FR2849547A1 - Dispositif de servo-direction electro-hydraulique - Google Patents

Dispositif de servo-direction electro-hydraulique Download PDF

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Kyouhai Yamamoto
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Abstract

Un dispositif de servo-direction électro-hydraulique comprend : un moteur (2), ayant un arbre de rotation (16) et muni d'un palier (10) servant au tourillonnement de l'arbre de rotation (16) ; une pompe hydraulique (4) disposée à une extrémité de l'arbre de rotation (16) du moteur et entraînée par le moteur ; un premier corps élastique, devant supporter le palier (9, 10) ; et un deuxième corps élastique, pour presser le palier (9, 10) en direction axiale.

Description

Dispositif de servo2direction électro-hydraulique ARRIERE-PLAN DE
L'INVENTION
Champ de l'invention La présente invention concerne un dispositif de 5 servo-direction électro-hydraulique, présentant une pompe hydraulique entraînée par un moteur électrique.
Art de l'arrière-plan Le dispositif de servo-direction électrique classique produit une décélération d'un mouvement 10 rotatif d'un moteur électrique, afin de le transformer en couple directionnel auxiliaire et le transmet à un arbre de sortie d'un boîtier de direction à commande manuelle par le volant, produisant un effort d'assistance de direction manuelle appliqué sur un 15 volant de direction pour faire tourner les roues. Dans le moteur électrique du dispositif de servo-direction électrique classique, un ressort-disque devant appliquer une précharge à l'arbre de rotation le long du centre de l'arbre en direction du palier est 20 maintenu entre une partie d'anneau extérieur du palier et un boîtier support de culasse. Egalement, dans le dispositif de servodirection électrique classique, le moteur présente un boîtier de moteur composé d'une partie réceptrice à forme concave devant recevoir le 25 palier, sur l'extrémité opposée du côté extérieur et une culasse, avec un matériau absorbant les vibrations, interposée entre le palier logé dans la partie réceptrice et la partie réceptrice (par exemple, se référer au JP-A-11-252851, paragraphes [0002] à [0004], 30 [0014], Fig. 7A, Fig. 1). De plus, certaines des pompes électriques classiques ont un barillet d'amortissement du bruit communiquant avec une chambre de décharge ou un corps élastique dans un joint d'entraînement (par exemple, se référer au JP-A-10-82377, paragraphes 35 [0014], [0018], Fig. 1, Fig. 8).
Dans le dispositif de servo-direction électrohydraulique classique, bien que le palier devant servir de palier de rotation de l'arbre rotatif ft supporté via le corps élastique, le palier n'était pas pressé en direction axiale par le corps élastique. De manière correspondante se posait un problème que 5 beaucoup de bruit était produit par le dispositif de servo-direction électro-hydraulique, spécialement sous l'influence des pressions hydrauliques pulsatoires produites par la pompe hydraulique entraînée par l'arbre de rotation.
RESUME DE L'INVENTION Cette invention a été faite pour résoudre le problème mentionné ci-dessous et un but de l'invention est de fournir un dispositif de servo-direction 15 électro-hydraulique qui soit de construction simple, qui soit économique et produise peu de bruit, incluant des moyens de réduction efficaces du bruit, convenant pour le dispositif de servo-direction électrohydraulique.
Pour atteindre ce but, l'invention fournit un dispositif de servodirection électro-hydraulique comprenant: un moteur, ayant un arbre de rotation et muni d'un palier servant au tourillonnement de l'arbre de rotation; une pompe hydraulique disposée à une 25 extrémité de l'arbre de rotation du moteur et entraînée par le moteur; un premier corps élastique, devant supporter le palier; et un deuxième corps élastique, pour presser le palier en direction axiale.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention va être décrite plus aisément en référence aux dessins annexés: La Fig. 1 est une vue en coupe de la partie primaire d'un dispositif de servo-direction électro35 hydraulique selon un mode de réalisation 1 de la présente invention.
