentant une dent de 5 moins, dans lequel le centre d'un des éléments dentés parcourt une trajectoire circulaire, d'une soupape de commutation dont la première pièce tourne à la vitesse de rotation de l'anneau denté et dont la seconde pièce tourne â la vitesse de rotation de la roue dentée et d'une soupape d'inversion présentant une posi-10 tiôn neutre et, de part et d'autre de la précédente, deux positions actives affectées chacune à un sens de rotation, dont la première pièce est accouplée à un axe rotatif de manoeuvre et dont la seconde pièce est accouplée à la seconde pièce avec laquelle elle peut tourner, de la soupape de commutation, ces 15 soupapes étant formées par un carter, portant les tubulures de raccordement, et deux douilles de tiroir rotatif disposées con-centriquement à l'intérieur et l'une par rapport à l'autre. Par le brevet américain n° 2.984.215, au contenu duquel on se référera en ce qui concerne le mode de fonctionnement d'un 20 tel dispositif de commande hydraulique, on connaît une telle installation dans laquelle les surfaces cylindriques en contact des deux douilles et de l'alésage du carter où elles sont logées, sont munies de divers trous, évidements et rainures, de telle manière que la soupape d'inversion soit formée par les surfaces 25 latérales en contact de la douille intérieure et de la douille extérieure et la soupape de commutation par les surfaces latérales en contact de la douille extérieure et du carter. La couronne dentée intérieurement est fixe ; la roue dentée extérieurement est accouplée au moyen d'un arbre articulé à la douille ex-30 térieure. Ce mode de construction connu fonctionne d'une manière très satisfaisante, mais, comme tous les dispositifs de ce genre, il présente des pertes par fuites, du fait des rotations relatives des pièces glissant l'une sur l'autre, qui ne permettent 35 pas une étanchéité absolue des ouvertures voisines soumises à l'action du liquide hydraulique sous des pressions différentes. Bien que ces pertes par fuites ne constituent pas une perte de puissance, elles perturbent la proportionnalité entre le déplacement de 1'organe moteur et le déplacement-image du moteur de 40 mesure, de sorte qu'on cherche à les réduire au minimum. Ceci 69 15093 2 2008324 peut être assuré par un usinage très soigneux des surfaces glissant l'une sur l'autre, ce qui toutefois entraîne des frais élevés. En outre, on peut donner aux ouvertures voisines sur les surfaces assurant l'étanchéité et soumises à des différences de 5 pressions, un écartement plus grand en direction axiale ou en direction circonférentielle. Mais alors, les dimensions du dispositif de commande deviennent excessives ; l'augmentation de diamètre des douilles, d'autre part, se traduit par une augmentation du frottement." Ces problèmes deviennent particulière-10 ment difficiles lorsque les ouvertures de soupapes doivent être relativement grandes, car la perte de charge, malgré l'importance des débits, ne doit pas être trop forte. L'invention a donc pour but de réduire au minimum possible les pertes par fuites d'un tel dispositif de commande hy-15 draulique, sans avoir à s'accommoder des inconvénients exposés ci-dessus. Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit de séparer nettement l'une de l'autre la soupape d'inversion et la soupape de commutation, de telle manière que les deux pièces de la 20 soupape d'inversion soient formées par les douilles et que les deux pièces de la soupape de commutation soient formées, au contraire, par un disque de diamètre supérieur à celui des douilles et par une surface annulaire de chant du carter. Grâce à cette séparation des soupapes, on obtient les 25 avantages suivants. On dispose tout d'abord de la totalité de la longueur et de la totalité du pourtour des douilles pour répartir les ouvertures de la soupape d'inversion et, éventuellement, celles de position neutre, de telle manière qu'il subsiste toujours une distance suffisante, aussi bien axialement, que circon-30 férentiellement entre des ouvertures voisines, sièges de pressions différentes. Pour la soupape de commutation, il faut loger sur une même circonférence des ouvertures qui sont le siège de pressions alternées, dont le nombre correspond au double de celui des dents de l'un des éléments dentés. Grâce à l'utilisation 35 du disque de diamètre supérieur, coopérant avec la surface de chant du carter, il est possible de disposer ces•ouvertures de soupape de commutation à des distances circonférentielles plus grandes, de sorte que les pertes par fuites sont diminuées. Malgré cela, les dimensions du dispositif et les pertes par frotte-40 ment ne sont pas modifiées d'une manière sensible. 