Brevet FR2113123A1 — publié le 19720623

2H3123 La présente invention est relative à une direction assistée à pignon et crémaillère pour véhicule à moteur et, plus particulièrement, à un distributeur rotatif en usage sur ces véhicules. Une direction assistée à pignon et crémaillère pour véhicules 5 à moteur comprend généralement, pour diriger le fluide de pression vers l'ensemble cylindre-piston à double action, un distributeur rotatif, associé à la crémaillère de manière que le fluide agisse sur le piston pour aider le pignon à déplacer la crémaillère axia-lement, dans l'un ou l'autre sens, et apporte ainsi une force sup-10 plémentaire à la direction du véhicule sur lequel est montée cette direction. En général, les distributeurs rotatifs de ce genre comportent un rotor, de forme cylindrique, tournant dans une chemise, le rotor étant relié, ou susceptible d'être relié à une colonne de direction, de sorte qu'un mouvement de rote.tion est communiqué 15 au rotor quand on fait tourner un volant rattaché à la colonne de direction, le rotor et sa chemise cylindrique ayant chacun des gorges s'étendant longitudinalement, qui coopèrent au contrôle du débit du fluide de pression traversant la chemise en fonction de la disposition angulaire du rotor par rapport à sa chemise, le 20 rotor étant relié au pignon de la direction à pignon et crémaillère par une barre de torsion, de sorte que la rotation du rotor se transmet au pignon par l'intermédiaire de cette barre. L'une des fonctions de cette barre de torsion consiste à déplacer le rotor vers sa position centrée en marche, dans laquelle ne passera pas, 25 ou que peu, de fluide de pression vers l'ensemble cylindre-piston à double action, de manière à maintenir le rotor dans cette position quand le véhicule avance en ligne droite et qu'aucun mouvement de rotation n'est imprimé au volant du véhicule. Dans les distributeurs rotatifs courants du genre précité, 30 la barre de torsion est reliée de manière réglable au rotor et le distributeur est équilibré au montage afin d'être assuré que le rotor se trouvera normalement dans sa position centrée de marche. Bien que cette disposition permette d'équilibrer facilement le distributeur en cours de fabrication, elle pose des problèmes de 35 fonctionnement, car l'équilibre du distributeur peut facilement être rompu en cours de marche et toute perte d'équilibre se traduira par un déséquilibre de la direction du véhicule sur lequel 71 38035 ** 1 . 2 2113123 le distributeur est monté. De plus, les dimensions des distributeurs de ce genre sont tant soit- peu plus grandes qu'il ne serait souhaitable. l'objet de la .présente invention est de créer un distributeur 5 rotatif du genre précité ayant moins de pièces indépendantes et pouvant, par conséquent, avoir des dimensions plus réduites que cela a été généralement le cas jusqu'ici des distributeurs semblables. Dans ce but, l'invention prévoit un distributeur rotatif pour 10 direction assistée à pignon et crémaillère comprenant un rotor, monté dans une chemise cylindrique et relié, ou susceptible d'être relié à une colonne de direction, le rotor et sa chemise pouvant tourner l'un par rapport à l'autre et chacun présentant au moins une gorge s1étendant longitudinalement, qui coopère au •] 5 contrôle du débit du fluide de pression à travers le distributeur selon la disposition angulaire du rotor par rapport à sa chemise quand le distributeur est en service, un pignon faisant corps avec la c'iem.ise et une barre de torsion reliant le rotor au pignon. L'invention prévoit également une direction assistée à pignon 20 et crémaillère comportant un distributeur rotatif du genre précité, le pignon faisant corps avec la chemise étant le pignon de la direction à pignon et crémaillère. . Le rotor, la chemise et le pignon sont montés de préférence dans un boîtier qui coopère avec la chemise pour déterminer une 25 série de passages annulaires, le boîtier présentant des orifices " d'entrée et de sortie communiquant chacun avec l'un de ces passages, qui communiquent avec les gorges coopérantes du rotor et de la chemise pour obtenir le débit voulu du fluide de pression à travers le distributeur. Ainsi, le boîtier