FR2747635A1

FR2747635A1 - Rack-and-pinion power assisted steering system for motor vehicle

Info

Publication number: FR2747635A1
Application number: FR9604877A
Authority: FR
Inventors: Frederic Montmaur
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1997-10-24
Anticipated expiration: 2016-04-18
Also published as: FR2747635B1

Abstract

The system comprises a casing (3) whose ends have protective bellows (21,23). A rack (5) is mounted telescopically in the casing with its ends extending into the bellows. An assistance power cylinder has a body which comprises a part of the casing and a piston (30) carried on the rack. The volumes enclosed by the bellows are in communication via a channel (34) in the casing wall. The channel can extend over the entire length of the casing with each end leading straight into the volume enclosed in the respective bellows.

Description

La présente invention concerne un mécanisme de direction assistée à crémaillère, pour véhicule automobile. The present invention relates to a power assisted rack-and-pinion steering mechanism for a motor vehicle.

Elle concerne plus particulièrement un tel mécanisme du type comprenant un carter dont les extrémités sont munies de soufflets de protection, une barre de crémaillère qui est montée coulissante dans ce carter et dont les extrémités se prolongent dans les soufflets, et un vérin d'assistance comportant un corps constitué par une partie du carter et un piston porté par la barre, des moyens étant prévus pour mettre en communication les volumes délimités par les soufflets. It relates more particularly to such a mechanism of the type comprising a casing, the ends of which are provided with protective bellows, a rack bar which is slidably mounted in this casing and the ends of which extend into the bellows, and an assistance cylinder comprising a body consisting of a part of the casing and a piston carried by the bar, means being provided for communicating the volumes delimited by the bellows.

Chaque soufflet fixé de façon étanche, d'une part, au carter et, d'autre part, à une biellette de connexion a pour fonction de protéger la crémaillère. Each bellows tightly fixed, on the one hand, to the casing and, on the other hand, to a connecting rod has the function of protecting the rack.

Dans un tel mécanisme, lorsqu'on effectue un braquage, le volume d'air dans un des soufflets diminue tandis que le volume de l'autre soufflet augmente, ce qui pose problème et conduit à prévoir des moyens pour réaliser un transfert d'air entre les deux soufflets. Ce transfert doit être effectué avec une parfaite étanchéité pour éviter les risques de corrosion de la crémaillère, susceptibles d'entraîner la détérioration des joints d'étanchéité du vérin. In such a mechanism, when turning, the volume of air in one of the bellows decreases while the volume of the other bellows increases, which poses a problem and leads to the provision of means for carrying out an air transfer. between the two bellows. This transfer must be carried out with a perfect seal to avoid the risks of corrosion of the rack, which could lead to the deterioration of the cylinder seals.

Deux solutions ont été proposées pour résoudre ce problème. Two solutions have been proposed to solve this problem.

Une première solution consiste à relier les deux soufflets entre eux par une canalisation extérieure, permettant ainsi d'effectuer le transfert d'air d'un soufflet vers l'autre lors d'un braquage. L'inconvénient de cette solution réside dans le fait qu'elle requiert un nombre élevé de pièces (tuyau, raccords, colliers d'étanchéité) et qu'elle est donc coûteuse. De plus, la canali sation se trouve en situation de fragilité à cause de son implantation extérieure au carter de crémaillère. A first solution consists in connecting the two bellows together by an external pipe, thus making it possible to transfer air from one bellows to the other during a turning. The disadvantage of this solution lies in the fact that it requires a large number of parts (pipe, fittings, sealing collars) and that it is therefore expensive. In addition, the canalization is in a fragile situation because of its location outside the rack housing.

Une deuxième solution consiste à réaliser, dans la barre de crémaillère, un perçage débouchant dans le carter
de crémaillère de part et d'autre du vérin d'assistance.A second solution consists in carrying out, in the rack bar, a hole opening into the casing
rack on either side of the assistance cylinder.

Cette solution présente l'inconvénient de fragiliser la barre de crémaillère et d'entraîner des coûts d'usinage élevés.This solution has the disadvantage of weakening the rack bar and causing high machining costs.

L'invention vise à pallier ces divers inconvénients en proposant un mécanisme de direction assistée qui comporte un moyen simple, fiable et peu coûteux de mise en communication des deux soufflets de protection. The invention aims to overcome these various drawbacks by proposing a power steering mechanism which comprises a simple, reliable and inexpensive means of bringing the two protective bellows into communication.

