DISTRIBUTEUR HYDRAULIQUE ROTATIF PERFECTIONNE IMPROVED ROTARY HYDRAULIC VALVE
La présente invention concerne un distributeur hydraulique rotatif comprenant un premier et un second organes de distribution susceptibles de subir une rotation relative, et des moyens d'étanchéité, le premier organe de distribution adoptant une forme au moins partiellement cylindrique à symétrie axiale et s'ajustant à rotation à l'intérieur d'un alésage de forme complémentaire du second organe de distribution, chacun des premier et second organes de distribution comportant au moins des première et seconde chambres de pression espacées l'une de l'autre suivant une direction axiale et soumises à des pressions respectives dont la différence est variable, chaque chambre de chaque organe de distribution étant susceptible de se trouver en regard de la chambre correspondante de l'autre organe de distribution pour être soumise à la même pression qu'elle, et les moyens d'étanchéité comprenant : une gorge annulaire périphérique pratiquée dans le premier organe de distribution, un joint annulaire deformable isolant les unes des autres, suivant une direction axiale, les premières et les secondes chambres de pression, et un organe presseur annulaire prenant appui sur la surface interne du dit alésage pour presser le joint deformable à l'intérieur de la gorge.The present invention relates to a rotary hydraulic distributor comprising first and second distribution members capable of undergoing relative rotation, and sealing means, the first distribution member adopting an at least partially cylindrical shape with axial symmetry and adjusting rotationally inside a bore of complementary shape of the second distribution member, each of the first and second distribution members comprising at least first and second pressure chambers spaced apart from one another in an axial direction and subjected to respective pressures, the difference of which is variable, each chamber of each dispensing member being capable of being located opposite the corresponding chamber of the other dispensing member to be subjected to the same pressure as it, and the means sealing comprising: a peripheral annular groove made in the first distri bution, a deformable annular seal insulating from each other, in an axial direction, the first and second pressure chambers, and an annular pressing member bearing on the internal surface of said bore to press the deformable seal inside the throat.
Les distributeurs de ce type sont susceptibles de recevoir diverses applications mais sont notamment utilisés, de façon connue, dans des systèmes de direction assistée pour véhicules automobiles, comme le montrent par exemple les brevets US 4 527 591 et EP 0 112 201.Distributors of this type are capable of receiving various applications but are in particular used, in a known manner, in power steering systems for motor vehicles, as shown for example by US Patents 4,527,591 and EP 0 112 201.
Les problèmes rencontrés dans la réalisation de tels distributeurs ou dans leur fonctionnement sont multiples.The problems encountered in the production of such dispensers or in their operation are multiple.
Tout d'abord, ces distributeurs sont d'une complexité structurelle relativement grande, donc d'un coût de fabrication relativement important, et il serait souhaitable de parvenir à les simplifier et à en réduire le coût dé fabrication.First of all, these distributors are of relatively large structural complexity, therefore of relatively high manufacturing cost, and it would be desirable to be able to simplify them and reduce the manufacturing cost.
Par ailleurs, la technique requérant en permanence l'adjonction, aux dispositifs existants, de nouvelles fonctions dans un volume constant ou éventuellement réduit, les distributeurs hydrauliques actuels présentent un encombrement qu'il serait opportun de réduire.Furthermore, since the technique permanently requires the addition, to existing devices, of new functions in a constant or possibly reduced volume, current hydraulic distributors have a space requirement which it would be advisable to reduce.
Enfin, lorsque les premières et secondes chambres de pression d'un distributeur hydraulique actuel sont soumises à des pressions respectives
dont la différence varie, il apparaît un problème d'étanchéité spécifique, qui est lié au déplacement du joint supposé isoler les secondes chambres des premières, qui se manifeste par une consommation du fluide dont la circulation est contrôlée par le distributeur, et qu'il serait également souhaitable d'éliminer.Finally, when the first and second pressure chambers of a current hydraulic distributor are subjected to respective pressures the difference of which varies, there appears a specific sealing problem, which is linked to the displacement of the joint supposed to isolate the second chambers from the first, which manifests itself by consumption of the fluid whose circulation is controlled by the distributor, and which would also be desirable to eliminate.
Dans ce contexte, le but de la présente invention est de résoudre l'un au moins des problèmes précédemment évoqués.In this context, the aim of the present invention is to solve at least one of the problems previously mentioned.
