FR2550305A1 - Soupape rotative pour engrenages de direction assistee - Google Patents

Abstract

A.SOUPAPE ROTATIVE POUR ENGRENAGES DE DIRECTION ASSISTEE. B.SOUPAPE CARACTERISEE EN CE QU'ELLE COMPREND UN ROTOR 6 MONTE DANS L'ALESAGE AXIAL D'UNE BAGUE 3, LA ROTATION RELATIVE ENTRE CES DEUX ELEMENTS FAISANT VARIER DES MOYENS D'ORIFICE DE LA SOUPAPE 4 POUR COMMANDER LE DEBIT DE FLUIDE DESTINE A FAIRE FONCTIONNER LE DISPOSITIF, PAR LA COMMANDE DU DEBIT DE FLUIDE A TRAVERS DES MOYENS D'ORIFICE DE PRESSION DE LA BAGUE 3 COMPRENANT DES OUVERTURES TRAVERSANT RADIALEMENT LA PAROI DE LA BAGUE. C.L'INVENTION CONCERNE UNE SOUPAPE ROTATIVE POUR ENGRENAGES DE DIRECTION ASSISTEE.

Description

Soupape rotative pour engrenages de direction assistée ".

L'invention concerne une soupape rotative et plus particulièrement les soupapes rotatives du type 5 utilisé pour commander un fluide (généralement hydraulique) arrivant aux deux chambres de pression opposées d'un dispositif d'assistance à double action pour engrenage de direction Les soupapes rotatives pour engrenages de direction assistée sont bien connues de l'industrie 10 automobile et comprennent classiquement un rotor monté dans l'alésage d'une bague de telle manière que, pendant une manoeuvre de direction, le rotor et la bague se déplacent l'un par rapport à l'autre en rotation de manière à diriger ainsi le fluide à travers les orifices de comman15 de de la soupape pour l'envoyer vers les moyens d'assistance de puissance ou le ramener de ceux- ci, de manière

à assister convenablement la manoeuvre de direction Les moyens d'assistance de puissance se présentent généralement sous la forme d'un dispositif de cylindre et piston 20 à double action s'incorporant à l'engrenage de direction.

On peut trouver des exemples de soupapes rotatives du type mentionné cidessus dans les Spécifications de Brevets Britanniques n 391 775; 476 590; 1 356 172 et 2 028 240; et dans les Spécifications de 25 Brevets U S A n 1 947 973; 2 328 312; 1 657 412 et 1 773 794 Dans chacun de ces exemples, le débit de fluide à travers la soupape est obtenu en prévoyant sur le rotor des zones de distribution se déplaçant, pendant la rotation relative ci-dessus, pour déterminer le débit de fluide traversant les orifices de la soupape, ces orifices étant reliés à l'alimentation de fluide sous pression, aux moyens d'assistance de puissance, et à un retour basse

pression (réservoir d'échappement).

Depuis les années 1930, la structure de la bague la plus couramment utilisée, a été constituée 10 par un réseau de cavités axiales à extrémités borgnes

réparties périphériquement dans l'alésage de la bague.

Ces cavités constituent les orifices de la soupape et,

bien qu'elle soit très efficace et fiable en fonctionnement, cette forme de réalisation classique présente deux 15 inconvénients importants.

En premier lieu, cette forme de réalisation ne 'conduit pas d'elle-même à une fabrication économique en grande série, car il faut prévoir, soit plusieurs étapes de montage pour fabriquer une bague en deux ou trois parties, comme indiqué dans les Brevets Britannique n 476 590 et U S A n 1 947 973, soit des outillages spéciaux et chers pour fabriquer une bague d'une seule pièce comme indiqué dans les Brevets U S A n 2 328 312 et

Britannique n 1 356 172.

En second lieu, l'utilisation des cavités borgnes axiales nécessite une bague relativement grande et un grand carter correspondant pour loger la bague et le rotor Cela est incompatible avec la nécessité de

réaliser, dans les véhicules modernes, des engrenages de 30 de direction compacts et de petite taille.

Bien qu' on ait proposé jusqu'ici, par exemple dans le Brevet Britannique n 2 028 240, d'utiliser une bague pour soupape rotative sans orifices de commande sous forme de cavités axiales à extrémités borgnes, 35 on a constaté qu'avec cette solution (comme avec beaucoup de soupapes rotatives à cavités axiales borgnes), il fallait prévoir un grand nombre d'orifices et un réseau complexe de passages dans la bague et/ou dans le rotor pour obtenir le débit de fluide requis et s'assurer égale5 ment qu'on réduisait au minimum le retour de pression inverse dans la soupape, lorsque celle-ci est en position neutre. De ce dernier point de vue, on peut constater, à titre d'exemple, que la soupape rotative du Brevet Britannique N O 2 028 240 comporte 21 orifices dont comprennent des passages associés dans le rotor et dans la bague de sorte qu'en plus du fait qu'on utilise un système hydraulique relativement complexe, le coût de

fabrication d'une telle soupape est considérable.

L'invention a pour but de créer une soupape rotative pour engrenage de direction assistée, qui soit de construction relativement simple, puisse utiliser un nombre d'orifices et de passages relativement faible dans la bague et/ou le rotor, soit d'une conception per20 mettant de réduire au minimum le retour de pression inverse lorsqu'elle est en position neutre, et conduise d'elle-même à une fabrication économique sous forme

d'un ensemble compact, sans perte de rendement ou de fiabilité par rapport aux formes classiques de soupapes 25 rotatives pour directions assistées.

