Brevet FR2448677A1 — publié le 19800905

L'invention, due à la collaboration de Nonsieur Gérard DRUGE, concerne uné valve rotative d'assistance, notamment pour direction assistée bydrauliquement, du type comportant un boîtier fixe dans lequel est monté, tournant, un rotor destiné à être accouplé par exemple à un mécanisme de direction, munie d'un dispositif d'asservissement à un mécanisme extérieur. Les dispositifs d'asservissement utilisés actuellement sont encore peu répandus du fait de la complexité de leur construction et, par conséquent, de leur prix élevé. Leur fonctionnement reste également délicat car l'asservissement de la valve d'asssitance n'est assuré que par un enchainement de commandes hydrauliques et mécaniques qui engendrent un couple résistant sur l'élément de sortie de la valve. Ces dispositifs d'asservissement présentent l'inconvénient d'un ensemble réalisé par une succession d'éléments indépendants (émetteur - régulateur - récepteur) dont les temps de réponse dépendent de la précision de réalisation. En aucun cas ces dispositifs d'asservissement ne permettent un retour du rotor dans une position neutre pour laquelle les roues ou gouvernes du véhicule sont en ligne. Pour réaliser l'assistance et le retour en position neutre, les valves rotatives utilisent généralement un ressort tel qu'une barre de torsion disposée coaxialement au rotor dont une extrémité est accouplée au rotor et dont l'autre extrémité est accouplee au dispositif d'entraînement de la valve. Le dispositif d'assistance, intégré à la valve rotative conforme à l'invention, se propose d'éliminer le dispositif indépendant de rappel en position neutre de la valve par barre de torsion. L'invention a également pour objet un dispositif d'assistance par valve rotative dont les organes distributeurs de fluide sont constitués par des disques montés à rotation dans le bottier de la valve et dont les faces sont mises en contact glissant et présentent des alvéoles de haute et basse pressions communiquant avec des orifices d'alimentation du boîtier de la valve. Conformément à l'invention, le dispositif d'asservissement est constitué par un ensemble de poussoirs hydrauliques mobiles, dans une chambre de fluide alimentée par une source de pression auxiliaire, qui assurent le rappel de l'ensemble d'assistance en position neutre. Dans la valve ainsi réalisée, l'ensemble des poussoirs peut etre soumis à une pression de sortie fournie par une pompe hydraulique. La pression de sortie de cette pompe pourra, par conséquent, varier proportionnellement à la vitesse du véhicule suivant le mode d'entraînement choisi (moteur, roues, tachymètre, etc.). L'ensemble des poussoirs de rappel exerce également sur le rotor de la valve un couple initial de précharge qui s'oppose au couple de commande communiqué au rotor. Ce couple antagoniste exercé sur le rotor se traduit donc par une augmentation de l'effort de commande de la valve. Dans l'application de la valve dans un mécanisme de direction assistée, on constatera une augmentation de la précision de conduite à grande vitesse pour un effortSmein;lmtåX de déplacement du volant. D'autres applications de la valve asservie pourront, bien entendu, être envisagées, par exemple sur les dispositifs de commandes hydrauliques pour machines-outils ou les bancs d'essais. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une valve à glace uti lisant le dispositif d'asservissement conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale de la valve suivant la ligne II.II de la figure 1, - la figure 3 représente les variations du couple exercées par le dispositif d'assistance. La valve représentée à la figure 1 comprend un corps 1, généralement fixe, muni d'orifices d'entrée et de sortie de fluide. L'orifice haute pression 2 communique avec l'orifice de refoulement d'une pompe d'assistance. L'orifice basse pression 3 est branché sur un réservoir de retour alimentant l'orifice d'aspiration de la pompe d'assistance. Deux orifices de commande 4, 5 sont reliés aux tubulures d'alimentation d'un moteur hydraulique d'assistance qui pourra etre par exemple un vérin X le raccordement à ces tubulures est réalisé par tout moyen approprié tel que des raccords et des canalisations rigides ou flexibles. Un orifice d'alimentation auxiliaire 6 est branché