FR2874367A1

FR2874367A1 - Steering system e.g. steering gear, for motor vehicle, has tie rods cooperating with steering column lever through two articulations including hinge shafts and connecting yokes, where articulations have only two degrees of freedom

Info

Publication number: FR2874367A1
Application number: FR0451891A
Authority: FR
Inventors: Yann Pissonnier; Herve Focqueur
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2006-02-24
Anticipated expiration: 2024-08-23
Also published as: FR2874367B1

Abstract

The system has a steering column lever (1) driven in movement by a steering column and two tie rods (5d, 5g). The rods cooperate with the lever by means of two corresponding articulations constituted of hinge shafts (2, 4d, 4g) and connecting yokes (3d, 3g, 51d, 51g). The articulations comprise of only two degrees of freedom. The hinge shaft (2) is common to the two articulations.

Description

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DISPOSITIF DE DIRECTION POUR VEHICULE A MOTEUR STEERING DEVICE FOR MOTOR VEHICLE

La présente invention concerne un mécanisme de direction pour véhicule à moteur. The present invention relates to a steering mechanism for a motor vehicle.

Classiquement les timoneries de direction des véhicules à moteur utilisent des biellettes de direction s'étendant entre les roues directrices et un organe d'actionnement solidaire de la colonne de direction. Ces biellettes sont articulées à leurs deux extrémités par des liaisons de type rotule. Cette double liaison rotule est capable d'entraîner dans certaines circonstances une rotation des biellettes sur leur axe, ce qui peut s'avérer préjudiciable. Conventionally the steering linkages of motor vehicles use steering rods extending between the steering wheels and an actuator integral with the steering column. These rods are articulated at both ends by ball-type links. This double ball joint is capable of causing in certain circumstances a rotation of the rods on their axis, which can be detrimental.

La présente invention vise à palier ces inconvénients en proposant un 15 mécanisme de direction par lequel les biellettes de direction sont immobilisées en rotation. The present invention aims to overcome these disadvantages by providing a steering mechanism by which the steering rods are immobilized in rotation.

Le dispositif de direction selon l'invention concerne un véhicule à moteur à deux trains de roue(s), l'un avant et l'autre arrière, dont l'un au moins est moteur et dont l'un au moins est directeur, ce dispositif étant du type comportant une timonerie comprenant un organe d'actionnement entraîné en mouvement par la colonne de direction tel qu'un levier entraîné à pivotement à partir de la colonne de direction et deux biellettes de direction. The steering device according to the invention relates to a motor vehicle with two wheel trains (s), one at the front and one at the rear, at least one of which is a motor and at least one of which is a steering wheel. this device being of the type comprising a wheelhouse comprising an actuating member driven in movement by the steering column such as a lever driven to pivot from the steering column and two steering rods.

Selon l'invention, le dispositif est caractérisé en ce que chacune des biellettes coopère avec l'organe d'actionnement au moyen d'une articulation correspondante, ces articulations possédant seulement deux degrés de liberté. According to the invention, the device is characterized in that each of the links cooperates with the actuating member by means of a corresponding articulation, these joints having only two degrees of freedom.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, ces articulations interdisent la rotation des biellettes sur leurs axes. According to another feature of the present invention, these joints prohibit the rotation of the rods on their axes.

2874367 2 Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, ces articulations possèdent deux axes de pivotement distincts. According to another feature which is the subject of the present invention, these articulations have two distinct pivoting axes.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, les axes de pivotement de ces articulations ne sont pas concourants. According to another characteristic of the present invention, the pivot axes of these joints are not concurrent.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, les axes de pivotement de ces articulations s'étendent à une distance 10 prédéterminée l'un de l'autre. According to another characteristic of the present invention, the pivot axes of these joints extend at a predetermined distance from one another.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, ces articulations ont en commun un même axe de pivotement. According to another characteristic of the present invention, these joints share a common pivot axis.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, ces articulations n'ont aucun axe de pivotement en commun. According to another feature of the present invention, these joints have no common pivot axis.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, chaque biellette coopère, à son extrémité opposée à l'articulation avec l'organe d'actionnement, avec une roue au moyen d'une liaison à trois degrés de liberté de type rotule. According to another characteristic of the present invention, each link cooperates, at its end opposite the articulation with the actuating member, with a wheel by means of a connection to three degrees of freedom of the ball joint type.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, ces articulations se composent de deux fourches montées à pivotement 25 selon deux arbres dont les axes sont perpendiculaires l'un à l'autre. According to another feature which is the subject of the present invention, these articulations consist of two forks pivotally mounted according to two shafts whose axes are perpendicular to one another.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, un même arbre de pivotement est commun aux deux articulations. According to another characteristic of the present invention, the same pivot shaft is common to both joints.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, l'arbre de pivotement commun aux deux articulations est fixé à une extrémité de l'organe d'actionnement. According to another characteristic of the present invention, the pivot shaft common to both joints is fixed at one end of the actuating member.

