FR2726528A1 - Assisted rack and pinion steering for automobiles - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE DIRECTION ASSISTEE DU TYPE A CREMAILLERE
POUR VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne un dispositif de direction assistée du type à crémaillère, pour véhicule automobile.POWERED STEERING DEVICE OF THE RACK TYPE
FOR MOTOR VEHICLE
The present invention relates to a power steering device of the rack type, for a motor vehicle.
Une direction à crémaillère traditionnelle comporte un barreau situé à l'avant du véhicule, transversalement par rapport à la direction longitudinale de celui-ci, et dont les extrémités sont reliées aux roues par l'intermédiaire de biellettes de direction, ces dernières étant articulées sur des rotules prévues aux extrémités du barreau. A traditional rack-and-pinion steering comprises a bar situated at the front of the vehicle, transversely with respect to the longitudinal direction of the latter, and the ends of which are connected to the wheels by means of steering rods, the latter being articulated on ball joints provided at the ends of the bar.
Le barreau est guidé en translation suivant son axe, c'est-à-dire transversalement par rapport au véhicule. The bar is guided in translation along its axis, that is to say transversely to the vehicle.
Il présente une portion dentée, formant la crémaillère, qui est en prise avec un pignon de commande solidaire en rotation de la colonne de direction à laquelle est fixé le voltant. It has a toothed portion, forming the rack, which is engaged with a control pinion integral in rotation with the steering column to which the flywheel is fixed.
Dans des systèmes d'assistance connus, le barreau porte un piston constitutif d'un vérin hydraulique à double effet, alimenté par un distributeur hydraulique. In known assistance systems, the bar carries a piston constituting a double-acting hydraulic cylinder, supplied by a hydraulic distributor.
Ce distributeur est asservi à certains paramètres, tels que notamment le sens et l'angle de rotation de la colonne de direction, voire la vitesse du véhicule, et il pilote le vérin en conséquence, afin que celui-ci développe sur le barreau une force axiale dont le sens et la valeur sont déterminés, correspondant à l'effort d'assistance optimal souhaité. This distributor is subject to certain parameters, such as in particular the direction and angle of rotation of the steering column, or even the speed of the vehicle, and it controls the jack accordingly, so that it develops a force on the bar. axial whose direction and value are determined, corresponding to the optimal assistance effort desired.
Dans la plupart des dispositifs de direction assistée à vérin intégré, la partie du mécanisme qui assure la fonction de vérin se compose d'un piston central, solidaire du barreau, et d'un palier à chacune des extrémités des chambres du vérin. Un dispositif de ce genre est représenté par exemple à la figure 3 du document FR-A-2 450 734. In most power steering devices with integrated actuator, the part of the mechanism which performs the actuator function consists of a central piston, integral with the bar, and a bearing at each end of the actuator chambers. A device of this kind is shown for example in FIG. 3 of document FR-A-2 450 734.
Ce dispositif nécessite une longueur entre le pignon de commande de la crémaillère et l'une des rotules d'extrémité du barreau, qui est égale à au moins cinq fois la course de direction. Si on rajoute la course nécessaire entre le pignon de commande et la rotule opposée, on obtient un mécanisme dont l'entraxe entre les deux rotules est nécessairement supérieur à six fois cette course. This device requires a length between the rack control pinion and one of the rod end joints, which is at least five times the steering stroke. If we add the necessary stroke between the control pinion and the opposite ball joint, we obtain a mechanism whose center distance between the two ball joints is necessarily greater than six times this stroke.
Or, dans la plupart des véhicules automobiles, I'entraxe entre les deux rotules de direction ne doit pas être trop grand, pour que l'on puisse disposer de bielles suffisamment longues entre ces rotules et le pivot sur lequel sont fixées la roue et la suspension. En effet, si les bielles sont trop courtes, le débattement de la suspension ne se fait pas dans de bonnes conditions. However, in most motor vehicles, the distance between the two ball joints must not be too large, so that one can have sufficiently long connecting rods between these ball joints and the pivot on which the wheel and the suspension. Indeed, if the connecting rods are too short, the suspension travel is not done in good conditions.
Le compromis entre une grande course de direction et un débattement correct de la suspension est difficile à réaliser avec un mécanisme de direction assistée à vérin intégré, de type traditionnel, dont l'entraxe entre les deux rotules est égal - et en pratique légèrement supérieur - à six courses de direction. The compromise between a large steering stroke and a correct suspension travel is difficult to achieve with a power steering mechanism with integrated jack, of a traditional type, the center distance between the two ball joints is equal - and in practice slightly greater - to six steering races.
