Brevet FR2473668A1 — publié le 19810717

La présente invention se rapporte d'une façon générale à un nouveau montage du ressort de réaction, excentré, d'un distributeur à tiroir, qui présente un intérêt spécial dans la technique des servo-distributeurs. L'invention concerne plus particulièrement un perfectionnement apporté aux servo- distributeurs dans lesquels la réaction de position du tiroir du distributeur est assurée par un ressort de réaction, qui n'est pas aligné verticalement sur l'axe du tiroir. Jusqu'à maintenant, il est habituel de détecter la position. du tiroir d'un distributeur hydraulique à tiroir en prévoyant une liai- son mécanique réaliséesous la forme d'un ressort de réaction en contact avec une partie du tiroir. Dans un exemple type de construction, lorsque le tiroir se déplace, le ressort de réaction pivote autour d'un axe et engendre un signal de réac- tion, envoyé, par exemple à un moteur-couple qui, à son tour, commande le sens de transmission du fluide hydraulique vers un côté ou l'autre du tiroir, et provoque ainsi le déplacement du tiroir d'une distance voulue dans le sens voulu. Habituellement, le ressort de réaction porte une boule à son extrémité et au moins certaines parties de la surface de cette boule sont en contact avec le tiroir. Dans un dispositif de la technique antérieure, dans lequel le ressort de réaction ne peut pas être placé, ou est placé de façon indésirable, de telle sorte que l'axe longitudinal du ressort de réaction, dans le voisinage du tiroir soit aligné sur un diamètre de la sec- tion droite du tiroir, il est prévu le long de la circonfé- rence de ce tiroir une gorge dont la largeur est égale au dia- mètre de la boule. La boule est dans ce cas appuyée dans la gorge et, lorsque le tiroir se déplace, le ressort de réaction est obligé de se déplacer également dans le même sens. L'incon- vénient de cette disposition est que le contact entre les sur- faces internes de la gorge et la surface de la boule est un contact ponctuel de chaque côté de la boule. Ce contact ponc- tuel, combiné aux grands efforts exercés sur le ressort de réac- tion, accélère l'usure de la surface de la gorge et de la sur- face de la boule aux points de contact, ce qui a pour effet final d'engendrer un signal de réaction erroné lorsque le jeu à l'interface entre la boule et la gorge est augmenté. De plus, dans ce type d'arrangement, le tiroir tend habituellement à tourner autour de son axe longitudinal, ce qui rend plus aigu le problème d'usure qu'on vient de décrire. Une manière de résoudre le probleme de l'usure est dé- crite dans le brevet des E.U.A. no 3 584 649. La Fig.2 de ce brevet montre un montage du ressort de réaction dans lequel la boule est engagée dans un trou ménagé dans le tiroir. Cela élimine le problème du contact ponctuel puisque la boule et le trou ont le même diamètre, et également le problème de la rotation du tiroir. Toutefois, cette disposition ne peut être utilisée que lorsque l'axe du trou correspond à un diamètre de la section droite du tiroir et que le ressort de réaction est engagé dans le trou à peu près suivant l'axe de ce dernier. Par ailleurs, dans de nombreuses applications des dis- tributeurs à tiroir, il est peu pratique ou même indésirable d'engager le ressort de réaction de haut en bas dans un trou du tiroir, dont l'axe coïncide avec un diamètre de la section du tiroir, et que le ressort de réaction s'étende dans l'en- semble le long de l'axe du trou. Il est donc fréquemment sou- haitable d'utiliser un ressort de réaction excentré ce qui antérieurement à l'invention, se traduisait par la nécessité d'accepter les effets indésirables de l'usure de la boule du ressort de réaction qui ont été mentionnés plus haut et qui sont dus au contact ponctuel entre cette boule du ressort de réaction et les parois de la gorge du tiroir ainsi qu'à la ro- tation de ce tiroir. Il apparaît donc que, bien que les dispositifs de la tech- nique antérieure présentent une certaine utilité pour l'obten- tion de la réaction désirée en réponse au déplacement du tiroir, de notables perfectionnements peuvent leur être apportés. L'énumération des problèmes cités ci-dessus ne doit pas être considérée comme exhaustive mais, au contraire, les pro- blêmes précités ne sont que quelques unsdes nombreux problè- mes qui tendent à réduire l'efficacité des ressorts de réac- tion connus. Il peut également se poser d'autres problèmes importants; toutefois, ceux qui ont été présentés plus haut devraient être suffisants pour montrer que les systèmes de ressorts de réaction connus ne sont pas entièrement