A cet effet, l'invention concerne une soupape rotative pour commander le débit de fluide parvenant aux deux chambres-de pression opposées d'un dispositif d'assistance de puissance à double action pour en30 grenage de direction assistée, soupape caractérisée en ce qu'elle comprend un rotor monté dans l'alésage axial d'une bague, la rotation relative entre ces deux éléments faisant varier des moyens-d'orifice de la soupape pour

commander le débit de fluide destiné à faire fonctionner 35 le dispositif, cette commande du fonctionnement se fai-

sant, en partie au moins, par la commande du débit de fluide à travers des moyens d'orifice de pression de la bague comprenant des ouvertures traversant radialement la paroi de la bague, et à travers des moyens d'orifice de retour de la bague, cette commande se faisant en déplaçant des bords de commande axiaux du rotor par rapport a des bords de commande formés par les moyens d'orifice de pression et par les moyens d 'orifice de retour de l'alésage de la bague, l'un au moins des bords de commande de 10 l'alésage étant formé par l'un au moins-des moyens de fente, axiaux constituant le moyen ou un moyen d'orifice de retour, et se trouvant en communication permanente

avec un retour de fluide.

De préférence, les moyens de fente débou15 chent dans une face d'extrémité radiale de la bague, de manière à être en communication permanente avec une chambre de retour de fluide de la bague destinée à communiquer avec un dispositif d'échappement/retour basse pression, le bord ou les bords de commande formés par les 20 moyens de fente coopérant avec le bord ou les bords de commande axiaux du rotor pour former une ouverture en

forme de fente axiale dont la longueur circulaire s'ouvre et se ferme progressivement pendant la rotation du rotor pour ouvrir ou fermer la communication entre une chambre 25 de pression du dispositif et le retour basse pression.

Grâce à cette solution, les bords de commande rectilignes axiaux de l'alésage de la bague peuvent être formés par une technique d'usinage relativement simple pendant la fabrication des moyens de fente De plus, 30 l'ouverture en forme de fente obtenue parallèlement aux bords de commande axiaux coopérants, et communiquant avec les moyens de fente, peut être conçue pour obtenir un débit de fluide adéquat vers le retour basse pression, de

manière a réduire la contre-pression lorsque la soupape 35 est en position neutre.

Bien que la longueur circulaire de l'ouverture en forme de fente puisse varier pendant la rotation relative de la bague et du rotor, l'ouverture/fermeture de l'ouverture peut se faire par une série de deux 5 ou plusieurs étapes dans lesquelles, la longueur axiale de l'ouverture est constante pour chaque étape, mais varie d'une étape à l'autre, de telle manière que la longueur axiale de cette ouverture en forme de fente, change brusquement à la transition d'une étape à l'autre; le volume de fluide, pouvant passer à travers l'ouverture en forme de fente, change donc brusquement à la transition entre deux étapes (bien que ce débit de fluide change alors progressivement dans une étape particulière); pour obtenir l'équilibre de pression dans la soupape, les moyens d'orifice sont généralement disposés symétriquement autour du rotor et de la bague; par suite, on utilise généralement au moins deux moyens de fente pour assurer la communication avec le retour basse pression et chacun de ces moyens de fente doit être associé à des bords de 20 commande axiaux sur le rotor et la bague Les moyens d'orifice comprennent généralement deux ou plusieurs orifices de retour, deux ou plusieurs orifices de pression, et deux ou plusieurs orifices d'alimentation des

chambres de pression du dispositif d'assistance de puis25 sance.

L'invention concerne également une soupape rotative pour commander le débit de fluide parvenant aux deux chambres de pression opposées d'un dispositif d'assistance de puissance à double action pour engrenage 30 de direction assistée, soupape caractérisée en ce qu'elle comprend une bague percée d'un alésage axial; un rotor monté dans cet alésage et dont la rotation par rapport à la bague commande le débit de fluide à travers les moyens d'orifice de la soupape, le rotor comportant un

ensemble de quatre zones de distribution de fluide répar-

ties sur sa circonférence, la longueur circulaire de ces zones étant déterminée par quatre zones de commande du rotor, ces zones formant, avec l'alésage de la bague, quatre chambres de transfert de fluide disposées autour 5 du rotor pour former deux paires de chambres diamétralement opposées; les moyens d'orifice étant constitués par deux premiers orifices d'alimentation se branchant à une première chambre de pression du dispositif d'assistance de puissance, ces deux orifices d'alimentation étant 10 chacun en communication permanente avec l'une des deux chambres d'une première paire de chambres de transfert, deux seconds orifices d'alimentation se branchant à une seconde chambre de pression du dispositif d'assistance de puissance, ces deux orifices d'alimentation étant cha15 cun en communication permanente avec l'une des deux chambres d'une seconde paire de chambres de transfert, deux orifices de pression destinés à se brancher à une source de fluide sous pression, et deux orifices de retour destinés à se brancher à un réservoir d'échappement de 20 fluide; les orifices de pression et les orifices de retour étant espacés circulairement dans l'alésage de la bague et se trouvant dans une disposition alternée, de manière à être commandés chacun par l'une des quatre zones de commande du rotor, de façon que lorsqu'on fait 25 tourner le rotor dans un certain sens par rapport à la bague, à partir d'une position neutre, le fluide arrivant par les orifices de pression soit dirigé, par la premiere paire de chambres de transfert, vers les deux premiers orifices d'alimentation, tandis que cette paire de cham30 bres de transfert est coupée des orifices de retour et que la seconde paire de chambres de transfert est coupée des orifices de pression et ouverte vers les orifices de retour; et de façon que lorsqu'on fait tourner le rotor en sens inverse par rapport à la bague, le fluide arri35 vant par les orifices de pression soit dirigé, par la seconde paire de chambres de transfert, vers les deux seconds orifices d'alimentation, tandis que cette paire de chambres de transfert est coupée des orifices de retour et que la première paire de chambres de transfert est coupée des orifices de pression et ouverte vers les orifices de retour; chacun des deux orifices de retour étant formé par des moyens de fente axiaux de l'alésage de la bague, ces moyens de fente débouchant dans une face d'extrémité radiale de la bague de manière à être 10 en communication permanente avec une chambre de retour

de fluide de la soupape.