peut avoir quatre ori-30 fices, dont le premier est un orifice d'entrée pouvant être raccordé à une source de fluide sous pression, le deuxième un orifice de sortie pouvant être raccordé à un bac ou réservoir pour ce fluide, le troisième un orifice de premier cylindre pouvant être raccordé au système cylindres-pistons d'assistance de la direction 55 à pignon et crémaillère pour amener le fluide de pression à ce système afin d'aider le déplacement axial de la crémaillère dans un sens, et le quatrième est orifice de second cylindre pouvant 71 38035 3 2113123 être raccordé au système cylindres-pistons d'assistance de la direction à pignon et crémaillère pour amener le fluide de pression à ce système pour aider à déplacer axialement la crémaillère dans le sens opposé. Le rotor et sa chemise peuvent comporter 5 chacun six des gorges précitées et la disposition peut être telle qu'en service, le distributeur étant dans la position,centrée de marche, le fluide de pression passera, par l'intermédiaire de ces gorges, de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie de telle manière qu'il n'en passera que peu, ou pas du tout, vers l'en-10 semble cylindres-pistons, tandis que, lorsque le rotor est amené en rotation, dans l'un ou l'autre sens, par rapport à sa chemise, l'orifice du premier ou du second cylindre sera raccordé à la source de fluide de pression, l'autre orifice, c'est-à-dire, du second ou du premier cylindre selon le cas, étant relié au bac ■J5 ou réservoir du fluide. Les flancs des gorges dans le rotor et, ou bien, dans sa chemise peuvent être conformés de manière connue pour àèsurer le contrôlé du débit du fluide de pression vers l'orifice du premier ou du second cylindre conformément à la disposition angulaire du ro-20 "tor par rapport à sa chemise, de manière à apporter un degré prédéterminé d'assistance suivant les conditions de la direction. A cette fin, les flancs de chacune des gorges s'étendent axialement dans le rotor et, ou bien, dans la chemise, peuvent diverger l'un par rapport à l'autre sur une partie de leur longueur au moins et • 25 chacun d'eux peut présenter un dispositif d'arrêt, la disposition d'ensemble étant telle que peu ou pas d'assistance n'est apportée à la direction quand on conduit sensiblement en ligne droite, un degré croissant d'assistance étant fourni dans les virages et un degré encore plus élevé pendant les manoeuvres de parquage et 30 autres. De préférence, le rotor est un organe cylindrique creux et la barre de torsion précitée montée à l'intérieur du rotor pour réduire l'encombrement. Le rotor peut avoir, à l'une de ses extrémités, un prolongement, qui s'étend au-delà du boîtier et au moyen 35 duquel le rotor est relié, ou susceptible d'être relié, à une colonne de direction, une extrémité de la barre de torsion pouvant se trouver contenue et fixée dans ce prolongement du rotor. 4 71 38035 2113123 i L'autre extrémité de la "barre peut se prolonger au-delà de l'extrémité opposée du rotor et êtrç fixée au pignon.Afin d'éviter les problèmes de fonctionnement inhérents aux distributeurs rotatifs classiques, dans lesquels la barre de torsion est rattachée de manière réglable au rotor, il est préférable, conformément à une autre caractéristique de la présente invention, de fixer de façon permanente la barre de torsion au rotor au montage, par exemple en perçant simultanément le prolongement du rotor et la barre, en alésant et en goupillant. Pour s'assurer que le distributeur est convenablement équilibré, on peut lé relier, assemblé à blanc,une extrémité de la barre de torsion déjà fixée au pignon, à une source appropriée de fluide de pression et faire tourner le rotor par rapport à sa chemise et à la barre de torsion jusqu'à ce qu'un manomètre, convenablement raccordé, montre que le rotor se trouve bien'dans la position centrée de marche, les pièces pouvant être alors fixées l'une par rapport à l'autre de toute manière convenable, le prolongement du rotor et la barre de torsion étant percés, alésés et goupillés comme indiqué précédemment. De préférence, le rotor est pourvu d'une série de cannelures à une extrémité et ces cannelures engrènent avec des cannelures correspondantes