Brevet FR2414222A1 — publié le 19790803

L'invention, due à la collaboration de Monsieur Georges PIERRIER, est relative aux régulateurs du genre de ceux qui comportent des masselottes centrifuges, soumises à des moyens de rappel élastiques et dont la position dépend de la vitesse angulaire de rotation d'un arbre entrainant le régulateur, ces masselottes commandant les déplacements axiaux d'un organe coulissant coaxial à l'axe de rotation du régulateur, des premiers moyens de transmission étant prévus entre cet organe coulissant et un organe de commande soumis à des déplacements négligeables vis-à-vis de ceux de l'organe coulissant, les moyens de transmission comprenant un ressort qui constitue, au moins, une partie des moyens de rappel élastiques des masselottes. L'invention concerne plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, les régulateurs à masselottes centrifuges utilisés dans la construction automobile. L'invention a pour but, surtout, de-rendre les régulateurs du genre en question tels qu'ils répondent mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique et notamment tels qu'ils offrent de plus grandés possibilités d'utilisation et de commande. Selon l'invention, un régulateur à masselottes centrifuges, du genre en question, est caractérisé par le fait qu'il comporte, au moins, des seconds moyens de transmission entre l'organe coulissant et un deuxième organe de commande, ces seconds moyens de transmission étant indépendants du ressort appartenant aux premiers moyens de transmission, de telle sorte que ces seconds moyens transmettent un signal pratiquement indépendant de celui transmis par les premiers moyens de transmission. Avantageusement, les moyens de transmission, autres que les premiers, comprennent également un ressort placé entre l'organe coulissant et l'organe de commande associé à ces autres moyens de transmission, le susdit organe de commande n'étant soumis qu'à des déplacements négligeables, dé sorte que l'action des autres moyens de transmission est pratiquement sans influence sur celle des premiers moyens de transmission. Dans le cas où les moyens de transmission comprennent un ressort, l'organe de commande peut être constitué par un tiroir de dosage de la pression d'un fluide, à une seule position d'équilibre dont il ne s'écarte que faiblement pendant les périodes transitoires, ce tiroir étant soumis, à une extrémité, à la pression du fluide, et, à son autre extrémité, à un effort exercé par le ressort des moyens de transmission. Selon une autre possibilité, toujours dans le cas où les moyens de transmission comprennent un ressort, l'organe de commande peut être constitué par un levier d'actionnement d'un interrupteur électrique à course négligeable par rapport au déplacement de l'organe coulissant. Selon une variante, les moyens de transmission, autres que les premiers, peuvent être reliés directement à l'organe coulissant, sans interposition de ressort, tout en étant agencés de manière à n'exercer axialement, sur cet organe coulissant, qu'un effort négligeable vis-à-vis de celui exercé par le ressort des premiers moyens de transmission, de sorte que l'action de ces autres moyens de transmission soit sensiblement sans influence sur celle des premiers moyens de transmission. Les premiers moyens de transmission entre l'organe coulissant et le premier organe de commande peuvent comprendre un levier à orientation sensiblement perpendiculaire à l'axe du régulateur, le ressort de ces premiers moyens de transmission étant constitué par un ressort en hélice disposé entre l'organe coulissant et une extrémité du levier ; les autres moyens de transmission comprennent, alors, avantageusement, un autre ressort en hélice, coaxial au premier mais disposé à l'intérieur de ce premier ressort, cet autre ressort traversant un ouverture prévue dans le levier de manière à venir en appui contre une butée liée à organe de commande associé à ces autres moyens de transmission. Cette butée peut être constituée, par exemple, par l'extrémité d'un levier de commande d'un interrupteur électrique. Un tel régulateur à masselottes centrifuges peut être appliqué, dans la construction automobile, à la commande, notamment hydraulique ou électrique, de l'alimentation d'un moteur, du débrayage, d'une servo-direction, d'une boîte de vitesses automatique, etc... L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La figure unique de ce dessin est une coupe d'un-régu- lateur à masselottes centrifuges conforme à l'invention. En se reportant au dessin, on peut voir un régulateur 1 g masselottes centrifuges 2a, 2b, articulées