Dans une forme préférée de soupape rotative selon l'invention, il suffit simplement d'utiliser huit orifices parmi lesquels les deux orifices de retour 15 se présentent sous la forme de moyens de fente axiaux, tandis que les autres orifices peuvent être réalisés sous la forme de fentes, de trous ou d'ouvertures percés dans la bague et/ou le rotor cela permet de former les orifices par un usinage ou autres techniques (telle que 20 l'étincelage) relativement bon marché, en évitant la nécessité, comme dans les bagues classiques, de former des cavités intérieures dans les deux extrémités de la

bague, ces cavités étant fermées ou aveugles.

La bague de soupape selon l'invention 25 peut être formée d'une seule pièce par des opérations d'usinage relativement simples Comme indiqué cidessus, les orifices autres que l'orifice ou les orifices de retour peuvent être constitués par des passages simplement obtenus par perçage, fraisage ou autres techniques 30 d'usinage classiques La caractéristique selon laquelle les moyens de fente axiaux peuvent déboucher dans une face d'extrémité de la bague, conduit d'elle-même à une forme de bague à longueur axiale relativement courte, car le débit de fluide à partir de l'orifice ou des ori35 fices de retour, est obtenu à travers une face latérale de la bague; de cette manière, la forme de la bague peut éviter la longueur axiale supplémentaire qu'il faut prévoir avec les formes classiques (dont les cavités axiales sont fermées aux deux extrémités de la bague), pour obtenir la communication de fluide avec ces cavités

par des passages radiaux débouchant dans la surface extérieure cylindrique de la bague.

Quand deux orifices de retour sont formes par des moyens de fente axiaux ménagés dans l'alésage de 10 la bague, l'un ou les deux moyens de fente peuvent comporter une extrémité se terminant à l'intérieur de l'alésage de la bague, tandis que l'autre-extrémité débouche dans la face d'extrémité radiale de la bague Lorsque deux orifices de retour sont formés par des moyens de 15 fente axiaux, et lorsque chacun de ces moyens comporte une extrémité se terminant à l'intérieur de l'alésage de la bague, les moyens de fente peuvent déboucher dans la même extrémité de la bague pour communiquer avec une chambre de retour de fluide commune aux deux En varian20 te, on peut utiliser deux chambres de retour de-fluide aux extrémités opposées de la bague de soupape, et les moyens de fente axiaux des deux orifices de retour peuvent déboucher chacun dans l'une des deux chambres de retour de fluide, par les faces d'extrémité radiales de 25 la bague de soupape qui définissent partiellement ces chambres. Quand les deux orifices de retour sont formés par des moyens de fente axiaux communiquant avec une chambre de retour de fluide commune de la soupape, 30 et quand leurs extrémités se terminent à l'intérieur de l'alésage, les deux premiers ou les deux seconds orifices d'alimentation, ou encore les orifices de pression, peuvent alors constituer deux autres moyens de fente axiaux de l'alésage de la bague, ces deux moyens de fente supplémentaires se terminant, par une extrémité, à l'intérieur de l'alésage et débouchant, par l'autre extrémité, dans une face d'extrémité radiale de la bague pour communiquer avec une seconde chambre de fluide de la soupape, à l'extrémité opposée de la bague de soupape par rapport à la chambre de retour de fluide mentionnée ci-dessus. Cette dernière possibilité permet d'obtenir une réduction supplémentaire de la longueur axiale de la bague de soupape et s'applique généralement, soit aux deux premiers, soit aux deux seconds orifices d'alimentation, de façon que la seconde chambre de fluide dans laquelle les fentes axiales de ces orifices d'alimentation débouchent à l'extrémité de la bague de soupape, puisse constituer l'une ou l'autre des chambres de pres15 sion du dispositif d'assistance de puissance à double action La solution selon laquelle les moyens de fente axiale se terminent, par une extrémité, à l'intérieur de l'alésage, et débouchent, par l'autre extrémité, dans la face d'extrémité radiale de la bague, est décrite plus 20 en détail dans notre Demande de Brevet Britannique en

cours NO 83 21 219 (notre référence: FJW/GDG/294).

Une forme préférée de réalisation de l'invention est celle dans laquelle l'orifice de retour ou chacun des orifices de retour est formé par des moyens 25 de fente axiale de l'alésage de la bague, ces moyens de fente passant à travers l'alésage pour déboucher dans les faces d'extrémité axialement opposées de la bague, et communiquer avec les chambres basse pression de retour de fluide de la soupape, aux extrémités opposées de la bague. 30 Dans cette forme préférée de réalisation, les orifices de retour peuvent se présenter sous la forme de simples fentes, cavités ou rainures complètement usinées à travers l'alésage de la bague dans lequel se monter le rotor Comme les deux chambres situées aux extrémités 35 opposées de la bague sont en communication l'une avec l'autre par les fentes axiales, et comme l'une au moins de ces chambres communique avec le retour basse pression, on pourra remarquer que la bague n'est pas soumise

à une pression de fluide poussant axialement.

Chacun des moyens de fente axiaux mentionnés ci-dessus se présente généralement sous la forme d'une cavité, d'une fente ou d'une rainure séparée; on pourra cependant remarquer qu'un ou plusieurs des moyens de fente peuvent être constitués par au moins deux fentes 10 adjacentes parfaitement parallèles formées de la même façon L'utilisation de ces fentes adjacentes pour constituer les moyens de fente présente l'avantage de fournir une surface de support du rotor dans la zone de l'alésage comprise circulairement entre les deux fentes adja15 centes dans le cas des orifices de retour et éventuellement des orifices de pression, les zones de surface de

support peuvent constituer des supports pour les zones de commande du rotor respectivement associées à ces orifices.

