FR2593766A1 - Systeme de direction pour vehicule a roues avant et arriere braquables - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de direction pour véhicule à roues avant et arrière braquables. Ledit système présente une tringlerie 34', 34" assurant la liaison mutuelle efficace entre un volant de direction 11 et des roues avant 12 et arrière 13 braquables, pour braquer ces roues avant et arrière en réaction à une manîoeuvre dudit volant. La tringlerie est une tringlerie mécanique 34', 34" reliée audit volant 11 afin de transmettre un effort de braquage. Cette tringlerie est munie de moyens de rappel 51, qui appliquent une force de rappel à cette tringlerie mécanique 34', 34" pour solliciter ledit volant 11 vers sa position neutre. Application aux systèmes de direction pour véhicules à quatre roues braquables. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

Système de direction pour véhicule à roues avant et arrière braquables La

présente invention se rapporte à un système de direction équipant un véhicule dont les roues avant et les roues arrière sont braquables. L'on connaît divers systèmes de direction classiques équipant des véhicules terrestres, tels des automobiles, dont les roues avant et les roues arrière sont braquables. Certains de ces systèmes de io direction autorisent un mode de braquage spécifique

selon lequel les roues avant et les roues arrière peu-

vent être sélectivement braquées dans la même direction et dans des directions opposées, en fonction de certains paramètres de déplacement du véhicule. Par exemple le brevet US 4 313 514 (Furukawa et al.) traite de systèmes de direction pour braquer les roues arrière dans la même direction que les roues avant lorsque la vitesse du véhicule est relativement grande, et dans la direction opposée à celle des roues avant lorsque la vitesse de ce véhicule est relativement faible, de façon à conférer

au véhicule des caractéristiques de braquage avantageuses.

Le brevet US 4 506 899 (Sano et al.) expose un autre système de direction qui braque les roues arrière dans la même direction que les roues avant lorsque l'ampleur de la rotation effectuée par le volant de direction à partir de sa position neutre est relativement petite, et dans la direction opposée lorsque ce mouvement

rotatoire est relativement important.

Lorsqu'un véhicule épuipé d'un tel système de direction négocie une courbe alors que ses roues avant et arrière sont braquées dans la même direction, le rayon de virage du véhicule accuse une valeur tellement grande que le véhicule progresse obli-quement, et que

son mouvement est presque un mouvement de translation.

Cela se traduit par une faible accélération latérale

du véhicule, résultant de la présence d'une force centri-

fuge modeste au cours d'un virage.

En général, des accélérations latérales d'un véhicule affectent considérablement la faculté de retour en position de ce véhicule. La faculté de retour en position est la tendance des roues à retourner à la position rectiligne, ou bien la tendance du volant de direction à recouvrer sa position neutre. L'accélération latérale est provoquée par la résistance opposée par la route aux nneumaticues dans le sens latéral (ruelruefeis qualifiée de "force latérale" appliquée aux pneumatiques), qui est répercutée au volant de direction sous la forme d'un couple, par l'intermédiaire de la tringlerie de direction, pour ramener de force ce volant de direction à sa position neutre. Ce couple est ressenti par le conducteur comme un couple de rappel du volant de direction. Ainsi, l'accélération latérale exerce des effets directs sur la faculté de retour en position, bien que divers autres facteurs influencent également cette faculté. Dans presque tous les véhicules terrestres, le couple de rappel s'exerce sur le volant de direction et il influence considérablement les sensations de

manoeuvre de ce volant.

Toutefois, dans un véhicule classique muni d'un système de direction du type sus mentionné, il est difficile d'obtenir des sensations de manoeuvre optimales du volant de direction étant donné que des petites accélérations latérales se produisant au cours d'un virage, dans la condition dans laquelle les roues avant et arrière sont braquées dans la même direction, se traduisent fréquemment par un couple de rappel insuffisant

du volant de direction.

La présente invention a pour objet de fournir un système de direction équipant un véhicule doté d'un volant et de roues avant et arrières braquables, ce système devant provoquer des sensations de manoeuvre

optimales du volant de direction.

Un autre objet de l'invention consiste à proposer un système de direction pour un véhicule muni d'un volant et de roues avant et arrière braquables, ce système assurant une optimalisation du couple de

retour du volant de direction.

Le système de direction conforme à l'invention présente une tringlerie assurant une liaison mutuelle efficace entre le volant de direction et les roues avant et arrière, de manière à braquer ces roues avant et arrière en réaction à une manoeuvre dudit volant. La tringlerie consiste en une tringlerie mécanique reliée mécaniquement au volant de direction, afin de transmettre un effort de braquage. La tringlerie mécanique est munie de moyens de rappel, qui appliquent une force de rappel à cette tringlerie mécanique afin de solliciter le

volant de direction vers sa position neutre.