sur des axes 3a, 3b, opposés et portés par un manchon 4 susceptible d'être entrainé en rotation. Les masselottes 2a, 2b, se prolongent par des doigts recourbés 5a, 5b, propres à coopérer avec une douille 6 coaxiale au manchon 4 et à l'axe de rotation 7 du régulateur. Cet axe 7 est monté dans le boîtier 8 du régulateur par l'intermédiaire d'un roulement à billes 9et d'un palier lisse 10. L'extrémité de l'arbre 7 faisant saillie au-delà du roulement 9 comporte une fente li pour permettre l'accouplement de l'axe du régulateur avec un arbre d'entrainement non représenté. L'axe 7, le manchon 4, les masselottes 2a, 2b, ainsi que la douille 6 sont entraînés en rotation par cet arbre. Sous l'effet de la force centrifuge, les masselottes 2a, 2b, vont avoir tendance à tourner autour des axes 3a, o, dans le sens qui les écarte l'une de l'autre, et cela d'autant plus que la vitesse de rotation augmente. I1 en résulte que la douille 6 sera déplacée vers la gauche du dessin, sous l'action des masselottes, au fur et à mesure de l'augmentation de la vitesse de rotation de l'axe 7. La douille 6 est en appui axial contre la bague intérieure d'un roulement à billes 12 monté coulissant sur l'axe 7. La bague extérieure de ce roulement 12 est en appui axial contre un organe coulissant 13 en forme de coupelle, coaxial à l'axe 7, comme visible sur le dessin. Cet organe 13 peut rester immobile en rotation par rapport à l'axe 7, grâce à la présence du roulement 12, seuls les déplacements axiaux de la douille 6 sont communiqués à cet organe cou lissant 13. Des moyens de rappel élastiques E sont prévus pour agirsur les masselottes 2a, 2b, dans un sens opposé à celui de la forcecentrifuge. Des premiers moyens de transmission T sont prévus entre l'organe coulissant 13 et un organe de commande 14 soumis à des déplacements négligeables vis-à-vis de ceux de l'organe coulissant 13. Ces moyens de transmission T comprennent un ressort 15 en hélice constituant une partie des moyens de rappel élastiques E des masselottes 2a. Ce ressort 15, coaxial à l'axe 7, est en appui, d'un c6té, contre l'organe coulissant 13 et, de l'autre côté, contre l'extrémité d'un levier 16. Ce levier est articulé sensiblement dans sa partie médiane sur un pivot 17 porté par le boîtier 8 ; le levier 16 est sensiblement perpendiculaire à l'axe 7 et est en appui, à son extrémité éloignée de cet axe, contre un poussoir 18 qui transmet l'effort du ressort 15 à l'organe de commande 14. Cet organe de commande 14 est constitué, par exemple, par un tiroir de dosage de la pression d'un fluide, notamment de l'huile. Un dispositif de ce genre se rencontre, notamment, dans les directions assistées à rappel asservi. L'extrémité 14a du tiroir 14 éloignée du poussoir 18 se trouve dans une chambre 19 dans laquelle est admise l'huile à la pression d'utilisation. Le tiroir 14 effectue donc une comparaison entre l'effort transmis par le poussoir 18 et celui exercé par l'huile sous pression de la chambre 19. La position d'équilibre du tiroir 14, représentée sur le dessin, est obtenue lorsque ces efforts sont égaux. Pour cette position d'équilibre, une portée cylindrique 20 du tiroir 14 ferme un orifice relié à une canalisation représentée par un trait mixte 21 partant vers le circuit d'utilisation U. L'arrivée de fluide sous pression s'effectue par un conduit dont l'axe est schématiquement représenté par le trait mixte 22 et qui débouche dans l'alésage où coulisse le tiroir 14. Une canalisation 23, débouchant également dans cet alésage, assure une liaison de retour avec le réservoir. Les fuites sont récupérées par une canalisation 24 et sont dirigées également vers le réservoir. Deux gorges annulaires sont prévues sur le tiroir 14 de part et d'autre de la portée 20. Lorsque le tiroir 14 se déplace vers la droite, par rapport à la position d'équilibre représentée sur le dessin, la gorge annulaire située à gauche de la portée 20 met en communication l'arrivée de pression 22 et le circuit d'utili sation 21, U, ce qui a tendance à faire augmenter la pression dans la chambre 19 et à ramener le tiroir 14 à sa position d'équilibre.