La Fig. 2 est une vue en coupe de la partie primaire à proximité d'un palier sur le côté opposé d'une pompe hydraulique, selon le mode de réalisation 1 de l'invention.
Les Figs 3A et 3B sont une vue avant et une vue en coupe d'une rondelle ondulée, selon le mode de réalisation 1 de l'invention.
Les Figs. 4A et 4B sont une vue avant et une vue en coupe d'un ressortdisque, selon le mode de 10 réalisation 1 de l'invention.
La Fig. 5 est une vue en coupe du voisinage d'un palier sur le côté opposé de la pompe hydraulique, selon un mode de réalisation 2 de l'invention.
La Fig. 6 est une vue en coupe de la proximité 15 d'un palier sur le côté opposé de la pompe hydraulique, selon un mode de réalisation 3 de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
Mode de réalisation 1 Un mode de réalisation 1 de la présente invention va être décrit ci-dessous en référence aux dessins annexés. La Fig. 1 est une vue en coupe d'un dispositif de servo-direction électro-hydraulique. La Fig. 2 est une vue en coupe à proximité d'un palier sur le côté 25 opposé d'une pompe hydraulique, tel que représenté sur la Fig. 1. La Fig. 3A est une vue avant d'une rondelle ondulée. La Fig. 3B est une vue en coupe de la Fig. 3A suivant la ligne A-A. Ci-après, on va désigner des parties identiques ou analogues par des numéros de 30 référence identiques. Sur les figures, le dispositif de servo-direction électro- hydraulique 1 présente, agencé axialement et de façon solidaire, un moteur 2 formé d'un moteur sans balai, un circuit de commande 3 pour commander l'excitation du moteur 2 et une pompe 35 hydraulique 4 entraînée par le moteur 2.
Le moteur 2 présente un stator 6 pressé de façon sre dans une face circonférentielle intérieure d'un cadre 5 formé d'une plaque d'acier, et un rotor 7 disposé avec un certain intervalle entre la face circonférentielle intérieur du stator 6 et le rotor. Le rotor 7 présente un palier 9 sur le côté de la pompe 5 hydraulique 4, dans lequel une bague extérieure est pressée de façon sre dans un boîtier 8 réalisé en aluminium, et un palier 10 sur le côté opposé de la pompe hydraulique sur le cadre 5. Le rotor 7 est porté à rotation par les paliers 9 et 10.
Le stator 6 présente une bobine 12 moulée en nylon, montée et isolée dans un noyau 11 ayant des tôles d'acier électromagnétique formées en paquet laminé, avec une bobine de stator 13 enroulée autour de la bobine 12. Une pluralité de bornes de bobine 13a 15 dans la bobine de stator 13 sont placées en liaison prédéterminée (par exemple, une collection triphasée à branchement delta ou triangle) par un connecteur de bobine 14 disposé sur une partie latérale du stator 6.
Une borne de liaison 15, s'étendant depuis le 20 connecteur de bobine 14, est connectée à un circuit de commande 3 logé dans le boîtier 8a réalisé en aluminium, et la bobine de stator 13 est alimentée en puissance électrique via la borne de liaison 15 depuis le circuit de commande 3.
Le rotor 7 comprend une partie de culasse 17 formée d'un noyau en fer, formée d'une seule pièce autour de l'arbre de rotation 16, avec un aimant 18 en ferrite lié sur une face circonférentielle extérieure de la partie de culasse 17 par un adhésif. Le palier 10 30 se trouvant sur le côté opposé de la pompe hydraulique présente un élément torique 20 annulaire ayant une section circulaire et réalisé en caoutchouc au nitrile, joint placé dans une partie de gorge 19 ménagé sur la bague extérieure, une bague intérieure étant montée par 35 pressage dans l'arbre de rotation 16. Le cadre 5 est formé d'une seule pièce avec une partie réceptrice 21 pour recevoir le palier 10 dans lequel le diamètre intérieur de la partie réceptrice 21 est légèrement supérieur au diamètre extérieur d'une roue extérieure du palier 10, avec un petit intervalle permettant l'assemblage du palier 10 à l'intérieur de la partie 5 réceptrice 21. L'élément torique 20 est comprimé et disposé entre la face circonférentielle intérieure de la partie réceptrice 21 et la bague extérieure du palier 10, le rotor 7 étant supporté de façon élastique. Le palier 10 est assemblé à l'intérieur de 10 la partie réceptrice 21, une graisse étant appliquée sur la bague extérieure du palier 10.
