Brevet FR2511466A1 — publié le 19830218

i L' invention concerne un distributeur rotatif de fluide hydraulique pour servomécanisme et notamment pour un système de direction assistée d'un véhicule automobile. L'invention vise plus particulièrement des perfectionnements dans un tel distributeur aboutissant à un dispositif à la fois plus compact et moins coûteux. On connait un certain nombre de distributeurs rotatifs essen- tiellement composés de deux éléments de distributeur comportant chacun des parties tubulaires cylindriques et coaxiales L'élément de distributeur externe, généralement appelé stator, comporte un alésage axial servant de palier à l'élément de distributeur interne ou rotor Ces éléments de dis- tributeur comportent des ouvertures et cavités définissant un circuit de circulation de fluide destiné à être connecté d'une part entre une source de fluide et un réservoir de fluide et d'autre part aux deux chambres d'un vérin d'assistance du système de servodirection Les ouvertures et cavités précitées comportent des passages à section variable définies dans les sur- faces cylindriques de contact des éléments de distribution Un tel distri- buteur, très classique, comporte ainsi une série de rainures longitudinales réparties régulièrement à la surface externe de l'élément de distribution interne et des rainures longitudinales réparties régulièrement à la surface interne de l'élément de distribution externe Ces rainures longitudinales sont disposées décalées de façon que leurs bords coopèrent pour définir les passages à section variable définis ci-dessus, la section de ces pas- sages variant en fonction d'une rotation relative limitée d'un élément de distributeur par rapport à l'autre, de part et d'autre d'une position rela- tive neutre définie généralement par l'état de repos d'une barre de torsion reliée par ses extrémités auxdits éléments de distributeur, respectivement. Si l'usinage de rainures longitudinales à la surface externe de l'élément de distributeur interne est relativement simple et d'une-mise en oeuvre peu coûteuse, il n'en est pas de mkme des rainures longitudinales pratiquées à la surface interne de l'élément de distributeur externe C'est pourquoi on a proposé une nouvelle génération de distributeurs o les éléments circuit-de circûlation-de fluide définis dans l'élément de distributeur extern sont exclusivement constitués par des perçages radiaux Un tel distribu- teur est par exemple décrit dans la demande de brevet français No 8025545 déposée le 2 décembre 1980 au nom de la demanderesse Le distributeur con- forme à la présente invention appartient à cette dernière catégorie et se distingue plus particulièrement par une simplification notable supplémen- 11466 taire de l'usinage de l'élément de distributeur externe. Plus précisément, l'invention concerne donc un distributeur rotatif de fluide hydraulique pour servomécanisme, notamment pour système de direction assistée dans un véhicule automobile, du type comportant deux éléments de distributeur munis de parties cylindriques coaxiales, respec- tivement un élément de distributeur externe et un élément de distributeur interne monté tournant dans un alésage axial de l'élément de distributeur externe et susceptible d'une rotation relative limitée par rapport à ce dernier, de part et d'autre d'une position relative neutredans lequel ces éléments de distributeur comportent des ouvertures et cavités définissant un circuit de circulation de fluide connectable entre une source de fluide et un réservoir de fluide, lequel circuit comporte des passages à section variable définis dans les surfaces cylindriques de contact desdits éléments de distributeur, caractérisé en ce que ledit circuit de circulation est matérialisé par: des rainures longitudinales, connues en soi, réparties régu- lièrement à la surface externe de l'élément de distributeur interne; des perçages borgnes diamétraux pratiqués à intervalles ré- guliers dans l'élément de distributeur externe de façon à y définir, chacun, un orifice traversant et un évidement respectivement opposés et positionnés en regard de portées lisses dudit élément de distributeur interne entre des bords adjacents de deux rainures voisines dans ladite position neutre; et des perçages d'évacuation communiquant avec un moyen de raccordement audit réservoir et débouchant sur les portées lisses précitées qui correspondent auxdits évidements. Dans l'agencement défini ci-dessus, le fluide hydraulique en provenance de la source de fluide est introduit dans le distributeur par les orifices traversants précités, pénètre dans les rainures de l'élément de distributeur interne (lesquels communiquent avec des prises de pression reliées aux chambres d'un vérin d'assistance) et passe ensuite dans les évidements précités et les perçages d'évacuation précités pour retourner au réservoir. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle- ci apparaîtront mieux à la lumière de-la description qui va suivre d'un mode de réalisation actuellement préféré d'un distributeur rotatif conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: la figure 1 est une demi-coupe axiale d'un distributeur con- forme à l'invention; et 11466 la figure 2 est une coupe II-II de la figure 1. Lé distributeur rotatif représenté comporte un-élément de distributeur externe cylindrique 11 terminé par une portion d'engrenage 12 coopérant avec la crémaillère (non représentée) du système de direction d'un véhicule automobile et un élément de distributeur interne 13 dont une partie cylindrique est montée en rotation-dans un-alésage axial -14 de l'élément de distributeur externe Ce dernier est lui-même monté en rota- tion dans un bottier fixe 15 qui peut avantageusement être venu de matière- avec le bottier de la crémaillère précitée Dans ce bottier 15,-l'élément de distributeur externe 11 est guidé en rotation par l'une de ses extrémités 16 au voisinage de la portion à engrenage 12 et dans sa partie médiane grâce à une bague 17 emmanchée à force dans le boîtier 15 Un-joint annu- laire d'étanchéité 18 marque la séparation entre le logement du distribu- teur proprement dit et celui de la crémaillère Le positionnement axial de l'élément de distributeur interne 13 est assuré par un roulement à billes 19 intercalé entre sa surface externe et la surface interne du bottier 15. Un joint d'étanchéité 20 renforcé par une coupelle annulaire 21 est égale- ment monté entre la surface interne du boîtier 15 et la surface externe de l'élément de distributeur 13 de sorte que la partie terminale 22 de ce der- nier fait saillie au-delà de l'ouverture du bottier 15 C'est cette partie terminale 22 qui est destinée à être reliée à la colonne de direction du véhicule Une barre de torsion 23 est logée à l'intérieur d'une-cavité axiale 24 de l'élément de distributeur interne 13 Cette barre de torsion est reliéeparl'une de ses extrémités 25 à l'élément de distributeur externe 11 par l'intermédiaire d'une goupille 26 et par son autre extrémité 27 à l'élément de distributeur 13 par l'intermédiaire d'une goupille 28 L'état de repos de la barre de torsion 23 définit une position relative neutre entre les deux éléments de distributeur Le boîtier 15 comporte un orifice de raccordement à une source de fluide 29, un orifice de raccordement à un réservoir de fluide 30 et deux orifices de raccordement a 'érin 31 et 32. L'orifice 29 communique avec une gorge annulaire 33 pratiquée à la surface externe de l'élément de distributeur 11 et les orifices de raccordement 31 et 32 communiquent respectivement avec des gorges annulaires 34 et 35 pratiquées de chaque côté de la gorge 33 à la surface externe de l'élément de distributeur 11 L'orifice de raccordement 30 communique avec la cavité axiale 24, par l'intermédiaire d'au moins un perçage radial 36 pratiqué dans l'élément de distributeur 11 Les orifices de raccordement 29, 30, 31 et 32 constituent les entrées et sorties d'un circuit de circulation de 11466 fluide constitué par des ouvertures et cavités définies dans les éléments de distributeur 11 et 13 Des joints annulaires 38 disposés a la surface externe de l'élément de distributeur 11 assurent une séparation étanche: entre différentes parties de ce circuit. En se référant plus particulièrement à la figure 2, on voit que le circuit de circulation précité est matérialisé par: des rainures longitudinales 40, au nombre de six, connues en soit, réparties régulièrement à la surface externe de l'élément de dis- tributeur interne 13-; des perçages borgnes diamétraux 43, au nombre de trois, pratiqués à intervalles réguliers dans l'élément de distributeur externe 11 V-de façon à y définir, chacun, un orifice traversant 44 et un évidement respectivement opposes et positionnés en regard de portées lisses 46 de l'élément de distributeur interne 13 entre les bords adjacents de deux rainures voisines 40 dans la position neutre représentée-; et des perçages d'évacuation 47 communiquant avec un moyen de raccordement au réservoir précité et débouchant sur les portées lisses 46 qui correspondent aux évidements 45 Comme cela ressort clairement de la figure 2,-les perçages d'évacuation 47 débouchent simplement dans la cavité axiale 25 qui abrite la barre de torsion 23 Ils sont donc en communication avec-l'orifice de raccordement 30. Les perçages borgnes 43 sont tous dans un même plan et dé- bouchent dans la gorge 33 Ils sont décalés de 120 les uns par rapport aux autres Ainsi, chaque orifice traversant 44 est en communication avec la source de fluide tandis que tous les évidements 45 sont en communication permanente, par l'intermédiaire des perçages d'évacuation 47 avec la cavité axiale 24, c'est-à-dire avec le réservoir de fluide Par ailleurs, la moi- tié des rainures longitudinales 40 a séparées les unes des autres de 120 communique par des trous 49 a, pratiqués radialement dans l'élément de dis- tributeur 11, avec l'orifice de raccordement 31 tandis que les autres rai- nures 40 b