L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de direction assistée à crémaillère, du même type général que celui qui vient d'être brièvement décrit, dans lequel 1 'entraxe entre les deux rotules de direction est très sensiblement inférieur à celui des dispositifs connus, c'est-à-dire à environ six courses de direction, la longueur de cet entraxe étant en théorie égale à quatre courses, et en pratique légèrement supérieure à quatre courses. The objective of the present invention is to provide a power assisted rack-and-pinion device, of the same general type as that which has just been briefly described, in which the center distance between the two steering ball joints is very substantially less than that of the known devices, that is to say about six steering strokes, the length of this center distance being in theory equal to four strokes, and in practice slightly greater than four strokes.
Le dispositif selon l'invention comprend un barreau axialement coulissant, dont chacune des extrémités porte une rotule qui commande l'orientation des roues, la crémaillère formant l'une des portions d'extrémité du barreau et étant en prise avec un pignon de commande manuelle de direction, et ce barreau constitue la tige d'un vérin hydraulique à double effet, dont la poussée assiste la commande d'orientation des roues. The device according to the invention comprises an axially sliding bar, each of whose ends carries a ball joint which controls the orientation of the wheels, the rack forming one of the end portions of the bar and being engaged with a manual control pinion steering, and this bar constitutes the rod of a double-acting hydraulic cylinder, the thrust of which assists the steering control of the wheels.
Ce dispositif est remarquable en ce que le barreau est solidaire d'une paire de pistons placés du même côté de la crémaillère, I'un à proximité de celle-ci et l'autre à proximité de la rotule située à l'extrémité opposée, le vérin hydraulique comprenant un cylindre ouvert à ses extrémités et traversé par le barreau, cylindre dans lequel les deux pistons sont guidés de manière étanche, la portion du barreau qui est située entre les pistons étant elle-même guidée de manière étanche dans une cloison interne solidaire du cylindre, les deux chambres hydrauliques du vérin étant formées par les espaces intérieurs au cylindre qui sont compris entre cette cloison interne et chacun des deux pistons. This device is remarkable in that the bar is integral with a pair of pistons placed on the same side of the rack, one close to the latter and the other close to the ball joint located at the opposite end, the hydraulic cylinder comprising a cylinder open at its ends and traversed by the bar, cylinder in which the two pistons are sealed, the portion of the bar which is located between the pistons being itself sealed in an internal partition integral with the cylinder, the two hydraulic chambers of the cylinder being formed by the spaces inside the cylinder which are between this internal partition and each of the two pistons.
Il est ainsi possible d'obtenir une longueur d'entraxe entre les rotules qui est en théorie égale, et en pratique légèrement supérieure, à quatre courses de direction. It is thus possible to obtain a center distance between the ball joints which is theoretically equal, and in practice slightly greater, to four steering strokes.
Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles, non limitatives de l'invention:
- les pistons portent des joints d'étanchéité dynamique en contact avec la paroi du cylindre;
- la cloison interne est munie d'un joint d'étanchéité dynamique en contact avec le barreau;
- la cloison interne est constituée par un palier rapporté, fixé dans le cylindre;
- ce palier est fixé à la paroi du cylindre par sertissage, un bourrelet annulaire réalisé sur la face interne de cette paroi pénétrant dans une gorge annulaire du palier;
- cette gorge est munie d'un joint d'étanchéité;
- I'un au moins desdits pistons est rapporté et fixé sur le barreau;
- le pignon de commande de direction est monté dans un carter qui est fixé à l'une des extrémités du cylindre;;
- le dispositif comporte une paire de soufflets protecteurs qui coiffent les biellettes de direction reliées aux rotules, I'un des soufflets étant fixé audit carter et l'autre étant fixé à l'extrémité opposée du cylindre.Furthermore, according to a certain number of additional, non-limiting characteristics of the invention:
- the pistons carry dynamic seals in contact with the cylinder wall;
- the internal partition is provided with a dynamic seal in contact with the bar;
- the internal partition is constituted by an attached bearing, fixed in the cylinder;
- This bearing is fixed to the wall of the cylinder by crimping, an annular bead produced on the internal face of this wall penetrating into an annular groove of the bearing;
- This groove is provided with a seal;
- At least one of said pistons is attached and fixed to the bar;
- the steering control pinion is mounted in a casing which is fixed to one of the ends of the cylinder;