Une rondelle ondulée 22 réalisée à partir d'une plaque en acier à ressort ayant une forme ondulée et ayant une certaine élasticité est disposée dans un 15 intervalle axial existant entre la bague extérieure du palier 10 et la partie réceptrice 21. La rondelle ondulée 22 presse la bague extérieure du palier 10 et l'arbre de rotation 16 via le palier 10 vers la pompe hydraulique 4. Le palier 9 présente une taille de 20 palier plus grande que celle du palier 10, dans lequel la bague intérieure du palier 9 est fixée à l'arbre de rotation 16. De manière correspondante, si la bague extérieure du palier 10 est pressée par la rondelle ondulée 22, un jeu mécanique imputable aux interstices 25 existant à l'intérieur des paliers 9 et 10 est comprimé axialement et grossièrement supprimé.
L'arbre de rotation 16 s'étend depuis le palier 9 via le circuit de commande 3 vers la pompe hydraulique 4, dans laquelle une partie formant cliquet 23, 30 réalisée d'une seule pièce à l'extrémité de l'arbre de rotation 16, est couplée à la pompe hydraulique 4 par un accouplement de Oldham. Un boîtier 8b réalisé en aluminium sur le côté de la pompe hydraulique 4, et un boîtier 8a pour le circuit de commande 3 sont montés 35 ensemble avec le boîtier 8 du moteur 2, et sont intégrés de façon sre par une vis de serrage 24. Une roue dentée de la pompe hydraulique 4 est entraînée par la force de rotation venant de l'arbre de rotation 16, dans le but de générer une certaine pression hydraulique. Le circuit de commande 3 logé à l'intérieur du 5 boîtier 8a détecte la polarité d'un aimant de capteur tournant avec l'arbre de rotation 16 par utilisation d'un élément à effet Hall, non représenté, opposé à l'élément de capteur 25 et prévu dans le circuit de commande 3, et discrimine la polarité de l'aimant 18 du 10 rotor 7 pour alimenter la bobine de stator 13 de manière prédéterminée.
Le fonctionnement du dispositif de servo-direction électro-hydraulique dans le mode de réalisation 1 va à présent être décrit. Le circuit de commande 3 détecte 15 la polarité de l'élément de capteur 25 et alimente la bobine de stator 13 via la borne de liaison 15, de sorte que l'arbre de rotation 16 tourne du fait d'une action électromagnétique, l'aimant 18 étant placé dans le moteur 7 pour que la pompe hydraulique 4 soit 20 entraînée via la partie formant cliquet 23 sous l'effet de sa force de rotation, faisant que le conducteur reçoit une assistance directionnelle sous l'effet de sa pression hydraulique. Pour le dispositif de servodirection électro-hydraulique 1, le moteur devant être 25 utilisé avec une tension de 12V, une intensité d'environ 50 à 1OA et une vitesse de rotation d'environ 4000tr/min, est particulièrement nécessaire pour disposer d'une certaine sécurité, réactivité, petite taille et haute performance, et être silencieux 30 et peu coteux.
Le dispositif de servo-direction électrohydraulique 1 tel que constitué comme indiqué ci-dessus comprend le moteur 2, et la pompe hydraulique 4 disposée à une extrémité de l'arbre de rotation 16 pour 35 le moteur 2 et entraînée par le moteur 2, dans lequel le palier 10 portant à rotation l'arbre de rotation 16 est supporté élastiquement via l'élément torique 20 se trouvant dans la partie réceptrice 21, et la bague extérieure du palier 10 est pressée élastiquement en direction axiale jusqu'à la rondelle ondulée 22 pour forcer l'arbre de rotation 16 vers la pompe hydraulique 5 4. Par conséquent, le bruit du dispositif de servodirection électro-hydraulique 1, sous l'effet des pressions hydrauliques pulsatoires, est supprimé efficacement, de manière que le dispositif de servodirection électro-hydraulique soit produit au prix 10 d'une construction simple et peu coteuse.