2874367 3 Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, chaque articulation comprend une première fourche fixée rigidement à l'extrémité de la biellette correspondante et une seconde fourche de liaison s'étendant de façon amovible entre la première fourche, à laquelle elle est articulée et l'organe d'actionnement auquel elle est également articulée. According to another characteristic of the present invention, each articulation comprises a first fork rigidly attached to the end of the corresponding link and a second connecting fork extending removably between the first fork, to which it is articulated. and the actuating member to which it is also articulated.

Selon une autre caractéristique objet de la présente invention, ces 10 articulations sont formées de pièces parfaitement similaires. According to another characteristic of the present invention, these joints are formed of perfectly similar parts.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en perspective partielle de la timonerie de direction selon l'invention. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 represents a partial perspective view of the steering linkage according to the invention.

La présente invention a pour objet une timonerie pour véhicule à moteur. Ce véhicule non détaillé plus avant comprend classiquement deux trains de roue(s), l'un avant et l'autre arrière, dont l'un au moins est moteur et donc l'un au moins est directeur. La propulsion du véhicule est assurée par au moins, un moteur du type thermique ou électrique. The present invention relates to a wheelhouse for a motor vehicle. This vehicle not detailed before conventionally comprises two sets of wheel (s), one before and the other rear, at least one of which is motor and therefore at least one director. The propulsion of the vehicle is provided by at least one engine of the thermal or electrical type.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque roue motrice est équipée d'un moteur électrique (équipé ou non d'un réducteur), moteur électrique alimenté par une source d'énergie électrique appropriée, batterie ou encore pile à combustible, embarquée sur ledit véhicule. According to one embodiment of the present invention, each drive wheel is equipped with an electric motor (with or without a gearbox), an electric motor powered by a suitable electrical power source, a battery or a fuel cell, on board on said vehicle.

Selon l'exemple de réalisation considéré, chaque roue directrice est classiquement reliée au châssis du véhicule par deux éléments de 2874367 4 suspension articulés d'un côté sur la roue par l'intermédiaire, par exemple, du moteur électrique et de l'autre sur le châssis. De tels éléments de suspension peuvent être réalisés sous la forme d'un triangle de suspension inférieur et d'un triangle de suspension supérieur, l'articulation de ces triangles côté roue étant une rotule et celle sur le châssis étant un axe sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. According to the embodiment considered, each steering wheel is conventionally connected to the chassis of the vehicle by two suspension elements articulated on one side on the wheel via, for example, the electric motor and the other on the chassis. Such suspension elements may be made in the form of a lower wishbone and an upper wishbone, the articulation of these wheel-side triangles being a ball joint and that on the chassis being an axis substantially parallel to the longitudinal axis of the vehicle.

Chaque roue directrice coopère par ailleurs avec des ressorts et 10 amortisseurs qui sont mis en place de façon classique et qui ne seront donc pas détaillés plus avant Chaque roue directrice coopère également en un point non porté par la droite de jonction des centres des deux rotules des triangles de suspension, droite définissant l'axe d'orientation de la roue encore appelé axe de direction, avec une biellette de direction appropriée qui sera détaillée ci-après. Each steering wheel also cooperates with springs and dampers which are set up in a conventional manner and which will therefore not be further detailed. Each steering wheel also cooperates at a point not worn by the junction line of the centers of the two ball joints. suspension triangles, right defining the axis of orientation of the wheel also called steering axis, with a suitable steering rod which will be detailed below.

Le mécanisme de direction comprend un volant ou encore un guidon 20 manoeuvrant une colonne de direction portée par le châssis du véhicule. The steering mechanism comprises a steering wheel or a handlebar 20 manipulating a steering column carried by the vehicle chassis.

En se reportant à la figure 1, on voit un levier de colonne de direction 1 dont l'extrémité 11 est destinée à coopérer avec cette colonne de direction non figurée. Le levier 1 se trouve ainsi monté à pivotement dans un plan P, par exemple horizontal, s'étendant perpendiculairement à la l'axe de la colonne de direction. Referring to Figure 1, we see a steering column lever 1 whose end 11 is intended to cooperate with this unrepresented steering column. The lever 1 is thus pivotally mounted in a plane P, for example horizontal, extending perpendicularly to the axis of the steering column.