- Lorsque le tiroir 14 se déplace en sens contraire, c'est-à-dire vers la gauche du dessin, la gorge annulaire située à droite de la portée 20 met en communication le circuit d'utilisation 21, U,avec la canalisation 23 et le réservoir, ce qui a tendance à faire chuter la pression dans dan la chambre 19 et à provoquer le retour du tiroir 14 vers sa position d'équilibre. On comprend, ainsi, que les déplacements axiaux du tiroir 14, formant organe de commande sont tout-à-fait négligeables par rapport aux déplacements axiaux de l'organe coulissant 13. Le signal de sortie de ces premiers moyens de transmissinon T, correspondant à la force exercée par le ressort 15, est une pression de liquide, dans le circuit d'utilisation U, dosée par le tiroir 14. Le régulateur 1 comporte, au moins, des seconds moyens de transmission 25 entre l'organe coulissant 13 et un deu xième organe de commande 26. Ces seconds moyens de transmis sion 25 sont indépendants du ressort 15 de telle sorte qu'ils transmettent un signal pratiquement indépendant de celui transmis par les premiers moyens de transmission T. Ces seconds moyens de transmission 25 comprennent, avantageusement, un ressort 27, en hélice, placé entre l'organe coulissant 13 et l'organe de commande 26. Le ressort 27 est coaxial à l'axe 7 et disposé à lsin- térieur du ressort 15 ; l'organe coulissant 13 comporte un prolongement cylindrique 13a, contre lequel vient prendre appui le ressort 27. Une ouverture 28 est prévue dans le levier 16 pour le passage du ressort 27. Le deuxième organe de commande 26 est constitué, notamment, par un levier d'actionnement d'un interrupteur électrique 29, ce levier 26 ayant une course négligeable par rapport au déplacement de l'organe coulissant 13. Le levier 26 est orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe 7 et comporte une partie coudée à angle droit 26a, articulée en d sur le boîtier de l'interrupteur 29. La partie coudée 26a agit sur un poussoir 30 commandant l'interrupteur 29 ; les déplacements axiaux de l'extrémité du levier 26 servant d'appui au ressort 27 correspondent à des déplacements angulaires du levier 26 autour de son axe d'articulation d sur le boîtier de l'interrupteur 29. L'extrémité 26b du levier est agencée sous la forme d'une fourche définissant une ouverture de passage pour l'axe 7. Une rondelle d'appui 31, engagée autour de l'axe 7, est placée entre le levier 26 et l'extrémité voisine du ressort 27. L'interrupteur électrique 29 est avantageusement du type à hystérésis, c'est-à-dire que les changements d'état de l'interrupteur (fermé et ouvert) se produisent pour deux positions angulaires différentes du levier 26. Par exemple, l'interrupteur 29 va se fermer lorsque le levier 26, en tournant dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son axe de pivotement d (la rondelle 31 se déplaçant donc vers la gauche du dessin), franchit la position angulaire indiquée en S1 ; l'ouverture de l'interrupteur électrique ne sera obtenue que lorsque le levier 26, se déplaçant en sens contraire, franchit la position angulaire représentée par S2 décalée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre par rapport à Cet interrupteur électrique 29 est relié par des conducteurs électriques 32 à un circuit d'utilisation, par exemple à un circuit de commande de l'embrayage et du débrayage d'un moteur de véhicule selon que la vitesse du véhicule est supérieure ou inférieure à des limites déterminées, ou pour une autre utilisation. Les premiers et seconds moyens de transmission T et 25, qui comprennent respectivement les ressorts 15 et 27, transforment le signal d'entrée, formé par la vitesse de rotation de l'axe 7 et le déplacement axial de l'organe coulis sant 13, en signaux d'effort, constituant les signaux de sortie, appliqués respectivement aux organes de commande 14 et 26. Dans le cas de l'organe de commande 26, l'actionnement de l'interrupteur 29, par franchissement de la position S1, est obtenu lorsque l'effort transmis par le ressort 27 dépasse un certain seuil déterminé par le mécanisme interne de l'interrupteur 29. Il est clair que l'on peut prévoir d'autres moyens de transmission supplémentaires entre l'organe coulissant 13 et des organes de commande associés, ces moyens de transmis sion ayant des rôles semblables à celui des seconds moyens de transmission décrits précédemment. On pourrait, en particulier, prévoir plusieurs ressorts -en hélice coaxiaux, semblables au ressort 27, et prenant appui d'un côté contre l'organe coulissant 13 et de l'autre contre l'organe de commande associé au ressort considéré. Dans l'exemple particulier représenté sur le dessin, les deux organes de commande 14 et 26 sont soumis à des déplacements négligeables de telle sorte que les premiers moyens de transmission T, 15, et les seconds moyens de transmission 27 agissent pratiquement indépendamment l'un tde l'autre et restent sans influence réciproque sensible. Pratiquement, le levier 16 et le deuxième organe de commande 26 se comportent comme des appuis fixes pour les ressorts 15 et 27, lesquels constituent l'ensemble