Brevet FR2406109A1 — publié le 19790511

a présente invention concerne un mécanisme d'assistance hydraulique, en particulier pour système de direction de véhicule automobile. On connait des mécanismes d'assistance, en particulier des mécanismes d'assistance de direction de véhicule comportant un boîtier avec un organe d'entrée et un organe de sortie disposés coaxiaux et reliés de façon élastique. le mécanisme comporte également un tiroir de distribution sensible à un effort de commande en rotation appliqué à l'organe d'entrée pour se déplacer dans une direction donnée ou dans la direction opposée selon le sens de rotation de l'effort de commande. le tiroir a pour fonction de distribuer le fluide entre les deux compartiments d'un moteur hydraulique d'assistance afin de créer une force motrice résultant des pressions qui agissent sur les faces opposées du piston du moteur. La transformation du mouvement de rotation de l'organe d'entrée en mouvement de translation du tiroir est généralement obtenue par des systèmes du type vis-écrou ou bien par des dispositifs à biellettes montés sur rotule. Néanmoins, ce dispositif pose un certain nombre de problèmes en cours de fonctionnement, en particulier en ce qui concerne le rattrapage des jeux et les frottements. le but de l'invention est de proposer un mécanisme d'assistance hydraulique dans lequel le dispositif de conversion d'un mouvement de rotation de l'arbre d'entrée en mouvement de translation du tiroir de distribution est d'une conception nouvelle et est destiné à réduire les inconvénients mentionnés précédemment. L'invention propose donc un mécanisme d'assistance hydraulique comportant un bottier à l'intérieur duquel est définie une cavité , un organe d'entrée qui pénètre dans la cavité, et est susceptible d'entre commandé en rotation par un opé-rateur, ur organe de sortie disposé coaxial à l'organe d'entrée et destiné à transmettre la commande appliquée à l'organe d'entrée, l'organe d'entrée et l'organe de sortie étant reliés élastiquement, ledit mécanisme comportant iui moteur hydraulique d'assistance alimenté à partir d' une source de pression par l'intermédiaire d'un tiroir de distribution disposé de façon coulissante dans un alésage du bottier, ledit moteur hydraulique étant destiné à fournir une force assistant la commande transmise par l'organe de sortie, caractérisé en ce qtre chaque extrémité du distributeur est située en vis à vis d'un élO~ ment formant poussoir monté de façon coulissante et coaxial audit alésage, chaque élément formant poussoir ayant une portion faisant saillie hors de l'alésage et qui supporte respectivement en rotation un premier et un deuxième organes d'entrainement tournants, les axes des premier et second organes étant perpendiculaires à l'axe de l'alésage et parallèles à l'axe des organes d'entrée et de sortie,ledit bottier supportant en rotation un troisième organe d'entraînement tournant dont l'axe est également parallèle à l'axe des organes d'entrée et de sortie, le plan défini par l'axe du troisième organe d'entraînement et l'axe des organes d'entrée et de sortie étant perpendiculaire au plan défini par les axes des premier et deuxième organes d'entratnement, un premier organe de transmission sans fin étant monté avec tension pour coopérer de façon opérante en entrai- nement avec l'organe d'entrée et les premier, troisième et deuxième organes d'entratnement, un deuxième organe de transmission sans fin étant également monté avec tension pour coopérer de façon opérant-e en entratnement avec l'organe de sortie et les premier, troisième et deuxième organes d'entratnement. Selon un mode de réalisation préférentielle de l'inven- tion, le mécanisme d'assistance hydraulique comporte un premier pignon simple qui est fixé à l'arbre d'entrée et un deuxième pignon simple qui est figé à l'arbre de sortie, les premier, deuxième et troisième organes d'entraînement étant constitués par dss pignons à denture double avec chacun une première denture située dans le même plan que le premier pignon simple, et une seconde denture située dans le meme plan que le second pignon simple, le premier organe de transmission sans fin étant constitué par une chaîne qui engrène avec le premier pignon simple et avec la première denture des premier, troisième et deuxième pignons à denture double, le second organe de transmission sans fin étant constitué par une chaîne qui engrène avec le second pignon et la deuxième denture des premier, troisième et deuxième pignons à denture double. L'invention est maintenant décrite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure I est une vue en coupe d'une partie d'un mécanisme d'assistance hydraulique selon la présente invention. - la figure 2 est une vue en coupe