FR2459749A2

FR2459749A2 - Hydraulically assisted vehicle steering system - has ported distributor sleeve housing rotor coupled to rotary input by torsion pin

Info

Publication number: FR2459749A2
Application number: FR7916315A
Authority: FR
Original assignee: DBA
Current assignee: DBA
Priority date: 1979-06-25
Filing date: 1979-06-25
Publication date: 1981-01-16
Also published as: FR2459749B2

Abstract

The assisted vehicle steering system has an input shaft extended by a distribution sleeve, the latter housing a tubular rotor. An internal torsion bar is fixed at one end to the rotor, and at the other end is fixed to the input member. The distribution sleeve has two pairs of diametrically opposed orifices displaced both angularly and axially, the rotor having two pairs of axial grooves. They provide communication between orifices of different pairs, a high pressure source and a drain being permanently connected to one pair of orifices. The pressure drop in the grooves is proportional to the angular displacement of the rotor when the latter is rotated.

Description

La présente invention concerne des perfectionnements au dispositif de direction assistée hydraulique pour véhicule automobile selon la demande de brevet principale Ne 78 30 653 déposée le 27 octobre 1978. The present invention relates to improvements to the hydraulic power steering device for a motor vehicle according to main patent application Ne 78 30 653 filed on October 27, 1978.

Un dispositif de direction assistée selon cette demande comprend un organe de commande de direction se prolongeant par une chemise de distribution, un rotor de forme générale tubulaire disposé à l'intérieur de la chemise, une barre de torsion logée à l'intérieur du rotor et ayant une extrémité fixée au rotor et l'autre extrémité fixée à l'organe de commande de direction et un circuit hydraulique pour générer une grandeur de commande en réponse à un déplacement angulaire imposé au rotor et est du type dans lequel la chemise de distribution comporte deux paires d'orifices diamétralement opposés, décalées axialement et angulairement, et le rotor comporte deux paires de rainures axiales, les rainures pouvant chacune entrer en communication avec deux orifices appartenant à deux paires différentes, une source de haute pression et une vidange étant reliées en permanence respectivement à une paire d'crifices (ou à une paire de rainures), l'agencement étant tel qu'un déplacement angulaire 8 du rotor provoque un déséquilibre bp entre les pressions respectives régnant dans les paires de rainures, (ou dans les paires d'orifices), les bords des orifices et/ou des rainures dirigés suivant l'axe de la chemise ayant un profil non rectiligne défini en fonction de la caractéristique Ep = f ( S ) désirée. A power steering device according to this request comprises a steering control member extending by a distribution jacket, a generally tubular rotor disposed inside the jacket, a torsion bar housed inside the rotor and having one end fixed to the rotor and the other end fixed to the steering control member and a hydraulic circuit for generating a control quantity in response to an angular displacement imposed on the rotor and is of the type in which the distribution jacket comprises two pairs of diametrically opposite orifices, offset axially and angularly, and the rotor has two pairs of axial grooves, the grooves each being able to enter into communication with two orifices belonging to two different pairs, a high pressure source and a drain being connected in permanence respectively to a pair of scripts (or to a pair of grooves), the arrangement being such that an angular displacement 8 of the rotor causes an imbalance bp between the respective pressures prevailing in the pairs of grooves, (or in the pairs of orifices), the edges of the orifices and / or grooves directed along the axis of the jacket having a non-rectilinear profile defined in function of the characteristic Ep = f (S) desired.

On a constaté sur ce type de dispositif des bruits d'écoulement en conduite routière, dus à des phénomènes de cavitation. Des bruits audibles pour l'usager de façon persistante sont désagréables et la présente invention vise à réduire très sensiblement ces bruits d'écoulement. It has been observed on this type of device flow noises in road driving, due to cavitation phenomena. Audible noises for the user persistently are unpleasant and the present invention aims to very significantly reduce these flow noises.

A cet effet, selon l'invention, l'espace compris entre la barre de torsion et le rotor communique avec la vidange et pour relier l'une des paires de rainures audit espace, il est prévu, pour chaque rainure,des moyens de distribution pour mettre en communication la rainure et ledit espace, agencés pour générer une contre-pression dans la rainure en cas de déplacement angulaire du rotor. For this purpose, according to the invention, the space between the torsion bar and the rotor communicates with the drain and to connect one of the pairs of grooves to said space, there are provided, for each groove, distribution means. to connect the groove and said space, arranged to generate a back pressure in the groove in the event of angular displacement of the rotor.