des moyens de rappel élastiques du mécanisme de détection centrifuge comprenant les masselottes centrifuges 2a, 2b. Il est à noter que les moyens de transmission, tels que 25 autres que les premiers moyens T, au lieu d'être agencés pour transmettre un signal d'effort, comme ceux décrits pré cédemment,peuvent être agencés pour transmettre un signal de position. Dans ce cas, les moyens de transmission autres que les premiers moyens T, comprennent, par exemple, des tiges ou une tringlerie de liaison avec l'organe coulissant 13 de telle sorte que les déplacements axiaux de cet organe 13 soient transmis, en totalité ou en partie, à l'organe de commande. L'ensemble est alors agencé de telle sorte que les efforts nécessités pour déplacer l'organe de commande sont négli geables vis-à-vis de celui exercé par le ressort 15. L'organe de commande auquel est communiqué, sous forme de signal de sortie, le déplacement axial ou une fraction du déplacement axial de l'organe coulissant 13 peut être constitué par tout organe approprié, par exemple le curseur d'un potentiomètre à course rectiligne, etc...Dans cette variante, où le signal de sortie communiqué par les moyens de transmission autres que les premiers moyens T est un signal de position, les actions des différents moyens de transmission restent indépendantes et pratiquement sans effet les unes sur les autres puisque, d'une part, l'organe de commande 14 a des déplacements faibles vis-à-vis de l'organe coulissant 13 et d'autre part, les efforts nécessaires pour la transmission de signaux de position aux autres organes de commande sont faibles. Dans l'application plus particulière envisagée, où le tiroir 14 appartient à un dispositif de direction assistée à rappel asservi, l'ensemble de ce tiroir 14, du poussoir 18 et du levier 16 est soumis à de légers déplacements, de faible durée, principalement lors de la rotation du volant, cette rotation provoquant un débit de liquide au droit du distributeur, et donc un coulissement de son tiroir 14, alternativement dans un sens et dans l'autre.Ces déplacements n'ont pratiquement pas de répercussion sur le signal de sortie donné par le levier 26 car - le déplacement axial de l'organe coulissant 13 est retardé par rapport à celui du levier 16 du fait de l'inertie des masselottes 2a, 2b, et de l'élasticité de la transmission de mouvement introduite par le ressort 15, - un deuxième étage d'amortissement peut être constitué par ltensemble du deuxième ressort 27, et du deuxième organe de commande 26, lorsque ces éléments présentent une certaine inertie. En outre, du fait que l'interrupteur électrique 29 fonctionne avec hystérésis, comme expliqué précédemment, le signal de sortie délivré par l'interrupteur 29 ne peut être inversé que pour un déplacement de l'organe 26 dont l'amplitude est relativement grande, un tel déplacement ne pouvant être produit par les seules oscillations du tiroir 14 qui se produisent transitoirement lors du braquage du volant. Le double seuil de commutation de l'interrupteur 29 (passages du levier 26 par les lignes 51 et S2) permet d'empêcher le changement d'état intempestif de cet interrupteur si le levier 26 oscille entre S? et S2, par suite d'éventuelles oscillations des moyens de transmission T en période de braquage. On peut, en outre, noter que les déplacements du tiroir 14 et du levier 16 n'ont une amplitude et une durée notable, dans le cas où l'application concerne une direction assistée à rappel asservi, que lors des manoeuvres de parcage du véhicule, c'est-à-dire lorsque sa vitesse est très basse et donc lorsque l'organe coulissant 13 se trouve au voisinage de sa position extrême (vers la droite du dessin) écartée de celle correspondant à la commutation de l'interrupteur 29 (position S1 du levier 26). Il est clair que le régulateur à masselottes centrifuges peut être de tout type connu. Au lieu d'avoir des masselottes articulées comme celles représentées sur le dessin, on pourrait avoir des billes qui s'écartent de l'axe de rotation sous l'effet de la force centrifuge, ces billes déplaçant axialement, lors de leur mouvement radial, un plateau à surfaces tronconiques ou analogue. Le signal d'entrée correspondant au déplacement axial de l'organe 13, représente la vitesse de rotation de l'arbre d'entrainement de l'axe 7. Le signal de sortie fourni par les organes de commande 14 ou 26 permet, par exemple, la régulation d'un système en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre entraînant l'axe 7. L'invention fournit un régulateur centrifuge qui, avec un seul mécanisme de détection de vitesse