Brevet FR2342418A1 — publié le 19770923

L'invention se rapporte à un dispositif de commaiide mécanique assistée par fluide sous pression distribué a un vérin relié au mécanisme à actionner, de telles commandes étant appli quées dans de nombreux asservissemeilts du type dit suiveur, dont un exemple typique est celui des commandes de direction assistées de véhicules automobiles. Selon diva ses réalisations connues, un tel dispositif de commande assistée comporte notamment un organe de commande manoeuvrable à volonté et un organe d'actionnement dudit mécanisme entre lesquels est i'flteose-urdistributeur de fluide sous pression au vérin, comprenant un corps et deux tiroirs mobiles dans celui-ci, contrôlant chacun la distribution de fluide sous pression à une chambre du vérin, ces tiroirs étant individuellement déplaçables selon le sens de manoeuvre de de l'-organe de commande et à l'encontre de moyens de rappel ntautorisant un déplacement relatif tiroir-ccrps qutà partir d'un certain seuil d'effort exerce entre ledit organe de commande manoeuvrable et ledit organe d'actionnement du mécanisme.Cela permet de disposer d'une commande mécanique pure jusqu'au seuil d'effort en question, et de disposer d'une assistance au-deIà de ce--seuil, e qui est bien reconnu comme souhaitable dans le cas des servo-directions de véhicules en particulier. On a ainsi utilisé de diverses manières des ressorts précontraints comme moyen de rappel, mais ceux-ci présentent l'inconvénient d'introduire un surcroit d'effort de manoeuvre gênant lors du déplacement du tiroir de distribution du fait de leur longueur nécessairement limitée et de la faible flexibilité qui en résulte.Selon leur disposition dans le système de distribution ils peW'ent aussi entrer en interférence avec le fonctionnement du d stributeur, notamment lorsque l'on ne désire pas recourir à uneldistribution du type à flot continu mais seulement à une distribution sélective de la pression motrice-en cas de besoin, auquel cas il est possible de prévoir un distributeur mettant normalement, c'est-à-dire en deçà audit seuil, les deux chambres du vérin, simultanément à l'échappement, ce qui autorise dans la phase de commande mécanique pure le mouvement d'accompagnement du vérin sans problèmes. La présente invention a pour objet u X réalisation d'un tel dispositif de commande éliminant les inconvénients précités des ressorts tout en apportant un fonctionnement satisfaisant sans distribution à flot continu, mais avec seulement une distribution sélective de la pression motrice. Essentiellement, le dispositif selon l'invantion de commande mécanique assistée par fluide sous pression distribué à un vérin à 2 chambres relié au mécanisme à actionner, comportant un organe de commande manoeuvrable à volonté et un organe d'actionnement dudit mécanisme entre lesquels est interposé un distributeur de fluide sous pression comprenant un corps et deux tiroirs mobiles dans celui-ci, contrôlant la distribution de fluide scus pression respectivement aux deux chambres du vérin qu'il met normalement à I'échappement, ces tiroirs étant individuellement déplaçables selon le sens de manoeuvres de l'organe de commande et à l'encontre de moyens de rappel.en butée n'autorisant un déplacement relatif tiroir-corps qu'à partir d'un certain seuil d'effort exercé entre les organes de commande et d'actionnement précités dans un sens ou dans l'autre, est caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel comprennent pour chaque tiroir une chambre ménagée entre ce dernier (ou une pièce coopérant avec lui) et le corps du distributeur, dans laquelle est appliqué un fluide sous pression sensiblement constante déterminant ledit seuil d'effort. Le fluide sous pression déterminant ledit seuil d'effort peut être d'origine quelconque, pris ou non sur la source d'alimentation du distributeur. Suivant une'disposition préférée, destinée, dans le cas usuel d'une assistance hydraulique, à éviter dans le vérin les risqués de cavitation lors des manoeuvres sans assistance, les conduits de retour d'échappement au réservoir sont prévus intercommunicants et pourvus dtun clapet ne s'ouvrant vers le réservoir qu'à partir d'une certaine pression. En outre le conduit d'alimentation de chaque chambre du vérin peut être relié à une autre chambre ménagée entre 'e tiroir correspondant et le corps du distributeur pour appliquer entre ces. derniers une force de réaction d'assistance s'ajoutant audit seuil d'effort. Bien entendu, l'établissement du seuil d'effort à laide de