La soupape rotative, selon l'invention, 20 peut être du type à centre ouvert dans lequel les orifices de pression-communiquent avec les orifices de retour lorsqu'on se trouve en position neutre, ou du type à centre fermé dans lequel les orifices de pression sont coupés des orifices de retour lorsqu'on se trouve en position 25 neutre; dans ces deux types à retour fermé ou à retour ouvert, les chambres de pression du dispositif d'assistance de puissance à double action sont en communication ouverte avec l'orifice ou les orifices de retour, lorsque

la soupape est en position neutre.

Les caractéristiques des types de soupape mentionnés ci-dessus sont bien connues de l'art antérieur, mais les quatre zones de commande et les orifices d'alimentation et de retour avec lesquels elles sont associées respectivement, conduisent à une forme de réalisation 35 simple permettant de faire varier convenablement les

caractéristiques de la soupape en utilisant différents rotors avec des formes variables de zones de commande.

Les zones de commande du rotor sont généralement définies en usinant avec précision les bords de commande qu'on peut profiler pour obtenir les caractéristiques requises d'ouverture/fermeture des orifices avec lesquels ces bords de commande sont respectivement associés En profilant convenablement ces bords de commande sur le rotor, les caractéristiques obtenues de l'orifice ou d'un ori10 fice de retour par lequel se fait l'échappement d'une chambre de pression du dispositif d'assistance de puissance à double action, permettent de s'assurer qu'on réduit au minimum la contre-pression de retour dans cette

chambre de pression, lorsque la soupape se trouve en 15 position neutre.

Comme indiqué ci-dessus, la bague est de préférence réalisée sous la forme d'un élément d'une seule pièce (sauf évidemment pour les moyens d'étanchéité et de support convenablement montés sur la bague), mais 20 on pourra également remarquer que la bague peut faire partie intégrante d'un arbre ou se-fixer à un arbre destiné à faire partie de l'engrenage de direction On remarquera également qu'au lieu de fabriquer la bague par des

techniques d'usinage considérées comme classiques, telles 25 que le fraisage, le meulage, la mise en forme, et éventuellement le polissage ou un meulage de finition, cette bague peut également se fabriquer par un procédé de moulage ou d'agglomération de type frittage.

On utilise en outre un engrenage de direc30 tion incorporant un dispositif d'assistance de puissance à double action, muni de deux chambres de pression opposées, cet engrenage comportant une soupape rotative construite selon l'invention, pour commander le fluide arrivant

ces chambre de pression.

l'invention sera décrite en détail en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un engrenage de direction de type à pignon et crémaillère, comprenant une soupape rotative construite selon l'invention; et la figure 2 représente schématiquement une coupe radiale de la soupape rotative de la figure 1 et illustre une forme simple de système hydraulique de

commande du dispositif d'assistance de puissance.

L'engrenage de direction comporte un carter 1 dans l'alésage cylindrique 2 duquel se monte en rotation une bague 3 de soupape rotative 4 La bague 3 comporte un alésage cylindrique 5 dans lequel se monte un rotor 6 Ce rotor 6 comporte un ensemble de quatre zones de distribution de fluide 7 à 10 réparties sur sa circonférence Comme indiqué sur la figure 2, le rotor peut être à section générale rectangulaire, avec les zones dedistribution 7 à 10 constituées par des faces parfaitement plates, mais, si on le désire, ces zones 20 peuvent être chacune de forme concave ou creuse, comme

indiqué par la ligne en pointillés 11.

Les zones 7 à 10 sont situées axialement dans la même longueur partielle du rotor et sont espacées circulairement les unes des autres; la longueur circu25 laire des zones est déterminée par quatre zones de commande 12 à 15 Les zones de distribution 7 à 10 forment

avec l'alésage 5 de la bague quatre chambres de transfert de fluide 16 à 19 disposées symétriquement autour de l'axe du rotor en deux paires 16, 17 et 18, 19, les 30 chambres de chaque paire étant diamétralement opposées.

La bague 3 comporte une jupe axiale 20 permettant de l'accoupler par une tige 21 pour qu'il tourne avec un pignon 22 Une barre de crémaillère 23 vient en prise avec le pignon 22 d'une manière classique 35 dans les engrenages de direction à pignon et crémaillère, la rotation du pignon provoquant le déplacement de la barre de crémaillère et cette dernière servant à fournir un signal de sortie de direction La rotation du pignon 22 s'effectue par rotation d'un arbre de direction 24, couplé rigidement au rotor 4 pour tourner avec celui-ci ou faisant corps avec ce rotor. Un accouplement rotatif à roue libre 25 est prévu entre l'arbre 24 et le pignon 22, ces deux éléments étant poussés en rotation l'un par rapport à l'au10 tre et vers une position neutre, de manière classique, (par exemple par une barre de torsion), de façon que lorsqu'on déclenche une manoeuvre de direction, le rotor 6 puisse effectuer un déplacement de rotation retenu par rapport à la bague 3, avant qu'un effort de direction manuel important soit appliqué au pignon 22 Cette dernière rotation relative entre le rotor et la bague sert à commander le débit de fluide à travers la soupape rotative 4 et vers les moyens d'assistance de puissance de la barre de crémaillère 23, ces moyens étant constitués 20 par un dispositif de cylindre et piston à double action 26, pouvant être incorporé de manière classique à la

liaison de direction, et comportant des chambres de pression opposées 27 et 28.