ménagées dans la chemise, l'assemblage de ces cannelures étant avec jeu pour permettre au rotor et à la chemise une prolongation contrôlée de leur rotation sans ^imposer de surcharge à la barre de torsion. Les cannelures peuvent en comporter une plus grande servant à as su rer l'assemblage libre du rotor et de la chemise dans une seule orientation pré-déterminée, l'ajustage avec jeu des cannelures permettant d'équilibrer ultérieurement le distributeur de la manière indiquée précédemment. Afin de faire comprendre plus facilement l'invention, nous allons nous reporter ci-après au dessin joint,représentant, à titre d'exemple, en élévation-coupe,une forme de réalisation d'une direction assistée à pignon et crémaillère selon l'invention, la vue correspondante étant subdivisée en deux parties se raccordant selon le trait mixte. En se référant maintenant au dessin, "on voit que la direction comprend un distributeur rotatif 1 possédant un rotor 2, monté à l'intérieur d'une chemise cylindrique 3 faisant corps avec un pi- 71 38035 5 2113123 gnon 4, qui engrène avec une crémaillère 5« Le distributeur 1 comprend ên outre un boîtier 6, fixé à un boitîer 7 de la crémaillère 5. Le rotor 2 présente un prolongement 2a à une extrémité et il est creux. Montée à l'intérieur du rotor 2, une barre de torsion 8 5 à l'une de ses extrémités emmanchée à force, ou autrement fixée, dans un trou 9 contrepercé dans l'ensemble chemise-pignon, et l'autre extrémité dans le prolongement 2a du rotor 2. La chemise 3 et le rotor présentent des cannelures 10 s'engrénant avec un certain jeu pour permettre au rotor et à la chemise une prolongation 10 contrôlée de leur rotation sans qu'une surcharge soit imposée à la barre de torsion 8. Cette barre 8 est fixée dans le prolongement 2a du rotor 2 en perçant conjointement le prolongement 2a et la barre 8, en alésant et en goupillant après que le distributeur 1, " assemblé à blanc, a été "équilibré" comme décrit précédemment, l'a-15 justage avec jeu des cannelures 10 en prise permettant cet équilibrage et le fonctionnement ultérieur du distributeur. La chemise 3 et le. pignon 4 sont supportés à l'intérieur du carter 6 par un roulement supérieur 11 à aiguilles et un roulement inférieur à billes 12. A son extrémité supérieure 13, le rotor 2' 20 est scellé à l'intérieur du boîtier par des joints étanches au fluide, 14 et 15. Un joint 16 empêche la fuite du fluide de pression vers le pignon 4. Le boîtier 6 et la chemise 3 coopèrent pour déterminer une série de passages annulaires 17,18, 19 et 20, séparés par des joints 25 annulaires 21,22,23 et 24, étanches au fluide. Les passages annulaires communiquent avec des orifices (non représentés) du boîtier, ce qui permet de raccorder le passage annulaire 17 à un cylindre de l'ensemble cylindres-pistons qui va être décrit, le passage annulaire 18 à une source de fluide de pression, le passage annulaire 30 19 à un second cylindre de l'ensemble cylindres-pistons à décrire et le passage annulaire 20 à un bac ou réservoir de fluide de pression. Ces passages annulaires communiquent également avec des gorges s'étendant longitudinalement dans la chemise 3 et le rotor-2 Le dessin ne représente que deux de ces gorges 25 et 26, dans le 35 rotor 2. On comprendra cependant que la chemise en comporte, par exemple, six, qui sont également espacées autour de sa périphérie intérieure, tandis que le rotor possède un nombre égal de gorges, 71 38035 6 2113123 également réparties sur sa périphérie intérieure, les gorges du rotor étant décalées par rapport à celles de la chemise quand le f distributeur se trouve dans sa position centrée de marche et la disposition étant telle que le fluide de pression sera dirigé, soit 5 vers le premier cylindre, soit vers le second des ensembles cylin-dres-pistons précités, de manière connue, quand le rotor est déplacé angulairement par rapport à la chemise,Les passages annulaires précités communiquent avec les gorges par l'intermédiaire de trous radiaux, trois gorges longitudinales du rotor se présentant de deux 10 en deux et communiquant avec le passage annulaire 20 (échappement) par des trous radiaux (non représentés),tandis que les trois gorges