En particulier, bien que le bruit de la servodirection électrohydraulique 1 puisse être augmentée par l'effet des pressions hydrauliques pulsatoires, suite à l'existence d'un jeu mécanique venant d'un 15 interstice existant dans la partie réceptrice 21 et d'un jeu mécanique venant d'interstices intérieures des paliers 9 et 10, l'occurrence ou la propagation du bruit est supprimée par l'effet de l'élément torique 20 qui supporte élastiquement le palier. De plus, étant 20 donné que le palier est pressé élastiquement en direction axiale par la rondelle ondulée 22, le jeu mécanique imputable aux interstices intérieurs des paliers 9 et 10 est réduit, permettant de supprimer l'occurrence ou la propagation du bruit sous l'effet de 25 l'élasticité, permettant d'augmenter la durée de vie du palier. Dans le dispositif de servo-direction électrique classique, du fait que l'utilisation de la rondelle ondulée 22 augmente la perte de couple, il est à craindre que le volant de direction du véhicule ne 30 reprenne mal sa position neutre. Cependant, dans le dispositif de servo-direction électro-hydraulique 1, on ne subit pas le phénomène de mauvaise reprise de la position neutre par le volant de direction sous l'effet de l'augmentation du couple de perte, faisant que la 35 construction est appropriée pour le dispositif de servo-direction électro-hydraulique 1.
Egalement, du fait que le circuit de commande 3 devant commander l'excitation du moteur 2 est prévu d'une seule pièce entre le moteur 2 et la pompe hydraulique 4, l'arbre de rotation 16 allant du palier 5 9 vers la pompe hydraulique 4 est plus long, ce qui éventuellement dégrade la bonne concentricité de l'arbre de rotation 16. Par conséquent, le fléchissement de l'arbre de rotation 16 sur le côté de la pompe hydraulique 4 est augmenté, ce qui exerce une 10 plus grande influence sur le côté du palier 10 et génère en outre le bruit. Cependant, grâce à l'élément torique 20 et à la rondelle ondulée 22, l'occurrence ou la propagation du bruit est efficacement supprimée et la durée de vie du palier est plus longue, faisant que 15 le dispositif de servo-direction électro-hydraulique 1 ayant peu de bruit, de petite taille et de haute performance est obtenu.
Egalement, parmi les deux paliers 9 et 10 qui portent l'arbre de rotation 16 du moteur 2, le palier 9 20 situé du côté de la pompe hydraulique est d'une taille de palier plus grande que le palier 10 situé sur le côté opposé de la pompe hydraulique, faisant que l'intervalle intérieur du palier 9 est plus grand que celui du palier 10, ce qui augmente encore le bruit. 25 Cependant, du fait de l'élément torique 20 et de la rondelle ondulée 22, l'occurrence ou la propagation du bruit est supprimée efficacement, faisant que le dispositif de servo-direction électrohydraulique 1 à faible bruit et plus longue durée de vie du palier est 30 obtenu.
Egalement, il y a un intervalle entre le diamètre extérieur du palier 10 sur le côté opposé de la pompe hydraulique et le diamètre intérieur de la partie réceptrice 21 devant recevoir le palier 10, et le 35 palier 10 est supporté élastiquement via l'élément torique 20 se trouvant dans l'intervalle, la bague extérieure du palier 10 étant pressée élastiquement dans la direction axiale par la rondelle ondulée 22, faisant que le dispositif de servo-direction électrohydraulique 1 est produit, dans lequel l'occurrence ou la propagation du bruit est efficacement supprimée au 5 prix d'une construction simple, et le palier 10 est aisé à assembler dans la partie réceptrice 21.