satisfai- sants. Le besoin de perfectionnement de la disposition de l'in- terface entre le tiroir et le ressort de réaction étant ainsi reconnu, le but général de l'invention est de former une nou- velle disposition de cette interface entre le tiroir et le ressort de réaction, qui réduise au minimum ou atténue les problèmes cités ci-dessus. La présente invention a pour objet un servo distributeur dans lequel un ressort de réaction comporte une tête, qui peut être un tourillon fixé rigidement ou une boule fixée sur lui, et a une surface de portée qui s'embotte en position face con- tre face dans les surfaces internes d'une cavité ménagée dans chacune de deux parois latérales d'une rainure taillée dans le tiroir, cette rainure ayant une profondeur suffisante pour éviter tout contact entre le ressort de réaction et le tiroir lorsque la tête est placée dans la rainure. Selon une autre caractéristique de l'invention la rai- nure est taillée dans le tiroir et un trou de logement s'é- tend le long d'un diamètre de la section droite de ce tiroir et coupe la rainure, délimitant ainsi une cavité dans chacune des parois latérales de la rainure. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que soit un tourillon est fixé rigidement au ressort de réac- tion soit une boule est fixée à ce ressort de réaction. Le tourillon ou la boule est logé dans le trou de loge- ment de manière que sa surface de portée, du tourillon ou de la boule, s'applique face contre face contre la surface inter- ne des cavités formées dans les parois latérales de la rainure par le trou. L'élimination du contact ponctuel entre la boule du res- sort de réaction et la gorge, de la technique antérieure, est ainsi obtenue en donnant à la surface de portée du tourillon ou de la boule la même-forme et la même dimension qu'à la surface interne des cavités ménagées dans les parois latéra- les de la rainure suivant l'invention, en engageant le touril- -lon ou la boule dans les cavités des parois latérales de la rainure et en faisant tourner le ressort de réaction jusqu'à ce que ce ressort et le tiroir se trouvent dans leurs posi- tions de fonctionnement normal, ce qui verrouille le tiroir en s'opposant à toute poursuite de la rotation. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'axe longitudinal des cavités est aligné avec le rayon du tiroir qui passe par le milieu de l'arc de la circonférence du corps du tiroir, délimité par la rainure. Les caractéristiques et avantages de l'invention appa- ra tront mieux au cours de la description qui va suivre, de modes de réalisation représentés aux dessins annexés et donnés uniquement à titre d'exemples. Sur ces dessins: - la Fig. 1 est une vue de côté de l'ensemble du tiroir et du ressort de réaction suivant l'invention; - la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; - la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1; - la Fig. 4 est une vue de côté d'une variante de réali- sation de l'invention. Sur la Fig. 1, est représenté un ensemble ressort de réaction-tiroir suivant l'invention. Au tiroir 10 est associé un ressort de réaction 12 qui établit une liaison mécanique de transmission en retour de la position du tiroir 10 à un mé- canisme de commande (non représenté), lequel contient un mo- teur de couple (non représenté) qui commande la transmission du fluide hydraulique à la partie voulue du tiroir 10, pour dé- placer ce tiroir 10 dans le sens voulu et l'amener à la posi- tion voulue. Une rainure 14 est taillée dans une partie du tiroir et comporte des parois latérales opposées 16 ainsi qu'une troisième paroi 18. Ainsi que le montrent plus particulière- ment les Fig. 2 et 3, la rainure 14 est taillée de telle ma- nière que la troisième paroi 18 constitue une corde de la cir- conférence du corps 10 du tiroir qui est plus petite que le diamètre de la section droite de ce corps 10 et, par consé- quent, cette troisième paroi 18 est décalée par rapport au diamètre 13 de la section du corps 10 du tiroir, auquel elle est parallèle. Un trou 22 est percé dans le tiroir 10 et coupe la rai- nure 14 et la troisième paroi 18. Dans la forme de réalisa- tion représentée, le trou 22 est perpendiculaire à la troisiè- me paroi 18. Toutefois, il sera évident pour l'homme de l'art qu'il n'est pas nécessaire que ce trou soit perpendiculaire à la troisième paroi 18 et qu'il peut couper cette troisième pa- roi 18 suivant un angle quelconque supérieur à 0 et inférieur à 1800. Le trou 22 comporte une surface interne 24 qui est cir- culaire et a un diamètre prédéterminé. Etant donné que le dia- mètre du trou 22 est plus