La création, lors d'un braquage, d'une contre-pression dans rainures reliées à la vidange aboutit à réduire très fortement lesct vitations dans ces rainures et donc les bruits d'écoulement. The creation, during a turning, of a back pressure in grooves connected to the drain results in very greatly reducing the vitations in these grooves and therefore the flow noises.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés. The invention will be clearly understood on reading the description below, made with reference to the accompanying drawings.

Dans les dessins
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de direction as; tée selon l'invention
- la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant le plan II-II de la figure 1
- la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant le plan III-III de la figure 1
- la figure 4 est une vue en coupe transversale suivant le plan IV-IV de la figure 1
- la figure 5 est une vue en coupe transversale suivant le plan V-V de la figure 1.In the drawings
- Figure 1 is a longitudinal sectional view of a steering device as; tee according to the invention
- Figure 2 is a cross-sectional view along the plane II-II of Figure 1
- Figure 3 is a cross-sectional view along the plane III-III of Figure 1
- Figure 4 is a cross-sectional view along the plane IV-IV of Figure 1
- Figure 5 is a cross-sectional view along the plane VV of Figure 1.

Sur la figure 1, la référence 110 désigne un organe de commande de direction constitué par exemple par le pignon d'une direction à pignon et crémaillère et la référence 112 désigne un distributeur rotatif pour dispositif de direction assistée hydraulique. In FIG. 1, the reference 110 designates a direction control member constituted for example by the pinion of a rack and pinion steering and the reference 112 designates a rotary distributor for a hydraulic power steering device.

Le distributeur rotatif comprend un corps 114 relié par une goupille 115 d une embase 117 fixée au carter de crémaillère, non représenté. The rotary distributor comprises a body 114 connected by a pin 115 of a base 117 fixed to the rack housing, not shown.

Le corps 114 est muni d'un alésage qui reçoit un prolongement 120 du pignon 110. Le prolongement 120 comporte lui-M!me un alésage 122 et constitue la chemise de distribution. The body 114 is provided with a bore which receives an extension 120 of the pinion 110. The extension 120 itself comprises a bore 122 and constitutes the distribution jacket.

Dans l'alésage 122 est monté rotatif un rotor 126 qui est mû en rotation lorsqu'un braquage se produit. Le rotor est tubulaire et reçoit une barre de torsion 134 dont ltextremité extérieure (à droite sur.la figure 1) est fixée au rotor par une goupille 136. A son extrémité intérieure, la barre de torsion 134 est fixée par une goupille 138 au pignon 110. On réalise ainsi une liaison élastique entre le rotor et le pignon 110. In the bore 122 is rotatably mounted a rotor 126 which is rotated when a deflection occurs. The rotor is tubular and receives a torsion bar 134, the outer end of which (on the right on. FIG. 1) is fixed to the rotor by a pin 136. At its inner end, the torsion bar 134 is fixed by a pin 138 to the pinion. 110. An elastic connection is thus produced between the rotor and the pinion 110.

La goupille 138 traverse avec Jeu un embrèvement 142 formé dans l'extrémité du rotor 126, si bien que le pignon 110 et rendu solidaire en rotation du rotor 126 au-delà d'un certain déplacement angulaire, ce qui permet de suppléer à une éventuelle défaillance du circuit hydraulique. The pin 138 crosses with clearance a recess 142 formed in the end of the rotor 126, so that the pinion 110 and made integral in rotation with the rotor 126 beyond a certain angular displacement, which makes it possible to compensate for a possible hydraulic circuit failure.

La chemise de distribution 120 comporte quatre chambres annulaires 154, 156, 158, 160 entre lesquelles ltétanchéité est obtenue par un usinage' très précis des portées en contact avec le corps 114. The distribution jacket 120 has four annular chambers 154, 156, 158, 160 between which the seal is obtained by very precise machining of the bearing surfaces in contact with the body 114.

