Brevet FR2097095A1 — publié le 19720303

la présente invention est relative aux dispositifs d'alimentation en fluide pour véhicule, en particulier pour véhicule à moteur, dans lesquels une pompe volumétrique est agencée pour fournir du fluide sous pression à un ensemble de distributeurs de réglage de 5 débit qui comporte un orifice étranglé débouchant dans un conduit d'alimentation d'un dispositif de direction assisté par fluide et comprend également un premier tiroir ou élément équivalent de distribution chargé par un ressort et commandant un orifice de sortie qui débouche dans un conduit d'alimentation d'un dispositif de com-10 mande de la transmission du véhicule, dispositif qui est, en outre, en circuit de façon à recevoir la totalité du fluide qui s1 écoule à travers le dispositif de direction assisté, comme décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis 3-470.693. L'invention concerne d'une façon générale le problème consis-15 tant à livrer l'alimentation en fluide, dans tin dispositif d'alimentation, du type précité, dans lequel une pompe unique entraînée par le moteur est utilisée pour alimenter en fluide hydraulique à la fois un dispositif de direction assisté et un dispositif de commande de la transmission. 20 D'une façon plus particulière, le problème que vise à résoudre l'invention consiste à réaliser un ensemble de distributeurs de réglage de débit pour un tel dispositif d'alimentation en fluide, de façon à satisfaire aux impératifs de débits différents du dispositif de direction assisté et du dispositif de commande de la trans-25 mission, même aux vitesses élevées de la pompe entraînée par le moteur. Pour résoudre ce problème ainsi que d'autres qui seront exposés dans la suite de la présente description, le dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce que dans l'ensemble de distribu-30 teurs de réglage de débit, l'orifice étranglé sur le conduit d'alimentation du dispositif de direction assisté et le premier tiroir ou élément équivalent de distribution qui commande l'orifice de sortie débouche sur le conduit d'alimentation du dispositif de commande de la transmission, sont agencés pour être alimentés en fluide sous 35 pression à partir de la pompe volumétrique au moyen d'un second tiroir ou élément équivalent de distribution qui est sollicité par un ressort et commande un orifice de sortie débouchant sur un conduit d'alimentation d'un dispositif d'aspiration formant injecteur qui 71 22631 2 2097095 est branché de façon à aspirer le fluide à partir d'une source de fluide en vue de suralimenter un orifice d'admission de la pompe volumétrique, et ce, suivant un agencement dans lequel l'orifice de sortie commandé par le second tiroir est agencé pour être ouvert 5 pour une pression plus élevée que l'orifice de sortie commandé par le premier tiroir. Une telle solution présente l'avantage de fournir une suralimentation à la pompe pour éviter toute cavitation à l'admission de cette pompe pour les vitesses élevées du moteur, sans que cette sura-10 limentation soit limitée et rendue ainsi moins efficace par des butées de maxima disposées sur le dispositif à pression de commande de la transmission. De préférence, le second tiroir ou élément équivalent est a-gencé pour fournir au dispositif de commande de la transmission un 15 débit de fluide limité à une valeur satisfaisant aux impératifs ma-ximals de ce dispositif de commande, et le premier tiroir ou élément équivalent est agencé pour fournir au dispositif de direction assisté un débit de fluide satisfaisant aux impératifs maximals de ce dispositif de direction assisté, suivant un agencement dans lequel les 20 impératifs d'alimentation du dispositif de commande de la transmission sont satisfaits avant que ne se produise la suralimentation de la poiape, et le dispositif de commande de la transmission ne reçoit pas plus de fluide que la quantité maximale qui lui est nécessaire. Grâce à cet agencement, le débit du fluide au dispositif de 25 commande de la transmission n'est ni trop faible ni trop élevé, pourvu seulement que la vitesse de la pompe soit suffisante pour fournir un débit satisfaisant à la demande minimale de débit du dispositif de commande de la transmission. Suivant un mode de réalisation préféré, les