69 15093 2008324 Inversement, l'invention perraet, lorsqu'on peut s'accommoder des pertes par fuites se produisant avec les dispositifs antérieurs, de construire le dispositif de commande avec des dimensions inférieures ou, du fait de tolérances de fabrication plus 5 grandes, à meilleur marché. Dans un mode de réalisation préférentiel, la couronne dentée est rotative et le disque est accouplé aussi bien avec la couronne dentée qu'avec la douille extérieure avec lesquelles il tourne. Le disque est utilisé ici, non seulement comme une 10 pièce de la soupape de commutation, mais en même temps comme organe d'accouplement entre deux pièces de diamètres différents, qui sont disposées côte à côte à une faible distance axiale. Dans un perfectionnement de l'invention, le disque peut s'appliquer sur la couronne dentée et sur la roue dentée et for-15 mer une paroi séparatrice relativement au compartiment des douilles et la roue dentée peut, du côté opposé au disque, présenter un dispositif de guidage empêchant la roue dentée de tourner, mais permettant à son centre de parcourir une trajectoire circulaire. Ici le disque assure encore une fonction de sépara-20 tion entre la pompe de mesure et le compartiment des douilles, toutes les pièces tournantes de l'ensemble jusqu'à la roue dentée effectuant un mouvement de rotation pure. L'invention est décrite plus en détail ci-après à l'aide d'un exemple non limitatif de réalisation en se référant aux des-25 sins annexés, dans lesquels : la fig. 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de commande conforme à l'invention ; la fig. 2 est une coupe schématique du moteur de mesure suivant la ligne A-A de la fig. 1 ; 30 la fig. 3 représente un développement schématique des douilles formant le tiroir rotatif ; et la fig. 4 est une coupe du dispositif de guidage suivant la ligne B-3 de la fig. 1. Un carter 1 comporte une tubulure de raccordement 2 à la 35 pompe 3, une tubulure de raccordement 4 à une cuve à huile 5 et deux tubulures 6 et 7 de raccordement à un cylindre moteur 8» Dans un alésage de ce carter sont disposées une douille extérieure 9 et une douille intérieure 10 constituant un tiroir rotatif. La douille 10 se prolonge par un axe 11 auquel peut être fixé 40 un organe de manoeuvre, par exemple un volant de direction. Un 69 15093 4 2008324 tiîcque il: s'applique sur la surface de chant 13 du carter 1 et est accouplé, de manière à tourner avec elle, à la douille extérieure 9 au moyen de tenons 14. Au voisinage du disque 12 est disposé un moteur de mesure, qui se compose d'une couronne den-5 tée intérieurement 15 et d'une roue dentée extérieurement 16® La couronne dentée 15 est accouplée, de manière à tourner avec lui, au disque 12 par un tenon 17 et tourne, avec interposition d'une garniture 18 réduisant le frottement, à l'intérieur d'un carter de moteur 19, de forme annulaire. Ce dernier est fermé à une de 10 ses extrémités de chant par un couvercle 20 qui porte un dispositif de guidage 26 de la roue dentée 16. Le carter 1, le carter de moteur 19 et le couvercle 20 sont assemblés par des vis non représentées sur les figures. Le dispositif de guidage comprend une fente longitudinale 15 22 ménagée dans la roue dentée 16 ets glissant à l'intérieur de cette fente, un bloc 23 muni d'une fourchette 24. Celle-ci embrasse un second bloc 25 qui peut coulisser dans une glissière transversale 26 du couvercle 20. Ce dispositif de guidage a pour effet que la roue dentée 16 ne peut pas tourner, mais que son 20 centre peut parcourir une trajectoire circulaire» Sur la douille extérieure 9 est fixé un tenon transversal 27 qui s'engage avec jeu à travers une ouverture 28 de la douille intérieure 10. Un dispositif à ressort 29 fait que les deux douilles se trouvent normalement dans une position neutre 25 médiane. Mais en faisant tourner l'axe 11, on peut faire tourner la douille intérieure 10, par rapport à la douille extérieure 9, dans les deux sens contre la force du ressort 29, opération qui entraîne en outre les communications de canalisations décrites ci-dessous. Dans le cas extrême, lorsqu'on fait tourner l'axe 11, 30 on peut entraîner le tenon 27 et avec lui la douille extérieure 9, ainsi que le disque 12 et la couronne dentée 15, de sorte que le moteur de mesure peut fonctionner comme pompe de secours. Dans le carter 1 est disposé à gauche un compartiment annulaire 30, qui est en communication avec la tubulure de dé-35 part 4. A droite de celui-ci, on trouve successivement deux compartiments annulaires 31 et 32 qui sont en communication avec les tubulures de raccordement 6 et 7 de l'organe moteur. Viennent ensuite deux compartiments annulaires 33 et 34 qui» à travers des alésages 35 et 36, conduisent respectivement aux ouvertures 37,30. 40 de soupape de commutation portées par la surface de chant 13 du 69 15093 5 2008324 carter 1. Ces ouvertures sont alternativement mises en communication avec les tubulures d'arrivée et de départ. Il y a ainsi au total douze ouvertures 37, 38 de ce genre, c'est-à-dire le double du nombre de dents de la roue dentée 16. 