FR2486896A1

FR2486896A1 - Vehicle power-assisted steering pump - has stator pressure and return ports connected to central and peripheral chambers

Info

Publication number: FR2486896A1
Application number: FR8015790A
Authority: FR
Inventors: Patrice Bertin
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1980-07-17
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1982-01-22
Also published as: JPS5747253A; FR2486896B1

Abstract

The vehicle power-assisted steering has a control actuating a transmission in two parts (13A,13B) capable of limited angular displacement in relation to each other, this displacement causing fluid under pressure to be supplied via a distributor to a ram acting on the steering gear. The distributor comprises a stator with supply and return ports (26,27), also actuating ports (28,29) connected to the ram, and contains adjacent rotors (40,41) fixed to the ports, while others in the second rotor work with those in the first and with the actuating ports. The stator pressure and return ports are connected respectively to two chambers (47,49) bordered by the first rotor (40).

Description

La-présente invention se rapporte à un dispositif de direction assistée d'un véhicule comportant des moyens pilotes agissant sur des moyens de braquage, lesdits moyens pilotes ayant un élément de transmission en deux parties, lesquelles sont prévues avec un jeu angulaire relatif limité permettant un décalage angulaire entre lesdites parties sous l'action desdits moyens pilotes, et des moyens d'assistance qui, en réponse à un tel décalage angulaire, sont admis à agir sur les moyens de braquage dans le même sens que les moyens pilotes. The present invention relates to a power steering device of a vehicle comprising pilot means acting on steering means, said pilot means having a transmission element in two parts, which are provided with a limited relative angular play allowing a angular offset between said parts under the action of said pilot means, and assistance means which, in response to such angular offset, are allowed to act on the steering means in the same direction as the pilot means.

L'invention se rapporte notamment à un tel dispositif dans lequel les moyens d'assistance comportent une centrale hydraulique ayant des moyens de pression de fluide et un.ré- servoir, un actuateur agissant sur les moyens de braquage, et un distributeur hydraulique interposé entre la centrale et l'actuateur. The invention relates in particular to such a device in which the assistance means comprise a hydraulic unit having fluid pressure means and a reservoir, an actuator acting on the turning means, and a hydraulic distributor interposed between the control unit and the actuator.

L'invention se rapporte plus particulièrement à un tel dispositif dans lequel le distributeur comporte un stator ayant un orifice de pression relié aux moyens de pression de fluide, un orifice de retour relié au réservoir et deux orifices de service reliés à l'actuateur et deux rotors adjacents qui sont enveloppés par le stator et qui sont respectivement solidaires en rotation des deux dites parties de l'élément de tran.smission, un premier desdits rotors ayant des passages de distribution coopérant avec les orifices de pression et de retour du stator tan.dis que le deuxième rotor a des passages de distribution qui coopèrent tant avec les passages de distribution du premier rotor qu'avec les orifices de service du stator. The invention relates more particularly to such a device in which the distributor comprises a stator having a pressure orifice connected to the fluid pressure means, a return orifice connected to the reservoir and two service orifices connected to the actuator and two adjacent rotors which are enveloped by the stator and which are respectively integral in rotation with the two said parts of the tran.smission element, a first of said rotors having distribution passages cooperating with the pressure and return orifices of the tan stator. say that the second rotor has distribution passages which cooperate both with the distribution passages of the first rotor and with the service orifices of the stator.

En général dans les dispositifs de ce genre, l'orifice de pression de fluide alimente latéralement les passages de pression du premier rotor. Ces passages occupent une position intermédiaire entre la périphérie externe et la périphérie
interne du premier rotor et alimentent certains des passages
du deuxième rotor, lesquels alimentent l'actuateur dont le
retour s'effectue par les autres passages du deuxième rotor
puis par des en.coches qui sont ménagées sur la périphérie
externe et sur la périphérie interne du premier rotor, d'ou
le fluide retourne au réservoir. In general in devices of this kind, the fluid pressure orifice laterally supplies the pressure passages of the first rotor. These passages occupy an intermediate position between the outer periphery and the periphery
internal of the first rotor and feed some of the passages
of the second rotor, which feed the actuator whose
return takes place through the other passages of the second rotor
then by notches which are provided on the periphery
external and on the internal periphery of the first rotor, hence
the fluid returns to the reservoir.