L'invention va maintenant être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure i est une vue schématique en plan de l'ensemble du système de direction selon la première forme de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une coupe du bottier de direction d'une roue avant utilisé dans le système de la figure 1, illustrant un mécanisme de rappel incorporé dans ce boîtier; - la figure 3 est une coupe selon la ligne IIIIII de la figure 2, représentant le mécanisme de rappel illustré sur cette figure 2; - la figure 4 est une coupe d'un boîtier de direction antérieur modifié pour le système de la

figure 1, illustrant une variante de réalisation du méca-

nisme de rappel selon la figure 2; - la figure 5 est une coupe selon la ligne V-V de La figure 4, représentant Le mécanisme de rappel de cette figure 4; - la figure 6 est une vue schématique en plan de l'ensemble du système de direction selon la deuxième forme de réalisation de l'invention; - la figure 7 est une coupe d'un mécanisme de rappel utilisé dans le système selon la figure 6; - la figure 8 est une coupe d'une variante de

réalisation du mécanisme de rappel montré par la fi-

gure 7; - la figure 9 est une coupe selon la ligne IX-IX de la figure 8, représentant le mécanisme de rappel de cette figure 8; - la figure 10 est une coupe d'un boîtier de direction d'une roue arrière utilisé dans le système de direction selon la troisième forme de réalisation de l'invention, montrant un mécanisme de rappel associé à ce bottier de direction postérieur, dans lequel il est logé; - la figure 11 est une perspective mettant en évidence Les éléments constitutifs du mécanisme de rappel de la figure 10; et - la figure 12 est une vue schématique en plan illustrant l'ensemble du système de direction selon la

quatrième forme de réalisation de l'invention.

Les figures 1 à 3 illustrent un système de direction selon la première forme de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, un véhicule représenté schématiquement comporte un volant de direction 11, des roues avant 12 et des roues arrière 13. Ces roues avant et arrière sont supportées avec faculté de braquage par le châssis du véhicule au moyen de structures classiques de suspension ayant recours à des pivots de bracuee 24 et 32. Le système de direction présente une tringlerie 14 dont la réalisation mécanique assure La liaison mutuelle entre le volant 11 et les roues avant 12 et arrière 13. Les pièces constitutives du système décrites ci-après sont supportées par le châssis du véhicule grâce à des supports appropriés qui présen- tent des structures classiques et qui, de ce fait, ne

feront pas l'objet d'une description détaillée dans le

présent texte. Le volant 11 est assujetti à l'une des extrémités d'un arbre rotatif de direction 16 dont l'autre extrémité est reliée, par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement, à l'arbre d'entrée 18 d'un boîtier de direction antérieur 17 associé aux roues

avant 12. Ce boîtier antérieur 17 est du type à crémail-

lère et à pignon, l'arbre d'entrée 18 étant un arbre muni d'un pignon à l'une de ses extrémités. Une boite d'engrenage 19 du boîtier antérieur 17 supporte une crémaillère 21 mobile axialement et dont les deux extrémités sont reliées à des barres de liaison respectives 23 aux pivets de braquaCe 24 par l'interrédiaire de barres d'accouplement 22, chaque pivot de branuage 24 portant une fusée pour une roue avant 12. La crémaillère 21 présente deux rangées de dents. La première de ces rangées engrène dans le pignon solidaire de l'arbre d'entrée 18, si bien que la crémaillère 21 est reliée mécaniquement au volant de direction 11 de manière à transmettre un effort de braquage provenant de ce volant. Etant donné que cette coopération entre la première rangée de dents et l'arbre d'entrée 18 est appliquée dans un engrenage de direction classique du type à crémaillère et à pignon, elle n'est pas illustrée sur les dessins. Le boîtier de direction antérieur 17 possède un second arbre 26 à pignon qui est supporté à rotation par la boite d'engrenages19, s'étend dans le sens Longitudinal du véhicule et comporte un pignon 26a à son extrémité antérieure. Comme illustré sur les figures 2 et 3, le pignon 26a est en prise avec la seconde des rangées de dents de la crémaillère 21, ce qui fait qu'un mouvement rectiligne de cette crémaillère 21 est converti en un

mouvement rotatif du second arbre 26 à pignon.

La tringlerie 14 est en outre pourvue d'un boîtier de direction postérieur 27 associé aux roues arrière 13. Ce boîtier postérieur 27 peut être constitué par de nombreux types, comme ceux exposés par exemple dans les brevets US 4 406 472 (Furukawa), US 4 506 899 (Sano et al.) et US 4 538 824 (Furukawa et al.). De nombreux autres types de boîtiers de direction connus

peuvent également être utilisés à cette fin. Une descrip-

tion détaillée du bottier postérieur n'est pas nécessaire pour cette forme de réalisation, et l'on décrira seulement sa structure générale. Comme illustré sur la figure 1, le boîtier postérieur 27 présente un arbre rotatif d'entrée 28 qui est relié au second arbre 26