5 La douille extérieure présente, de gauche à droite, des traversées 39, 40, 41, 42 et 43, qui se trouvent au niveau des compartiments annulaires 30-34,et qui sont réparties circonfé-rentiellement, comme le montre la fig. 3. Sur cette figure, les lignes en trait plein correspondent à la douille extérieure 9 et 10 les lignes en trait interrompu à la douille intérieure 10. Vient enfin, ménagé dans la douille extérieure 9, un compartiment annulaire 44 présentant des traversées 45 et des ouvertures de position neutre 46 qui toutes sont en communication avec la tubulure de raccordement 2 à la pompe. La douille intérieure 10 por-15 te des premières rainures longitudinales 47 qui vont des traversées 39 aux traversées 41, des secondes rainures longitudinales 48 qui vont des traversées 40 aux traversées 43, et des troisièmes rainures longitudinales 49 qui vont des traversées 42 aux traversées 45. Les troisièmes rainures longitudinales 49 préci-20 tées communiquent entre elles par une rainure circonférentielle 50. Alignées avec les traversées dé position neutre 46, cette douille comporte aussi des traversées de position neutre 51. Dans le disque 12, au voisinage des espaces interdentaires de la roue dentée 15,sont prévues des traversées 52 qui coo-25 pèrent avec les. ouvertures 37, 38. Dans la position neutre, représentée sur les figures, le liquide hydraulique s'écoule de la tubulure 2 à travers les traversées de position neutre 46 et 51 à l'intérieur 53 de la douille 10 et, de là, à travers les traversées 28 et 39 à l'ouverture de départ 4. 30 Si, à l'aide de l'axe 11, on fait tourner, à droite par exemple, la douille intérieure 10, les traversées de position neutre 46 et 51 cessent d'être en regard. Du liquide hydraulique s'écoule alors de la tubulure 2 à travers les traversées 45 dans les rainures longitudinales 49, de là à travers les tra-35 versées 42 et les conduits 35 à la soupape de commutation et au moteur de mesure. De là, le liquide hydraulique parvient, à travers la soupape de commutation et les conduits 36, les traversées 43, les rainures longitudinales 48 et les traversées 40, à l'organe moteur et de là revient à travers les traversées 41, les 40 rainures longitudinales 47 et les traversées 39 à la tubulure de 69 15093 6 2008324 départ. Si on fait tourner la douille intérieure 10 en sens contraire, le moteur de mesure et l'organe moteur sont parcourus en sens opposé. Evidemment, on peut appliquer aussi l'idée fondamentale de l'invention à de tels dispositifs de commande dans 5 lesquels la roue dentée exécute aussi bien une translation suivant une trajectoire circulaire, qu'un mouvement de rotation, ou dans lesquels la couronne dentée exécute une translation suivant une trajectoire circulaire et la roue dentée un mouvement de rotation. 10 Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 69 15093 7 2008324 H 5 7 S D I C £ T I O M 3 1. Dispositif de commande hydraulique, notamment pour asservissement de direction, se composant d'un moteur de mesure constitué d'yne couronne dentée extérieure et d'une roue dentée 5 intérieure présentant une dent de moins, dans lequel le centre d'un des éléments dentés parcourt une trajectoire circulaire, d'une soupape de commutation dont la première pièce tourne à la vitesse de rotation de 1'anneau denté et dont la seconde pièce tourne à la vitesse de rotation de la roue dentée et d'une sou-10 pape d'inversion présentant une position neutre et, de part et d'autre de la précédente, deux positions actives affectées chacune à un sens de rotation, dont la première pièce est accouplée à un axe rotatif de manoeuvre et dont la seconde pièce est accouplée à la seconde pièce, avec laquelle elle peut tour-15 ner, de la soupape de commutation, ces soupapes étant formées par un carter, portant les tubulures de raccordement, et deux douilles de tiroir rotatif, disposées concentriquement à l'intérieur et l'une par rapport à l'autre, lequel dispositif de commande est caractérisé en ce que la soupape d'inversion et la 20 soupape decomsnutation sont séparées l'une de l'autre de telle manière que les deux pièces de la soupape d'inversion soient formées par les douilles (9,10) et que les deusc pièces de la soupape de commutation soient formées au contraire par un disque (12) de diamètre supérieur à celui des douilles, et par une surface 25 annulaire de chant (13) du carter. 2. Dispositif de commandé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne dentée (15) est rotative et le disque (12) est accouplé aussi bien avec la couronne dentée qu'avec la douille extérieure (9) avec lesquels il tourne. 30 3. Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le disque (12) s'applique sur la couronne dentée (15) et sur la roue dentée (16) et forme une paroi séparatrice relativement au compartiment (53) des douilles et la roue dentée, du côté opposé au disque, présente un dispositif 35 de guidage (21) empêchant la roue dentée de tourner, mais permettant à son centre de parcourir une trajectoire circulaire.