A cet effet, elle a pour objet un mécanisme de direction assistée à crémaillère, du type précité, caractérisé en ce que les moyens de mise en communication comprennent au moins un canal ménagé dans la paroi du carter. To this end, it relates to a power assisted rack-and-pinion steering mechanism, of the aforementioned type, characterized in that the communication means comprise at least one channel formed in the wall of the casing.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le canal est réalisé sur toute la longueur du carter de crémaillère et chaque extrémité du canal débouche directement dans le volume délimité par un soufflet de protection associé; - une extrémité du canal débouche directement dans un volume délimité par un soufflet de protection et l'autre extrémité du canal débouche dans un volume interne du carter de crémaillère qui communique avec le volume délimité par l'autre soufflet de protection - le canal est réalisé sur la longueur du vérin d'assistance et chaque extrémité du canal débouche dans un volume interne du carter; - chaque extrémité du canal débouchant dans le volume interne du carter, est constituée par un conduit ménagé radialement dans le carter, qui débouche dans la surface externe du carter et qui est obturé par un bouchon. According to other characteristics of the invention - the channel is produced over the entire length of the rack housing and each end of the channel opens directly into the volume delimited by an associated protective bellows; - one end of the channel opens directly into a volume delimited by a protective bellows and the other end of the channel opens into an internal volume of the rack housing which communicates with the volume delimited by the other protective bellows - the channel is produced along the length of the assistance cylinder and each end of the channel opens into an internal volume of the casing; - Each end of the channel opening into the internal volume of the housing, is constituted by a conduit formed radially in the housing, which opens into the external surface of the housing and which is closed by a plug.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante donnée à titre d'exemple sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mécanisme de direction assistée suivant l'invention;
La figure 2 est une vue agrandie d'un détail de la figure 1.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description given by way of example without limitation, with reference to the attached drawings, in which
Figure 1 is a longitudinal sectional view of a power steering mechanism according to the invention;
Figure 2 is an enlarged view of a detail of Figure 1.

Le mécanisme 1 représenté sur la figure 1, comprend pour l'essentiel un carter 3 de crémaillère, et une barre 5 de crémaillère qui est montée coulissante axialement dans ce carter 3. The mechanism 1 shown in FIG. 1 essentially comprises a rack housing 3, and a rack bar 5 which is slidably mounted axially in this housing 3.

Le carter 3 est une pièce de fonderie qui permet le montage en rotation d'un pignon 7 d'entraînement direct de la crémaillère proprement dite 11 formée sur la barre 5. The casing 3 is a foundry piece which allows the mounting in rotation of a pinion 7 for direct drive of the rack itself 11 formed on the bar 5.

La barre 5 s'étend axialement selon l'axe X-X à l'intérieur du carter 3, ses extrémités axiales opposées 13 et 15 étant reliées chacune à une biellette 17, 19 par l'intermédiaire d'une rotule. The bar 5 extends axially along the axis X-X inside the casing 3, its opposite axial ends 13 and 15 being each connected to a link 17, 19 by means of a ball joint.

Chaque extrémité du carter 3 est pourvue d'un soufflet de protection 21, 23 fixé de façon étanche d'un côté à l'extrémité correspondante 25, 27 du carter 3 et de l'autre côté à la biellette 17, 19 correspondante. Each end of the casing 3 is provided with a protective bellows 21, 23 fixed in a sealed manner on one side to the corresponding end 25, 27 of the casing 3 and on the other side to the corresponding link 17, 19.

Le mécanisme est complété par un vérin d'assistance hydraulique, dont le corps est constitué par une partie du carter 3 et dont le piston 30 est porté par la barre 5. De part et d'autre du piston 30 sont disposées deux chambres 32A et 32B reliées chacune à un circuit de commande non représenté. The mechanism is completed by a hydraulic assistance cylinder, the body of which consists of a part of the casing 3 and the piston 30 of which is carried by the bar 5. On either side of the piston 30 are arranged two chambers 32A and 32B each connected to a control circuit not shown.