à pignon du boîtier de direction antérieur, par l'inter-

médiaire d'un arbre longitudinal de solidarisation 34 et d'organes d'accouplement situés aux extrémités de cet arbre 34. Le boîtier postérieur 27 est relié à des barres de liaison 31 aux pivots de bracuage 32 par l'entrerise de barres d'accouplement 33, chaque pivot de bracuane 32 portant une fusée pour une roue arrière 13. Le boitier de direction postérieur est agencé de telle sorte qu'il coopère avec le boîtier de direction antérieur pour braquer les roues arrière 13 dans la même direction que les roues avant 12 lorsque l'ampleur de la rotation du volant 11 à partir de sa position neutre est relativement faible, et pour braquer les roues arrière 13 dans la direction opposée à celle des roues avant 12 lorsque cet angle de rotation est relativement grand. L'on fera observer qu'aussi bien les roues avant 12 que les roues arrière 13 sont en liaison mécanique et efficace avec le volant de direction par l'intermédiaire de la 7-

tringlerie 14.

Conformément à l'invention, le système de direction est muni d'un mécanisme de rappel. Comme illustré sur les figures 2 et 3, la boite d'engrenages 19 du boîtier de direction antérieur 17 renferme un mécanisme de rappel 41 se composant d'une surface concave 42 formant came ménagée sur la crémaillère 21; ainsi que d'un dispositif 43 à rouleau qui est monté dans la boite 19 et est normalement poussé vers la surface 42 formant came. Cette surface 42 est façonnée, sur la crémaillère 21, du côté diamétralement opposé à la seconde rangée de dents. La configuration de cette

surface formant came est en outre telle que la profon-

deur d de ladite surface varie dans le sens axial de la crémaillère 21, la profondeur étant maximale au centre de la surface formant came. Lorsque le boîtier de

direction antérieur occupe sa position neutre, le dispo-

sitif 43 à rouleau se trouve en regard de ce centre de la surface formant came. La boite d'engrenages 19 est percée d'un trou 44 de guidage vertical du dispositif

43, juste au-dessous du pignon 26a du second arbre 26.

L'extrémité inférieurv du trou de guidage 44 est obturée par un bouchon 45 formant le fond de ce trou 44. Le dispositif 47 à rouleau comprend un coulisseau 46 Qouvant coulisser axialement dans le trou de guidage 44, ainsi qu'un rouleau 47 fixé sur ce coulisseau 46 par l'intermédiaire d'un palier. Un ressort hélicoidal 48 est intercalé entre le coulisseau 46 et le bouchon 45 pour appliquer audit coulisseau 46 une poussée vers le haut, de manière à plaquer le rouleau 47 contre la surface 42 formant came. Ce rouleau 47 est orienté de façon à rouler en douceur sur la surface 42 lorsque la crémaillère

21 accomplit un mouvement axial.

Dans cet agencement du mécanisme de rappel 41, lorsque le volant de direction 11 est manoeuvré à l'écart de sa position neutre et lorsque le rouleau 47 vient s'appliquer contre la surface formant came en un quelconque emplacement autre que le centre de cette surface, la force développée par ledit rouleau sur ladite surface pousse la crémaillère 21 vers sa position neutre. Une force de rappel est ainsi appliquée à la crémaillère 21. Cette crémaillère 21, l'arbre d'entrée 18 et l'arbre de direction 16 constituent un trajet de transmission de l'effort de braquage, par l'intermédiaire duquel la force de rappel est répercutée au volant de

direction 11 afin de le ramener à sa position neutre.

Par conséquent, le mécanisme de rappel confère au système de direction sa faculté de retour en position, ou bien favorise cette faculté. Du fait que la force de rappel dépend de la rigidité du ressort 48 et de l'inclinaison de la surface formant came, un choix approprié de ces facteurs permet d'améliorer ou d'accroître avantageusement et favorablement la faculté de retour en position du

système de direction.

Les figures 4 et 5 montrent un mécanisme de rappel 41' modifié, qui peut être utilisé en tant que variante de réalisation du mécanisme 41 décrit ci-dessus

à l'appui des figures 2 et 3. Pour permettre une meil-

leure compréhension, des éléments similaires ou corres-

pondants sont désignés par les mêmes références numé-

riques, auxquelles on a ajouté le signe prime (').