Un tel agencement connu donne généralement satisfaction mais détermine un encombrement important tant axial que diamétral, du fait que le premier rotor a des passages aussi bien sur sa périphérie externe et sa périphérie interne que dans une région comprise entre ces deux périphéries. Such a known arrangement is generally satisfactory but determines a significant bulk both axially and diametrically, because the first rotor has passages both on its external periphery and its internal periphery as in a region between these two peripheries.

La présente invention a pour objet un dispositif de direction assistée d'un véhicule du type-sus-indiqué, dont 1' encombrement tant axial que diamétral est réduit. The present invention relates to a power steering device of a vehicle of the above-mentioned type, one space both axial and diametral is reduced.

Suivant l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce que les orifices de pression et de retour du stator communiquent respectivement avec deux chambres situées en regard de l'épaisseur du premier rotor, l'une de ces chambres étant périphérique et communiquant directement avec des passages du premier rotor qui consistent en des ouvertures suivant la périphérie externe du premier rotor, tandis que 1' autre chambre est centrale et commun.ique directement avec d' autres passages du premier rotor qui consistent en deys ouvertures suivant la périphérie interne dru premier rotor. According to the invention, this device is characterized in that the pressure and return orifices of the stator communicate respectively with two chambers situated opposite the thickness of the first rotor, one of these chambers being peripheral and communicating directly with passages of the first rotor which consist of openings along the external periphery of the first rotor, while the other chamber is central and communicates directly with other passages of the first rotor which consist of two openings along the internal periphery of the first rotor .

Grâce à cette disposition, on met à profit, dans 1 'é- paisseur du premier rotor, aussi bien la périphérie externe que la périphérie interne, pour les besoins de l'alimentation en. pression et de retour au réservoir. I1 y a donc un gain d'encombrement aussi bien diamétralement qu'axialement. Thanks to this arrangement, advantage is taken, in the thickness of the first rotor, both the outer periphery than the inner periphery, for the needs of the supply of. pressure and back to the tank. There is therefore a gain in size both diametrically and axially.

Dans une forme d'exécution, c'est l'orifice de pression qui communique avec la chambre périphérique du premier rotor tan.dis que l'orifice de retour communique avec la chambre centrale dudit premier rotor. In one embodiment, it is the pressure orifice which communicates with the peripheral chamber of the first rotor tan.dis that the return orifice communicates with the central chamber of said first rotor.

Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels
la figure 1 est une vue schématique, en perspective, d' un dispositif de direction assistée pour véhicule automobile, suivant l'invention
la figure 2 est une vue à plus grande échelle de ce dispositif, en coupe longitudinale suivant la ligne brisée
II-II de la figure 3
la figure 3 est une vue en coupe transversale du dispositif suivant la ligne III-III de la figure 2
la figure 4 est une vue schématique, en perspective éclatée, du dispositif montrant le stator et les deux rotors ainsi que partiellement la colonne de direction..An embodiment of the invention is described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings in which
Figure 1 is a schematic perspective view of a power steering device for a motor vehicle, according to the invention
Figure 2 is an enlarged view of this device, in longitudinal section along the broken line
II-II of figure 3
Figure 3 is a cross-sectional view of the device along line III-III of Figure 2
FIG. 4 is a schematic view, in exploded perspective, of the device showing the stator and the two rotors as well as partially the steering column.

Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4, un dispositif de direction assistée suivant l'invention est appliqué à titre d'exemple à un véhicule automobile. In the embodiment shown in Figures 1 to 4, a power steering device according to the invention is applied by way of example to a motor vehicle.