à la tubulure de refoulement d'une pompe hydraulique à pression variabletqui peut etre proportionnelle à la vitesse du véhicule dans le cas particulier d'utilisation de la valve pour une commande d'asservissement. Un rotor 7, qui peut etre accouplé par exemple à un organe moteur tel qu'une colonne de direction, est soutenu par un palier à roulement 8 logé dans le corps 1. Un joint d'étanchéité 10 est placé entre le corps t et le rotor 7. L'extrémité i1 du rotor 7 porte des cannelures qui solidarisent la valve avec la colonne de direction. La partie médiane du rotor 7 porte une chemise 12 solidarisée à celui-ci par une goupille 13 lors du montage assurant ainsi l'indexation d'un organe rotatif eonstitué ici par un disque médian 16. Le disque médian 16 est disposé entre deux autres organes rotatifs constitués par des disques marginaux 17, 18 liés rigidement entre eux au moyen de vis 19 qui s'étendent axialement au travers de lumières oblongues du disque médian 16. Les disques marginaux 17, 18 sont reliés à la bague d'entrainement 20 du pignon 21 d'entraînement de la crémaillère de direction. A cet effet, la queue 22 du pignon 21 est centrée sur le nez du rotor 7 à l'aide d'une douille à aiguilles 23 et est rendue solidaire en rotation de la bague d'entrainement 20 au moyen de goupilles radiales 24. L'ensemble des disques marginaux 17, 18 définit un jeu axial avec le disque médian 16. Les disques marginaux peuvent donc se déplacer angulairement par rapport au disque médian 16 du fait de la forme oblongue des lumières de passage des vis 19. Le nez du rotor 7 est constitué par la portée de la douille à aiguilles 23 et se prolonge axialement vers les disques marginaux par une partie rétrécie 25 de section sensiblement rectangulaire qui s'étend radialement par des oreilles d'appui 26. Les oreilles d'appui 26 sont soumises à I'effort exercé par des poussoirs 27. Chaque poussoir 27 est constitué par une tête 28 qui est en appui sur l'oreille 26 et par une queue filetée 29. La queue 29 reçoit un piston 30 mobile dans un cylindre 31. Le fond du cylindre 31 est muni de l'orifice de passage de la queue 29 tandis que le corps du cylindre 31 est muni d'un filetage pour lui permettre d'être monté sur la bague d'entraînement 20 du pignon 21. Des ressorts 32, respectivement en appui sur une face du cylindre 31 et sur le poussoir, sont montés de façon que chaque poussoir exerce le même effort sur l'oreille d'appui correspondante 26.Une cale auxiliaire 33, dont l'épaisseur correspond à l'épaisseur de l'oreille, limite la charge de l'oreille sous l'action de la pression hydraulique auxiliaire qui s'exerce dans la chambre de fluide 34 contenant les faces actives des pistons 30 et dans laquelle débouche l'orifice d'alimentation auxiliaire 6. Il y a lieu de remarquer qu'une paire de poussoirs vient en appui de précharge sur la cale 33. L'autre paire de poussoirs est arrêtée dans une position d'équilibre analogue en déplaçant les pistons correspondants 30 sur la queue filetée du poussoir pour les amener au fond du cylindre 31. Dans le dispositif ainsi réglé, chaque poussoir exerce le même effort sur l'oreille 26 en l'absence de pression hydraulique dans la chambre fluide et les ressorts 32 peuvent exercer une précharge sur le rotor 7 en position d'équilibre de celui-cie La valve rotative en elle-même est bien connue ainsi que son mode de fonctionnement.On rappellera simplement que, dans la position illustrée par la figure 1 qui correspond par exemple à la superposition des disques 16, 17, 18, le fluide hydraulique débité par la pompe d'assistance dans l'orifice 2 traverse les alvéoles haute pression du disque médian puis celles des disques marginaux 17, 18 et ensuite les alvéoles basse pression du disque médian avant de retourner, par des passages dans les disques marginaux, la cavité interne du boîtier 1 et l'orifice 3, au réservoir. Lorsque le conducteur tourne par exemple le volant de direction, le rotor 7 entraîne en rotation le disque médian et un décalage angulaire apparaît entre le disque médian et les disques marginaux. Le décalage est tel que les alvéoles d'alimentation haute pression du disque médian 16 communiquent plus avec certaines alvéoles des disques marginaux et moins avec d'autres alvéoles de ces disques marginaux. il résulte de ce qui