Bien que le boîtier de direction antérieur doive être quelque peut modifié pour s'adapter à cette variante du mécanisme 41', la modification nécessaire est aisément à la portée d'un homme de l'art se référant à la

description ci-après du mécanisme 41'. Le boîtier de

direction antérieur comprend une boite d'engrenages 19', une crémaillère 21' et un second arbre 26' à pignon, qui sont tous similaires mais légèrement différents de ceux mentionnés en regard de la figure 1. La crémaillère 21' est néanmoins dépourvue de surface formant came et, à la place, le mécanisme 41' utilise une came 42' qui présente la forme d'un coeur et est quelquefois qualifiée de "came cordiforme". Cette came 42' est assujettie au collet du second arbre 26' à pignon, de telle sorte que le creux ménagé sur la Périphérie de cette came se trouve face au bras d'un pignon 26a' dudit second arbre 26' lorsque le boîtier de direction antérieur occupe sa position neutre. Sur la figure 5, un cercle dont le rayon est égal au rayon maximal de la came et concentrique à cette came sont représentés par des traits mixtes pour mettre en évidence la configuration de ladite came. La boite d'engrenages 19' est percée d'un trou 44' pour guider verticalement un coulisseau 46' qui peut coulisser axialement dans ce trou 44'. L'extrémité inférieure du trou 44' est obturée par un bouchon 45'. Un ressort hélicoidal 48' est intercalé entre le coulisseau 46' et le bouchon 45' pour appliquer au coulisseau 46' une poussée vers le

haut, de façon à appliquer ce coulisseau contre la péri-

phérie de la came. L'extrémité supérieure (ou sommet) du coulisseau 46' présente une surface à fini lisse, de sorte qu'elle peut être en contact coulissant avec

la périphérie de la came moyennant un frottement modeste.

Dans cet agencement du mécanisme de rappel 41', lorsque le volant de direction 11 est manoeuvré à l'écart de sa position neutre, et lorsque le coulisseau porte contre la périphérie de la came en un quelconque emplacement incliné de cette périphérie, c'est-à-dire à un emplacement auquel la ligne normale à la périphérie ne passe pas par le centre de la came, le coulisseau applique la force de rappel à la came, et par conséquent

au second arbre 26' à pignon. Cet arbre 26', la crémail-

lère 21', l'arbre d'entrée du boîtier de direction et l'arbre de direction du volant constituent un trajet 1 0

de transmission de l'effort de braquage par l'intermé-

diaire duquel la force de rappel est répercutée audit volant. De ce fait, le mécanisme de rappel 41' a pour fonction de ramener à force le volant de direction à sa position neutre, ou position centrale. Il est évident que, dans les systèmes de direction mentionnés ci-avant, la plage d'action du mécanisme de rappel dépend de la configuration de la surface concave 42 formant came sur la crémaillère 21, ou de la configuration de la came cordiforme 42'. Cette plage d'action peut être avantageusement définie de la façon suivante: au stade initial, du fait de la réalisation sus mentionnée du système de direction, les roues arrière 13 ne sont braquées dans le même sens que les roues avant 12 que lorsque l'ampleur de la rotation

du volant de direction 11 est relativement faible.

Ainsi, lorsqu'une rotation d'un angle relativement grand est imprimée audit volant, et que les roues arrière sont braquées dans la direction opposée à celle des roues avant, la faculté de retour en position qui est inhérente au système de direction, c'est-à-dire qui n'est pas provoquée par le mécanisme de rappel, n'accuse pas une modicité telle qu'il faille nécessairement recourir au mécanisme de rappel pour améliorer cette faculté de retour en position. Par conséquent, dans de nombreux cas, une sensation de fonctionnement en douceur du volant de direction serait possible en configurant la surface formant came ou ta came cordiforme d'une manière telle que le mécanisme de rappel entre seulement en action dans les limites de la plage dans laquelle l'angle

de rotation dudit volant est relativement faible.

Les figures 6 et 7 illustrent le système de direction selon la deuxième forme de réalisation de l'invention. Cette forme de réalisation est différente

de la première forme sous certains aspects décrits ci-après.

il Cependant, la deuxième forme de réalisation utilise, pour de nombreuses parties, les mêmes structures que

celles de la première forme, et ces structures identi-

ques ne sont pas décrites en détaiL dans le présent mémoire. Des éléments de la deuxième forme de réalisa- tion correspondant à ceux de la première forme de

réalisation seront désignés par les références numé-

riques correspondantes.

Comme le montre la figure 6, la deuxième forme de réalisation comprend un boîtier de direction antérieur 17' associé aux roues avant 12, qui présente un premier arbre 18 à pignon et un second arbre 26 à pignon; un boitier de direction postérieur 27, destiné aux roues arrière 13 et muni d'un arbre rotatif d'entrée

28; ainsi qu'une tringlerie de solidarisation de réa-

lisation mécanique, qui relie mutuellement les roues avant et arrière pour constituer un trajet de transmission de l'effort de braquage. Le boîtier postérieur 27 est d'une structure identique à celle de la première forme de réalisation. Le boîtier antérieur 17' est de même structure que celle décrite en se référant aux figures

1 à 3, sauf qu'il ne renferme aucun mécanisme de rappel.