Egalement, étant donné que la rondelle ondulée 22 est utilisée comme corps élastique pour presser le palier 10 en direction axiale, la construction est 10 réalisée aisément et de façon économique en offrant une excellente résistance à la chaleur. La Fig. 4A est une vue avant d'un ressort-disque. La Fig. 4B est une vue en coupe de la Fig. 4A tracée selon la ligne B-B. Le ressort-disque 26 formé en plaque d'acier à ressort 15 peut être placé en remplacement de la rondelle ondulée 22, mais étant donné que le ressort-disque 26 a typiquement une plus grande rigidité que la rondelle ondulée 22 et a une partie angulaire sur la face de butée, il peut se produire une abrasion lorsque le 20 ressort- disque 26 n'ayant pas été fritté entre en contact avec une face de paroi intérieure de la partie réceptrice 21. Par conséquent, la rondelle ondulée 22 est utilisée de préférence.
Mode de réalisation 2 La Fig. 5 est une vue en coupe à proximité d'un palier sur le côté opposé d'une pompe hydraulique, selon un mode de réalisation 2 de l'invention. Sur la Fig. 5, le palier 10 situé sur le côté opposé de la 30 pompe hydraulique a sa bague intérieure montée par pressage dans l'arbre de rotation 16, un coussinet en caoutchouc 27, réalisé en caoutchouc au nitrile et analogue à un capuchon pour servir de corps élastique, est comprimé et disposé entre une bague extérieure du 35 palier 10 et une face circonférentielle intérieure d'une partie réceptrice 21 formée d'une seule pièce dans un cadre 5 pour supporter élastiquement le palier 10. De plus, le coussinet en caoutchouc 27 est comprimé et disposé entre la bague extérieure du palier 10 et la partie réceptrice 21 en direction axiale, et présente une partie formant mâchoire 27a devant presser 5 élastiquement la bague extérieure du palier 10 en direction axiale. Le reste de la construction est identique à ce que l'on a dans le mode de réalisation 1. Le mode de réalisation 2 tel que construit comme 10 ci-dessous, offre le même effet que le mode de réalisation 1. En particulier, sur le coussinet en caoutchouc 27 est formé d'une seule pièce un corps élastique portant le palier 10, et un corps élastique pressant le palier 10 en direction axiale, faisant que 15 le nombre de pièces est réduit et que l'aptitude à l'assemblage est améliorée. Egalement, du fait du coussinet en caoutchouc 27, on a un plus grand effet de réduction de la propagation du bruit en comparaison avec le corps élastique métallique tel que la rondelle 20 ondulée 22. Cependant, lorsque le dispositif de servodirection électro-hydraulique 1 est utilisé sous une atmosphère à haute température, telle qu'à proximité du moteur thermique ou du tuyau d'échappement, non représenté, la rondelle ondulée 22 a une force de 25 pressage qui est moins détériorée, fournissant l'effet de réduire le bruit pendant une longue durée.
Mode de réalisation 3 La Fig. 6 est une vue en coupe à proximité d'un palier sur le côté opposé d'une pompe hydraulique selon 30 un mode de réalisation 3 de l'invention. Sur la Fig. 6, une rondelle ondulée 22 est disposée entre une partie formant mâchoire 27a d'un coussinet en caoutchouc 27 et une bague extérieure d'un palier 10, faisant que la bague extérieure du palier 10 est pressée élastiquement 35 en direction axiale, grâce à la rondelle ondulée 22 et à la partie formant mâchoire 27a, à la différence de la Fig. 5. Le reste de la construction est le même que dans les modes de réalisation 1 et 2.