Le carter de soupape 1 comporte un bran25 chement de fluide 29 destiné à se coupler à une source de fluide sous pression telle qu'une pompe 30 entraînée par le moteur, un branchement de fluide 31 destiné à se coupler à un réservoir hydraulique 32, un branchement de fluide 33 destiné à se coupler à la chambre de pres30 sion 27 et un branchement de fluide 34 destiné à se coupler à la chambre de pression 28 Les branchements de fluide 29, 31, 33 et 34 sont destinés à communiquer avec des orifices de la soupape rotative 4, pour s'assurer qu'au cours d'une manoeuvre de direction, le fluide est 35 envoyé au dispositif 26 et évacué de celui-ci pour le

faire fonctionner d'une manière compatible avec l'assistance de puissance de la manoeuvre de direction.

La manoeuvre des moyens de soupape permettant d'effectuer cette opération est mieux représentée 5 sur la figure 2; on remarquera cependant que le branchement de retour 31 communique avec une chambre de retour de fluide 35 formée dans le carter 1 à l'extrémité de la bague adjacente au pignon 22, cette chambre 35 logeant convenablement la crémaillère et le pignon L'extrémité 10 de la bague 3 la plus éloignée de la chambre 35 définit en partie une seconde chambre de fluide (partiellement indiquée en 36) du carter 1 Des joints d'étanchéité rotatifs 37 sont prévus entre la bague 3 et l'alésage 2 pour fermer la communication entré les chambres 35, 36 et 15 les branchements de fluide 29, 33 et 34, ainsi que pour former des cavités annulaires étanches dans la surface cylindrique extérieure de la bague 3, ce qui permet de maintenir de manière classique une alimentation de

fluide entre les branchements respectifs 29, 33 et 34, 20 et les orifices appropriés de la bague de soupape.

Comme on peut le voir sur la figure 2, il existe huit orifices dans l'alésage de la bague de soupape 3 Ces orifices sont constitués par une paire d'orifices d'alimentation 38 et 39 diamétralement opposés 25 dans un plan radial commun, par une autre paire d'orifices d'alimentation 40 et 41 diamétralement opposés dans

un autre plan radial; par une paire d'orifices de pression 42 et 43 diamétralement opposés et situés dans un autre plan radial encore; et par une paire d'orifices 30 de retour diamétralement opposés 44 et 45.

Pour faciliter la description, les orifices 38 à 43 sont représentés dans le même plan radial que

celui de la figure 2, mais on remarquera sur la figure 1 que les trois paires d'orifices sont situées en pratique 35 dans des plans radiaux différents Les orifices d'ali-

mentation 38 et 39 sont convenablement constitués par de simples trous radiaux percés dans l'épaisseur de paroi de la bague 3 pour être en communication permanente avec les chambres de transfert respectives 16 et 17; les orifices 38 et 39 communiquent avec une cavité annulaire

46 ménagée dans le pourtour de la bague, et par l'intermédiaire de celleci, avec le branchement 33 et la chambre de piston 27.

Les orifices d'alimentation 40 et 41 sont 10 placés de manière à être respectivement en communication constante avec les chambres de transfert 18, 19, et à communiquer par une cavité annulaire 47 ménagée dans le pourtour de la bague de soupape et par le branchement 34, avec la chambre de pression 28 du dispositif d'assistance 15 de puissance les orifices d'alimentation 40, 41 étant, là encore, convenablement constitués par de simples trous

percés dans l'épaisseur de paroi de la bague de soupape.

Les orifices de pression opposés 42 et 43 sont associés aux zones de commande 12 et 14 du rotor 6 et ces orifices sont convenablement formés par des ouvertures à section rectangulaire ménagées dans la paroi de la bague de soupape, ces ouvertures débouchant dans une cavité annulaire 48 du pourtour de la bague de soupape de manière à communiquer avec le branchement 29 et, par l'intermédiaire de celui-ci, avec l'alimentation de pression hydraulique de la pompe 30 Les ouvertures à section rectangulaire des orifices 42 sont convenablement formées par fraisage pour obtenir des bords de commande 49 rectilignes usinés avec précision, dans l'alésage 5 de la

bague, ces bords de commande étant de préférence parallèles à l'axe de la bague.

Les orifices de retour 44 et 45 sont espacés circulairement des orifices de pression, et disposés alternativement par rapport à ceux-ci pour être associés 35 respectivement avec les zones de commande 13 et 15 du rotorLes orifices de retour 44 et 45 sont formés par des rainures ou des fentes 50 disposées parallèlement à l'axe de la bague sur toute la longueur de l'alésage de bague (comme indiqué sur la figure 1), de façon que les extrémités axiales opposées des fentes 50 débouchent dans les faces latérales radiales 51 et 52 de la bague, ces fentes étant ainsi en communication permanente avec les chambres opposées respectives 35 et 36 du carter de

soupape 1.

Les orifices 44 et 45 sont donc en communication permanente, par les fentes 50 et la chambre de retour de fluide 35, avec le retour basse pression 31 conduisant au réservoir 32 Les fentes 50 sont convenablement formées par fraisage pour donner des bords de com15 mande rectilignes 53 usinés avec précision, ces bords étant parallèles à l'axe de la bague On remarquera que sur la figure 1, la fente 50 est représentée ailleurs qu'à sa place (en gardant à l'esprit la place de l'orifice de support opposé 41) la fente 50 n'étant simplement représentée sur la figure 1 que pour indiquer sa longueur

axiale à travers la bague 3.