fluide sous pression n'exclut pas le recours éventuel à un ressort de compressIon auxiliaire, à effet additif ou soustractif, ne présentant pas l'inconvénient précédemment signalé lorsque le seuil d'effort est seulement assuré à l'aide de ressorts. Plusieurs formes de réalisation de l'invelltion sont d'ailleurs ci-après décrites à titre d'exemple e. en référence au dessin annexé, dans lequel la la figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'une servo-directioll de véhicule automobile, pourvue d'un distributeur conforme à l'invention ;les figures 2 à 4 sont des vues partielles en coupe du distributeur, illustratives de diverses variantes de réalisation de celui-ci: de celui-ci la figure 5 est une vue en coupe d'un distributeur constituant une autre variante de réalisation.Les figures 6 à 9,sont des'vues partielles en coupe du distributeur illustratives d'autres variantes de réalisation de celui-ci, Pour la commodité et cohérence de I'xposé, et afin d'en faciliter la compréhension, les mêmes chiffres de référence sont civaprès utilisés pour les pièces ou parties constitutives de la commande décrite ayant les mêmes fonctions, ouelle que soit leur forme de réalisation particulière. La servo-direction de véhicule schématiquement représentée à la figure 1 comprend un vérin hydraulique à double effet désigné par 1 dans son ensemble, composé d'un cylindre 2 relié à la caisse du véhicule de manière non représentée, et d'un pIston 3 à Tige 3a sortant des deux catés, connectée par des bielles 4 aux leviers d'attaque 5 des porte-fusées de roues dont les axes de pivo tement sont figurés en 6. La tige 3a constitue également une crémaillère 7 qui est en prise avec un pignon 8 constituant un organe d'actionnement - mécanique de la direction ménagée en bout d'un arbre tournant 9, lequel est solidaire à son autre bout du corps 10 d'un distributeur d'huile sous pression au vérin, distributeur désigné par il dans son ensemble. Ce distributeur comprend un équipage mobile constitué de deux tiroirs 12 et 13 avec lesquels coopère un organc de commande constitué sous forme de palonnier 14 solidaire d'un arbre de commande 15 portant le volant de direction 16 du véhicule. Chaque tiroir 12, 13 est ici sollicité à I'ncotre du palonnier. 14 et en butée dans le corps 10 du distributeur, grâce à la disposition d'une chambre 17 ménagée à l'extrémité Ü tiroir opposée à celle coopérant avec le palonnier, les deux chambres 17 étant en communication avec un conduit 18 du distrIbuteur auquel es+ raccordée une source d'huile sous pression sensib]ement constante ici schématisée cn 19, comme étant une pompe, mais qui peut être aussi un accumulateur de pression. La butée prévue entre le tiroir et le corps résulte ici de coopération d'un épaulement 12a ou 13a du tiroir venant s'appuyer contre le fond 17a de la chambre 17 correspondante. Chaque tiroir 12, 13 présente une gorge 12b, 13b qui met normalement, c 'est-à-dire dans la position de repos des tiroirs représentée à la figure 1, les deux chambres la, lb du vérin à l'échappement, lesquelles sont respectivement raccordées à un conduit 20, 2 du distributeur débouchant dans la gorge correspondante 12b, 13b. Les gorges 1'2b,-1'3~ et donc les chambres du vérin sont normalement ici en intercommunication avec un conduit 22 du distributeur qui est pourvu d'un clapet de décharge 23 ne s'ouvrant qu'à partir d'une certaine pression vers le réservoir 24. Chaque tiroir 12, 13 présente également une gorge 12c, 13c dans laquelle débouche un conduit 18a d'alimenta.ion en fluide sous pression du distributeur, chacune de ces gorges tant séparée de la gorge adjacente 12b, l3b par une portée 12d, 13d. Ces portées obturent normalement toute communication entre les gorges 12c, 13c et les conduits 20, 21, mais peuvent permettre une telle communication lorsque l'un des tiroirs est déplacé par suite du mouvement relatif du palonnier 14 et du corps 10 du distributeur qu'autorisent les jeux de butée J1 et J2 prévus entre eux dans les deux sens de manoeuvre du volant de direction. Ainsi, lorsque l'effort de commande au volant 16 que nécessite la manoeuvre des roues en direction engendre entre le palonnier 14 et le tiroir correspondant 12 ou 13 une force infé- rieure à celle de sollicitation inverse de ce tiroir ou'engendre sur celui-ci la pression règnant dans la chambre 17 correspondante, l'ensemble palonnier, tiroirs et corps du distributclr se comporte comme un accouplement rigide entre les arbres de commande 15 et de manoeuvre 9 du pignon 8 qui