La chambre 154 est reliée à l'un des compartiments V2 d'un vérin d'assistance via un orifice 148 formé dans le corps 114. La chambre 156 est reliée à une source de pression telle qu'une pompe à débit constant (flèche HP) via un orifice non visible sur la figure 1. La chambre 158 est reliée à l'autre compartiment V1 du vérin d'assistance via un orifice non représenté. Enfin, la chambre 160 est reliée à une bache (flèche BP) par un orifice 146. The chamber 154 is connected to one of the compartments V2 of an assistance cylinder via an orifice 148 formed in the body 114. The chamber 156 is connected to a pressure source such as a constant flow pump (arrow HP ) via an orifice not visible in FIG. 1. The chamber 158 is connected to the other compartment V1 of the assistance cylinder via an orifice not shown. Finally, the chamber 160 is connected to a cover (arrow BP) by an orifice 146.

La chemise de distribution comporte en outre, au niveau de la chambre 154 reliée au compartiment V2, deux orifices 161 diamétralement opposéset de section rectangulaire, comme le montre la figure 5, et au niveau de la chambre 158 reliée au compartiment V1, deux orifices 163 de forme identique, mais décalés de 909 par rapport aux orifices 161. The distribution jacket also comprises, at the level of the chamber 154 connected to the compartment V2, two orifices 161 diametrically opposite and of rectangular section, as shown in FIG. 5, and at the level of the chamber 158 connected to the compartment V1, two orifices 163 of identical shape, but offset by 909 with respect to the orifices 161.

Le rotor 126 comporte d'autre part sur sa périphérie extérieure quatre rainures longitudinales équidistantes 165, 167, comme le montrent les figures 3 à 5. The rotor 126 also comprises on its outer periphery four equidistant longitudinal grooves 165, 167, as shown in FIGS. 3 to 5.

Les bords 169 des orifices 161 qui sont dirigés suivant l'axe de la chemise 120 présentent un profil non rectiligne tel que décrit dans la demande principale, qui est défini pour fournir la caractéristique de valve souhaitée. Les bords 171 des orifices 163 présentent un profil identique. The edges 169 of the orifices 161 which are directed along the axis of the jacket 120 have a non-rectilinear profile as described in the main application, which is defined to provide the desired valve characteristic. The edges 171 of the orifices 163 have an identical profile.

'-es rainures 167 sont reliées en permanence à la source haute pression via des conduits radiaux 173 ménagés dans la chemise 120. the grooves 167 are permanently connected to the high pressure source via radial conduits 173 formed in the jacket 120.

Les rainures 165 sont reliées en permanence à la biche BP de la façon suivante. Pour chacune des rainures, deux conduits radiaux 175 sont ménagés dans la chemise 120, de manière symétrique par rapport à la rainure si l'on considère la position de repos du dispositif. Ces conduits communiquent avec la rainure. The grooves 165 are permanently connected to the BP doe in the following manner. For each of the grooves, two radial conduits 175 are formed in the jacket 120, symmetrically with respect to the groove if we consider the rest position of the device. These conduits communicate with the groove.

Deux autres conduits 177 sont ménagés dans le rotor 126 de part et d'autre de la rainure 165 de façon à communiquer respectivement avec les conduits 175. Ces conduits 177 débouchent dans l'espace 179 défini entre le rotor 126 et la barre de torsion 134. Two other conduits 177 are formed in the rotor 126 on either side of the groove 165 so as to communicate respectively with the conduits 175. These conduits 177 open into the space 179 defined between the rotor 126 and the torsion bar 134 .

Le trajet suivi par le liquide hydraulique est indiqué par des flèches à la figure 2.The path followed by the hydraulic fluid is indicated by arrows in Figure 2.

L'espace 179 communique enfin avec la chambre annulaire 160 par des perçages 183. The space 179 finally communicates with the annular chamber 160 by holes 183.

Le dispositif décrit fonctionne de la même manière que celui faisant l'objet de la demande principale. The device described operates in the same way as that which is the subject of the main application.

Lorsqu'un couple de braquage est appliqué par exemple à droite, le rotor 126 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (sur les figures 2-5), mais la chemise 120 ne tourne pas, étant donné l'élasticité en torsion de la barre 134. When a turning torque is applied for example to the right, the rotor 126 rotates clockwise (in FIGS. 2-5), but the sleeve 120 does not rotate, given the torsional elasticity from bar 134.