La soupape rotative illustrée ici est du type à centre ouvert (vers l'alimentation de pression) et à retour ouvert (vers les chambres de piston 27, 28), 25 de sorte que les zones de commande 12 à 15 du rotor sont centrées par rapport à leurs orifices associés 42 à 45, et que ces orifices communiquent avec les deux chambres de transfert de fluide respectivement adjacentes aux zones de commande correspondantes 12 à 15 (c'est-à-dire 30 pour la position neutre de la soupape) Par suite, dans cette position neutre, le fluide sous pression provenant

des orifices de pression 42 et 43 peut passer directement vers les orifices de retour 44 et 45, tandis que les orifices d'alimentation 38 à 41 sont également en communica35 tion avec les orifices de retour.

1 7 Si, en réponse à une manoeuvre de direction, le rotor 6 est déplacé dans le sens de la flèche A par rapport à la bague, le fluide provenant des orifices de pression 42 et 43 est dirigé, par les chambres de transfert respectives 17 et 16, vers les orifices d'alimentation respectifs 38 et 39 (et ainsi vers la chambre de pression 27), tandis que la communication de ces chambres de transfert 16 et 17 avec les orifices de retour respectifs 45 et 44, est progressivement coupée Simulta10 nément, les chambres de transfert 18 et 19 sont progressivement coupées des orifices de pression respectifs 42 et 43, tandis que leur ouverture augmente vers les orifices de retour respectifs 45 et 44, de sorte que les orifices d'alimentation 40, 41, et par conséquent la chambre 15 de pression 28, sont ouverts de plus en plus largement vers le retour basse pression 31; le dispositif de cylindre et piston 26 réagit par conséquent, en réponse à la manoeuvre de direction, pour assister le déplacement

de la liaison de direction.

Comme cela est classique dans les soupapes rotatives pour assistance de puissance, la poussée de ressort agissant entre le rotor 6 et la bague 3, les amène en position neutre à la suite d'une manoeuvre de direction Si l'on fait maintenant tourner le rotor en 25 sens inverse, c'est-à-dire dans le sens de la flèche B, par rapport à la bague, le fluide provenant des orifices de pression 42 et 43 est dirigé avec un débit de plus en plus grand vers les orifices d'alimentation 41 et 40 (et par conséquent vers la chambre de pression 28), par l'in30 termédiaire des chambres de transfert 18 et 19, tandis que la communication de ces dernières avec les orifices de retour 45 et 44, est progressivement coupée; simultanément, les chambres de pression 16 et 17 sont progressivement coupées des orifices de pression respectifs 43 et 35 42, tandis qu'elles s'ouvrent progressivement vers les orifices de retour respectifs 45 et 44 pour ouvrir les orifices d'alimentation 38, 39, et par conséquent la chambre de pression 27, vers le retour basse pression,

en amenant ainsi le dispositif d'assistance de puissance 5 26 à se déplacer en sens inverse de celui indiqué ci-dessus, pour assister la manoeuvre de direction.

Il apparaît clairement que les caractéristiques de la soupape rotative sont déterminées, dans une très large mesure, par la forme des bords de commande 10 49 et 53 dans l'alésage de la bague, et par la forme des bords de commande 60 du rotor, ces derniers bords déterminant la longueur circulaire des zones de commande 12 à 15 C'est l'ouverture et la fermeture des ouvertures en forme de fentes constituées entre les bords de commande 60 du rotor et les bords de commande 53 et 49 respectivement associés de la bague de soupape, qui déterminent effectivement les caractéristiques de débits et de pressions de fluide se développant dans la soupape Les bords de commande peuvent donc prendre de nombreuses formes, 20 en particulier ceux du rotor 6, lorsque ces bords sont

convenablement dégagés pour un usinage extérieur.

Un exemple de bord de commande 60 est représenté sur la figure I sur laquelle on peut voir que chaque bord est profilé de manière à ouvrir et fermer une 25 ouverture en forme de fente qu'il forme avec un bord de commande 49 ou 53, par une série d'étapes 60 a, 60 b dans chacune desquelles la longueur axiale de l'ouverture est constante et l'ouverture/fermeture progresse uniformément, tandis que les longueurs axiales de deux étapes adjacen30 tes 60 a, 60 b sont différentes, de telle manière que la transition de passage d'une étape 60 a à une autre 60 b corresponde à une augmentation/diminution brutale du volume de débit de fluide qu'on laisse passer, à travers

l'ouverture en forme de fente, vers un-orifice de pres35 sion ou un orifice de retour.

En formant convenablement les bords de commande 60 du rotor, on peut s'assurer qu'on réduit au minimum la contre-pression de retour, lorsque la soupape est en position neutre On remarquera en particulier que 5 la longueur axiale considérable des bords de commande 53 qu'on peut former au moyen des fentes 50, et la longueur axiale considérable des bords de commande 60 b qu'on y associe, permettent d'obtenir une ouverture en forme de

fente de surface considérable, pour laisser passer le 10 débit de fluide en position neutre.

Bien que les fentes 50 soient ouvertes aux deux extrémités axiales de la bague 3, il apparaît que l'extrémité de droite des fentes de la figure 1 peut être fermée de façon que les orifices de retour 44 et 45 15 ne communiquent qu'avec la chambre de retour de fluide Lorsque les fentes 50 sont fermées du côté droit de la figure 1, comme indiqué ci-dessus, on peut alors envisager la possibilité que la chambre 36 du carter de pignon puisse constituer l'une des chambres de pression 20 du dispositif à double action 26, de façon que l'une ou l'autre paires de conduits d'alimentation puisse alors communiquer avec la chambre 36; en fait, dans cette dernière variante, la paire convenable d'orifices d'alimentation 38, 39 ou 40, 41 qui communiquent avec la cham25 bre de pression 36, pourrait se présenter sous la forme de fentes semblables aux orifices de retour, mais débouchant dans la face d'extrémité 52 de la bague vers la chambre 36, et fermées à leurs extrémités adjacentes à

la chambre 35.

