Brevet FR2464868A1 — publié le 19810320

La présente invention se rapporte à un distri- buteur de direction pour un mécanisme de commande hydrosta- tique de véhicules à moteur comprenant une pompe doseuse manuelle, un distributeur de commande de cette dernière, équipé d'un tiroir de commande, et un arbre de transmission qui est assujetti en rotation et forme une articulation avec, d'une part, le rotor de ladite pompe doseuse manuelle, d'autre part avec ledit tiroir de commande et l'une des ex- trémités d'une barre élastique de torsion qui est logée dans des alésages parallèles aux axes de l'arbre de trans- mission et d'un arbre d'entraînement, l'autre extrémité de cette barre étant assujettie en rotation avec ledit ar- bre d'entraînement, la torsion de ladite barre déplaçant le tiroir de commande dans son sens longitudinal par l'in- termédiaire d'une came ou d'un moyen analogue. Un distribu- teur de ce type a été décrit dans le document publié en décembre 1975 par la société Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, Werk Schwâbisch GmUnd et intitulé "ZF-Ross-Servostat, hydrostatische Lenkung, Typenreihe 8450 bis 8455" (direc- tion hydrostatique ZF-Ross-Servostat"; série 8450 à 8455). Des directions hydrostatiques de ce type peuvent être utilisées avec des véhicules relativement lents, et elles sont avantageuses lorsque la réalisation d'une liai- son mécanique entre le mécanisme de direction et les roues braquées soulève des difficultés, par exemple dans le cas de machines automotrices pour des travaux, pour la cons- truction et le génie civil, de chariots élévateurs,de tracteurs et de moissonneuses-batteuses. De telles directions hydrostatiques peuvent être également utilisées pour le pilotage de navires. Le mode de fonctionnement d'un distributeur de direction de ce type est décrit dans le document mentionné ci-dessus. La pompe fonctionne en service normal comme une pompe doseuse de liquide sous pression refoulé par une pompe à haute pression, mais en cas de défaillance de la pompe à haute pression, elle joue le rôle de pompe manuelle. C'est pourquoi on la désigne comme une "pompe doseuse manuelle". Pour obtenir une direction facilement maniable, il est nécessaire que le tiroir de commande puisse se dépla- cer dans le boîtier de direction avec le moins de frottement possible. A cet effet, il convient d'éviter les forces ou poussées radiales qui pressent ce tiroir contre le boîtier de direction. En effet, lorsque des poussées radiales s'exer- cent, la faible distance séparant le tiroir du boîtier di- minue. Il est donc à craindre que, par suite des diffé- rences entre les pressions régnant dans les divers conduits de commande, le tiroir soit de plus en plus pressé contre le boîtier. Lorsque le liquide de travail est refoulé, ce tiroir peut entrer directement en contact avec le boî- tier, ce qui entraîne une forte friction. Lorsque le tiroir de commande doit être amené au-delà de sa position de repos par actionnement du volant de direction, il se produit un blocage indésirable de ce volant, ce qui signifie que, pour passer d'un frottement dur à un frottement doux, il faut appliquer une force d'abord relativement élevée et qui peut diminuer ensuite subitement; par suite, la direction manque de souplesse et le conducteur "sent" mal la route. Dans le distributeur de direction connu, des poussées radiales indésirables sont exercées sur le tiroir de commande pour deux raisons. L'une des extrémités de la barre de torsion, conformée en tige cylindrique, est engagée dans l'extrémité d'un alésage cylindrique de l'arbre menant, c'est-à-dire de l'arbre de direction, o elle est fixée par goujons. Par suite d'un usinage imprécis, du jeu nécessaire et de l'opération de goujonnage, l'axe de la-barre de torsion est habituellement décalé d'un angle réduit par rapport à l'axe de l'arbre menant. Lors du montage, la barre de tor- sion est cintrée dans la position qu'elle doit occuper. Elle exerce alors une poussée radiale sur le tiroir de commande. En effet, dans le distributeur de direction connu, son au- tre extrémité est reliée à l'extrémité de l'arbre de trans- mission orientée vers l'arbre menant et elle agit par con- sécuent sur ledit arbre de transmission à l'endroit même o il est en prise par sa denture avec le tiroir de commande. Indépendamment de cela, d'autres poussées ra- diales s'exercent sur le tiroir de commande, qui sont dues au fait que l'axe de l'arbre menant est constamment décalé d'un angle considérable par rapport à l'axe de l'arbre de transmission, car l'extrémité de l'arbre de transmission si- tuée côté sortie doit en effet tourner excentriquement avec le rotor de la pompe doseuse manuelle. Par suite, les vec- teurs de couples de l'arbre menant et de l'arbre de trans- mission délimitent ensemble un angle, ce qui implique la présence d'un couple de soutien, comme cela sera décrit ci-après en regard de la figure 5. Ce couple de soutien a pour effet de faire pivoter le tiroir de commande autour d'un axe orienté transversalement par rapport