Ce dispositif comporte (figure 1) des moyens pilotes 10 agissant sur des moyens de braquage tels que des biellettes 11. Les moyens pilotes 10 comportent un volant 12 et une colonne de direction 13. Celle-ci se compose de deux parties alignées 13A et 13B, prévues avec un jeu relatif limité permettant un décalage angulaire entre les parties 13A et 13B sous l'action des moyens pilotes. La partie 13A est solidaire du volant 12, tandis que la partie 13B est solidaire d'un pignon 14 qui engrène avec une crémaillère 15. Celle-ci commande l'orientation. des roues directrices 16 du véhicule par l'intermédiaire des biellettes de braquage 11. This device comprises (FIG. 1) pilot means 10 acting on steering means such as rods 11. The pilot means 10 comprise a steering wheel 12 and a steering column 13. This consists of two aligned parts 13A and 13B , provided with a limited relative clearance allowing an angular offset between the parts 13A and 13B under the action of the pilot means. Part 13A is integral with the flywheel 12, while part 13B is integral with a pinion 14 which meshes with a rack 15. This controls the orientation. steering wheels 16 of the vehicle by means of the turning rods 11.

Une centrale hydraulique d'assistance 17,18 comporte un réservoir 17 et des moyens de pression de fluide 18. Ceux-ci consistent en une pompe puisant dans le réservoir 17. A hydraulic assistance center 17, 18 comprises a reservoir 17 and fluid pressure means 18. These consist of a pump drawing from the reservoir 17.

Un actuateur consiste dans l'exemple représenté en un vérin hydraulique 19. Celui-ci a un piston 20 (figures 1 et 4) dont la tige 21 agit sur la crémaillère 15. Le piston. 20 définit deux chambres 22 et 23 dans le vérin 19. Le vérin hydraulique 19 a ainsi deux côtés actifs. In the example shown, an actuator consists of a hydraulic cylinder 19. The latter has a piston 20 (FIGS. 1 and 4), the rod 21 of which acts on the rack 15. The piston. 20 defines two chambers 22 and 23 in the cylinder 19. The hydraulic cylinder 19 thus has two active sides.

Un distributeur hydraulique 24 est interposé entre la centrale hydraulique 17,18 et l'actuateur 19 et est sensible au décalage angulaire des deux parties 13A et 13B, pour faire agir l'actuateur 19 sur les biellettes de braquage 11 dans le même sens que les moyens pilotes. A hydraulic distributor 24 is interposed between the hydraulic unit 17,18 and the actuator 19 and is sensitive to the angular offset of the two parts 13A and 13B, to cause the actuator 19 to act on the turning rods 11 in the same direction as the pilot resources.

Le distributeur 24 comporte un stator 25 ayant quatre orifices 26,27,28 et 29 (figures 2 à 4). The distributor 24 comprises a stator 25 having four orifices 26, 27, 28 and 29 (FIGS. 2 to 4).

L'orifice 26 constitue un orifice de pression relié par un conduit 30 à la pompe 18 de la centrale hydraulique 17,18. The orifice 26 constitutes a pressure orifice connected by a conduit 30 to the pump 18 of the hydraulic unit 17,18.

Les orifices 28 et 29 constituent des orifices de service reliés respectivement par des conduits 31 et 32 aux deux chambres 22 et 23 de l'actuateur 19. L'orifice 27 constitue un orifice de retour relié par un. conduit 33 au réservoir 17.The orifices 28 and 29 constitute service orifices connected respectively by conduits 31 and 32 to the two chambers 22 and 23 of the actuator 19. The orifice 27 constitutes a return orifice connected by one. conduit 33 to reservoir 17.

Le stator 25- entoure les deux parties 13A et 13B de la colonne de direction avec un centrage au moyen de roulements 34. The stator 25- surrounds the two parts 13A and 13B of the steering column with centering by means of bearings 34.

Le distributeur 24 comporte, en outre, deux rotors adjacents 40 et 41 qui sont enveloppés par le stator 25 et qui sont respectivement solidaires en rotation des deux parties 13A et 13B de la colonne de direction. The distributor 24 further comprises two adjacent rotors 40 and 41 which are surrounded by the stator 25 and which are respectively rotatably integral with the two parts 13A and 13B of the steering column.