the device comprises a pair of protective bellows which cover the steering rods connected to the ball joints, one of the bellows being fixed to said casing and the other being fixed to the opposite end of the cylinder.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique, de dessus, d'un dispositif de direction assistée traditionnel, qui fait partie de l'état de la technique, les roues étant en position médiane (correspondant à une trajectoire en ligne droite du véhicule);
- la figure 1A est une vue similaire à la figure 1, dont certains éléments n'ont pas été représentés, cette vue représentant une position angulairement orientée des roues;
- la figure 2 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention, cette vue étant similaire à celle de la figure 1, mais certains éléments communs aux deux figures n'y ayant pas été représentés;;
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif conforme à l'invention, tel que celui représenté schématiquement à la figure 2;
- les figures 4, 5 et 6 sont des vues de détail, à échelle plus grande, de certains éléments de la figure 3, en l'occurrence du piston de gauche, de la cloison médiane interne, et du piston de droite.Other characteristics and advantages of the invention will appear from the description and the appended drawings, in which:
- Figure 1 is a schematic view from above of a traditional power steering device, which is part of the state of the art, the wheels being in the middle position (corresponding to a straight line trajectory of the vehicle);
- Figure 1A is a view similar to Figure 1, some elements of which have not been shown, this view representing an angularly oriented position of the wheels;
- Figure 2 schematically shows a device according to the invention, this view being similar to that of Figure 1, but some elements common to the two figures have not been shown;
- Figure 3 is a longitudinal sectional view of a device according to the invention, such as that shown schematically in Figure 2;
- Figures 4, 5 and 6 are detail views, on a larger scale, of certain elements of Figure 3, in this case the left piston, the internal median wall, and the right piston.
Les figures 1 et 1A représentent un dispositif traditionnel de direction à crémaillère, avec assistance hydraulique. Figures 1 and 1A show a traditional rack-and-pinion steering device with hydraulic assistance.
Sur ces dessins, on a désigné par la référence 1 les roues directrices, qui peuvent pivoter autour d'axes 10 approximativement verticaux. Le moyeu de chaque roue 1 est solidaire d'un pivot de fusée 11 qui est relié par une biellette de direction 12 au barreau de crémaillère 8, ce dernier étant disposé transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, c'est-à-dire approximativement perpendiculairement aux roues, lorsque cellesci sont dans leur position normale, correspondant à une trajectoire en ligne droite du véhicule. In these drawings, the reference wheels 1 have been designated by the reference wheels, which can pivot about approximately vertical axes 10. The hub of each wheel 1 is integral with a stub axle 11 which is connected by a steering rod 12 to the rack rod 8, the latter being arranged transversely relative to the longitudinal axis of the vehicle, that is to say - say approximately perpendicular to the wheels, when these are in their normal position, corresponding to a straight line trajectory of the vehicle.
Le barreau 8 est convenablement guidé en translation, par des moyens non représentés, par rapport au châssis du véhicule. Il porte à chacune de ses extrémités une articulation à rotule 13 par laquelle il est relié aux biellettes de direction 12. Celles-ci sont elles-mêmes articulées sur les pivots de fusée 11. The bar 8 is suitably guided in translation, by means not shown, relative to the chassis of the vehicle. It carries at each of its ends a ball joint 13 by which it is connected to the steering rods 12. These are themselves articulated on the rocket pivots 11.
Une portion d'extrémité du barreau 8, située sur la gauche des figures 1 et 1A, présente une denture 80, constitutive de la crémaillère. Celle-ci est en prise avec un pignon d'entraînement 21, qui - comme cela est bien connu - est solidaire de la colonne de direction 22 portant le volant 23. Ce pignon 21 peut être une roue dentée ou une vis sans fin. An end portion of the bar 8, located on the left of Figures 1 and 1A, has a toothing 80, constituting the rack. This is engaged with a drive pinion 21, which - as is well known - is integral with the steering column 22 carrying the flywheel 23. This pinion 21 can be a toothed wheel or a worm.
En faisant tourner manuellement le volant dans un sens ou dans l'autre, le conducteur du véhicule provoque donc le déplacement transversal, dans un sens ou dans l'autre, du barreau 8, qui coulisse axialement, ce qui provoque le pivotement directionnel des roues. By manually turning the steering wheel in one direction or the other, the driver of the vehicle therefore causes the transverse displacement, in one direction or the other, of the bar 8, which slides axially, which causes the directional pivoting of the wheels .