angulaire, mécanisme comprenant notamment les masselottes centrifuges 2a, 2b et l'organe coulissant 13, permet de réaliser plusieurs commandes ou régulations, sans toutefois provoquer de répercussions d'une commande ou d'une régulation sur l'autre. Le dispositif de l'invention est d'une réalisation simple et d'un faible prix de revient. REVENDICATIONS 1. Régulateur à masselottes centrifuges, soumises à des moyens de rappel élastiques et dont la position dépend de la vitesse angulaire de rotation d'un arbre entraînant le régulateur, ces masselottes commandant les déplacements axiaux d'un organe coulissant coaxial à l'axe de rotation du régulateur, des premiers moyens de transmission étant prévus entre cet organe coulissant et un organe de commande soumis à des déplacements négligeables vis-à-vis de ceux de l'organe coulissant, les moyens de transmission comprenant un ressort qui constitue, au moins, une partie des moyens de rappel élastiques des masselottes, caractérisé par le fait qu'il comporte, au moins, des seconds moyens de transmission entre l'organe coulissant et un deuxième organe de commande, ces seconds moyens de transmission étant indépendants du ressort appartenant aux premiers moyens de transmission, de telle sorte que ces seconds moyens transmettent un signal pratiquement indépendant de celui transmis par les premiers moyens de transmission. 2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de transmission, autres que les premiers moyens, comprennent également un ressort placé entre l'organe coulissant et l'organe de commande associé à ces autres moyens de transmission, le susdit organe de commande n'étant soumis qu'à des déplacements négligeables, de sorte que l'action des autres moyens de transmission est pratiquement sans influence sur celle des premiers moyens de transmission. 3. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe de commande, associé aux moyens de transmission comprenant un ressort, est constitué par un tiroir de dosage de la pression d'un fluide, à une seule position d'équilibre dont il ne s'écarte que faiblement dans les périodes transitoires, ce tiroir étant soumis, à une extrémité, à la pression du fluide, et, à son autre extrémité, à un effort exercé par le ressort des moyens de transmission. 4. Régulateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'organe de commande associé aux premiers moyens de transmission est constitué par un tiroir de dosage de la pression d'huile dans un dispositif de direction assistée à rappel asservi. 5. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe de commande associé aux moyens de transmission comprenant un ressort est constitué par un levier d'actionnement d'un interrupteur électrique à course négligeable par rapport au déplacement de l'organe coulissant. 6. Régulateur selon la revendication 2 ou selon l'en Semble de la revendication 2 et de l'une quelconque des re uendications 3 à 5, caràctérisé par le fait que les premiers moyens de transmission entre l'organe coulissant et le premier organe de commande comprennent un levier orientation sensiblement perpendiculaire à l'axe du régulateur, le ressort de ces premiers moyens de transmission étant constitué par un ressort en hélice disposé entre l'organe coulissant et une extrémité du levier et que les autres moyens de transmission comprennent un autre ressort -en hélice, coaxial au premier mais disposé à l'intérieur du premier ressort, cet autre ressort traversant une ouverture prévue dans le levier de manière à venir en appui contre une butée liée à l'organe de commande associé à ces autres moyens de transmission. 7. Régulateur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la butée, pour le ressort des autres moyens de -transmission, est constituéepar l'extrémité d'un levier de commande d'un interrupteur électrique. 8. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 5 ou 7, caractérisé par le fait que l'interrupteur électrique est du type à hystérésis, avec deux positions décalées du levier pour commander les changements d'état de cet interrupteur. 9. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 5, caractérisé par le fait que les moyens de transmission, autres que les premiers, sont reliés directement à l'organe coulissant, sans interposition de ressort, tout en étant agencés de manière à n'exercer axialement, sur cet organe coulissant, qu'un effort négligeable vis-à-vis de celui exercé par le ressort des premiers moyens de transmission, de sorte que l'action de ces autres moyens de transmission soit sensiblement sans influence sur celle des premiers moyens de transmission.