La tringlerie de solidarisation comprend un arbre longi-

tudinal antérieur 34' dont l'extrémité frontale est reliée, par l'entremise d'une pièce d'accouplement, au

second arbre 26 à pignon du boîtier de direction anté-

rieur; un arbre longitudinal postérieur 34" dont l'extrémité postérieure est reliée, par l'intermédiaire d'une pièce d'accouplement, à l'arbre d'entrée 28 du boîtier de direction postérieur; ainsi qu'un mécanisme de rappel 51 interposé entre ces arbres longitudinaux

34' et 34", qu'il relie l'un à l'autre.

Comme illustré sur la figure 7, le mécanisme de rappel 51 possède un carter 53 de forme générale cylindrique supporté par une console 54 assujettie à une partie du châssis du véhicule, une manchette 55 en caoutchouc étant intercalée entre le carter 53 et La console 54. Deux cuvettes 56 sont emmanchées dans les extrémités respectives du carter, auxquelles elles sont fixées. Chaque cuvette 56 renferme un palier 57 et une garniture d'étanchéité. Les paliers 57 supportent un arbre rotatif 59 dont les extrémités sont destinées à être respectivement reliées, par l'intermédiaire

d'organes d'accouplement appropriés, aux arbres longi-

tudinaux antérieur et postérieur (une partie de l'un des organes d'accouplement est illustré par des traits mixtes sur la figure 7). Un collet 61, muni de gradins 61a sur ses côtés respectifs, est fixé au centre de l'arbre 59 par l'intermédiaire d'une goupille 62. Ce collet 61 présente la même forme qu'un collet 85 illustré sur la figure 11, et utilisé dans la troisième forme

de réalisation décrite ci-après. Le mécanisme 51 com-

porte deux ressorts hélicoldaux 64 dont chacun est intercalé entre le collet 61 et l'une considérée des cuvettes 56. Chaque ressort hélicoidal 64 est également ajusté sur l'arbre 59 et l'une de ses extrémités pénètre dans un évidement 56a ménagé dans la cuvette 56, son autre extrémité s'engageant dans le gradin 61a du collet 61. Les ressorts hélicoidaux 64 peuvent être ou non soumis à une pré-charge lorsque le mécanisme est assemblé, selon la faculté souhaitée de retour en position du véhicule. En cas d'absence d'une pré-charge, lorsque le volant de direction est actionné pour provoquer une rotation de l'arbre 59 à partir de sa position neutre, dans la direction repérée par une flèche R sur la figure 7, l'un des ressorts hélicoidaux (le ressort supérieur sur la figure 7) est bandé sur lui-même et l'autre ressort hélicoldal ne subit aucune déformation. En revanche, lorsqu'une rotation est imprimée à l'arbre 59 dans la direction opposée à partir de sa position neutre, le ressort hélicoldal inférieur sur la figure 7 est bandé sur lui-même et le ressort hélicoldal supérieur sur cette figure ne subit aucune déformation. Le ressort hélicoidal bandé sur lui-même applique un couple de rappel à L'arbre 59, lequel couple est répercuté-au volant de direction 11 (figure 6) pour le ramener à

force à sa position neutre ou position centrale.

Les figures 8 et 9 montrent un mécanisme de rappel modifié, qui peut être utilisé en variante du mécanisme de rappel 51 décrit ci-dessus à l'appui de la figure 7. Des éléments identiques ou correspondants sont désignés par les mêmes indices de référence auxquels

on a accolé le signe prime ('), et seules les diffé-

rences importantes entre les mécanismes font l'objet

d'une description. Dans le mécanisme modifié, l'on

utilise des ressorts spiro;daux 64' à la place des ressorts hélicoîdaux. Un arbre rotatif 59' est dépourvu de collets et porte, à la place, deux gorges axiales 59'a. Un carter 53' de configuration sensiblement cylindrique présente deux gorges axiales 53'a ménagées dans sa surface interne. L'une des extrémités de chaque ressort 64' pénètre dans l'une des gorges 59'a de l'arbre, son autre extrémité s'engageant dans l'une

des gorges 53'a du carter. Lorsqu'une rotation est impri-

mée à l'arbre 59' à partir de sa position neutre, l'un des ressorts 64' est bandé sur lui-même tandis que l'autre ressort est soulagé, et ces deux ressorts 64'

appliquent alors un couple de rappel à l'arbre 59'.

Les figures 10 et 11 montrent un boîtier de direction postérieur utilisé dans un système de direction

selon la troisième forme de réalisation de l'invention.

L'ensemble du système selon cette troisième forme de réalisation est identique à celui de la première forme de réalisation (voir la figure 1), sauf que la troisième forme possède un boîtier de direction antérieur dépourvu d'un mécanisme de rappel, et un boitier de direction

postérieur pourvu, en revanche, d'un tel mécanisme.