A la figure 1, I'axe des roues est perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule, et le pignon denté 21 se trouve en prise avec la zone centrale de la crémaillère. In FIG. 1, the axis of the wheels is perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle, and the toothed pinion 21 is engaged with the central zone of the rack.
On a désigné par la référence a la course de déplacement possible de la crémaillère, sur chacun des deux côtés du pignon. Dans la présente description et dans les revendications qui suivent, cette course a été conventionnellement appelée 'course de direction". We have designated by the reference to the possible displacement stroke of the rack, on each of the two sides of the pinion. In the present description and in the claims which follow, this race has been conventionally called "steering race".
La figure 1 A permet de comprendre comment la rotation du pignon 21 dans un sens - symbolisé F - provoque le déplacement axial et transversal du barreau 8, comme cela est symbolisé par la flèche G, ce qui entraîne le pivotement H des deux roues par l'intermédiaire des biellettes 12. FIG. 1A makes it possible to understand how the rotation of the pinion 21 in one direction - symbolized F - causes the axial and transverse displacement of the bar 8, as symbolized by the arrow G, which causes the pivoting H of the two wheels by l 'through the links 12.
De manière similaire, la rotation du pignon 21 dans le sens contraire à F, provoque le pivotement des roues 1 en sens opposé. Similarly, the rotation of the pinion 21 in the opposite direction to F, causes the wheels 1 to pivot in the opposite direction.
Ce mécanisme à crémaillère est équipé d'un système d'assistance hydraulique, qui comprend un vérin à double effet. Ce dernier est constitué par un cylindre 9 dans lequel coulisse axialement un piston 81 solidaire du barreau 8. Chacune des deux extrémités du cylindre 9 est pourvue d'un raccord hydraulique 90, 91, qui est branché à un distributeur hydraulique 30 alimenté en liquide hydraulique à partir d'un réservoir, via une pompe P. This rack and pinion mechanism is equipped with a hydraulic assistance system, which includes a double-acting cylinder. The latter consists of a cylinder 9 in which axially slides a piston 81 secured to the bar 8. Each of the two ends of the cylinder 9 is provided with a hydraulic connection 90, 91, which is connected to a hydraulic distributor 30 supplied with hydraulic fluid from a tank, via a P pump.
Des conduits 301, 302 relient le distributeur 30 aux deux raccords 90 et, respectivement, 91. Conduits 301, 302 connect the distributor 30 to the two connections 90 and, respectively, 91.
De manière connue, le distributeur 30 est asservi à certains paramètres, et en particulier au sens de rotation de la colonne de direction 22, pour alimenter le vérin en liquide hydraulique, d'un côté ou de l'autre du piston 81, afin d'exercer sur le barreau 8 un effort axial qui aide au déplacement de la crémaillère, et corrélativement des roues, dans le même sens que celui dicté par la commande du volant 23. In known manner, the distributor 30 is subject to certain parameters, and in particular to the direction of rotation of the steering column 22, to supply the cylinder with hydraulic liquid, on one side or the other of the piston 81, in order to 'exert on the bar 8 an axial force which helps the movement of the rack, and correspondingly of the wheels, in the same direction as that dictated by the control of the steering wheel 23.
Ainsi, dans la configuration de la figure 1A, où la commande de direction entraîne le barreau 8 vers la droite (selon G), c'est la chambre du vérin située à gauche du piston 81 qui est alimentée en liquide hydraulique sous pression, par le conduit 301, tandis que la chambre de droite est mise à la pression atmosphérique, autorisant le retour au réservoir du liquide hydraulique, par le conduit 302. Thus, in the configuration of FIG. 1A, where the direction control drives the bar 8 to the right (along G), it is the chamber of the jack situated to the left of the piston 81 which is supplied with hydraulic fluid under pressure, by the conduit 301, while the right chamber is brought to atmospheric pressure, authorizing the return to the reservoir of the hydraulic liquid, by the conduit 302.
Pour qu'un tel système puisse fonctionner, on comprendra, à la simple observation des figures 1 et 1 A, que la course du piston, référencée c, aussi bien dans un sens que dans l'autre à l'intérieur du vérin, doit être égale au moins à la course de direction a. For such a system to function, it will be understood, on simple observation of FIGS. 1 and 1 A, that the stroke of the piston, referenced c, both in one direction and in the other inside the jack, must be at least equal to the steering stroke a.