intermédiaires sont plus courtes et communiquent par d'autres trous radiaux (non représentés) avec le passage annulaire 18 (admission) «Trois gorges longitudinales de la chemise 3, prises de 15 deux en deux, communiquent, par des trous radiaux (non représentés) avec le passage annulaire 17, tandis que les trois autres gorges intermédiaires communiquent avec le passage 19. Les trous radiaux entre les passages annulaires 17 et 19 et les gorges respectives de la chemise sont dimensionnés pour produire un effet d'amortissement 20 des cahots de la route, transmis par la direction et qui pourraient se traduire par des oscillations ou une instabilité du distributeur, tandis que les trous radiaux de communication des passages annulaires 18 et 20 avec leurs gorges longitudinales respectives du rotor sont exécutés aussi gros que possible pour minimiser la chute de 25 pression et maintenir la température du fluide de pression aussi bas qu'il se peut. L'intérieur du rotor 2 communique par un trou radial (non représenté) avec le passage annulaire d'échappement 20 de manière à éviter de donner naissance à l'intérieur du rotor à une pression 30 susceptible d'endommager le distributeur, La chemise 3 et le pignon 4 peuvent être fabriqués d'une seule pièce, telle qu'usinée dans une même barre,ou un même lopin.Autrement cette chemise et le pignon faisant corps avec elle peuvent être constitués en exécutant deux pièces ou plus,trois par exemple, 35 séparément,celles-ci étant ensuite assemblées et fixées pour former un bloc,par soudage électrique, traitement chimique,ou autre procédé analogue.La fabrication séparée présente l'avantage de per 71 38035 7 2113123 mettre d'exécuter plus facilement les gorges dans la chemise et de tirer celle-ci d'une manière plus économique que celle exigée pour le pignon 4. Le boîtier 7 de la crémaillère 5 est formé de quatre sections .5 27,28,29 et 30 s'accouplant, comme représenté, par bouts mâles et femelles. La crémaillère 5, qui peut se déplacer longitudinalement à l'intérieur du boîtier 7, présente un manchon 31,monté sur l'une de ses extrémités de manière à former un épaulement 32, qui supporte un piston 33 solidaire de la crémaillère 5.Un joint annulaire 10 34, étanche au fluide, est prévu entre le piston 33 et la périphérie intérieure du boîtier 7. Un second piston 36 est également fixé à la crémaillère 5« La section 29 du boîtier 7 de la crémaillère présente un collet 36, faisant saillie vers l'intérieur et supportant une bague étanche 37 assemblée en formant joint avec la crémaillère 15 5. De cette manière, un premier cylindre 38 se trouve déterminé entre le piston 35 et la bague étanche 37 et un second cylindre entre la bague 37 et le piston 33. Le cylindre 38 communique, par l'intermédiaire d'un orifice 40 dans le boîtier 7 de la crémaillère et d' un conduit approprié (non représenté) avec l'un des orifices de cy-20 lindre du boîtier 6, tandis que le cylindre 39 communique, par l'intermédiaire d'un second orifice (non représenté) dans le boîtier 7 de la crémaillère et un conduit approprié (non représenté) avec l'autre orifice de cylindre du boîtier du distributeur 6. Le second orifice précité dans le boîtier de la crémaillère peut être décalé, 25 disons de 90°, angulairement par rapport à l'orifice 40. L'une des deux extrémités, ou les deux extrémités de la crémaillère 5 peuvent être reliées, de manière connue, au moyen de joints à rotule 41 et de timoneries de direction 42, aux roues directrices d'un véhicule. 71 38035 211^123 REYENDICAIIQgS 1Distributeur rotatif pour direction assistée à pignon et crémaillère caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier, dans lequel est logée une chemise cylindrique, un rotor monté à l'intérieur de cette chemise et pouvant tourner par rapport à cel-5 le-ci, des gorges s'étendant longitudinalement dans cette che mise et ce rotor pour coopérer au contrôle du débit du fluide de pression dans le distributeur selon la position angulaire du rotor par rapport à la chemise quand le distributeur est en service, un pignon faisant corps avec la chemise et une barre jO de torsion reliant le rotor au pignon. 2.