premier et second 30 tiroirs ou éléments équivalents de distribution sont montés coulissants dans un corps commun, le premier tiroir étant traversé longi-tudinalement par un trou calibré qui forme un orifice étranglé satisfaisant aux besoins en fluide du dispositif de direction assisté, tandis que le second tiroir est traversé par un trou longitudinal 35 calibré formant un orifice étranglé pouvant satisfaire à la demande de débit de fluide du dispositif de commande de la transmission. Ceci permet de réaliser l'ensemble des distributeurs de réglage de débit sous une forme compacte et simple tout en satisfaisant COPV 71 22631 3 2097095 complètement aux demandes de débit du dispositif de direction assis- \ té et du dispositif de commande de la transmission. ; De façon commode, un régulateur de pression est branché dans I le conduit d'alimentation du dispositif de commande de la transmis- ' 5 sion afin de régler la pression du fluide fourni à ce dispositif de ■ commande, le fluide en excès provenant dudit régulateur de pression ' étant dirigé par l'intermédiaire d'un conduit de retour vers l'ori- i fice d'admission de la pompe volumétrique. ' ■ Grâce à cet agencement, la pression du fluide d'alimentation 10 du dispositif de commande peut être maintenue dans des limites étroites pour un fonctionnement efficace du dispositif de commande, sans i-aucun danger de perturbation de l'action régulatrice de la pression,1 aux vitesses élevées de la pompe. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours ' 15 de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel la Fig. unique est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif d'alimentation en fluide suivant l'invention. Ce dispositif d'alimentation en fluide est représenté au des-20 sin comme étant incorporé dans un véhicule comportant une transmission automatique comprenant un dispositif de commande de cette trans-' mission qui est désigné dans son ensemble par la référence 10 et est muni d'un régulateur de pression 11. Le dispositif de commande de la transmission automatique comprenant le régulateur 11 peut, par 25 exemple, être du type décrit dans le brevet des Etats-Unis 3.321.056., Le véhicule comporte, en outre, tin mécanisme de direction alimenté en énergie, désigné dans son ensemble par la référence 12 et pourvu d'un dispositif 13 d'assistance. Ce dispositif d'assistance peut, par exemple, être du type décrit dans le brevet des Etats-Unis 3.022. 30 722. Un fluide hydraulique (de l'huile) pour le dispositif d'alimentation est fourni sous pression par une pompe volumétrique 14 qui est disposée dans la transmission et est du type à palettes comme représenté. Cette pompe comporte un rotor 16 qui est entraîné par 35 le moteur du véhicule au moyen d'un dispositif d'entraînement tel que celui décrit dans le brevet des Etats-Unis précité 3.321.056 et, lorsqu'elle est actionnée, elle aspire du fluide dans un réservoir ou bâche 18 par l'intermédiaire d'un conduit d'admission 19 qui COPY 71 22631 2097095 dirige le fluide dans deux chambres d'admission jumellées 20 de la pompe. ÎJn aspirateur constitué par un injecteur en 21, comporte un col ou étranglement 22 disposé dans le conduit d'admission 19 de la pompe et peut être actionné par un jet de fluide sous pression 5 sortant d'une buse 23 en vue de suralimenter la pompe, comme on le décrira de façon plus détaillée dans la suite. Le fluide provenant des chambres d'admission 20 est chassé par l'action de pompage du rotor de la pompe vers deux chambres de sortie jumellées 24 d'où le fluide est distribué par l'intermédiaire d'un conduit de sortie 26 10 a un premier et un second distributeurs de réglage de débit 30 et 28 respectivement agencés en série. Le premier et le second distributeurs 30 et 28 comportent un corps commun 31 présentant un alésage étagé comprenant un étage 32 de grand diamètre et un étage 34 de petit diamètre. 