En outre, pour que le barreau puisse coulisser convenablement à l'intérieur du cylindre 9, il est nécessaire de disposer de chaque côté de celui-ci, d'une partie lisse dont la longueur est également au moins égale à la course de direction a. In addition, so that the bar can slide properly inside the cylinder 9, it is necessary to have on each side of the latter, a smooth part whose length is also at least equal to the steering stroke a .
La longueur de cette partie lisse a été désignée par b du côté de la crémaillère, et par d de l'autre côté, jusqu'à la rotule 13. The length of this smooth part has been designated by b on the side of the rack, and by d on the other side, up to the ball 13.
On comprend donc que l'entraxe entre les deux rotules 13, désigné Do à la figure 1, a une longueur égale à au moins six fois a. It is therefore understood that the distance between the two ball joints 13, designated C in FIG. 1, has a length equal to at least six times a.
En pratique, pour tenir compte des différentes épaisseurs et impératifs de montage, en particulier de l'épaisseur du piston et des parois du vérin qui servent à guider le barreau, l'entraxe Do est légèrement supérieur à 6 x a. In practice, to take into account the different thicknesses and mounting requirements, in particular the thickness of the piston and the walls of the jack which serve to guide the bar, the center distance Do is slightly greater than 6 x a.
Le dispositif selon l'invention, à entraxe D réduit, est schématiquement illustré à la figure 2. Les éléments identiques ou similaires à ceux de la figure 1 y ont été affectés des mêmes références. The device according to the invention, with reduced center distance D, is schematically illustrated in FIG. 2. The elements identical or similar to those of FIG. 1 have been assigned the same references.
Le barreau de crémaillère, référencé 2, comprend une portion d'extrémité dentée 20, formant crémaillère, en prise avec le pignon de commande de direction 21. La course de direction est également référencée a. La portion dentée 20 s'étend jusqu'à l'une des deux extrémités du barreau, en l'occurrence jusqu'à l'extrémité gauche à la figure 2, où est montée l'une des rotules 13. The rack bar, referenced 2, comprises a toothed end portion 20, forming a rack, in engagement with the steering control pinion 21. The steering stroke is also referenced a. The toothed portion 20 extends to one of the two ends of the bar, in this case to the left end in FIG. 2, where one of the ball joints 13 is mounted.
Le dispositif se caractérise essentiellement par la configuration du vérin hydraulique à double effet, lequel comprend un tube ouvert 3, coaxial au barreau 2, et comprenant une cloison interne 34. Le barreau 2 est solidaire d'une paire de pistons 24, 25, qui sont situés de part et d'autre de la cloison 34, et coulissent de manière étanche à l'intérieur du cylindre 3. The device is essentially characterized by the configuration of the double-acting hydraulic cylinder, which comprises an open tube 3, coaxial with the bar 2, and comprising an internal partition 34. The bar 2 is integral with a pair of pistons 24, 25, which are located on either side of the partition 34, and slide in leaktight manner inside the cylinder 3.
Le piston 24, situé du côté de la crémaillère 20, est disposé à proximité immédiate de cette dernière, tandis que l'autre piston 25 se trouve à proximité immédiate de la rotule opposée 13. The piston 24, located on the side of the rack 20, is placed in the immediate vicinity of the latter, while the other piston 25 is in the immediate vicinity of the opposite ball joint 13.
La disposition sur le barreau 2 des deux pistons 24, 25 est telle que lorsque le barreau est en position médiane, le pignon 21 au milieu de la crémaillère 20, chacun des pistons se trouve à la même distance i de la cloison 34. The arrangement on the bar 2 of the two pistons 24, 25 is such that when the bar is in the middle position, the pinion 21 in the middle of the rack 20, each of the pistons is at the same distance i from the partition 34.
Dans cette position, la biellette 12 située à l'extrémité opposée à la crémaillère se trouve au moins partiellement à l'intérieur du cylindre 3. Le diamètre de ce dernier est suffisant pour autoriser le passage de la rotule 13 ainsi que le débattement angulaire de la biellette 12 lors du changement d'orientation des roues. In this position, the link 12 located at the end opposite the rack is at least partially inside the cylinder 3. The diameter of the latter is sufficient to allow the passage of the ball 13 as well as the angular movement of the link 12 when changing the orientation of the wheels.