- Distributeur rotatif suivant la revendication 1,caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs passages annulaires,déterminés entre le boîtier précité et la chemise, le boîtier présentant des orifices d'entrée et de sortie communiquant chacun avec •J5 l'un de ces passages et des moyens de communication entre ces passages annulaires avec les gorges précitées de manière à obtenir le débit voulu de fluide de pression à travers le distributeur. 3.- Distributeur rotatif suivant la revendication 2,caractérisé en 2Ô ce qu'il est prévu quatre passages annulaires, le premier communiquant avec un orifice d'admission dans le boîtier pouvant être raccordé à une source de fluide sous pression, le deuxième communiquant avec un orifice d'échappement dans le boîtier et pouvant être raccordé à un réservoir de fluide de pression,le - 25 troisième communiquant avec un orifice du premier cylindre dans le boîtier pouvant être raccordé au système d'assistance cylin-dres-pistons de la direction à pignon et crémaillère pour envoyer le fluide de pression aux ensembles cylindres-pistons afin d'aider la crémaillère à se déplacer longitudinalement 30 dans un sens, et le quatrième passage annulaire communiquant avec un orifice du second cylindre dans le boîtier pouvant être raccordé au système d'assistance par cylindres et pistons afin d'aider la crémaillère à se déplacer longitudinalement dans le sens opposé. 35 4.- Distributeur rotatif suivant la revendication 3, caractérisé quand il est centré,en ce que l'orifice d'admission est rac 71 38035 9 2113123 cordé, par l'intermédiaire du premier passage annulaire, des gorges et du deuxième passage annulaire, à l'orifice d'échappement et, quand le rotor tourne hors de sa position centrée et suivant le sens de sa rotation, l'un des orifices de cylindre est raccordé, à l'orifice d'admission, par l'intermédiaire du passage annulaire correspondant, d'au moins une paire coopérante de gorges et du premier passage annulaire, l'autre orifice de cylindre étant relié, à l'orifice d'échappement, par l'intermédiaire du passage annulaire correspondant, d'au moins une autre paire coopérante de gorges et du deuxième passage annulaire. 5.- Distributeur rotatif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les flancs longitudinaux d'au moins une des paires coopérantes des gorges, ou de chacune d'elles, divergent l'un par rapport à l'autre sur une partie au moins de leur longueur et chacun de ces flancs présentant un dispositif d'arrêt pour assurer le débit contrôlé du fluide de pression vers les orifices des cylindres, suivant la position angulaire du rotor par rapport à la chemise. 6.- Distributeur rotatif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rotor est un organe cylindrique creux et la barre de torsion montée à l'intérieur du rotor. 7.- Distributeur rotatif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le rotor présente à l'une de ses extrémités un prolongement dépassant le boîtier et au moyen duquel on peut relier le rotor à une colonne de direction, une extrémité de la barre de torsion étant contenue et fixée dans le prolongement précité du rotor. 8.- Distributeur rotatif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'autre extrémité de la barre de torsion se prolonge au-delà de l'extrémité opposée du rotor et est fixée au pignon. 9.- Distributeur rotatif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'à l'une des extrémités du rotor existent des cannelures engrénant avec des cannelures correspondantes prévues à l'intérieur de la chemise,l'assemblage des cannelures, se faisant avec un certain jeu pour permettre au rotor et à la chemise une prolongation contrôlée de leur rotation 71 38035 ' 9 2113123 sans que la barre de torsion soit soumise à une surcharge. 10.- Distributeur rotatif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les cannelures en prise en comprennent une plus large servant à assurer l'assemblage du rotor et de la chemise dans une seule orientation prédéterminée. 11.- Direction assistée à pignon et crémaillère comprenant un distributeur rotatif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, le pignon engrénant avec la crémaillère étant le pignon de la direction à pignon et crémaillère.