actionne la erémaillère de direction, tandis que le piston 3 du vérin lie au déplacement de cette dernière, provoque un transvasement de l'huile entre les chambres du vérin normale.nent intercommunicantes ainsi que cella a eté dit, le clapet 23 assurant le maintien d'une certaine pression rési due'lue dans le circuit considéré. Mais lorsque l'effort de commande au volant 1u nécessaire pour manoeuvrer les roues en direction dépasse le seuil à partir duquel il engendre entre le palonnier 14 et le tiroir correspondant 12 ou 13 une force supérieure à celle de sollicitation inverse du tiroir due à la pression régnant dans la chambre 17 correspondant, le tiroir est-alors déplacé dans la limite du Jeu J1 ou J2 correspondant, de sorte que la portée 12d ou î3d obture la mise à l'échappement de la chambre du vérin la ou lb corrrespondante que la gorge 12ou 13c vient alors alimenter en fluide sous pression par la voie du conduit 20 ou 21, i'autre chambre du vérin restant à I'échappement, de sorte que les roues sont alors manoeuvrées hydrauliquement par action d2 lthuile sous pression d'un coté du piston 3 du vérin, et que l'ensemble volant, palonnier,corps de distributeur et pignon d'attaque de la crémaillère accompagne la manoeuvre ainsi assistée des roues, l'assistance cessant pour reve flir aux conditions précédemment exposées de commande mécanique pure dès que l'effort de commande exerce au volant redevient inférieur au seuil prédéfini. Le ressort précontraint usuel qui a forcément une faible flexibilité pour déterminer ledit seuil d'effort est avantageusement ici donc remplacé par une pression de fluide qui apporte un effet équivalent à celui d'un ressort qui serait de flexibilité infinie. Ceci n'implique pas toutefois l'absence totale de ressort car, ainsi que l'illustrent les figures 2 et 3 en variante, on peut recourir à un ressort de compression auxiliaire, soit à effet additif comme le ressort 25 de la figure 2, soit à effet soustractif comme le ressort 26 de la figure 3 qui forme butée de tiroir en fin de compression. Sur la figure 2, est représenté un exemple d'alimentation séparée des conduits 18 et 18a, respectivement par deux sources 19 et isba. La figure 4 illustre une variante selon laquelle il est créé sur chaque tiroir, salivant une disposition connue en soi, une force de réaction d'assistance otajoutant audit seuil d'effort et qi est obtenue en reliant chaque conduit de sortie 20 ou 21 du distributeur à une chambre 27 ménagée nitre tiroir et corps de distribu-teur, independamment de la ^ha...bre 17 ici formée entre un prolongement du tiroir et le corps du distributeur et dans laquelle est appliquée la pression d'huile engendrani ledit seuil d'effort. La figure 5 illustre un exemple de réalisavion daine solution dans le cas où l'on d recours à la pression de la même source et au même conduit 18 pour alimenter les chambres la > lb du vérin et pour créer ledit seuil d'effort; ladite chambre 17 est alors alimentée par un passage 28 interne au tiroir la mettant en communication permanente avec la gorge d'alimentation 4Nc ou l'3c du tiroir correspondant.On voit aussi sur cette figure que la commande des tiroirs est assurée de manière connue par des poussoIrs à vis 29 réglables et blocables en position sur le palonnier à l'aide d'écrous 30, ces poussoirs coopérant avec les tiroirs par ltintermédiaire de biellettes de poussée 31 librement engagées dans des cavités opposées des poussoirs et tiroirs. La figure 6 illustre Cule variante dont. la particularité est de prévoir un prolongement de chaque tiroir extérieurement au corps de distributeur, tel que le prolongement fileté 12e, sur lequel est vissé un écrou 32 de réglage de butée du tiroir 12. Les figures 7 et 8 illustrent des variantes montrant que l'on peut aussi prévoir d'appliquer la pression de fluide engen drant ledit seuil d'effort sur une pièce additionnelle coopérant avec chaque tiroir, lequel peut alors être de forme simplifiée. Cette pièce est dans le cas de la figure 7 un piston poussoir 33 coulissant étanche dans un alésage qui définit la chambre 17 en bout de l'alésage propre du tiroir, la gorge l2b correspondant alors à un embout aminci du tiroir. Cette pièce est dans le cas de la figure 8 une tigepoussoir 34 coulissant étanche dans une cloison séparant un alé- sage propre du tiroir 12 d'un alésage délimitant la chambre 17, la gorge 12b des réalisations précédentes résultant alors des formes coopérantes du tiroir et de la tige-poussoir, et la butée d'arrêt du tiroir 12 pouvant être constituée à l'autre bout de celui-ci par un anneau d'arrêt axial usuel. 