On notera par ailleurs que le cylindre se prolonge également au-delà du piston 24, du côté de la crémaillère, vers le pignon 21. Il est en effet nécessaire que le piston soit guidé vers ce côté, sur toute la course a. It will also be noted that the cylinder also extends beyond the piston 24, on the side of the rack, towards the pinion 21. It is indeed necessary for the piston to be guided towards this side, over the entire stroke a.
La course i est égale, ou très légèrement supérieure, à a. The stroke i is equal to, or very slightly greater than, a.
Par ailleurs, le piston 24 peut être disposé à proximité immédiate de l'extrémité de la crémaillère 20, si bien que la longueur d'entraxe D entre les deux rotules 13 est très légèrement supérieure à quatre fois la course de direction a. Furthermore, the piston 24 can be placed in the immediate vicinity of the end of the rack 20, so that the distance between centers D between the two ball joints 13 is very slightly greater than four times the steering stroke a.
Les raccords hydrauliques du cylindre 3, référencés 31 et 32, sont disposés à l'intérieur du cylindre, juste de chaque côté de la cloison 34. Ils sont alimentés par le distributeur 30, par l'intermédiaire des conduits 301 et, respectivement 302. The hydraulic connections of the cylinder 3, referenced 31 and 32, are arranged inside the cylinder, just on each side of the partition 34. They are supplied by the distributor 30, via the conduits 301 and, respectively 302.
Les deux pistons 24 et 25 sont guidés de manière étanche dans le cylindre 3. De la même manière, la portion de barreau 26 située entre les deux pistons est guidée de manière étanche dans la cloison interne 34. The two pistons 24 and 25 are tightly guided in the cylinder 3. Likewise, the bar portion 26 located between the two pistons is tightly guided in the internal partition 34.
On comprend ainsi qu'en alimentant la chambre du cylindre hydraulique comprise entre la cloison 34 et le piston 24 en liquide hydraulique sous pression, tandis que l'autre chambre est mise à la pression atmosphérique, on va aider au déplacement dans un sens, en l'occurrence vers la gauche de la figure 2, du barreau 2. Inversement, en alimentant en liquide sous pression l'autre chambre, à droite de la cloison 34, on va aider au déplacement vers la droite du barreau. It is thus understood that by supplying the chamber of the hydraulic cylinder comprised between the partition 34 and the piston 24 with hydraulic liquid under pressure, while the other chamber is brought to atmospheric pressure, one will help movement in one direction, the occurrence to the left of FIG. 2, of the bar 2. Conversely, by supplying liquid under pressure to the other chamber, to the right of the partition 34, we are going to help the movement to the right of the bar.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, le pignon de commande 21 est guidé en rotation dans un carter 4 qui est fixé à l'une des deux extrémités du cylindre 3, en l'occurrence à l'extrémité gauche de la figure. De manière connue, ce carter est fixé au châssis du véhicule, et comporte un piston compensateur 40 sollicité par un ressort, pour assurer que la crémaillère 20 reste constamment en prise avec le pignon 21 quelles que soient les secousses auxquelles est soumise la suspension du véhicule. Les rotules 13 sont fixées par des vis axiales 130 aux deux extrémités du barreau 2. Du côté opposé au carter 4, le cylindre est solidaire d'un fourreau 6. Le carter 4 et le fourreau 6 sont munis de pattes d'attache permettant leur fixation au châssis du véhicule. In the embodiment of Figure 3, the control pinion 21 is guided in rotation in a housing 4 which is fixed to one of the two ends of the cylinder 3, in this case at the left end of the figure. In known manner, this casing is fixed to the chassis of the vehicle, and comprises a compensating piston 40 biased by a spring, to ensure that the rack 20 remains constantly in engagement with the pinion 21 whatever the jolts to which the suspension of the vehicle is subjected. . The ball joints 13 are fixed by axial screws 130 to the two ends of the bar 2. On the side opposite to the casing 4, the cylinder is secured to a sheath 6. The casing 4 and the sheath 6 are provided with attachment tabs allowing their attachment to the vehicle chassis.
Le carter 3 est un tube de forme générale cylindrique, coaxial au barreau 2. The casing 3 is a generally cylindrical tube, coaxial with the bar 2.