selon le ligne 2-2 de la figure 1. - la figure 3 est une vue agrandie de coupe rtielle du distributeur selon la ligne 3-3 de la figure 2, ledit distributeur étant prévu pour bure utilisé à titre d'exemple dans un système hydraulique à centre ouvert du type "quatre voies". En se référant maintenant aux figures 1 et 2, on a représenté une partie du mécanisme d'assistance selon la présente invention, dans son application à un système de direction assistée de véhicule automobile. La référence numérique 10 désigne un bottier à l'-ntérieur duquel est défini un alésage 12 dans lequel est monté coulissant un tiroir de distribution 14. Be tiroir de distribution 14 est destiné à contrôler l'écoulement de fluide entre une source de pression et un réservoir d'une part et les compartiments d'un moteur hydraulique (non représenté) d'autre part, d'une manière qui sera décrite plus en détails par la suite. Be bolier 10 comporte un perçage définissant une cavité 18 à l'intérieur de laquelle sont montés coaxiaux un organe ou arbre d'entrée 20 et un organe ou arbre de sortie 22. L'arbre d'entrée 20 est emmanché avec Jeu radial dans un trou borgne de l'arbre de sortie 22. les arbres 20 et 22 comportent de manière classique des dentures désignées de façon généralepar la référence 24, qui coopèrent pour limiter leur débattement angulaire relatif. Dans la cavité 18, un pignon 26 est disposé coaxial à et solidaire de l'arbre 20 et un pignon 28 est disposé coaxial et sali ladre do l'arbre de sortie 22. 'alésage 12 est refermé à chacune de ses extrémités par un bouchon 30, 32. Chaque bouchon comporte un perçage étagd dont la partie de grand diamètre ouvre du cEté de l'alésage. Dans chaque per çage est disposé coulissant de façon étanche un élément formant poue- soir 34, 36 en forme de piston et qui comporte une portion de plus grand diamètre ou tette qui vient prendre appui contre un épaulement 38, 40 du perçage étagé pour définir la position de repos de l'élé- ment formant poussoir.Entre la tête de chaque poussoir et les extré- mités en vis à vis du tiroir de distribution 14 sont disposés des moyens élastiques 42, 44 constitués ici par des rondelles qui sollicitent les poussoirs vers leurs positions de repos mentionnées précédemment et qui servent également à centrer le tiroir 14 du distributeur. Ainsi, les poussoirs sont susceptibles de se déplacer à partir de leur position de repos dans un direction unique qui correspond à une pénétration à l'intérieur de l'alésage 12. En outre, les poussoirs sont indépendants l'un de l'autre en déplacement. On notera également que les positions axiales des bouchons sont réglables par vissage afin de pouvoir contrôler les positions de repos des poussoirs. 'les poussoirs 34 et 36 font saillie hors des perçages pra tiqués dans les bouchons 30 et 32 et supporten± o leurs extrémités respectives des organes d'entraînement tournants 50 et 52 dont les axes ZZ' et TT' sont perpendiculaires à l'axe de l'alésage 12 et parallèles à l'axe XX' des arbres d'entrée et de sortie 20 et 22. Un troisième organe d'entraînement tournant 54 est monté réglable par coulissement dans une rainure du bottier 10. B'axe YY' de l'organe d'entraînemert 54 est parallèle aux axes des zabres d'entrée et de sortie 2C et 22 et des organes d'entraînement 50, 52 et le plan passant par les azes XX' et W' est perpendiculaire au plan passant par les axes ZZ' et TT'.D'autre part, les axes XX' et YY' sont situés épart et d'autre au tTxn passant par les azes ZZ' et TT'. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention qui est ici décrit, les organes d'entraSnement 50,52 et 54 sont cons titués par des pignons doubles, c'est à dire des pignons ayant chacun deux dentures jurtaposdes. Par exemple, Si on considère la figure 2, le pignon 54 est montré en détail avec son axe 56, sa première denture 58 et sa second denture 59. 'les pignons doubles 50, 52 et 54 sont montés de telle sorte que leurs premières dentures et le pignon simple 26 solidaire de arbre d'entrée sont sensiblement situés dans un même plan et que leuzsseconds dentures et le pignon simple 28 sont également situés sensiblement sur le meme plan. Un premier organe de transmission sans fin 60 du type chaîne à rouleau (non représenté sur les figures) est monté avec tension modérée pour engrener avec le premier pignon simple 26 et avec les premières dentures des premier, troisième et deuxième pignons d'entratnement 50, 54, 52 dans cet ordre. De la même zanibre, un deuxième organe de transmission sans fin également du type chaîne à rouleau 62 est monté avec tension modérée pour engrener avec le deuxième pignon simple 28 et avec les deuxièmes dentures desdits premier, troisième et deuxième pignons. On notera que, sur la figure 2, le mécanisme d'assistance a été représenté sans les premier et deuxième organes de transmission sans fin. Le tiroir de distribution 14 (figure 3) comporte un piston avec bux portées 66, 68 coopérant avec l'alésage 12 pour séparer ce dernier en trois compartiments 70, 72 et 74. 