Ce déplacement relatif entre le rotor 126 et la chemise 120 a pour effet d'augmenter la section de passage entre les rainures 167 et les orifices 163 (figure 3) et de réduire la section de passage entre les rainures 167 et les orifices 161 (figure 5). This relative movement between the rotor 126 and the jacket 120 has the effect of increasing the passage section between the grooves 167 and the orifices 163 (FIG. 3) and of reducing the passage section between the grooves 167 and the orifices 161 (FIG. 5).

L'effet est inverse pour les sections de passage entre les rainures 165, d'une part, les orifices 161 et 163, d'autre part. The effect is opposite for the passage sections between the grooves 165, on the one hand, the orifices 161 and 163, on the other hand.

Les rainures 167 étant reliées à la haute pression, la pression augmente dans les orifices 163 en communication avec le compartiment V1 et diminue dans les orifices 161 reliés au compartiment V2. La différence de pression qui en résulte entre les compartiments V1 et V2 détermine l'effort fourni par le vérin d'assistance. The grooves 167 being connected to the high pressure, the pressure increases in the orifices 163 in communication with the compartment V1 and decreases in the orifices 161 connected to the compartment V2. The resulting pressure difference between the compartments V1 and V2 determines the force supplied by the assistance cylinder.

Le dispositif de distribution composé des paires de conduits 175, 177, qui relie les rainures 165 à la bâche, agit pour créer une contre-pression à l'intérieur des rainures 165, de manière à réduire les phénomènes de cavitation. En effet, ce dispositif fonctionne comme un pont de Wheatstone hydraulique, et tout déplacement angulaire du rotor 126 lors d'un braquage provoque une augmentation de la pression dans les rainures 165. The distribution device composed of pairs of conduits 175, 177, which connects the grooves 165 to the cover, acts to create a back pressure inside the grooves 165, so as to reduce cavitation phenomena. Indeed, this device functions as a hydraulic Wheatstone bridge, and any angular displacement of the rotor 126 during a turning causes an increase in the pressure in the grooves 165.

On parvient ainsi à supprimer pratiquement les bruits d'écoulement pour des pressions dans les compartiments de vérin de 5 à 7 bars, correspondant aux angles de braquage faibles de la conduite normale d'un véhicule. Les bruits ne-deviennent audibles que lors des manoeuvres pour lesquelles .on effectue des braquages importants, la pression atteignant alors 30 bars. It thus succeeds in practically eliminating the flow noises for pressures in the cylinder compartments of 5 to 7 bars, corresponding to the small turning angles of the normal driving of a vehicle. The noises become audible only during maneuvers for which there is significant turning, the pressure then reaching 30 bars.

Claims

1. Hydraulic power steering device for a motor vehicle comprising a steering control member extending by a distribution jacket, a generally tubular rotor disposed inside the jacket, a torsion bar housed inside the rotor and having one end fixed to the rotor and the other end fixed to the steering control member and a hydraulic circuit for generating a control quantity in response to an angular displacement imposed on the rotor, of the type in which the distribution jacket has two pairs of diametrically opposite orifices, offset axially and angularly, and the rotor has two pairs of axial grooves, the grooves each being able to enter into communication with two orifices belonging to two different pairs, a high pressure source and a drain being connected permanently respectively to a pair of orifices (or to a pair of grooves), the arrangement being such that a displacement an gular e of the rotor causes an imbalance ssp between the respective pressures prevailing in the pairs of grooves (or in the pairs of orifices), the edges of the orifices and / or grooves directed along the axis of the jacket having a non-rectilinear profile defined according to the desired ap = f (&) characteristic, characterized in that the space between the torsion bar and the rotor communicates with the drain and for connecting one of the pairs of grooves to said space , there is provided, for each groove, distribution means for placing the groove and said space in communication, arranged to generate a back pressure in the groove in the event of angular displacement of the rotor.

Z = tJDP - == CID = rPII = P ==== - =

2.- Device according to claim 1, characterized in that the distribution means comprise a first pair of conduits formed in the rotor symmetrically with respect to the groove and connecting said space to the periphery of the rotor, and a second pair of conduits formed in the distribution jacket symmetrically with respect to the groove, in the rest position of the rotor, these conduits communicating respectively the conduits of the first pair to the groove.