Le premier rotor 40 est un disque solidaire en rotation de la partie 13A de la colonne de direction tandis que le deuxième rotor 41 est un disque solidaire en rotation de la partie 13B de la colonne de direction. The first rotor 40 is a disk integral in rotation with the part 13A of the steering column while the second rotor 41 is a disk integral in rotation with the part 13B of the steering column.

Le premier disque 40 est plus épais que le deuxième disque 41. I1 présente un perçage central cannelé 42 engagé sans jeu angulaire sur une portée cannelée 43 de la partie 13A et engagé avec un jeu angulaire sur une portée cannelée 44 de la partie 13B. L'autre disque 41 a un perçage central cannelé 45 engagé sans jeu sur les cannelures 44 de la partie 13B. The first disc 40 is thicker than the second disc 41. I1 has a grooved central bore 42 engaged without angular play on a grooved bearing 43 of the part 13A and engaged with an angular clearance on a grooved bearing 44 of the part 13B. The other disc 41 has a grooved central bore 45 engaged without play on the grooves 44 of the part 13B.

C'est le jeu entre les cannelures 43 et 44 qui définit le jeu angulaire relatif limité précité. Ce jeu est de quelques degrés de part et d'autre d'une position moyenne de repos qui tend à être rappelé et maintenu par une barre de torsion 46 accouplant élastiquement les parties 13A et 13B. It is the play between the grooves 43 and 44 which defines the aforementioned limited relative angular play. This play is a few degrees on either side of an average position of rest which tends to be recalled and maintained by a torsion bar 46 elastically coupling the parts 13A and 13B.

L'orifice de pression 26 communique avec une chambre 47 située en regard de l'épaisseur du premier rotor 40. Cette chambre 47 est périphérique et communique directement avec des passages 48 du premier rotor 40. Ces passages consistent en des ouvertures suivant la périphérie externe du premier rotor 40. The pressure orifice 26 communicates with a chamber 47 situated opposite the thickness of the first rotor 40. This chamber 47 is peripheral and communicates directly with passages 48 of the first rotor 40. These passages consist of openings along the external periphery of the first rotor 40.

L'orifice de retour 27 communique avec une chambre 49 située en regard de l'épaisseur du premier rotor 40. Cette chambre 49 est centrale et communique directement avec des passages 50 du premier rotor 40. Ces passages consistent en des ouvertures 50 suivant la périphérie interne du premier rotor 40. Comme on le voit plus particulièrement à la figure 3, les ouvertures périphériques 48 consistent en deux secteurs ouverts opposés tandis que les ouvertures centrales 50 con.sistent en deux fenêtres opposées. Chaque fenêtre 50 a un. The return orifice 27 communicates with a chamber 49 situated opposite the thickness of the first rotor 40. This chamber 49 is central and communicates directly with passages 50 of the first rotor 40. These passages consist of openings 50 along the periphery internal of the first rotor 40. As can be seen more particularly in FIG. 3, the peripheral openings 48 consist of two opposite open sectors while the central openings 50 consist of two opposite windows. Each window 50 has one.

contour fermé.closed outline.

Le deuxième disque 41 présente deux paires de passages 51 et 52. Le stator 25 comporte deux gorges annulaires con centriques 53 et 54 qui sont respectivement reliées aux orifices 28 et 29 du stator 25 par des conduits 55 et 56. Les passages 51 du deuxième disque 41 coopèrent avec la gorge 53 tandis que les passages 52 du deuxième disque 41 coopèrent avec la gorge 54. Les divers passages 48 et 50 du premier rotor 40 coopèrent avec les divers passages 51 et 52 du dewr ième rotor 41. The second disc 41 has two pairs of passages 51 and 52. The stator 25 has two concentric annular grooves 53 and 54 which are respectively connected to the orifices 28 and 29 of the stator 25 by conduits 55 and 56. The passages 51 of the second disc 41 cooperate with the groove 53 while the passages 52 of the second disc 41 cooperate with the groove 54. The various passages 48 and 50 of the first rotor 40 cooperate with the various passages 51 and 52 of the dewr ième rotor 41.