L'extrémité 12 du levier 1 qui s'étend à l'opposée de l'extrémité 11, comporte un passage logeant un arbre d'articulation 2 dont l'axe s'étend 30 sensiblement perpendiculairement au plan P. 2874367 5 Autour de cet arbre 2 faisant saillie de part et d'autre du levier 1, se trouvent articulées à pivotement deux fourches de liaison indépendantes l'une de l'autre, respectivement 3d et 3g, s'étendant de part et d'autre du levier 1, dans des plans perpendiculaires au plan P, en direction respectivement d'une roue droite et d'une roue gauche d'un même train de roues. The end 12 of the lever 1 which extends opposite the end 11, comprises a passage housing a hinge shaft 2 whose axis extends substantially perpendicular to the plane P. 2874367 5 Around this 2 protruding from both sides of the lever 1 are pivotally articulated two connecting forks independent of each other, respectively 3d and 3g, extending on either side of the lever 1, in planes perpendicular to the plane P, in the direction respectively of a right wheel and a left wheel of the same set of wheels.

Les fourches de liaison 3d, 3g sont sensiblement de formes et de dimensions identiques et sont constituées de deux bras qui convergent vers un axe de pivotement sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'arbre 2. Afin que ces axes de pivotement se trouvent sensiblement dans le même plan, les fourches sont constituées par deux pièces de forme non symétrique et qui sont montées tête-bêche l'une par rapport à l'autre sur l'arbre 2. Les extrémités des deux bras qui sont opposés à cet axe de pivotement comportent des passages pour l'arbre d'articulation 2. The connecting forks 3d, 3g are substantially of identical shapes and dimensions and consist of two arms that converge towards a pivot axis substantially perpendicular to the axis of the shaft 2. In order that these pivot axes are substantially in the same plane, the forks are constituted by two pieces of non-symmetrical shape and which are mounted head to tail relative to each other on the shaft 2. The ends of the two arms which are opposite to this pivot axis have passages for the hinge shaft 2.

L'immobilisation axiale des fourches de liaison 3d, 3g sur l'arbre 2 est opérée au moyen d'un circlip disposé à l'extrémité supérieure de l'arbre 2 après la mise en place des fourches de liaison 3d et 3g, l'extrémité inférieure de l'arbre 2 comportant, elle, un épaulement formant butée. Axial immobilization of the connecting forks 3d, 3g on the shaft 2 is effected by means of a circlip disposed at the upper end of the shaft 2 after the introduction of the connecting forks 3d and 3g, the lower end of the shaft 2 having it, a shoulder forming a stop.

L'extrémité de chacune des fourches de liaison 3d et 3g opposée à l'axe 2 comporte donc un passage logeant un arbre d'articulation, respectivement 4d et 4g. Ces arbres ont leurs axes de pivotement s'étendant sensiblement dans le plan P. Autour de chacun de ces arbres d'articulation 4d et 4g, se trouve articulée à pivotement une extrémité formant fourche, respectivement 30 51d et 51g, d'une biellette de direction, respectivement 5d et 5g. The end of each of the connecting forks 3d and 3g opposite the axis 2 thus comprises a passage housing a hinge shaft, respectively 4d and 4g. These shafts have their axes of rotation extending substantially in the plane P. Around each of these articulation shafts 4d and 4g, is pivotally articulated a fork end, respectively 51d and 51g, of a connecting rod. direction, respectively 5d and 5g.

2874367 6 Les fourches 51d et 51g sont sensiblement de formes et de dimensions identiques et sont constituées de deux bras qui convergent vers un point de fixation sur la tige de la biellette correspondante. Les extrémités des deux bras qui sont opposés à ce point de fixation comportent des passages pour l'arbre d'articulation 4d ou 4g. The forks 51d and 51g are substantially of identical shapes and dimensions and consist of two arms that converge towards a point of attachment on the rod of the corresponding rod. The ends of the two arms which are opposed to this point of attachment comprise passages for the articulation shaft 4d or 4g.

L'immobilisation axiale des fourches 51d et 51g sur leurs arbres respectifs 4d et 4g est opérée de façon similaire à celle des fourches de liaison sur l'arbre 2, au moyen d'un circlip disposé à une extrémité des arbres 4d et 4g après la mise en place des fourches 51d et 51g, l'autre extrémité des arbres 4d et 4g comportant un épaulement formant butée. The axial immobilization of the forks 51d and 51g on their respective shafts 4d and 4g is operated in a manner similar to that of the connecting forks on the shaft 2, by means of a circlip disposed at one end of the shafts 4d and 4g after the placing the forks 51d and 51g, the other end of the shafts 4d and 4g having a shoulder forming a stop.