Dans une autre variante encore, l'une ou l'autre paires d'orifices d'alimentation peut se situer dans le rotor 6, comme indiqué par la ligne en pointillés 61, de manière à communiquer avec un passage du rotor par lequel le fluide est fourni à la chambre de piston conve35 nable ( 28 dans l'exemple représenté sur la figure 2); généralement le rotor est tubulaire de manière à pouvoir

recevoir une tige dé torsion, et le trou intérieur du rotor peut convenablement former un passage de fluide.

Il apparaît sur la figure 2 que la sou5 pape de type à centre ouvert peut facilement se transformer en soupape de type à centre fermé par simple rempla-.

cement du rotor par un autre rotor, dans lequel les zones de commande 12 à 15 sont convenablement dimensionnées, par rapport aux orifices 42 à 45 de la bague de soupape 10 avec lesquels elles sont respectivement associées, pour

obtenir les caractéristiques requises.

On remarquera également que les orifices de pression 42 et 43 ne doivent pas nécessairement être à section rectangulaire, mais peuvent par exemple être constitués par de simples trous cylindriques traversant radialement la paroi de la bague de façon que les bords de commande 49 de ces orifices soient de forme générale courbe (ce dernier exemple peut être préférable pour les

soupapes de type à centre fermé).

En disposant les fentes 50 des orifices de retour de façon qu'elles soient fermées du côté droit de la bague de soupape sur la figure 1, et en prévoyant qu'une paire d'orifices d'alimentation se présentent sous la forme de fentes ne débouchant que dans la chambre 25 36 comme indiqué cidessus, il appara It qu'on peut diminuer considérablement la longueur axiale de la bague de soupape 3, car il n'est pas impératif que l'une ou l'autre des cavités annulaires 46 ou 47 et leurs branchements appropriés 33 ou 34, soient dirigés vers la chambre 36. 30 Les bords de-commande 60 qui suivent et précèdent respectivement les zones de distribution 7 à peuvent avoir des profils et des dimensions différents, de manière à déterminer les caractéristiques de la soupape suivant le sens de rotation relative entre la bague et le 35 rotor; sur la figure 1, on peut constater que les étapes -21 a des bords de commande d'un côté de chacune des zones

8 et 9, ont une longueur circulaire supérieure à celle des bords de commande 60 a de l'autre côté de ces zones respectives.

R E V E N D I CAT I O N S

1 ) Soupape rotative pour commander le débit de fluide parvenant aux deux chambres de pression opposées d'un dispositif d'assistance de puissance à double action pour engrenage de direction assistée, soupape caractérisée en ce qu'elle comprend un rotor ( 6) monté dans l'alésage axial d'une bague ( 3), la rotation relative entre ces deux éléments faisant varier des moyens d'orifice de la soupape ( 4) pour commander le débit de fluide destiné à faire fonctionner le dispositif, cette commande du fonctionnement se faisant, en partie au moins, par la commande du débit de fluide à travers des moyens d'orifice de pression de la bague ( 3) comprenant des ouvertures traversant radialement la paroi de la bague, et à travers des moyens d'orifice de retour de la bague, cette commande se faisant en déplaçant des bords de commande axiaux du rotor par rapport à des bords de commande formés par les moyens d'orifice de pression et par les moyens d'orifice de retour de l'alésage de la bague, l'un au moins des bords de commande de l'alésage étant formé par l'un au moins des moyens de fente axiaux constituant le moyen ou un moyen d'orifice de retour, et se trouvant en communication permanente avec

un retour de fluide.

2 ) Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de fente débouchent dans une face d'extrémité radiale de la bague, de manière à être en communication permanente avec une chambre de retour de fluide de la bague destinée à communiquer avec 30 un dispositif d'échappement/retour basse pression, le bord ou les bords de commande ( 49) formés par les moyens de fente coopérant avec le bord ou les bords de commande axiaux du rotor pour former une ouverture en forme de fente axiale dont la longueur circulaire s'ouvre et se 35 ferme progressivement pendant la rotation du rotor pour ouvrir ou fermer la communication entre une chambre de

pression du dispositif et le retour basse pression.

3 ) Soupape rotative selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, pour commander le débit de

fluide parvenant aux deux chambres de pression opposées ( 27, 28) d'un dispositif d'assistance de puissance à double action pour engrenage de direction assistée, soupape caractérisée en ce qu'elle comprend une bague percée d'un alésage axial; un rotor monté dans cet alésage et dont 10 la rotation par rapport à la bague commande le débit de fluide à travers les moyens d'orifice de la soupape, le rotor comportant un ensemble de quatre zones de distribution ( 7 à 10) de fluide réparties sur sa circonférence, la longueur circulaire de ces zones étant déterminée par 15 quatre zones de commande du rotor, ces zones formant, avec l'alésage de la bague, quatre chambres de transfert de fluide disposées autour du rotor pour former deux paires de chambres diamétralement opposées; les moyens d'orifice étant constitués par deux premiers orifices 20 d'alimentation se branchant à une première chambre de pression du dispositif d'assistance de puissance, ces deux orifices d'alimentation étant chacun en communication permanente avec l'une des deux chambres d'une première paire de chambres de transfert, deux seconds orifi25 ces d'alimentation se branchant à une seconde chambre de pression du dispositif d'assistance de puissance, ces deux orifices d'alimentation étant chacun en communication permanente avec l'une des deux chambres d'une seconde paire de chambres de transfert, deux orifices de pression 30 destinés à se brancher à une source de fluide sous pression, et deux orifices de retour destinés à se brancher à un réservoir d'échappement de fluide; les orifices de pression et les orifices de retour étant espacés circulairement dans l'alésage-de la bague et se trouvant dans 35 une disposition alternée, de manière à être commandés chacun par l'une des quatre zones de commande du rotor, de façon que lorsqu'on fait tourner le rotor dans un certain sens par rapport à la bague, à partir d'une position neutre, le fluide arrivant par les orifices de pres5 sion soit dirigé, par la première paire de chambres de transfert, vers les deux premiers orifices d'alimentation, tandis que cette paire de chambres de transfert est coupée des orifices de retour et que la seconde paire de chambres de transfert est coupée des orifices de pres10 sion et ouverte vers les orifices de retour; et de façon que lorsqu'on fait tourner le rotor en sens inverse par rapport à la bague, le fluide arrivant par les orifices de pression soit dirigé, par la seconde paire de chambres de transfert, vers les deux seconds orifices d'al imenta15 tion, tandis que cette paire de chambres de transfert est coupée des orifices de retour et que la première paire de chambres de transfert est coupée des orifices de pression et ouverte vers les orifices de retour; chacun des deux orifices de retour étant formé par des moyens de fente axiaux de l'alésage de la bague, ces moyens de fente débouchant dans une face d'extrémité radiale de la bague de manière à être en communication permanente avec une