Les pistons 24 et 25, visibles en détail aux figures 4 et 6, sont rapportés et fixés sur le barreau 2. Le piston de gauche 24 est serti sur le barreau. Le piston 25 est maintenu appliqué contre le mécanisme à rotule 13 au moyen d'un circlips.The pistons 24 and 25, visible in detail in Figures 4 and 6, are attached and fixed to the bar 2. The left piston 24 is crimped on the bar. The piston 25 is kept pressed against the ball joint mechanism 13 by means of a circlip.
Les pistons 24 et 25 sont munis d'un joint périphérique respectivement 240, 250, de type connu, qui assure l'étanchéité dynamique entre les pistons et la paroi interne du cylindre. The pistons 24 and 25 are provided with a peripheral seal respectively 240, 250, of known type, which provides dynamic sealing between the pistons and the internal wall of the cylinder.
Comme on le voit à la figure 5, la cloison 34 est un palier rapporté, qui est fixé par sertissage dans le vérin. Pour cela, la paroi du cylindre présente un rétreint - ou striction - 300, ce qui réalise un bourrelet intérieur pénétrant dans une gorge périphérique annulaire prévue sur le palier 34. As can be seen in FIG. 5, the partition 34 is an attached bearing, which is fixed by crimping in the jack. For this, the cylinder wall has a constriction - or necking - 300, which produces an internal bead penetrating into an annular peripheral groove provided on the bearing 34.
Un joint d'étanchéité statique 341 est logé à l'intérieur de la gorge. A static seal 341 is housed inside the groove.
Ce palier comporte également un joint d'étanchéité dynamique 340, de type connu, qui vient en contact avec le tronçon 26 du barreau 2 compris entre les deux pistons. This bearing also includes a dynamic seal 340, of known type, which comes into contact with the section 26 of the bar 2 between the two pistons.
On obtient ainsi, à l'intérieur du vérin 3, de part et d'autre de la cloison 34, deux chambres de pression hydraulique I, II, pouvant être sélectivement alimentées en liquide sous pression, tandis que l'autre chambre est branchée sur le réservoir, afin d'exercer sur le barreau, dans un certain sens, une poussée axiale qui vient assister la commande manuelle de la direction. There is thus obtained, inside the jack 3, on either side of the partition 34, two hydraulic pressure chambers I, II, which can be selectively supplied with liquid under pressure, while the other chamber is connected to the reservoir, in order to exert on the bar, in a certain direction, an axial thrust which assists the manual control of the steering.
A chaque extrémité du dispositif sont prévus des soufflets protecteurs 5, l'un fixé sur le carter 4, et l'autre à l'extrémité opposée du cylindre 3. Ces soufflets coiffent, de manière connue, les biellettes 12, tout en autorisant leur déplacement axial et leur débattement angulaire. Ils empêchent que des poussières ou autres salissures ne pénètrent à l'intérieur du dispositif, et notamment à l'intérieur des extrémités du carter et du cylindre. Protective bellows 5 are provided at each end of the device, one fixed to the casing 4, and the other at the opposite end of the cylinder 3. These bellows cover, in known manner, the connecting rods 12, while allowing their axial displacement and their angular movement. They prevent dust or other dirt from entering the interior of the device, and in particular inside the ends of the casing and of the cylinder.
Les soufflets 5 délimitent des chambres dont le volume ne varie pratiquement pas en cours de fonctionnement, lors des déplacements du barreau. The bellows 5 delimit chambers whose volume practically does not vary during operation, during the movements of the bar.
il n'est donc pas nécessaire de disposer d'un système de transfert d'air entre les deux chambres, comme cela est requis sur les dispositifs traditionnels. it is therefore not necessary to have an air transfer system between the two chambers, as is required on traditional devices.
Le dispositif selon l'invention permet de réduire considérablement la longueur d'entraxe entre les deux rotules. The device according to the invention makes it possible to considerably reduce the distance between centers between the two ball joints.
En effet, du fait que le vérin a ses deux extrémités ouvertes, la portion dentée du barreau peut librement y pénétrer à l'une de ses deux extrémités, et l'une des biellettes de direction peut y pénétrer, en même temps que la rotule, à son autre extrémité. Indeed, because the actuator has its two open ends, the toothed portion of the bar can freely enter it at one of its two ends, and one of the steering rods can enter there, at the same time as the ball joint , at its other end.