L'intégralité du système de cette forme de réalisation n'est pas décrite de manière plus détaillée dans le présent texte. Comme le montre la figure 10, un boîtier de direction postérieur Z7' utilisé dans la troisième forme de réalisation présente une boîte d'engrenages 71 montée sur le châssis du véhicule. Cette boite 71 supporte un arbre rotatif d'entrée 28' par l'intermédiaire de paliers et 76; elle supporte une tige latérale 73 mobile axialement, qui s'étend horizontalement et dont les deux extrémités sont reliées à des barres d'accouplement 33' (correspondant aux barres d'accouplement 33 de la figure 1); et elle renferme un mécanisme assurant la liaison mutuelle efficace entre l'arbre d'entrée 28' et la tige latérale 73. Ce mécanisme se compose d'éléments consistant en des pignons et des cames, et il est agencé de manière à coopérer avec le boîtier de direction antérieur pour provoquer un mode de braquage dans lequel les roues arrière sont braquées dans le même sens que les roues avant lorsque l'angle de rotation du volant de direction à partir de sa position neutre est relativement faible, et dans le sens opposé à celui des roues avant quand cet angle de retation dudit volant est relativement grand. Ce mécanisme incorporé dans le bottier postérieur 27' est sensiblement le même que l'un de ceux exposes dans la demande de brevet GB-2 161 437 A (Sano et al.) publiée le 15 janvier 1986; et un spécialiste peut concevoir le boitier de direction postérieur de cette forme de réalisation en se fondant

sur le présent mémoire en même temps que sur les ensei-

gnements de cette demande britannique.

Le boîtier de direction postérieur 27' renferme un mécanisme de rappel 81 qui comprend un cylindre 82 et une bague 83, l'un et l'autre étant ajustés sur l'arbre d'entrée 28'. Comme illustré sur les figures 10 et 11, le cylindre 82 présente une protubérance radiale 82a pénétrant dans un évidement pratiqué dans la surface interne de la boite d'engrenage 71, afin d'empêcher une rotation du cylindre 82, ainsi qu'une protubérance axiale 82b qui pénètre dans une encoche 83a ménagée dans la bague 83, de façon à empêcher une rotation de cette bague 83. Le mécanisme de rappel 81 se compose par ailleurs d'un collet 85 qui est fixé sur l'arbre d'entrée 28' et présente deux gradins 85a et 85b sur ses côtés respectifs, ainsi que d'une paire de ressorts hélicoldaux 86 qui sont disposés sur les côtés respectifs du collet 85 tout en étant ajustés sur l'arbre d'entrée 28'. L'une des extrémités de l'un des ressorts 86 pénètre dans un évidement ménagé dans l'extrémité frontale (extrémité supérieure sur la figure 10) du cylindre 82, son autre extrémité pénétrant dans le gradin a du collet 85. L'une des extrémités de l'autre des ressorts 86 s'engage dans l'encoche 83a creusée dans la bague 83, son autre extrémité pénétrant dans le gradin

b du collet 85.

Le mécanisme de rappel 81 fonctionne de la même manière que le mécanisme de rappel 51 de la

figure 7, utilisé dans la deuxième forme de réalisation.

De surcroît, grâce à la présence du mécanisme de rappel dans le boîtier de direction postérieur selon la troisième forme de réalisation, ce boîtier postérieur est automa-

tiquement maintenu dans sa position neutre lorsqu'il a été assemblé et qu'il n'est pas encore relié à d'autres éléments devant être solidarisés, comme par exemple les barres d'accouplement et l'arbre longitudinal destiné à le relier au boîtier de direction antérieur. Ce centrage automatique confère une facilité lors du montage du boîtier postérieur sur le châssis du véhicule et lors de la liaison de ce boitier postérieur avec les autres éléments, et il est par conséquent avantageux pour

l'assemblage et la maintenance du véhicule.

La figure 12 illustre un système de direction selon la quatrième forme de réalisation de l'invention. Certains éléments constitutifs de ce système sont identiques à ceux de la première forme de réalisation illustrée sur la figure 1. De tels éléments sont désijnes par les indices de référence correspondants et ne sont pas décrits en détail dans le présent mémoire. Par ailleurs, des éléments similaires sont repérés par les références numériques correspondantes, affectées du

signe "seconde" (").

Le système de direction selon la quatrième forme de réalisation présente un boitier de direction antérieur 17" associé aux roues avant 12. Ce boitier antérieur 17" est du type à crémaillère et à pignon, et il est muni d'une boite d'engrenages 19" illustrée schématiquement sur la figure 12. Une crémaillère 21"

du boitier de direction antérieur est en liaison méca-

nique et efficace avec un volant de direction 11 par l'intermédiaire d'un arbre d'entrée 18", ainsi qu'avec

les roues avant 12 par l'intermédiaire de barres d'ac-

ceu.lement 22 et de pivots de braquage 24. Le boitier 17"

est par ailleurs équipé d'un système auxiliaire hydrau-

lique 102 qui comprend un piston 104 fixé à la crémail-

lère 21"; un cylindre 105 formant un seul tenant avec la boîte d'engrenages 19"; une valve de commande 106 reliée efficacement à l'arbre d'entrée 18" pour commander les flux d'huile hydraulique en direction et en provenance du cylindre 105; et un circuit hydraulique 107 associé à cette valve de commande 106. Divers autres types de systèmes auxiliaires classiques peuvent également être utilisés dans cette forme de réalisation. Les modes de fonctionnement de systèmes auxiliaires hydrauliques sont bien connus et n'appellent par conséquent aucune

description.