Le mode de réalisation 3 tel que construit cidessous offre le même effet que les modes de 5 réalisation 1 et 2. En particulier, la rondelle ondulée 22 servant de corps élastique presse le palier 10 via la partie formant mâchoire 27a du coussinet en caoutchouc 27 servant de corps élastique en direction axiale, faisant que la propagation du bruit depuis le 10 palier 10 vers une partie réceptrice 21 est plus grandement supprimée et que le bruit est réduit. Le palier 10 présente la rondelle ondulée 22 en place, couverte par le coussinet en caoutchouc 27 et assemblé dans la partie réceptrice 21, améliorant l'aptitude à 15 l'assemblage. Bien que le ressort-disque 24 puisse être utilisé au lieu de la rondelle ondulée 22, cette rondelle ondulée 22 entre en contact avec la partie formant mâchoire 25 dans un plan, et a une contrainte de palier plus faible sur la partie de contact que le 20 ressort-disque 24 ayant une partie angulalire, faisant que la propagation du bruit est efficacement réduite, et il y a moins de risque qu'une fissure se produise dans le coussinet en caoutchouc 27, fournissant l'effet de réduire le bruit pendant une longue durée.
Tel que décrit ci-dessous, grâce à cette invention, on a fourni un dispositif de servo-direction électro-hydraulique comprenant un arbre de rotation et muni d'un palier pour porter à rotation l'arbre de rotation, et une pompe hydraulique disposée à une 30 extrémité de l'arbre de rotation du moteur et entraînée par le moteur, caractérisé en ce que le palier est supporté via un corps élastique et pressé en direction axiale par le corps élastique. De cette manière, le bruit développé par le dispositif de servo-direction 35 électro-hydraulique est efficacement réduit au prix d'une construction simple, et le dispositif de servodirection électro-hydraulique a faible bruit est obtenu pour un faible prix.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Un dispositif de servo-direction électrohydraulique comprenant: un moteur (2), ayant un arbre de rotation et muni d'un palier (10) servant au tourillonnement de l'arbre de rotation; une pompe hydraulique (4) disposée à une extrémité de l'arbre de rotation (16) du moteur et entraînée par le moteur; un premier corps élastique, devant supporter le palier (9, 10) ; et un deuxième corps élastique, pour presser le palier (9, 10) en direction axiale.
2. Dispositif de servo-direction électro-hydraulique selon la revendication 1, comprenant en outre: un circuit de commande (3) pour commander l'excitation 20 du moteur, le circuit de commande (3) étant disposé entre le moteur (2) et la pompe hydraulique (4).
3. Dispositif de servo-direction électro-hydraulique selon la revendication 1, dans lequel le palier (9, 10) comprend une pluralité 25 de paliers (10), incluant un premier palier (9) placé du côté de la pompe hydraulique (4) et un deuxième palier (10) placé du côté opposé de la pompe hydraulique (4) ; et le premier palier (9) est de plus grande taille que le deuxième palier (10).
4. Dispositif de servo-direction électro-hydraulique selon la revendication 1, dans lequel le palier (9, 10) comprend une pluralité de paliers (10), incluant un palier (10) disposé sur le côté opposé de la pompe hydraulique (4) et ayant une bague 35 extérieure; le palier (9, 10) situé sur le côté opposé de la pompe hydraulique (4) étant logé par une partie réceptrice (21), en formant un intervalle entre son diamètre extérieur et un diamètre intérieur de la partie réceptrice (21) ; et 40 l'intervalle reçoit le premier corps élastique qui supporte le palier (9, 10) sur le côté opposé de la pompe hydraulique (4), et le deuxième corps élastique qui presse la bague extérieure en direction axiale.
5. Dispositif de servo-direction électro-hydraulique selon la revendication 1, dans lequel le deuxième corps élastique comprend au moins un élément, parmi une rondelle ondulée et un 10 ressort- disque.
6. Dispositif de servo-direction électro-hydraulique selon la revendication 5, dans lequel le deuxième corps élastique comprend en outre un corps élastique pour presser au moins un parmi la 15 rondelle ondulée et le ressort-disque en direction axiale.
7. Dispositif de servo-direction électro-hydraulique selon la revendication 1, dans lequel les premier et deuxième corps élastiques sont formés d'une seule pièce.
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