15 Le second distributeur 28 comprend un tiroir cylindrique 36 de distribution, appelé plus loin "second tiroir" et disposé de façon à pouvoir se déplacer d'un mouvement alternatif dans l'étage 32 de grand diamètre de l'alésage. Ce tiroir comporte un trou 37 qui le traverse axialement et constitue un passage étranglé d'écoulement 20 entre une chambre expansible 38 ménagée à l'extrémité de gauche du tiroir 36 et une chambre expansible 39 disposée à l'extrémité de droite de ce tiroir. Un ressort 41 est disposé dans la chambre 39 et prend appui sur une bague 42 elle-même en appui contre un épaule-ment de l'alésage ; ce ressort 41 sollicite le tiroir 36 vers la 25 gauche afin de réduire le volume de la chambre 38 et d'augmenter le volume de la chambre 39, le déplacement vers la gauche étant limité par l'entrée en contact du tiroir 36 avec l'extrémité de gauche, fermée, de l'étage 32 de grand diamètre de l'alésage. Le conduit 26 de refoulement de la pompe est relié à l'orifice d'entrée du distri-30 buteur 28 à l'extrémité gauche de la chambre 38, de telle sorte que la pression de la pompe agit dans cette chambre 38 pour excercer sur le tiroir 36 une force dirigée vers la droite. Le trou d'étranglement 37 limite le débit vers la chambre 39 qui constitue la sortie du distributeur 28, et il en résulte que lorsque le fluide s'écoule, 35 il se produit une différence de pression de part et d'autre du tiroir 36, tendant à déplacer ce dernier vers la droite à 1'encontre de l'action du ressort 41. Lorsque cette différence de pression est assez grande pour déplacer suffisamment le tiroir 36 vers la droite, 71 22631 2097095 comme on le décrira dans la suite de façon plus détaillée, la chambre 38 et, ainsi, le conduit de refoulement 26 de la pompe sont ouverts au-delà de l'extrémité de gauche du tiroir 36 sur un orifice de sortie 43, comme représenté, qui est relié à un conduit de sor-5 tie 44. Ce conduit est relié à la buse d'injection 23 de façon à diriger le fluide vers l'étranglement 22 du dispositif d'aspiration 21 pour suralimenter la pompe par effet d'injecteur. l'autre distributeur 30, dit "premier distributeur" comporte un tiroir libre cylindrique 46 dit "premier tiroir" ayant un diamè-10 tre plus petit que celui du tiroir 36, et qui est logé dans l'étage 34 de petit diamètre de l'alésage. Ce tiroir 46 comporte un trou axial 48 qui le traverse et assure une communication à l'étranglement entre la chambre expansible 39 qui se trouve à l'extrémité de gauche du tiroir 46, et une chambre expansible 49 située à l'extré-15 mité de droite de ce tiroir. La chambre 39, qui est située entre les tiroirs 36 et 46, constitue une entrée au distributeur 30, et la chambre 49 constitue une sortie pour ce distributeur ; elle est reliée par un conduit 50 à l'entrée du dispositif 13 de direction assisté. Un ressort 51 disposé dans la chambre 49 sollicite le tiroir 46 vers 20 la gauche, son déplacement vers la gauche étant limité par l'entrée en contact du tiroir 46 avec la bague 42. Le passage 48 limiteur de débit a une section plus petite que celle du passage 37 limiteur de débit du distributeur 28, et limite l'écoulement à travers lui vers le mécanisme 13 de direction assisté ; il en résulte, de part et d' 25 autre du tiroir 46, qu'il se produit une différence de pression qui sollicite ce tiroir vers la droite, à 1'encontre de l'action du ressort 51. Lorsque cette différence de pression est assez grande pour déplacer suffisamment le tiroir 46 vers la droite, comme on le décrira de façon plus détaillée dans la suite, la chambre 39, qui 30 reçoit un débit de fluide commandé en provenance du deuxième distributeur 28 est ouverte, au-delà de l'extrémité de gauche du tiroir 46 comme représenté, sur un orifice de sortie 53 qui est relié à un conduit 54 ; ce conduit assure l'alimentation en fluide sous pression du dispositif de commande de la transmission. L'orifice de sor-35 tie du mécanisme 13 de direction assisté est également relié au conduit d'alimentation 54 de la transmission par un conduit 55. La limitation de la pression dans le dispositif de direction assisté est assurée par un clapet de décharge 58 à bille 59 norma 71 22631 6 2097095 lement sollicitée par un ressort 61 vers sa position ne fermeture représentée. Lorsque la pression du dispositif de direction assisté, pression qui agit dans le conduit 50, est suffisante pour éloigner la bille 59 de son siège, le fluide provenant de la chambre 49 du 5 distributeur 30 s'écoule à travers le clapet 58 vers le conduit 54 d'alimentation de la transmission. Ceci provoque une chute de pression de part et d'autre du passage