Le système de direction présente par ailleurs un boîtier de direction postérieur 27" associé aux roues arrière 13. Ce boîtier postérieur 27" est doté d'un arbre rotatif d'entrée (non illustré) et il est relié aux roues arrière 13 par l'intermédiaire de barres d'accouplement 33 et de pivots de braquage 32. De

ncrbreux types d'engrenaaes classiques de direc-

tion, munis d'arbres rotatifs d'entree et pouvant être reliés avec des barres d'accouplement, peuvent être utilisés dans le système de cette forme de réalisation. Le boîtier

de direction postérieur 27" est équipé d'un servoméca-

nisme 121 qui comprend un dispositif d'actionnement 122 pourvu d'un moteur électrique et d'une source de puissance pour ce moteur; un dispositif de commande

électronique 123 coopérant avec le dispositif d'action-

nement 122; et des détecteurs se décomposant en un détecteur de vitesse 131, un détecteur 132 de l'angle des roues avant et un détecteur 133 de l'angle des roues arrière. Le détecteur de vitesse 131 est d'une réalisation classique pour engendrer des signaux de sortie en réaction à la vitesse de déplacement du véhicule. Par exemple, ce détecteur de vitesse 131

peut consister en la combinaison d'un générateur d'impul-

sions associé à un essieu du véhicule pour engendrer des impulsions à une fréquence correspondant à la vitesse angulaire de cet essieu, et d'un codeur des impulsions provenant dudit générateur. Le détecteur 132 de l'angle des roues avant assujetti à un arbre de direction 16 du boîtier de direction, afin d'engendrer des signaux de sortie représentatifs de la position angulaire dudit

arbre 16 et par conséquent du volant de direction 11.

Du fait que l'angle de virage (angle de braquage) des roues avant 12 dépend de la position angulaire du volant 11, les signaux émis par ce détecteur correspondent à l'angle de virage des roues avant 12. Différents détecteurs classiques de position angulaire peuvent être employés à cette fin. Le détecteur 133 de l'angle des roues arrière est d'une réalisation similaire à celle du détecteur 132 et il est assujetti à l'arbre d'entrée du boîtier de direction postérieur 27". Les signaux de sortie de ces détecteurs 131, 132 et 133 sont appliques au dispositif de commande électronique 123. Le dispositif de commande électronique 123

engendre successivement en- lui-même des signaux repré-

sentant des angles de braquage souhaités des roues

arrière 13, signaux désignés ci-après par "signaux DTA".

Chaque signal DTA dépend des derniers signaux délivrés par le détecteur 132 de l'angle des roues avant et par le détecteur de vitesse 131. Les signaux de sortie du détecteur 133 de l'angle des roues arrière représentent des angles effectifs de braquage de ces roues arrière 13, et ils seront désignés ci-après par "signaux ATA". Le dispositif de commande 123 évalue successivement le dernier signal DTA et le dernier signal ATA, afin de délivrer des signaux pour commander le dispositif d'actionnement 122 raccordé à l'arbre

d'entrée du boîtier de direction postérieur. Par consé-

quent, les signaux ATA provenant du détecteur 133 de l'angle des roues arrière sont appliqués au dispositif de commande 123 en tant que signaux de réaction, ce qui

forme une boucle de réaction pour le servomécanisme 121.

Le mode de fonctionnement du servomécanisme 121 avec ce dispositif de commande 123 est tel que l'angle de braquage des roues arrière 13 soit commandé sur la base de la vitesse du véhicule et de l'angle de braquage des roues avant 12. Plus particulièrement, les roues arrière sont assurément braquées dans le même sens que les roues avant lorsque le véhicule négocie une courbe à une vitesse relativement grande, et dans Le sens opposé à celui des roues avant lorsque ce véhicule vire à vitesse relativement faible. L'on connait divers circuits classiques de commande connus pour servomécanismes à boucles de réaction. De nombreux circuits de ce genre peuvent être utilisés pour le servomécanisme précité de cette forme de réalisation, moyennant des modifications mineures et évidentes qui sont à la portée d'un spécialiste du domaine de la commande. C'est pourquoi les détails du circuit du dispositif de commande 123 ne sont pas

décrits dans le présent mémoire.

L'on fera observer que le volant de direction 11 n'est pas relié mécaniquement aux roues arrière 13 dans cette forme de réalisation, mais que leur liaison

efficace est assurée au moyen du servomécanisme 121.