précède que le fluide hydraulique débité par la pompe d'assistance traverse l'orifice 2 et les différents disques avant de parvenir dans la chambre du vérin d'assistance ou, plus généralement, dans la chambre de commande dtun cylindre ou d'un moteur de commando. Les poussoirs à ressort permettent de créer un couple de rappel ou une précharge d'équilibre sur le rotor 7 sous l'action des ressorts de rappel 32. Sous l'action de la pression auxiliaire qui s'exerce dans la chambre de fluide 34, on crée un couple variable sur le rotor qui est indépendant de la position d'équilibre précitée. Par contre, lorsque la pression hydraulique vient à disparaître à la suite d'une panne ou d'une rupture du système d'entraînement de la pompe, on réalise aisément un entraînement mécanique direct entre le rotor et le pignon. En effet, la queue 22 du pignon 21 possède une fente 40 dont les bords peuvent entrer en contact avec la partie rétrécie 25 du rotor 7. Cette disposition constructive limite les déplacements angulaires du pignon 21. Les réactions internes dudispositif se matérialisent par un couple supplémentaire nécessaire pour obtenir le déséquilibre de la distribution hydraulique de la valve. Le couple résultant C, qui doit etre exercé sur le dispositif, est donc la somme : d'un couple Co proportionnel au décalage angulaire du rotor, augmenté par la précharge fournie par les ressorts 32 et augmenté d'un couple constant pour une pression auxiliaire donnée par la pression exercée sur les pistons 30. L'ensemble du dispositif assure les fonctions suivantes - la cale 33 permet de matérialiser le point précis d'équilibre à l'état repos (conduite en ligne droite), - les ressorts 32 assurentuzeouple mécanique résistant, propor tionnel au décalage angulaire du rotor 7 et du pignon 21 lors d'un braquage du véhicule exécuté normalement, voiture à l'arrêt, moteur en fonctionnement, - le débattement angulaire du pignon 21 est limité par la butée mécanique de la fente 40 du rotor 7 dans l'encoche de l'extrémité du pignon 21. Ce dispositif trouve son application, en particulier, chaque fois au'il est nécessaire d'augmenter la précision de commande de la valve, en conservant un effort sensitif-constant quelles que soient les conditions d'utilisation (efforts - vitesse)1 entre autres, dans toutes les commandes assistées en automobile. D'autres applications peuvent être- également envisagées dans d'autres domaines tels que commande hydraulique de machines-outils, bancs d'essais de laboratoire ou tout autre circuit hydraulique à hautes performances (vitesse, précision). REVENDICATIONS 1 - Valve rotative du type comportant un boîtier dans lequel est monté, tournant, un rotor accouplé à un organe moteur, des organes rotatifs solidaires de la partie à entraîner et disposés concentriquement au rotor, lesdits boîtier, rotor et organes rotatifs étant organisés pour constituer un distributeur avec position neutre et le décalage angulaire relatif du rotor par rapport aux organes rotatifs par action mécanique extérieure permettent la mise en communication d'une pompe d'assistance avec la chambre d'un cylindre ou avec un moteur de commande, caractérisée par le fait que le rotor (7) constitue l'appui de poussoirs hydrauliques (27) dont les extrémités portent un piston (30) mobile dans un cylindre (31) et qui est soumis à une pression hydraulique auxiliaire. 2 - Valve selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le rotor (7) porte deux oreilles d'appui (26) diamétralement opposées dont les faces sont respectivement en contact avec un poussoir hydraulique (27) sous l'action conjuguée d'une force élastique et de la force de pression hydraulique auxiliaire. 3 - Valve selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les poussoirs hydrauliques (27) sont constitués par deux groupes de deux poussoirs respectivement montés en opposition de part et d'autre d'une même oreille d'appui (26), les poussoirs d'un groupe étant en appui sur une cale auxiliaire (33) et les pistons (30) des poussoirs de l'autre groupe étant au fond de leurs cylindres (31). 4 - Valve selon la revendication 3, caractérisée par le fait que l'ensemble des cylindres (31) des poussoirs hydrauliques est vissé dans la bague d'entraînement (20) durpignon de commande (21) d'une crémaillère de direction.