d'étranglement de débit 48 de telle sorte que le tiroir 46 est actionné par une différence de pression accrue, ce qui a pour résultat une augmentation de l'écou-10 lement à travers l'orifice 53 vers le conduit 54 pour abaisser la pression. La pression du fluide dans le conduit 54 d'alimentation de la transmission est réglée par le régulateur de pression 11 qui comprend un tiroir coulissant libre 64 ayant trois portées espacées a, b et 15 ç de même diamètre et disposées dans un alésage 66 d'un corps 69. Un bouchon 70 disposé à l'extrémité de gauche de l'alésage 66 limite la course du tiroir 64 vers la gauche et ferme également l'alésage à cette extrémité de façon à réaliser une chambre 71. Le conduit 54 d'alimentation de la transmission est relié de façon à four-20 air en permanence du fluide sous une pression réglée au reste du dispositif de commande de la transmission, qui renvoie le fluide après usage vers la bâche 18. Le conduit 54 est relié à une gorge annulaire 72 qui communique en permanence avec la surface comprise entre les portées b et c du tiroir 64. La chambre 71 est reliée en 25 permanence à cette même surface comprise entre les portées b et ç par un passage radial 73 d'étranglement et un passage axial 74, ménagé dans le tiroir 64. Ce tiroir 64 comporte à son autre extrémité une tige axiale 76 venue de matière et pouvant entrer en contact avec un piston 78 30 élévateur de pression qui est mobile dans un cylindre 79 fixé dans le corps 69. Le piston 78 comporte des portions a et b de diamètres différents qui coopèrent avec le cylindre 79 dont l'alésage est éta-gé de façon correspondante, afin de former des chambres 80 et 81. L'alimentation en fluide sous pression de l'une ou l'autre de ces 35 chambres fournit une élévation de la pression réglée. Le tiroir 64 est normalement sollicité vers la position représentée par un ressort 82 qui est monté entre l'extrémité annulaire du cylindre 79 et tin siège de ressort 84 qui est maintenu en place par un épaulement COPY 71 22631 7 2097095 prévu sur le tiroir 64. Lorsque ce tiroir 64, est sollicité par le ressort 82, vers la position représentée, et lorsque la pression croît dans le conduit 54 et ainsi entre les portées b et ç, cette pression est transmise à la chambre 71. La pression régnant dans 5 cette chambre 71 tend à déplacer le tiroir 64 vers la droite à 1' encontre de l'action du ressort afin de régler la pression dans le conduit 54 à une faible valeur, qui est déterminée par la force élastique du ressort, le fluide en excès étant évacué tout d'abord entre les portées b et o vers un conduit 86 d'alimentation d'un convertis-10 seur et ensuite entre les portées a et b vers un orifice de sortie 87 qui est relié par -un conduit 88 aux chambres 20 d'admission de la pompe. Le conduit 86 d'alimentation du convertisseur fournit du fluide à un convertisseur de couple de la transmission, par exemple tel que décrit dans le brevet des Etats-Unis 3.470.693, après quoi le 15 fluide est renvoyé à la bâche 18. La description ci-dessus du réglage de la pression d'alimentation suppose que seul le ressort 82 détermine la pression principale. Lorsque le dispositif de commande de la transmission est réglé pour établir certains rapports d'entraînement, le fluide sous pres-20 sion est également distribué à l'une ou l'autre des chambres 80 ou 81 , où il agit à gauche sur le piston 78 pour assister l'action du ressort 82 et augmenter ainsi la pression réglée dans le conduit 54. Dans le fonctionnement du dispositif d'alimentation en fluide 25 qui vient d'être décrit, lorsque le moteur est au ralenti et qu'ainsi la pompe 14 est entraînée à une faible vitesse, du fluide est aspiré dans la bâche 18 par l'intermédiaire du conduit 19 et délivré par la pompe au conduit de sortie 26. Les deux distributeurs 28 et 30 sont disposés par leurs ressorts, de telle sorte qu'ils ne sont 30 pas à l'échappement, et le fluide ainsi fourni à la chambre 38 du distributeur 28 s'écoule à travers le passage d'étranglement 37 vers la chambre 39, et ensuite à travers le passage d'étranglement 48 du distributeur 30 vers la chambre 49. Le fluide se trouvant dans la chambre 49 est fourni par le conduit 50 au mécanisme de direction 35 assisté 13, la totalité du fluide s'écoulant vers celui-ci