A cette fin, le distributeur de l'invention est essentiellement caractérisé en ce que la gorge annulaire qui reçoit le joint deformable communique avec la seconde chambre de pression du premier organe de distribution, forme la périphérie de cette chambre et adopte une section sensiblement rectangulaire, en ce que l'organe presseur maintient le joint deformable contre le fond de cette gorge annulaire tout en l'appuyant contre celle des parois latérales internes de cette gorge qui est la plus proche des premières chambres de pression et en ce que l'organe presseur est percé d'un alésage en regard de la seconde chambre de pression du second organe de distribution.To this end, the dispenser of the invention is essentially characterized in that the annular groove which receives the deformable seal communicates with the second pressure chamber of the first dispensing member, forms the periphery of this chamber and adopts a substantially rectangular section, in that the pressing member maintains the deformable seal against the bottom of this annular groove while pressing it against that of the internal lateral walls of this groove which is closest to the first pressure chambers and in that the pressing member is pierced with a bore opposite the second pressure chamber of the second dispensing member.
Suivant une disposition classique en elle-même, le joint deformable est par exemple un joint toroïdal à section circulaire au repos.According to a conventional arrangement in itself, the deformable seal is for example a toroidal seal with a circular section at rest.
Dans le cas où le distributeur est tel que les premier et second organes de distribution comprennent chacun une troisième chambre de pression disposée, suivant une direction axiale, du côté de la seconde chambre qui est opposé à celui où se trouve la première chambre, ce distributeur comprend de préférence un second joint deformable isolant les seconde et troisième chambres de pression et, l'organe presseur logé dans la gorge annulaire à la périphérie de la seconde chambre de pression du premier organe de distribution assure le maintien de ce second joint de manière équivalente à celle dont il assure le maintien du premier joint.In the case where the distributor is such that the first and second distribution members each comprise a third pressure chamber arranged, in an axial direction, on the side of the second chamber which is opposite to that where the first chamber is located, this distributor preferably comprises a second deformable seal insulating the second and third pressure chambers and, the pressing member housed in the annular groove at the periphery of the second pressure chamber of the first distribution member ensures the maintenance of this second seal in an equivalent manner to the one for which he maintains the first joint.
Par exemple, l'organe presseur présente alors deux chanfreins grâce auxquels il appuie les deux joints déformables contre les deux arêtes circulaires respectives que forment le fond de la gorge annulaire à la périphérie de la seconde chambre de pression du premier organe de distribution et les deux parois latérales internes de cette gorge.For example, the pressing member then has two chamfers by which it presses the two deformable seals against the two respective circular edges that form the bottom of the annular groove at the periphery of the second pressure chamber of the first distribution member and the two internal side walls of this groove.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel :
- La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un distributeur typique de l'art antérieur ;Other characteristics and advantages of the invention will emerge clearly from the description which is given below, for information and in no way limitative, with reference to the appended drawing, in which: - Figure 1 is a partial longitudinal sectional view of a typical dispenser of the prior art;
- La Figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un distributeur conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; et- Figure 2 is a partial longitudinal sectional view of a dispenser according to a first embodiment of the invention; and
- La Figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un distributeur conforme à un second mode de réalisation de l'invention.- Figure 3 is a partial longitudinal sectional view of a dispenser according to a second embodiment of the invention.
Les mêmes chiffres de référence seront utilisés sur les trois figures pour désigner des éléments identiques ou aisément comparables.The same reference numbers will be used in the three figures to designate identical or easily comparable elements.
Les distributeurs hydrauliques du type concerné comprennent un premier organe de distribution, par exemple un rotor métallique 1, et un second organe de distribution, par exemple un stator métallique 2.The hydraulic distributors of the type concerned comprise a first distribution member, for example a metal rotor 1, and a second distribution member, for example a metal stator 2.
Le rotor 1 adopte au moins partiellement la forme d'un cylindre de révolution d'axe longitudinal 3 représenté, pour les besoins du dessin, beaucoup plus près du stator 2 qu'il ne l'est en réalité.The rotor 1 adopts at least partially the shape of a cylinder of revolution of longitudinal axis 3 shown, for the purposes of the drawing, much closer to the stator 2 than it actually is.