à son axe lon- gitudinal, donc de presser dans des sens radialement opposés ses extrémités contre l'alésage du boîtier de direction. L'invention a donc pour objet un distributeur de direction dans lequel, en position de repos, aucune pous- sée radiale n'est exercée par ce tiroir de commande sur le boîtier de direction, ces poussées étant tout au plus faibles et transitoires, c'està-dire quasi-négligeables, lorsque des couples d'entrée sont exercés. Selon les carac- téristiques essentielles de l'invention, la barre de tor- sion est également solidaire de l'arbre menant grâce à une liaison articulée et l'alésage ménagé dans l'arbre de trans- mission se prolonge au moins jusqu'à proximité de l'extré- mité de sortie dudit arbre de transmission. Etant donné que la barre de torsion est égale- ment reliée par une liaison articulée à l'arbre menant, elle agit comme une barre biarticulée qui ne peut pas trans- mettre de poussées radiales. Comme cette barre peut pénétrer le plus loin possible dans un alésage de l'arbre de transmission et n'est articulée avec ce dernier qu'à cet endroit, le couple de soutien mentionné ci-dessus s'exerce en un point o il est absorbé en très grande partie par le rotor de la pompe do- seuse manuelle et de façon qui n'est plus que négligeable par le tiroir de commande. Dans ces conditions, l'effet de ce couple de soutien est rendu pratiquement inoffensif. De ce fait, pratiquement plus aucune poussée ra- diale n'est exercée du tiroir au boîtier et le blocage du volant évoqué ci-avant disparaît. Selon une variante de l'invention, l'alésage s'étend jusqu'à l'extrémité de sortie de l'arbre de trans- mission en prise avec le rotor de la pompe doseuse manuelle et l'extrémité de sortie de la barre de torsion n'est reliée par une liaison articulée à l'arbre de transmission qu'à l'intérieur de cette extrémité de sortie. Dans ce cas, le couple de réaction ne se manifeste que dans le rotor, o il n'a pas d'effet négatif, et le tiroir de commande est entièrement soulagé du couple de réaction et des poussées radiales qu'il entraîne. Dans une autre variante, les extrémités opposées des alésages de l'arbre menant et de l'arbre de transmission sont traversées par des tiges d'entraînement respectives, la barre de torsion présentant des extrémités fourchues qui entourent lesdites tiges. Le montage est ainsi facilité. Les tiges d'entraînement peuvent être incorporées dans l'arbre menant et dans l'arbre de transmission, après quoi il ne reste plus qu'à emboîter les extrémités fourchues de la barre de torsion. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une première forme de réalisation d'un distributeur de direc- tion selon l'invention; la figure 2 est une coupe suivant la ligne 11- II de la figure 1; la figuré 3 est une coupe suivant la ligne 1II- III de la figure 1; la figure 4 est une vue par-dessus, dans la di- rection de la flèche IV de la figure 1, d'une partie du tiroir de commande; et la figure 5 est une représentation vectorielle permettant de mieux comprendre le couple de réaction sus-mention- né s'exerçant lors de l'actionnement du mécanisme de direction. Sur la figure 1, les références 1 et 2 désignent respectivement l'ensemble d'un distributeur de direction et l'ensemble d'une pompe doseuse manuelle, cette dernière étant assujettie au distributeur par des vis. Ce distribu- teur comporte de manière connue un tiroir de commande 4, à l'intérieur 6 duquel sont logée un prolongement 8 de l'ar- bre de direction 10 et l'arbre de transmission 12. Ce der- nier assure une liaison assujettissant en rotation le tiroir de commande à un rotor 14 de la pompe doseuse manuel- le 2, et permet à ce rotor de tourner excentriquement. Comme le montrent les figures 2 et 3, le tiroir 4 présente une denture interne 16 dans laquelle engrène une denture externe 18 de l'arbre de transmission 12 qui assujettit ce dernier en rotation. En revanche, le prolongement 8 de l'arbre de direction 10 engrène par des bossages 20 dans de larges évidements 19 de la denture interne 16, ce qui permet une rotation limitée de ce prolongement par rapport au tiroir de commande. Comme on le voit sur la figure 4, ce tiroir 4 est équipé d'une fenêtre oblique 22 Qui joue un râle de fente de guidage ou de came et dans laquelle est engagée sans jeu une tige d'entraînement 24 solidaire du prolongement 8. Ce prolongement 8 est muni d'un alésage coaxial 26 et l'arbre de transmission 12 est doté d'un alésage coaxial 28. Aux extrémités des alésages des arbres 12 et , sont assujetties des tiges (ou doigts) d'entraînement 30 ou 32. Une barre de torsion 34 présente des extrémités fourchues 36 et 38 qui entourent sans jeu lesdites tiges 30 ou 32. Lorsque l'arbre de direction 10 est mis en rota- tion au-delà de sa position centrale, à l'encontre de la résistance des roues braquées qui est répercutée sur le rotor 14, la barre 34 est cintrée et le tiroir 4 est déplacé par l'intermédiaire de la tige d'entraînement 24 et de la fenêtre oblique 22.Les bossages 20 du prolongement 8 constituent avec