chambre de retour de fluide de la soupape.

4 ) Soupape selon l'une quelconque des 25 revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le ou l'un

au moins des moyens de fente axiaux de l'orifice ou des

orifices de retour, se termine par une extrémité, à l'intérieur de l'alésage de la bague et débouche, par l'autre extrémité, dans la chambre de retour de fluide.

5 ) Soupape selon l'une quelconque des

revendications 2 à 4, caractérisée en ce que deux moyens de fente axiaux correspondant à deux orifices de retour, se terminent, par une extrémité, à l'intérieur de l'alésage de la bague et débouchent, par leurs autres extré35 mités respectives, dans la chambre de retour de fluide

( 35).

6 ) Soupape selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un orifice, autre que l'orifice ou les orifices de retour, se présentant sous la forme d'un autre moyen de fente axiale dans l'alésage de la bague, cet autre moyen de fente se terminant, par une extrémité, à l'intérieur de l'alésage de la bague, et débouchant, par l'autre extrémité, dans une seconde face d'extrémité radiale de la bague venant en face de la première face d'extrémité de manière à être en 10 communication permanente avec une autre chambre de fluide de la soupape, éloignée axialement de la chambre de retour

de fluide ( 35).

7 ) Soupape selon la revendication 6 liée à la revendication 3, caractérisée en ce que les deux premiers ou les deux seconds orifices d'alimentation sont formés par les autres moyens de fente, et en ce que l'autre chambre de fluide de la soupape constitue respectivement la première ou la seconde chambre de pression du

dispositif d'assistance de puissance.

8 ) Soupape selon l'une quelconque des

revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le ou l'un au moins des moyens de fente axiaux de l'orifice ou des

orifices de retour passe à travers l'alésage de la bague pour déboucher dans les faces radiales axialement oppo25 sées de la bague pour communiquer avec les chambres de retour de fluide prévues aux extrémités opposées de la bague.

) Soupape selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que le ou chacun 30 des moyens de fente axiaux est réalisé sous la forme

d'une fente ou rainure séparée.

) Soupape selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que le ou l'un

au moins des moyens de fente axiaux est constitué par au moins deux fentes parfaitement parallèles et adjacentes

formées de la même manière, de façon à réaliser une surface de support du rotor dans la zone de l'alésage comprise circulairement entre les fentes adjacentes.

11 ) Soupape selon la revendication 3 ou

l'une quelconque des revendications 4 à 10 liées à la

revendication 3, caractérisée en ce que l'un au moins des deux premiers ou des deux seconds orifices d'alimentation est réalisé sous la forme d'un trou radial dans la bague

ou dans le rotor.

12 ) Soupape selon l'une quelconque des

revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le ou chacun des moyens d'orifice de pression est constitué par

une ouverture a section rectangulaire ménagée dans la

bague de manière à former des bords de commande axiaux 15 dans l'alésage de la bague.

13 ) Soupape selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisée en ce que le ou chacun des orifices de retour forme des bords de commande axiaux dans l'alésage de la bague, ces bords coopérant 20 avec les zones de commande du rotor respectivement associées à ceux des orifices de retour qui sont destinés à

contraler le débit de fluide.

14 ) Soupape selon l'une quelconque des revendications 3 à 13, caractérisée en ce que le rotor

est muni de bords de commande coopérant avec les orifices de retour de l'alésage de la bague pour commander le

débit de fluide.

) Soupape selon la revendication 14, caractérisée en ce que les bords de commande du rotor sont profilés pour s'ouvrir et se fermer avec le bord de commande de l'alésage de la bague pendant la rotation relative de la bague et du rotor, cette opération se faisant par une série d'étapes au cours de chacune desquelles l'ouverture/fermeture du débit de fluide progresse 35 uniformément, tandis qu'à la transition entre une étape et la suivante, on obtient une augmentation/diminution

relative brutale du volume de débit de fluide permis.

) Soupape selon la revendication 3 ou l'une quelconque des revendications 4 à 15 liées à la

revendication 3, caractérisée en ce que les quatre zones ( 7 à 10) de distribution de fluide sont espacées circulairement et coincident avec les quatre zones de commande,

de façon que ces zones et les zones de commande soient alternées circulairement autour du rotor, dans la même 10 partie de longueur axiale du rotor.

17 ) Engrenage de direction utilisant un dispositif d'assistance de puissance à double action muni de deux chambres de pression opposées ( 27, 28), engrenage caractérisé en ce qu'il utilise une soupape

rotative selon l'une quelconque des revendications 1 à 16

pour commander le débit de fluide parvenant à ces chambres de pression.