En l'absence d'action du conducteur sur le volant 12, les parties 13A et 13B sont maintenues en position de repos par la barre de torsion 46. Le débit de la pompe 18 est admis par le conduit 26 dans la chambre 47 et accède aux passages 48 quelle que soit la position angulaire du disque rotor 40 et, de là, aux passages 51 et 52 qui eux-mêmes sont en liaison avec les passages 50 qui communiquent avec la chambre 49 de retour au réservoir 17. La pression de lapccpe est donc sans effet dans les deux chambres 22 et 23 du vérin 19. L'installation fonctionne à centre ouvert et l'actuateur 19 n'est pas sollicité. In the absence of action by the driver on the steering wheel 12, the parts 13A and 13B are maintained in the rest position by the torsion bar 46. The flow rate of the pump 18 is admitted by the conduit 26 into the chamber 47 and accesses at the passages 48 whatever the angular position of the rotor disc 40 and, from there, at the passages 51 and 52 which themselves are in connection with the passages 50 which communicate with the chamber 49 back to the reservoir 17. The pressure of the pressure therefore has no effect in the two chambers 22 and 23 of the jack 19. The installation operates with an open center and the actuator 19 is not stressed.

Lorsque le conducteur exerce une action. sur le volant 12 pour braquer les roues 16, les parties 13A et 13B sont décalées l'une par rapport à l'autre dans un sens déterminé par cette action sur le volant 12 et laposition angulaire relative des deux disques 40 et 41 passe de la position de repos à une position de travail ou les passages 48 présentent un recouvrement accentué avec les passages 51 et un découvrement accentué avec les passages 52, tandis~que les passages 50 présentent un découvrement accentué avec les passages 51 et un recouvrement accentué avec les passages 52. When the driver takes action. on the flywheel 12 to turn the wheels 16, the parts 13A and 13B are offset with respect to each other in a direction determined by this action on the flywheel 12 and the relative angular position of the two discs 40 and 41 pass from the rest position in a working position where the passages 48 have an accentuated overlap with the passages 51 and an accentuated overlay with the passages 52, while ~ the passages 50 have an accentuated overlay with the passages 51 and an accentuated overlap with the passages 52.

Dans ces conditions, le débit de la pompe 18 passant de l'orifice 26 dans la chambre 47 est admis préférentiellement par les passages 48 et 51 dans la gorge 53, et de là, dans la chambre 22 de l'actuateur. Celle-ci augmente de volume en poussant la tige 21 dans le sens désiré du braquage. La chambre 23 de ltactuateur 19 diminue de volume et son liquide est chassé par le conduit 32 dan.s la gorge 54 et dan.s les passages 52 qui communiquent avec les passages 50, lesquels
communiquent avec la chambre centrale 49 reliée avec l'ori
fice 27 de retour au réservoir 17.Under these conditions, the flow rate of the pump 18 passing from the orifice 26 into the chamber 47 is preferably admitted through the passages 48 and 51 into the groove 53, and from there into the chamber 22 of the actuator. This increases in volume by pushing the rod 21 in the desired direction of the deflection. The chamber 23 of the actuator 19 decreases in volume and its liquid is expelled through the conduit 32 in the groove 54 and in the passages 52 which communicate with the passages 50, which
communicate with the central chamber 49 connected with the ori
return 27 to tank 17.

Lorsque le conducteur exerce une action sur le volant 12 dans l'autre sens, le fonctionnement est le même que celui qui vient d'être décrit mais est inversé. When the driver exerts an action on the steering wheel 12 in the other direction, the operation is the same as that which has just been described but is reversed.