Le rotor 1 s'ajuste à rotation à l'intérieur d'un alésage cylindrique 2a du stator 2, centré sur Taxe 3 qui constitue aussi l'axe de rotation du rotor 1.The rotor 1 adjusts in rotation inside a cylindrical bore 2a of the stator 2, centered on Tax 3 which also constitutes the axis of rotation of the rotor 1.
Le rotor 1 et le stator 2 comprennent chacun au moins deux chambres de pression, telles que 11, 12, 13 et 21, 22, 23, chaque chambre étant constituée d'une cavité quelconque telle que gorge ou canal.The rotor 1 and the stator 2 each comprise at least two pressure chambers, such as 11, 12, 13 and 21, 22, 23, each chamber consisting of any cavity such as groove or channel.
Sur le rotor d'une part, et sur le stator de l'autre, les diverses chambres sont espacées les unes des autres suivant la direction longitudinale définie par l'axe 3, et chacune des première, seconde et troisième chambres 11, 12 et 13 du rotor 1 est susceptible de se trouver ou d'être mise en regard de la chambre correspondante 21, 22 et 23 du stator 2 de manière que les chambres de chaque paire de chambres correspondantes soient soumises à la même pression.On the rotor on the one hand, and on the stator on the other, the various chambers are spaced from each other in the longitudinal direction defined by the axis 3, and each of the first, second and third chambers 11, 12 and 13 of the rotor 1 is likely to be located or to be placed opposite the corresponding chamber 21, 22 and 23 of the stator 2 so that the chambers of each pair of corresponding chambers are subjected to the same pressure.
Cependant, dans la mesure où la pression régnant dans une paire de chambres correspondantes, telles que 11 et 21, doit pouvoir différer de la pression régnant dans la paire voisine de chambres correspondantes, telles que 12 et 22, et où cette différence est elle-même généralement variable, il convient de rendre aussi étanches que possible, l'une par
rapport à l'autre, les paires voisines de chambres correspondantes.However, since the pressure prevailing in a pair of corresponding chambers, such as 11 and 21, must be able to differ from the pressure prevailing in the neighboring pair of corresponding chambers, such as 12 and 22, and where this difference is itself even generally variable, it should be made as tight as possible, one by relative to each other, the neighboring pairs of corresponding chambers.
Ceci est réalisé dans l'art antérieur (Figure 1) en prévoyant, entre les paires voisines de chambres correspondantes, une gorge annulaire périphérique telle que la, lb, pratiquée dans le rotor 1, un joint annulaire deformable tel que 4a, 4b, et un organe presseur annulaire tel que 5a, 5b, prenant appui sur la surface interne de l'alésage 2a du stator 2 pour presser le joint deformable au fond de la gorge annulaire.This is achieved in the prior art (Figure 1) by providing, between the neighboring pairs of corresponding chambers, a peripheral annular groove such as 1a, 1b, formed in the rotor 1, a deformable annular seal such as 4a, 4b, and an annular pressing member such as 5a, 5b, bearing on the internal surface of the bore 2a of the stator 2 to press the deformable seal at the bottom of the annular groove.
De préférence, le joint deformable est un joint torique constitué d'un élasto ère et l'organe presseur 5a, 5b, est réalisé en un matériau peu deformable et ayant un faible coefficient de frottement, et par exemple en PTFE ("TEFLON").Preferably, the deformable seal is an O-ring made of an elasto era and the pressing member 5a, 5b, is made of a material with little deformability and having a low coefficient of friction, and for example PTFE ("TEFLON") .
Dans les distributeurs hydrauliques de l'art antérieur réalisés conformément à la Figure 1, et compte-tenu du fait que les joints et organes presseurs tels que 4a, 5a ne peuvent remplir tout le volume interne des gorges telles que la en raison des tolérances de fabrication, une variation de la différence de pression entre deux chambres voisines telles que 21 et 22, en communication avec les chambres correspondantes 11 et 12, conduit à un mouvement du joint 4a, et/ou de l'organe presseur 5a et à une perte de fluide dans celle des deux paires voisines de chambres correspondantes qui, à l'instant de cette perte, est à la pression la plus élevée.In the prior art hydraulic distributors produced in accordance with FIG. 1, and taking into account that the seals and pressing members such as 4a, 5a cannot fill the entire internal volume of the grooves such as the due to the tolerances of manufacturing, a variation of the pressure difference between two neighboring chambers such as 21 and 22, in communication with the corresponding chambers 11 and 12, leads to a movement of the seal 4a, and / or of the pressing member 5a and to a loss of fluid in that of the two neighboring pairs of corresponding chambers which, at the time of this loss, are at the highest pressure.
Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par les dispositions illustrées aux Figures 2 et 3.This problem is solved, in accordance with the invention, by the arrangements illustrated in Figures 2 and 3.
Dans un distributeur conforme à l'invention, la gorge annulaire le communique avec la seconde chambre de pression 12 du rotor 1, forme la périphérie de cette chambre, c'est-à-dire s'étend dans la partie de celle-ci qui est la plus éloignée de l'axe 3, et adopte, dans le plan qui contient Taxe 3, une section sensiblement rectangulaire, le logement offert par cette gorge le comprenant donc un fond 12a et deux parois latérales internes 12b et 12c.In a distributor according to the invention, the annular groove communicates it with the second pressure chamber 12 of the rotor 1, forms the periphery of this chamber, that is to say extends in the part thereof which is furthest from the axis 3, and adopts, in the plane which contains Tax 3, a substantially rectangular section, the housing offered by this groove therefore comprising a bottom 12a and two internal side walls 12b and 12c.
Par ailleurs, l'organe presseur 5 maintient le joint deformable 4a contre le fond 12a de la gorge tout en l'appuyant contre la paroi latérale interne 12b qui est la plus proche des premières chambres de pression 11 et 21.Furthermore, the pressing member 5 maintains the deformable seal 4a against the bottom 12a of the groove while pressing it against the internal lateral wall 12b which is closest to the first pressure chambers 11 and 21.
Enfin, l'organe presseur 5 est percé d'un alésage 50 en regard de la seconde chambre de pression 22 du stator 2, de manière à pouvoir faire
communiquer cette chambre avec la seconde chambre de pression 12 du rotor 1.Finally, the pressing member 5 is pierced with a bore 50 facing the second pressure chamber 22 of the stator 2, so as to be able to make communicate this chamber with the second pressure chamber 12 of the rotor 1.
Dans le cas où le rotor et le stator du distributeur comportent chacun une troisième chambre 13, 23, l'invention peut être mise en oeuvre conformément au mode de réalisation illustré à la Figure 3.In the case where the rotor and the stator of the distributor each comprise a third chamber 13, 23, the invention can be implemented in accordance with the embodiment illustrated in FIG. 3.
Dans ce cas, l'organe presseur 5 peut comprimer un second joint deformable 4b disposé, par rapport aux troisièmes et secondes chambres de pression, comme Test le premier joint 4a par rapport aux premières et secondes chambres.In this case, the pressing member 5 can compress a second deformable seal 4b disposed, relative to the third and second pressure chambers, as Test the first seal 4a relative to the first and second chambers.
De préférence, l'organe presseur 5 présente alors deux chanfreins 51a et 51b grâce auxquels il appuie les deux joints déformables 4a, 4b contre les deux arêtes circulaires respectives 12d, 12e que forment le fond 12a et les deux parois latérales internes 12b et 12c de la gorge annulaire le.Preferably, the pressing member 5 then has two chamfers 51a and 51b by means of which it presses the two deformable seals 4a, 4b against the two respective circular edges 12d, 12e formed by the bottom 12a and the two internal lateral walls 12b and 12c of the annular groove on.
Comme le montre la Figure 2, deux alésages seulement sont à faire dans le rotor 1 si ce dernier comprend deux chambres de pression 11 et 12, au lieu de trois alésages tels que 11, 12 et la de la Figure 1, dans 1 'art antérieur.As shown in Figure 2, only two bores are to be made in the rotor 1 if the latter comprises two pressure chambers 11 and 12, instead of three bores such as 11, 12 and that of Figure 1, in one art prior.
En outre, comme cela ressort immédiatement de la comparaison des Figures 1 et 3, trois alésages seulement sont à prévoir dans le rotor à trois chambres de pression d'un distributeur conforme à l'invention, au lieu de cinq alésages dans l'art antérieur.In addition, as is immediately apparent from the comparison of Figures 1 and 3, only three bores are to be provided in the rotor with three pressure chambers of a distributor according to the invention, instead of five bores in the prior art .
Enfin, la réduction du nombre d'alésages permet de diminuer la longueur du distributeur suivant la direction de T axe 3.
Finally, the reduction in the number of bores makes it possible to reduce the length of the distributor along the direction of axis 3.