grand que la largeur de la rainure 14, il se forme dans la région de la rainure 14ocette rainu- re 14 et le trou 22 se coupentrespectivement dans les deux parois latérales 16, des cavités 24 dont l'axe longitudinal est aligné sur un rayon du tiroir 10. Dans la forme de réalisation représentée sur les Fig. 1 à 3, un tourillon 26 est fixé rigidement au ressort de réac- tion 12 par tous moyens connus dans la technique. Le tourillon 26 comporte une surface de portée 30 qui s'appuie dans les ca- vités 24 formées par l'intersection du trou 22 et de la rainu- re 14. La surface de portée 30 a la même forme et la même di- mension que la partie adjacente des cavités 24, c'est-à-dire, dans la forme de réalisation représentée sur les Fig. 1 à 4, le même rayon de courbure que le trou circulaire 22 et que les cavités 24. On peut donc voir que, lorsque le tourillon 26 est en- gagé dans le trou 22 et que le tiroir 10 a tourné jusqu'à ce que le ressort de réaction se trouve dans sa position normale excentrée, avec son extension appropriée, le tourillon 26, dont les surfaces de portée 30 sont appuyées respectivement contre les cavités 24 correspondantes s'oppose à la rotation du tiroir 10 en raison du bras de levier résultant du fait que l'axe longitudinal du ressort de réaction 12 dans la ré- gion du tiroir 10, n'est pas aligné sur un rayon de la sec- tion du tiroir 10. La troisième paroi 18 de la rainure 14 a la forme et la position voulues pour ne pas réduire nota- blement l'intégrité de structure nécessaire au corps du tiroir, tout en évitant en même temps tout contact entre le ressort de réaction 12 et cette troisième paroi. 18 dans la position normale de fonctionnement du ressort 12. Un tel arrangement laisse une certaine souplesse dans les tolérances des éléments constitutifs du ressort de réac- tion 12 et des organes de fixation de ce ressort (non repré- sentés). Par exemple, si le ressort de réaction 12 est trop long ou trop court, la rainure 14 permet au tiroir 10 de tour- ner légèrement dans la direction nécessaire, avec déport cor- respondant de la position du tourillon 26 dans la rainure 14, pour assurer l'effet de blocage de la rotation du tourillon 26 dans les cavités 24 mais sans que le ressort de réaction 12 n'entre en contact avec la troisième paroi 18. La fonction de la rainure 14 est donc de permettre au ressort de réaction 12 de tourner autour du centre du tourillon 26 pendant qu'on fait tourner en même temps le corps du tiroir 10 jusqu'à ce que le ressort de réaction 12 se trouve dans sa position de fonctionnement normal et à son extension normale, ce qui ver- rouille le tiroir 10 en l'empêchant de continuer à tourner. Ce verrouillage antirotatoire se produit parce que la surface de portée 30 du tourillon 26 est en contact avec les cavités 24 à une distance de l'axe longitudinal du tiroir 10 qui forme un bras de levier. La Fig. 4 montre une variante de réalisation de l'in- vention. Dans cette variante, le tourillon 26 est remplacé par une boule 34 fixée au ressort de réaction 12 et ayant un diamètre égal à celui du trou 22. De cette façon, le contact entre les cavités 24 et la surface de portée 30 de la boule 34 s'étend le long de la circonférence de la boule. Le pro- blème du contact ponctuel posé dans la technique antérieure est ainsi supprimé. Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig. 4, on enfonce la boule 34 dans le trou 22 et on fait ensuite tourner cette boule 34 et le ressort de réaction 12 jusqu'à ce que ce dernier se trouve dans sa position de fonctionnement appropriée. Ceci correspond à la position du ressort de réaction 12 représentée sur la Fig.2, dans laquel- le le ressort de réaction 12 n'est pas en contact avec la troisième paroi 18. Le tourillon 26 ou la boule 34 forme sur le ressort de réaction 12 une tête comportant une surface de portée 30 qui s'engage face contre face dans les cavités 24. Il va de soi ope le tourillon ou la boule peut éventuellement être d'une seule pièce avec le ressort de réaction. On peut donc voir que, lorsque le tourillon 26 ou la boule 34 se trouve dans les cavités 24 et que le tiroir 10 et le ressort de réaction 12 occupent leurs positions de fonctionnement normales, il s'éta- blit un contact face contre face entre la surface de portée du tourillon 26 ou de la boule 34 et les cavités 24. Ceci éli- mine le problème posé par le contact ponctuel de la technique antérieure. A titre d'exemple de l'importance des tolérances dans la technique des distributeurs a tiroir, on donne ci-après un exemple des dimensions de certaines parties du ressort de ré- action 12 