Le boîtier de direction antérieur 17" décrit ci-dessus est par ailleurs muni d'un mécanisme de rappel 41", dont la réalisation est similaire à celle du mécanisme de rappel 41 des figures 2 et 3, utilisé

dans la première -forme de réalisation. PLus particuliè-

rement, la crémaillère 21" du boitier antérieur 17" possède une seule et unique rangée de dents dans laquelle

engrène un pignon solidaire de l'arbre d'entrée 18".

Une surface concave 42" formant came est ménagée sur la crémaillère 21" du côté diamétralement opposé à ta rangée de dents. Un dispositif 43" à rouleau, qui présente la même réalisation et est guidé de la même manière que le dispositif 43 des figures 2 et 3, et est prévu dans la boîte d'engrenage 19" et il coopère avec

la surface 42" afin de développer une force de rappel.

Les détails du mécanisme de rappel 41", de même que ses fonctions, ses points positifs et ses avantages, correspondent à ceux du mécanisme de rappel

41 de la première forme de réalisation.

Si l'on considère les première et quatrième formes de réalisation, l'on constate que, grâce à la présence du mécanisme de rappel logé dans le boîtier de direction antérieur et associé audit boîtier dans chacune de ces formes de réalisation, ledit boîtier antérieur est à coup sûr maintenu automatiquement dans sa position neutre lorsqu'il a été assemblé et n'est

pas encore relié à d'autres éléments devant être soli-

darisés, tels que les barres d'accouplement et les arbres de direction. Ce centrage automatique confère une commodité au stade du montage du boîtier de direction antérieur sur le châssis du véhicule et de la liaison de ce boîtier antérieur avec d'autres éléments; ce centrage est par conséquent avantageux pour l'assemblage et la maintenance du véhicule, comme tel est également le cas pour le boîtier de direction postérieur de la

troisième forme de réalisation.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système décrit et représenté,

sans sortir du cadre de l'invention.

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Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Système de direction équipant un véhicule muni d'un volant -de direction (11) et de roues avant (12) et arrière (13) braquables, système caractérisé par le fait qu'il présente: - une tringterie (14) assurant la liaison mutuelle efficace entre ledit volant de direction (11) et lesdites roues avant (12) et arrière (13), de manière à braquer ces roues avant et arrière en réaction à une manoeuvre dudit volant;

- par le fait que la tringlerie est une trin-

glerie mécanique (14) reliée mécaniquement audit volant (11), afin de transmettre un effort de braquage; et, - par le fait que la tringlerie mécanique est munie de moyens de rappel (41), qui appliquent une force de rappel à cette tringlerie mécanique (14) afin

de solliciter ledit volant (11) vers sa position neutre.

2. Système selon la revendication 1, carac-

térisé par le fait que la tringlerie mécanique renferme des éléments (14; 17', 27, 34', 34", 51; 17", 27", 121) constituant un trajet de transmission de l'effort de braquage aux roues avant (12); et par le fait que les moyens de rappel comprennent un mécanisme (41; 41'; 41"; 51; 81) développant une force de rappel et associé à l'un desdits éléments pour lui appliquer

une force de rappel.

3. Système selon la revendication 1, carac-

térisé par le fait que la tringlerie mécanique comprend un boîtier de direction antérieur (17) associé aux roues avant (12), un boîtier de direction postérieur (27) associé aux roues arrière (13) et des éléments reliant ces boîtiers de direction antérieur et postérieur (17, 27); et par le fait que les moyens de rappel consistent en un mécanisme (41) qui développe une force de rappel

et est associé à l'un desdits éléments pour lui appli-

quer une force de rappel.

4. Système selon la revendication 1, carac-

térisé par le fait que la tringlerie mécanique comprend un boîtier de direction antérieur (17') associé aux roues avant (12), un boîtier de direction postérieur (27') associé aux roues arrière (13) et des moyens pour relier ces boîtiers antérieur et postérieur; par le fait que ledit boîtier postérieur (27') renferme des éléments qui constituent un trajet de transmission de l'effort de braquage aux roues arrière (13); et par le fait que les moyens de rappel comprennent un mécanisme (51) qui développe une force de rappel, est monté sur ledit boîtier postérieur (27') et est associé à l'un

desdits éléments pour lui appliquer une force de rappel.

5. Système selon la revendication 1, carac-

térisé par le fait que la tringlerie mécanique comprend un boîtier de direction antérieur (17") associé aux roues avant (12), un boîtier de direction postérieur (27") associé aux roues arrière (13) et des moyens pour relier ces boîtiers antérieur et postérieur; par le fait que ledit boîtier antérieur (17") renferme des éléments qui constituent un trajet de transmission de l'effort de braquage aux roues avant (12); et par le fait que les moyens de rappel corï.rennert un mécanisme (81; 121) qui développe une force de rappel, est monté sur ledit boîtier antérieur (17") et est associé à l'un desdits éléments pour lui appliquer une force

de rappel.