étant délivrée par le conduit 55 au conduit 54. Lorsque ce conduit 54 est plein, la pression augmente dans ce conduit et en amont de celui-ci, et le régulateur de pression 11 commence à fonctionner pour régler COPY 71 22631 2097095 la pression d'alimentation de la transmission à la valeur désirée. Pour faciliter la compréhension du fonctionnement du dispositif Avec les réglages ci-dessus des distributeurs, lorsque pour une valeur quelconque particulière faible de la vitesse du moteur, la pompe 14 atteint un débit de douze litres par minute vers le mé-15 canisme d'assistance de direction, et ainsi également vers le dispositif de commande de la transmission, la pression développée de part et d'autre du passage 48 limiteur de débit déplaee le piston 46 de façon suffisante vers la droite à 1*encontre de l'action du ressort 51 pour ouvrir la chambre 39 sur le conduit 54 d'alimentation de la 20 transmission. Ainsi, lorsque l'on augmente la vitesse du moteur, et qu'ainsi on augmente la vitesse de la pompe pour augmenter le débit fourni par celle-ci au-delà de douze litres par minute, le distributeur 30 agit pour limiter le débit à travers le passage 48 à la valeur désirée en distribuant le fluide en excès provenant de la 25 pompe, directement au dispositif de commande de la transmission. Du fait que la quantité de douze litres par minute qui est fournie au mécanisme 13 d'assistance de la direction par le distributeur 30 est également fournie au conduit d'alimentation de la transmission, la totalité du débit de la pompe, jusqu'à une valeur de trente-deux li-30 très par minute, est ainsi rendue disponible pour le dispositif de commande de la transmission, le régulateur 11 régularisant la pression dans ce dernier dispositif à la valeur désirée et renvoyant le fluide en excès vers l'admission de la pompe. Pendant le fonctionnement qui vient d'être décrit, le distri-35 buteur 28 n'a pas commandé le débit et continue ainsi à ne pas agir jusqu'à ce que, par suite d'une augmentation de la vitesse du moteur, le refoulement de la pompe 14 atteigne une valeur de trente-deux litres par minute. Lorsque le débit de la pompe atteint cette 71 22631 9 2097095 valeur de trente-deux litres par minute, la différence de pression de part et d'autre du passage 37 limiteur de débit déplace le tiroir 36 vers la droite sur une longueur suffisante et à 1'encontre de 1' action du ressort 41 pour ouvrir la chambre 38 sur le conduit 44. 5 Ainsi, lorsque le débit de la pompe, du fait d'une augmentation de la vitesse de celle-ci, excède trente-deux litres par minute, le distributeur 28 agit pour limiter le débit à travers le passage 38 à cette valeur désirée et en distribuant le fluide en excès provenant de la pompe, par l'intermédiaire de la buse 23, à l'étrangle-10 ment 22 du dispositif d'aspiration 21. La buse 23 agit de telle sorte que le conduit 44 subit une contre-pression pour fournir une pression élevée à l'entrée de l'étranglement 22, procurant ainsi un jet à grande vitesse pour aspirer le fluide de la bâche 18 et le forcer à passer dans la portion aval du conduit 19 dans la pompe afin d' 15 empêcher toute cavitation à l'admission de cette pompe. Ainsi, le dispositif d'alimentation en fluide suivant l'invention satisfait toujours aux besoins de débit du dispositif de commande de la transmission avant d'utiliser du fluide pour suralimenter la pompe. En outre, cette priorité établit l'action de surali-20 mentation dans la plage appropriée de vitesses de la pompe, du fait que la suralimentation est la plus souhaitable aux vitesses élevées pour lesquelles se produit un refoulement excessif de la pompe. Un autre avantage consiste en ce que le régulateur de pression du dispositif de commande de la transmission ne reçoit jamais plus que la 25 quantité normale de fluide nécessaire pour un fonctionnement approprié de la transmission, et peut par conséquent être réalisé en fonction des besoins normaux du dispositif de commande de la transmission au lieu d'être amené à régler la pression pour des débits de fluide tout à fait excessifs qui lui parviendraient. Un autre 30 avantage réside dans le fait que le col ou étranglement du dispositif d'aspiration peut fonctionner avec des pressions plus élevées que la pression réglée du dispositif de commande de la transmission, cette dernière caractéristique permettant une action d'aspiration efficace, sans perdre de vue que la pression à la sortie de la pom-35 pe excède toujours la pression d'alimentation de, la transmission en raison du fait que la pompe alimente également le mécanisme d'assistance de la direction, dont la sortie de fluide est reliée au conduit alimentant le dispositif de commande de la transmission. 