'les compartiments 7Q, 74 sont en communication entre eux par un trou pratiqué dans le piston et également en communication avec un réservoir basse pression. D'autre part,le compartiment 72 est en communication avec une pompe hydraulique destinée à délivrer du fluide sous pression. le boîtier comporte également des orifices de travail 76 et 78 en communication avec les compartiments du moteur hydraulique (non représenté). En position de repos, le tiroir de distribution occupe la position représentée sur la figure 3, pour laquelle les portes sont situées en face des orifices de travail 76 et 78, ces derniers étant alors en communication avec le réservoir et la source de haute pression, de telle sorte qu'il s'établit une pression moyenne.En cas de déplacement du tiroir dans une direction ou dans la direction opposée, les portées coopèrent avec les orifices de travail de façon à créer de façon connue une différence de pression entre ces deux orifices, c'est à dire entre les deux compartiments du moteur hydraulique. Be fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant : si un couple de rotation est appliqué à l'arbore nnr 1dÀro - d'entrée 22 par exemple dans le sens horaire si~n7Ia~figure 1, le pignon 26 est sollicité en rotation. Au contraire, le pignon 28 50- lidaire de l'arbre de sortie 22 et du pignon de crémaillère (non représenté) reste immobile. En conséquence, les pignons 50 et 54 ne peuvent être entraînés en rotation, étant donné la présence de la chaîne à rouleaux 62.Le mouvement de rotation appliqué à arbre d'entrée 20 et transmis par la première chaîne 60 crée un effort longitudinal qui est appliqué au poussoir 34 qui commence à se déplacer de la droite vers la gauche, si on considère la figure 1, en comprimant les rondelles élastiques 42 et 44. les rondelles 42 et 44 jouent alors le même rôle que la barre de torsion d'une valve rotative de direction assistée en créant un couple antagoniste de rappel.Par contre, au cours du déplacement du poussoir 34 vers la droite, le pignon 52 tourne légèrement sous l'influence de la rotation de la chaîne 60 mais ce phénomène n'a pas pour conséquence la mise en rotation de la chaîne 62 autour des pignons 28, 50 et 52. Be déplacement du tiroir de distribution provoque la création d'wze différence de pression dans les compartiments du moteur hydrallliarle qui met en rotation le pignon de crémaillère par l'intermédiaire de la crémaillère (non représentée). En conséquence la chaîne 62 est alors mise en rotation et les pignons 50 et 54 sont débloqués. Le mouvement de rotation se poursuit ainsi tout en maintenant un léger décalage angulaire entre les pignons 26 et 28. Si on relâche le volant de direction qui est relié à 1' arbre d'entrée, les rondelles élastiques provoquent le rétablissement de distributeur dans sa position de repos. Bien que 11 exemple de réalisation qui a été décrit comporte des organes d'entraînement tournants du type pignon double coopérant avec des chaînes à rouleau, l'invention ne saurait être limitée à ce mode de réalisaiion. En particulier on peut très bien imaginer que les pignons selon le mode de réalisation décrit pour revient être remplacés par des poulies coopérant avec des courroies de transmission, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. De même l'invention ne saurait titre limitée à un dipo- sitif hydraulique d'assistance à centre ouvert comportant un distributeur ciu type 1,quatre voies" tel qu'illustré, c'est à dire un distributeur contrôlant l'écoulement de fluide entre deux orifices d'al - mentation respectivement e: communication avec lue source de haute pression et une source de busse pression de fluide, et deux orifices de travail reliés aux compartiments du moteur hydraulique.En effet, l'invention est tout également applicable à un dispositif hydraulique d'assistance à centre ouvert comportant un distributeur du type "trois voies", c'est à dire dans lequel un des compartiments du moteur hydraulique est directement en communication avec la pompe tandis que l'autre compartiment du moteur est en communication avec l'orifice de travail unique du dist ibutou-. De même l'invention est étalement applicable à un dispositif hydraulique d'assistance à centre fermé dans lequel le distributeur est normalement fermé, et ouvre la communication de fluide entre l'accumulateur et les compartiments d'un moteur, en rdponse à l'application d'un effort à l'arbre de commande. REVENDICATIONS 1 - Mécanisme