En cas de défaillance des moyens d'assistance, l'action sur le volant 12 pour oraquer a pour effet d'absorber le jeu angulaire relatif limité entre les parties 13A et 13B au sein des dentures 43 et 44 en. surmontant la résistance élastique opposée par la barre de torsion 46 et ensuite grâce à laliaison rigide réalisée par le disque épais 40 qui chevauche les dentures 43 et 44, d'entralner en rotation la partie 13B avec la partie 13A, ce qui assure un braquage de suppléance. In the event of failure of the assistance means, the action on the steering wheel 12 for steering has the effect of absorbing the limited relative angular play between the parts 13A and 13B within the teeth 43 and 44 in. overcoming the elastic resistance opposed by the torsion bar 46 and then, thanks to the rigid connection produced by the thick disc 40 which overlaps the teeth 43 and 44, to rotate the part 13B with the part 13A, which ensures a deflection of substitute.

On appréciera' la construction très compacte du dispositif suivant l'invention, avec un. encombrement réduit aussi bien axialement que diamétralement et cec grâce au fait que deux des orifices du stator, à savoir les orifices 26 et 27 communiquent avec les chambres 47 et 49 qui sont situées en regard de l'épaisseur du premier rotor 40. It will be appreciated 'the very compact construction of the device according to the invention, with a. reduced overall dimensions both axially and diametrically and cec thanks to the fact that two of the stator orifices, namely the orifices 26 and 27 communicate with the chambers 47 and 49 which are located opposite the thickness of the first rotor 40.

Dans l'exemple représenté (figures 3 et 4), le rotor 40 est prévu avec deux lobes opposés comportant les passages 50, mais on peut prévoir un nombre plus élevé de lobes, par exemple trois ou davantage. In the example shown (Figures 3 and 4), the rotor 40 is provided with two opposite lobes comprising the passages 50, but one can provide a higher number of lobes, for example three or more.

I1 est à noter que les passages 50 peuvent déboucher dans le perçage central 42 du rotor 40. It should be noted that the passages 50 may open into the central bore 42 of the rotor 40.

Claims

1) power-assisted steering device of a vehicle, comprising pilot means 10 acting on steering means 11, said pilot means 10 having a transmission element 13 in two parts 13A, 13B, which are provided with a relative angular play limited allowing an angular offset between said parts 13A, 13B under the action of said pilot means 10, and assistance means 17, 18, 19, 24, which, in response to such an angular offset, are allowed to act on the turning means ll in the same direction as the pilot means 10, a device in which said assistance means 17, 18, 19, 24 comprise a hydraulic unit 17, 18 having fluid pressure means 18 and a reservoir 17, a actuator 19 acting on the turning means 11, and a hydraulic distributor 24 interposed between the central unit 17, 18 and the actuator 19, said distributor 24 comprising a stator 25 having a pressure orifice 26, connected to the fluid pressure means 18 , a return orifice 27 connected to the reservoir 17 and two service orifices 28, 29, connected to the actuator 19 and two adjacent rotors 40, 41 which are surrounded by the stator 25 and which are respectively integral in rotation with the two said parts 13A, 13B of the transmission element 13, a first 40 of said rotors 40, 41 having distribution passages 48, 50 cooperating with the pressure 26 and return orifices 27 of the stator 25, while the second rotor 41 has passages distribution 51, 52 which cooperate both with the distribution passages 48, 50 of the first rotor 40 and with the service orifices 28, 29 of the stator 25, device characterized in that the pressure and return orifices 27 and 27 of the stator 25 communicate respectively with two rooms

47, 49 located opposite the thickness of the first rotor 40,

one of these rooms being peripheral 47 and communicating di

rectly with passages 48 of the first rotor 40 which consis

tent in openings 48 along the outer periphery of the first rotor 40, while the other chamber 49 is central and

communicates directly with other passages 50 of the first ro

tor 40 which consist of openings 50 along the periphery

internal rie of the first rotor 40.

2) Device according to claim 1, characterized in that the pressure orifice 26 communicates with the peripheral chamber 47 of the first rotor 40 while the return orifice 27 communicates with the central chamber 49 of said first rotor 40.

3) Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the passages 51, 52 of the second rotor 41 communicate with two annular grooves 53, 54 which are formed in the stator 25 and which communicate with the service orifices 28, 29 of stator 25.