et de sa tête (tourillon 26 ou boule 34). Dans un exemple du type représenté sur les Fig. 1 à 3, le ressort de réaction 12 a une largeur de 1,52 mm et une épaisseur de 0,5lmm et le trou 22 a un diamètre de 1,27 mm de sorte que la surface de portée 30 du tourillon 26 a le même rayon de courbure et que la boule 34 a le même diamètre de 1,27 mm. Les Fig. 1 à 4 ne sont donc pas dessinées exactement à l'échelle mais sont agrandies pour mieux illustrer les caractéristiques de l'in- vention. Grâce à la disposition à interface du ressort de réac- tion et du tiroir, conformément à l'invention, on obtient cer-- tains avantages importants. En particulier, dans les applica- tions dans lesquelles le ressort de réaction 12 est avantageu- sement placé de telle manière que son axe longitudinal ne s'é- tende pas suivant un diamètre de la section droite du tiroir , l'invention élimine le contact ponctuel entre le touril-- lon 26 ou la boule 34 formant une tête à l'extrémité du res- sort de réaction 12 et les surfaces internes de la rainure. Dans la technique antérieure, cette rainure s'étendait circon- férentiellement sur tout le tour de corps du tiroir 10. L'in- vention élimine également le risque de rotation du corps 10 du tiroir et réduit ainsi l'usure à l'interface entre le tou- rillon 26, ou la boule 34, et les surfaces internes de la rai- nure de la technique antérieure. Avec la présente invention, l'élimination de la rotation réduit l'usure de la surface de portée 30 du tourillon 26 ou de la boule 34. La description de l'invention qui a été donnée ci-dessus se rapporte à une forme particulière préférée de réalisation dans un but d'explication et d'illustration. Toutefois il se- ra évident pour l'homme de l'art que l'on peut apporter de nombreuses modifications au dispositif et au procédé décrits sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le trou 22 ne doit pas nécessairement traverser entièrement le corps du tiroir 10 il suffit qu'il se prolonge suffisamment dans le corps du tiroir 10 pour que le tourillon 26 ou, dans la variante, la boule 34, soit engagé dans le trou 22 d'une distance suffisante pour que le tourillon 26, ou la boule 34, prévu à l'extrémité du ressort de réaction 12 attaque les ca- vités 24 à une certaine distance de l'axe longitudinal du ti- roir 10 et que le ressort de réaction 12 n'entre pas en con- tact avec la troisième paroi 18 de la rainure 14. En outre, la forme particulière du ressort de réaction 12, du touril- lon 26 et de la boule 34 et la façon dont le tourillon 26 ou la boule 34 est relié au ressort de réaction 12 ne font pas partie de l'invention, sauf dans la mesure o les surfaces de portée du tourillon 26 et de la boule 34 doivent avoir la mê- me forme et les mêmes dimensions que la partie de la surface des cavités 24 avec laquelle elles sont en contact. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Servo-distributeur équipé d'un dispositif de réac- tion de la position du tiroir comprenant un ressort de réac- tion qui est en contact avec une partie du corps du tiroir, caractérisé en ce qu'il comprend un corps de tiroir dans le- quel est formée une rainure, comportant deux parois latéra- les, creusées chacune d'une cavité, ayant une surface interne et un ressort de réaction muni d'une tête qui peut être enga- gée dans la rainure et comporte des surfaces de portée s'em- boltant face contre face, contre la surface interne des deux cavités, la rainure ayant une profondeur suffisante pour é- viter tout contact entre le ressort de réaction et le corps du tiroir. 2 - Servo-distributeur suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la tête est constituée par un tourillon fixé rigidement au ressort de réaction. 3 - Servo-distributeur suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la tête est constituée par une boule fi- xée au ressort de réaction. 4 - Servo-distributeur suivant la revendication 2, ca- ractérisé en ce que la surface interne de chacune des cavités a le même rayon de courbure que la surface de portée du tourillon. - Servodistributeur suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce que la surface interne de chacune des cavi- tés a le même rayon de courbure que la boule. 6 - Servo-distributeur suivant l'une des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que l'axe longitudinal de chaque cavité est aligné avec le rayon du tiroir qui passe par le milieu de l'arc de la circonférence du tiroir délimité par la rainure. 7 - Servo-distributeur suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la boule est fixée rigidement au ressort de réaction.