intercalées entre les rainures 40 a communiquent par d'autres trous 49 b, pratiqués dans l'élément de distributeur 11, avec l'orifice de raccordement 32 La coopération des arêtes des rainures 40 et des bords des orifices 44 et évidements 45 permet de définir les passages à section variable du distributeur dans les surfaces cylindriques de contact des élé- ments de distributeur 11 et 13. Selon une autre caractéristique de l'invention, les perçages 11466 borgnes 43 ont des diamètres différents pour définir des passages à ferme- tures successives, en fonction de la rotation relative dans un sens donné d'un élément de distributeur par rapport à l'autre En fait, il est sur- tout important que ce soient les évidements 45 définis par ces passages qui présentent des diamètres différents puisque c'est la fermeture des passages définis au voisinage de ces évidements qui connditionne la carac- téristique du distributeur Autrement dit, les orifices 44 peuvent être réalisés à un diamètre supérieur après le forage des évidements 45. Lé fonctionnement est classique Dans la position neutre représentée, le fluide introduit par les trois orifices 44 se répartit de façon égale entre les rainures 40 a et 40 b avant d'être évacué par la cavi- té axiale 24 Si l'utilisateur imprime une légère rotation à l'élément de distributeur interne 13, à l'encontre de la force de réaction exercée par la barre de torsion, le décalage angulaire se traduit par une restriction de la section de passage entre les rainures 4 la (ou 40 b) et les évidements Il en découle une rapide montée en pression dans ces rainures, qui se communique à l'une des chambres du vérin d'assistance de l'installation de servodirection. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réali- sation qui vient d'être décrit En particulier, il peut être intéressant que le percage d'évacuation 47 correspondant à l'évidement 45 de plus grand diamètre constitue ou comporte une restriction d'écoulement anticavitation. L'utilité des restrictions d'écoulement anti-cavitation est décrite dans la demande antérieure de la demanderesse mentionnée plus haut Sur la figure Z, cette restriction d'écoulement a été représentée comme étant une bague montée à force dans le perçage d'évacuation 47 considéré C'est dire que l'invention couvre tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1 Distributeur rotatif de fluide hydraulique pour servo- mécanisme, notamment pour système de direction assistée dans un véhicule automobile, du type comportant deux éléments de distributeur, munis de parties cylindriques coaxiales, respectivement un élément de distributeur externe ( 11) et un élément de distributeur interne ( 13) monté tournant dans un alésage axial ( 14) de l'élément de distributeur externe et susceptible d'une rotation relative limitée par rapport à ce dernier, de part et d'autre d'une position relative neutre, dans lequel ces éléments de distributeur comportent des ouvertures et cavités définissant un circuit de circulation de fluide connectable entre une source de fluide et un réservoir de fluide, lequel circuit comporte des passages à section variable définis dans les surfaces cylindriques de contact desdits éléments de distributeur, caractérisé en c-e que ledit circuit de circulation est matérialisé par - des rainures longitudinales ( 40 a, 40 b), connues en soi, ré- parties régulièrement à la surface externe de l'élément de distributeur interne; des perçages borgnes ( 43) diamétraux pratiqués à intervalles réguliers dans l'élément de distributeur externe de façon à y définir, cha- cun, un orifice traversant ( 44) et un évidement ( 45) respectivement opposés et positionnés en regard de portées lisses ( 46) dudit élément de distribu- teur interne entre les bords adjacents de deux rainures voisines, dans ladite position neutre; et par des perçages d'évacuation ( 47) communiquant avec un moyen de raccordement ( 24, 36, 30) audit réservoir et débouchant sur les portées lisses précitées qui correspondent auxdits évidements ( 45). 2 Distributeur rotatif selon la revendication 1, du type dans lequel ledit élément de distributeur interne comporte une ca- vité axiale ( 24) communiquant avec,:un orifice de raccordement audit réservoir et abritant une barre de torsion ( 23) reliée par ses extrémités auxdits éléments de distributeur, respectivement, caractérisé en ce que lesdits perpages d'évacuation ( 47) débouchent dans ladite cavité axiale ( 24) 3 Distributeur rotatif selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce qu'au moins les évidements ( 45) précités des- dits perçages borgnes ont des diamètres différents, pour définir des pas- sages à fermetures successives en fonction de ladite rotation relative dans un sens donné. 4 Distributeur rotatif selon-la revendication 3, caractérisé en ce qu' au moins le perçage d'évacuation précité correspondant à l'évide- ment précité de plus grand diamètre constitue ou comporte une restriction d'écoulement ( 40) anti-cavitation.