Conformément à l'invention, un canal 34 est ménagé dans la paroi du carter 3 sur toute la longueur du vérin d'assistance. Ce canal 34 communique par son extrémité 36 située à droite en considérant la figure 1, avec le volume d'air enfermé par le soufflet 23 de protection. A son autre extrémité 38, le canal 34 comporte une partie radiale qui communique avec le volume interne du carter 3, communiquant lui-même directement avec le volume délimité par le soufflet 21 de protection. De cette façon, les deux soufflets de protection 21 et 23 sont mis en communication et l'air contenu dans les soufflets peut circuler librement d'un soufflet à l'autre lors d'un braquage. According to the invention, a channel 34 is formed in the wall of the casing 3 over the entire length of the assistance cylinder. This channel 34 communicates through its end 36 located on the right considering FIG. 1, with the volume of air enclosed by the protective bellows 23. At its other end 38, the channel 34 has a radial part which communicates with the internal volume of the casing 3, itself communicating directly with the volume delimited by the protective bellows 21. In this way, the two protective bellows 21 and 23 are placed in communication and the air contained in the bellows can circulate freely from one bellows to the other during a turning.

Avantageusement, on réalise le canal 34 en fonderie en équipant le moule d'une broche métallique pour la partie du canal s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du carter et d'un tiroir pour la partie radiale de ce canal. L'utilisation d'un tiroir a pour conséquence qu'en sortie de fonderie, le canal 34 débouche également dans la surface externe du carter 3. L'orifice correspondant est obturé par un bouchon 40 muni d'un joint d'étanchéité 42 (figure 2). Advantageously, the channel 34 is produced in the foundry by equipping the mold with a metal pin for the part of the channel extending parallel to the longitudinal axis of the casing and of a drawer for the radial part of this channel. The use of a drawer has the consequence that, on leaving the foundry, the channel 34 also opens into the external surface of the casing 3. The corresponding orifice is closed by a plug 40 provided with a seal 42 ( figure 2).

Bien entendu, on peut également envisager de réaliser un canal de transfert d'air sur toute la longueur du carter de crémaillère sans sortir du cadre du brevet. Of course, it is also possible to envisage making an air transfer channel over the entire length of the rack housing without going beyond the scope of the patent.

Dans un tel cas, chaque extrémité du canal débouche directement dans le volume délimité par un soufflet de protection associé.In such a case, each end of the channel opens directly into the volume delimited by an associated protective bellows.

Dans le cas d'un carter de crémaillère disposant de deux volumes internes de part et d'autre du vérin d'assistance, communiquant chacun directement avec les volumes délimités par les soufflets de protection, on peut ménager le canal dans la paroi du carter, sur toute la longueur du vérin d'assistance, les deux extrémités de ce canal débouchant dans le volume interne du carter par deux parties radiales analogues à la partie radiale du canal 34 de la figure 1. In the case of a rack housing having two internal volumes on either side of the assistance cylinder, each communicating directly with the volumes delimited by the protective bellows, the channel can be formed in the wall of the housing, over the entire length of the assistance cylinder, the two ends of this channel opening into the internal volume of the casing by two radial parts similar to the radial part of the channel 34 in FIG. 1.

Claims

1. Power-assisted rack-and-pinion steering mechanism for a motor vehicle, comprising a casing (3) the ends of which are provided with protective bellows (21, 23), a rack bar (5) which is slidably mounted in this casing (3 ) and the ends of which extend into the bellows (21, 23), and an assistance cylinder comprising a body constituted by a part of the casing (3) and a piston (30) carried by the bar (5), means being provided for communicating the volumes delimited by the bellows (21, 23), characterized in that the means for establishing communication comprise at least one channel (34) formed in the wall of the casing (3).

2. Power steering mechanism according to claim 1, characterized in that the channel is formed over the entire length of the rack housing and in that each end of the channel opens directly into the volume delimited by an associated protective bellows.

3. Power steering mechanism according to claim 1, characterized in that one end (36) of the channel (34) opens directly into a volume delimited by a bellows (23) for protection and in that the other end (38 ) of the channel (34) opens into an internal volume of the casing (3) which communicates with the volume delimited by the other protective bellows (21).

4. Power steering mechanism according to claim 1, characterized in that the channel is formed over the length of the assistance cylinder and in that each end of the channel opens into an internal volume of the casing.

5. Power steering mechanism according to one of claims 3 or 4, characterized in that each end (38) of the channel (34) opening into the internal volume of the housing (3), is constituted by a conduit formed radially in the casing (3), which opens into the external surface of the casing (3) and which is closed by a plug (40).