la denture interne 16 du tiroir, des butées extrêmes destinées à éviter l'endommagement de la barre de torsion. En revanche, le tiroir est assujetti en rotation avec le rotor 14 par l'intermédiaire de sa denture 16 en prise avec celle 18 de l'arbre de transmission. La liaison articulée aux deux extrémités de la barre de torsion 34 permet d'éviter que cette barre ne soit cintrée lors du montage et n'exerce des forces radiales sur le tiroir de commande. Lors d'un mouvement de braquage à l'encontre d'un couple de résistance exercé par le rotor 14 de la pompe doseuse manuelle, un couple d'entrée est transmis à l'arbre de direction 10, tandis que l'effet du couple de sortie sur l'arbre de transmission 12 coïncide avec l'axe de ce dernier. La figure 5 est une représentation vectorielle des couples de rotation, dans laquelle les couples d'entrée et de sortie sont séparés d'un angle exagéré. La référence a désigne le couple d'entrée, b le couple de sortie qui lui est opposé. On obtient ce dernier en additionnant le vecteur d'un couple de réaction c, orienté dans la même direction et ayant la même grandeur que le couple d'entrée, et le vecteur d'un couple de soutien d perpendiculaire audit couple c et au couple d'entrée a. Ce couple de soutien a pour effet de faire pivoter autour du vecteur d la partie sur laquelle s'exerce directement le couple d'entrée. Si, comme c'est le cas dans les directions hydrostatiques de l'art antérieur, l'arbre de direction 10 est relié par la barre de torsion à l'extrémité de l'arbre de transmission 12 qui lui est opposée (voir la partie droite de la figure 1), le couple de soutien agit directe- ment et avec une intensité presque totale sur le tiroir 4; par l'intermédiaire de cette extrémité de l'arbre de trans- mission. Par conséquent, une poussée radiale intense s'exerce à cet endroit sur ledit tiroir, transversalement au plan de la figure. Dans une disposition sensiblement plus avanta- geuse selon l'invention, la barre de torsion 34 n'est pas en prise avec l'extrémité droite de l'arbre 12, comme sur la figure 1, mais presque avec l'extrémité gauche de cet arbre. Le couple de soutien d qui s'exerce sur cet arbre de transmission a tendance à le faire pivoter autour d'un axe situé dans le plan de la figure. Ce couple de soutien s'exerce transversalement par rapport au plan de la figure, accompagné de poussées radiales, d'une part sur le rotor 14, d'autre part sur le tiroir de commande 4. Par suite de la localisation de ce couple de soutien à proximité de l'extrémité gauche de l'arbre de transmission, la poussée radiale qui s'exerce sur le tiroir atteint seulement, d'après le principe du levier, environ un cinquième de celle qui est exercée sur le rotor. Or, la poussée radiale qui s'exerce sur ce rotor n'a pas d'effet négatif. Selon un perfectionnement de la disposition, l'alésage coaxial 28 se prolonge jusqu'à l'extrémité gau- che de l'arbre de transmission en prise avec le rotor 14. De ce fait, la poussée radiale que l'arbre de transmission exerce encore sur le tiroir de commande est -quasi-négligeable. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au distributeur décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Distributeur de direction pour un mécanisme de commande hydrostatique de véhicules à moteur comprenant une pompe doseuse manuelle, un distributeur de commande de cette dernière, équipé d'un tiroir de commande, et un arbre de transmission qui est assujetti en rotation et forme une articulation avec, d'une part, le rotor de ladite pompe doseuse manuelle, d'autre part avec ledit tiroir de commande et l'une des extrémités d'une barre élastique de torsion qui est logée dans des alésages parallèles aux axes de l'arbre de transmission et d'un arbre menant, l'autre extrémité de cette barre étant assujettie en rotation avec ledit arbre menant, la torsion de ladite barre déplaçant le tiroir de commande dans son sens longitudinal par l'in- termédiaire d'une came ou- fente de guidage ou d'un moyen analogue, distributeur caractérisé en ce que la barre de torsion (34) est également solidaire de l'arbre menant (10) grâce à une liaison articulée, et en ce que l'alésage (28) ménagé dans l'arbre de transmission (12) se prolonge au moins jusqu'à proximité de l'extrémité de sortie dudit arbre de transmission. 2. Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage (28) s'étend jusqu'à l'extré- mité de sortie de l'arbre de transmission (12) en prise avec le rotor de la pompe doseuse manuelle (2), et en ce que l'extrémité de sortie de la barre de torsion (34) n'est reliée par une liaison articulée audit arbre de transmission qu'à l'intérieur de cette extrémité de sortie. 3. Distributeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les extrémités opposées des alésages (26, 28) de l'arbre menant (10) et de l'arbre de transmission (12) sont traversées par des tiges d'entraîne- ment respectives (32., 30), la barre de torsion (34) présen- tant des extrémités fourchues (38, 36) qui entourent les- dites tiges d'entraînement..