35. La figure 9 illustre uns variante dont la particlllariré réside en ce que la chambre 17 est formée à l'endroit de la gorge I2c d'alimentation du tiroir 12 représenté, sous forme d'une chambre à double étage dans laquelle coulisse un embout de tiroir 12f de plus forte section que lc reste du tiroir, de sorte que ce dernier est normalement soumis à un effet diffe-rentel de la pres- sicn d'alimentation le sollicitant à l'encontre du palonnier 14, contre une butée d'arrêt ici constituée par une bague de réglage 36 vissable dans le corps 10 du distributeur. Bien entendu d'autres variantes peuvent encore être imaginées tout en restant dans le cadre de l'invention, et notamment.celles dans lesquelles l'organe de commande, au lieu de coopérer avec deux tiroirs dispos en parallèle, coopèrerait avec deux tiroirs disposés dans le protongement l'un de l'autre en étant situé entre eux. Pour ce qui est de la réalisation de la distribution avec un raccordement tournant prévu entre le distributeur et un raccord fixe auquel seraient reliées les conduites d'alimentation et d'échappement du distributeur et celles de liaison avec les chambres du vérin, on pourra se reporter par exemple au brevet français 1.104.479 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande mécanique assistée par fluide sous pression distribué à un vérin à deux chambres relié au mécanisme à actionner, en particulier pour commande de direction de véhicule, comportant un organe de commande manoeuvrable à volonté et un organe d'actionnement dudit mécanisme entre lesquels est interpose' un distributeur de fluide sous pression comprenant un corps et deux tiroirs mobiles dans celui-ci, contrôlant la distribution de fluide sous pression respectivement aux deux chambres du vérin qu'ils mettent normalement à l'échappement, ces tiroirs étant individuellement déplaçables selon le sens de manoeuvre de l'organe de commande et à l'encontre de moyens de rappel en butée n'autorisant un déplacement relatif tiroir-corps qu'à partir d'un certain seuil d'effort exercé entre les organes de commande et d'actionnement précités dans un sens ou dans l'autre, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel comprennent pour chaque tiroir une chambre ménagée entre ce dernier (ou une pièce coopérant avec lui) et le corps du distributeur, dans laquelle est appliqué, pour déterminer ledit seuil d'effort, un fluide sous pression indépendante des variations de la pression appliquée dans la chambre du vérin alimentée par ce tiroir. 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide sous pression déterminant ledit seuil d'effort émane de la source de fluide sous pression propre à alimenter les chambres du vérin par le distributeur. 3. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est disposé dans ladite chambre faisant partie des moyens de rappel, un ressort de compression auxiliaire, à effet additif ou soustractif. 4. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit d'alimentatton de chaque chambre du vérin est relié à une autre chambre ménagée entre le tiroir correspondant et le corps du distributeur pour appliquer entre ces derniers une force de réaction d'assistance s'ajoutant audit seuil d'effort. 5. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conduits d'échappement du distributeur sont intercommunicants et pourvus dtun clapet de décharge ne s'ouvrant qu'a partir d'une certaine pression. 6. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque tiroir comporte un passage interne reliant une gorge d'admission du fluide sous pression de la source sur ce tiroir à ladite chambre faisant partie desdits moyens de rappel. 7. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque tiroir comporte une gorge d'admission du fluide sous pression de la source qui est disposée dans une chambre à double étage du tiroir déterminant ledit seuil d'effort par effet différentiel de pression sur le tiroir. 8. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 k 5, caractérisé en ce que chaque tiroir coopère avec un piston coulissant dans la chambre précitée où est appliqué le fluide sous pression déterminant ledit seuil d'effort. 9. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 b 5, caractérisé en ce que chaque tiroir coopère avec une tigepoussoir coulissant dans une cloison séparant l'espace de-coulis- sement du tiroir dtavec la chambre précitée où est appliqué le fluide sous pression déterminant ledit seuil d'effort.