Approximativement, si on ne tient pas compte des cotes à rajouter, notamment par suite des épaisseurs de paroi du cylindre, des pistons, et des contraintes de montage, on peut passer de la longueur d'entraxe de 6 x a des dispositifs traditionnels à une longueur de 4 x a, ce qui correspond à une réduction d'encombrement de 33 %. Approximately, if one does not take into account the dimensions to be added, in particular as a result of the wall thicknesses of the cylinder, the pistons, and the mounting constraints, one can pass from the center distance of 6 xa of the traditional devices to a length 4 xa, which corresponds to a reduction in size of 33%.
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, la partie dentée 20, formant crémaillère, est partie intégrante du reste du barreau 2. Il va de soi que cette disposition n'est pas limitative, et qu'il serait possible de prévoir deux pièces distinctes, fixées l'une à l'autre pour se comporter comme une pièce unique, au cours de la translation axiale du barreau. Par ailleurs, le carter 4 et le corps de vérin 3 pourraient être formés d'une seule pièce. In the embodiment which has just been described, the toothed part 20, forming a rack, is an integral part of the rest of the bar 2. It goes without saying that this arrangement is not limiting, and that it would be possible to provide two separate parts, fixed to each other to behave like a single part, during the axial translation of the bar. Furthermore, the casing 4 and the actuator body 3 could be formed in one piece.
Des moyens de fixation divers, par sertissage, vissage ou soudage par exemple, pourraient être prévus pour assurer la fixation des pistons 24 et 25 sur le barreau 2. L'un d'entre eux pourrait être même taillé dans le barreau, formant partie intégrante de celui-ci. Various fixing means, by crimping, screwing or welding for example, could be provided to secure the pistons 24 and 25 on the bar 2. One of them could even be cut in the bar, forming an integral part of it.
De la même manière, divers moyens pourraient être prévus pour assurer la fixation du palier 34 à l'intérieur du corps de vérin 3. Ce palier pourrait être une cloison formant partie intégrante de la paroi du cylindre. Likewise, various means could be provided for fixing the bearing 34 inside the cylinder body 3. This bearing could be a partition forming an integral part of the wall of the cylinder.
L'étanchéité dynamique entre les pistons 24, 25 et la paroi du cylindre, ainsi que l'étanchéité dynamique du palier 34 avec le barreau, peuvent être réalisées par divers systèmes de joints aptes à résister à des pressions élevées. The dynamic seal between the pistons 24, 25 and the wall of the cylinder, as well as the dynamic seal of the bearing 34 with the bar, can be achieved by various systems of seals able to withstand high pressures.
Un tel joint connu est formé de deux parties, à savoir une pièce torique en caoutchouc montée sur l'une des pièces et appliquant contre l'autre pièce une bague en polytétrafluoréthylène (FrFE), ce qui réalise une bonne étanchéité, avec un coefficient de frottement réduit, et sans risque d'extrusion dujoint Such a known seal is formed of two parts, namely a rubber O-ring mounted on one of the parts and applying against the other part a polytetrafluoroethylene (FrFE) ring, which achieves a good seal, with a coefficient of reduced friction, and without risk of joint extrusion
Claims (10)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9413730A FR2726528B1 (en) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | STEERING DEVICE OF THE RACK TYPE FOR A MOTOR VEHICLE |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR2726528A1 true FR2726528A1 (en) | 1996-05-10 |
| FR2726528B1 FR2726528B1 (en) | 1997-01-31 |
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| FR9413730A Expired - Fee Related FR2726528B1 (en) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | STEERING DEVICE OF THE RACK TYPE FOR A MOTOR VEHICLE |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2726528B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926044A3 (en) * | 1997-12-15 | 2000-09-06 | Trw Inc. | Vehicle steering apparatus |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1246138A (en) * | 1968-10-04 | 1971-09-15 | Burman & Sons Ltd | Power-assisted rack and pinion steering mechanism |
| FR2116749A5 (en) * | 1969-08-19 | 1972-07-21 | Adwest Eng Ltd | |
| GB2071033A (en) * | 1980-03-08 | 1981-09-16 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Hydraulic rack-an-pinion steering system |
| DE3922442A1 (en) * | 1989-01-17 | 1990-07-26 | Trw Inc | FLUID-CONTROLLED STEERING AID FOR RACK-AND-RACK STEERING GEARBOX WITH END-SIDED CONNECTION |
-
1994
- 1994-11-09 FR FR9413730A patent/FR2726528B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2726528B1 (en) | 1997-01-31 |
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