71 22631 2097095 REVEHDICATIONS. 1 - Dispositif d'alimentation en fluide pour véhicule, en particulier pour véhicule à moteur, du type dans lequel une pompe vo-5 lumétrique est agencée pour distribuer du fluide sous pression à tua ensemble de distributeurs de réglage de débit qui comprend un orifice étranglé débouchant sur un conduit d'alimentation d'un mécanisme de direction assisté actionné par fluide, et comprend également un premier tiroir sollicité par un ressort et commandant un orifice de 10 sortie débouchant sur un conduit d'alimentation d'un dispositif de commande de la transmission dont les liaisons sont telles qu'il reçoit la totalité du fluide s'écoulant à travers le dispositif de direction assisté, ce dispositif d'alimentation étant caractérisé en ce que, dans un premier distributeur de réglage de débit (30), ledit 15 passage étranglé (48) débouchant sur le conduit d'alimentation (50) du dispositif de direction assisté (13), et ledit premier tiroir (46) qui commande l'orifice de sortie (53) débouchant sur le conduit (54) d'alimentation du dispositif (10) de commande de la transmission, sont agencés pour être alimentés en fluide sous pression à 20 partir de la pompe volumétrique (14) au moyen d'un second tiroir (36) appartenant à un autre distributeur (28) de réglage de débit sollicité par un ressort (41), et qui commande un orifice de sortie (43) débouchant sur un conduit d'alimentation (44) d'un dispositif d'aspiration (21) qui est branché de façon à aspirer le fluide d'une 25 source de fluide (18) pour suralimenter un orifice d'admission (20) de la pompe volumétrique (I4)et ce, suivant un agencement dans lequel ledit orifice de sortie (43) du second distributeur (28) est agencé pour être ouvert pour une pression plus élevée que l'orifice de sortie (53) du premier distributeur (30) de réglage de débit. 30 2 - Dispositif d'alimentation en fluide suivant la revendica tion 1, caractérisé en ce que le second distributeur (28) de débit est agencé pour fournir au dispositif (10) de commande de la transmission un débit de fluide limité à une valeur pouvant satisfaire la demande maximale de ce dispositif de commande, et le premier dis-35 tributeur (30) est agencé pour fournir au mécanisme (13) d'assistance de la direction un débit de fluide pouvant satisfaire à la demande maximale de ce mécanisme d'assistance, et ce, suivant un agencement dans lequel la demande de fluide du dispositif de commande de 71 22631 2097095 la transmission est satisfaite avant que ne se prodtiise la suralimentation de la pompe (14), le dispositif de commande de la transmission ne recevant pas plus de fluide que la quantité maximale qui lui est nécessaire. 3 - Dispositif d'alimentation en fluide suivant l'une quelconque des revendications 1_ et 2, caractérisé en ce que les tiroirs (46, 36) du premier et du second distributeurs (30, 28) sont montés coulissants dans un corps commun (31), le tiroir (46) du premier distributeur (30) étant traversé par un passage (48) qui est calibré pour former un orifice étranglé pouvant satisfaire aux besoins en fluide du mécanisme de direction assisté (13), le tiroir (36) du second distributeur (28) étant traversé par un passage (37) qui est calibré pour former un autre orifice étranglé pouvant satisfaire à la demande de fluide du dispositif (10) de commande de la transmission. 4 - Dispositif d'alimentation en fluide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un régulateur de pression (11) est branché dans le conduit (54) d'alimentation du dispositif (10) de commande de la transmission afin de régler la pression du fluide fourni à ce dispositif de commande, le fluide en excès provenant dudit régulateur de pression étant dirigé, par l'intermédiaire d'un conduit de retour (88), vers l'orifice d'admission (20) de la pompe volumétrique (14).