d'assistance hydraulique comportant un bottier à l'intérieur duquel est définie une cavité, un organe d'en trée qui pénètre dans la cavité et est susceptible d'être commandé en rotation par un opérateur, un organe de sortie dispose' coaxial à l'organe entrée et destiné à transmettre la commande appliquée à l'organe d'entrée, l'organe d'entrée et l'organe de sortie etant reliés élastiquement, ledit mécanisme comportant un moteur hydrau- lique d'assistance alimenté à partir d'une source de pression pr l'intermédiaire d'un tiroir de distribution disposé de façon coulis- sente dans un alésage du boîtier, ledit moteur hydraulique étant destiné à fournir une force assist-ift la commande transmise par l' organe de sortie, caractérisé en ce o;;iie chaque extrémité du distributeur est située en v s à vis d'un élément formant poussoir monté de façon coulissante et coaxial audit alésage, chaque élément formant poussoir ayant une portion faisant saillie hors de l'alésage et qui supporte respectivement en rotation un premier et un deuxième organes d'entraînement tournants, les axes des premier et second organes étant perpendiculaires à l'axe de l'ale'sage et parallèles à l'axe des organes d'entrée et de sortie, ledit bottier supportant en rotation un troisième organe d'entraînement tournant dont l'axe est également parallèle à l'axe des organes d'entrée et de sortie, le plan défini par l'axe du troisième organe d'entraînement et l'axe des organes d'entrée et de sortie étant perpendiculaire au plan défini par les amers des premier et deuxième organes d'entraînement, un premier organe de transmission sans fin étant monté avec tension pour coopérer de façon opérante en entraînement avec l'organe d'entrée et les premier, troisième et deuxième organes d'entraînement, un deuxième organe de transmission sans fin étant également monté avec tension pour coopérer de façon opérante en entraînement avec l'organe de sortie et les premier, troisième et deuxième organes d'entraînement. 2 - Mécanisme d'assistance hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier pignon simple est fixé à 'arbre d'entrée et un deuxième pignon simple est fixé a 'arbre de sortie, les premier, deuxième et troisième organes d'entraînement étant constitués par des pignons à denture double avec chacun ne première denture située d-ns le m8me plan que le premier pignons simple, et une seconde denture située dans ie même plan que 1 second pignon simple, le premier organe de transmission sans fin étant constitué par une chaîne qui engrène avec le premier pignon simp'e et avec la première denture des premier, troisième et deuxième pignons à denture double, le second organe de transmission sans fin étant constitué par une chaîne qui engrène avec le second pignon et la deuxième denture des premier, troisième et deuxième pognons à denture double. 3 - Mécanisme d'assistance hydraulique selon la revendication 1 ol la revendication 2, carPctérisé en ce que des moyens élastiques de rappel sont interposes entre chaque extrémité du tiroir du distributeur et les extrémités en vis à vis des éléments formant poussoir. 4 - Mécanisme d'assistance hydraulique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments formant poussoir sont sollicités en éloignement des extrémités du tiroir de distribution, et comportent des moyens de butée destinés à coopérer avec le bottier de façon à limiter leurs déplacements afin de définir 'es positions de repos respectives desdits éléments. 5 - Mécanisme d'assistance hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe des organes d'entée et de sortie et l'axe du troisième organe d'entrai- nement sont respectivement situés de part et d'autre du plan défini par les axes des premier et second organes d'traînement. 6 - Mécanisme d'assistance hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, oaractérisé en ce que la position des axes des premier, deuxième et troisième organes tournants est réglable. 7 - Mécanisme d'assitance hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tiroir de distribution est prévu pour contrôler ltécoulemssnt de fluide d'un système hydraulique à centre ouvert. 8 - Mécanisme d'assistance hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tiroir de distribution est prévu pour contrôler l'écoulement de fluide d'un système hydraulique à centre fermé. 9 - Mécanisme d'assistance hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monté dans un système de direction assistée de véhicule, l'organe d'entrée étant relié à la colonne de direction du véhicule, l'organe de sortie étant relié à la tringlerie de la direction du véhicule et le moteur hydraulique étant constitué par un vérin destiné à fournir une force d'assistance de l'actionnement de la tringlerie.