Chacune des fourches 51d et 51g est fixée rigidement à l'extrémité d'une biellette de direction correspondante 5d et 5g. L'autre extrémité de ces biellettes de direction coopère avec une roue par l'intermédiaire d'une liaison de type rotule classique non figurée. Each of the forks 51d and 51g is fixed rigidly to the end of a corresponding steering rod 5d and 5g. The other end of these steering rods cooperates with a wheel via a conventional ball joint type not shown.

Une telle timonerie de direction décompose les degrés de liberté 20 apportés par une rotule et tout en servant d'anti-rotation à la biellette de direction. Such a steering linkage decomposes the degrees of freedom provided by a ball and while serving as anti-rotation to the steering rod.

Cet ensemble mécanique se compose ainsi de deux liaisons pivot (au lieu de trois pour une rotule), l'une verticale entre le levier de commande et la fourche de liaison, l'autre horizontale entre la fourche de liaison et la biellette. La première liaison permet pendant la phase de braquage, à la biellette, de tourner par rapport au levier de commande, tandis que la seconde liaison pivot permet à la biellette de direction de débattre pendant la phase de débattement de la suspension. This mechanical assembly thus consists of two pivot connections (instead of three for a ball joint), one vertical between the control lever and the connecting fork, the other horizontal between the connecting fork and the connecting rod. The first link allows during the steering phase, the rod, to rotate relative to the control lever, while the second pivot connection allows the steering linkage to debate during the phase of movement of the suspension.

De plus, cette fourche de liaison 3d, 3g entre l'axe de commande de direction et les biellettes de direction, à la particularité d'être la même 2874367 7 pièce à droite et à gauche, il suffit de la retourner sur son axe pour la monter à droite ou à gauche. In addition, this link fork 3d, 3g between the steering control shaft and the steering rods, the peculiarity of being the same room on the right and left, just turn on its axis for turn it right or left.

L'articulation reliant chacune des biellettes, respectivement 5d et 5g, à la colonne de direction, comprend donc deux axes de pivotement, respectivement ceux des arbres 2 et 4d et 2 et 4g, qui ne sont pas concourants. Cette disposition permet d'ajuster au mieux la distance séparant ces deux axes de pivotement par rapport aux cinématiques souhaitées de la suspension et de la direction. The articulation connecting each of the rods, respectively 5d and 5g, to the steering column, therefore comprises two pivot axes, respectively those of the shafts 2 and 4d and 2 and 4g, which are not concurrent. This arrangement makes it possible to better adjust the distance separating these two pivot axes from the desired kinematics of the suspension and the direction.

Ce système permet par ailleurs, d'avoir les points d'épure qui coïncident, en braquage, ce qui permet de diminuer l'écart d'angle de braquage entre la roue droite et la gauche. Ceci améliore le rayon de braquage. Enfin, elle pei n'et de répartir les efforts et de ne pas engendrer des moments sur les bras de leviers. This system also makes it possible to have the points of sharpness which coincide, in steering, which makes it possible to reduce the difference in steering angle between the right wheel and the left. This improves the turning radius. Finally, she can not spread the effort and not generate moments on the arms of levers.

Bien évidemment la présente invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation décrit ci-dessus et on peut apporter à celuici de nombreux changements ou modifications sans sortir de la présente invention. Obviously the present invention is not limited to the particular embodiment described above and can be made to it many changes or modifications without departing from the present invention.

Ainsi, les deux triangles de liaison 3d, 3g peuvent être réunis en une seule pièce monobloc en forme de losange. Thus, the two connecting triangles 3d, 3g can be joined into a single diamond-shaped one-piece piece.

Ainsi, l'utilisation d'un même arbre 2 pour les articulations gauche et droite permet d'avoir une timonerie parfaitement symétrique entre la gauche et la droite. Pour certaines applications il peut être nécessaire de dissymétriser la timonerie et pour ce faire d'utiliser deux arbres 2 distincts l'un de l'autre qui sont portés par le levier 1. Thus, the use of the same shaft 2 for the left and right joints allows for a perfectly symmetrical wheelhouse between the left and right. For some applications it may be necessary to dissymmetrize the wheelhouse and to do so to use two shafts 2 different from each other which are carried by the lever 1.

Ainsi, dans l'exemple illustré les deux axes de pivotement, respectivement 2 et 4d et 2 et 4g, de chacune des articulations reliant 2874367 8 une biellette, respectivement 5d et 5g, au levier 1 sont non concourants et distant l'un de l'autre d'une distance adaptée. Pour certaines applications il peut être préférable de rendre ces deux axes concourants. Thus, in the illustrated example, the two pivoting axes, respectively 2 and 4d and 2 and 4g, of each of the joints connecting a rod 2874367, respectively 5d and 5g, to the lever 1 are non-concurrent and remote one of the another of a suitable distance. For some applications it may be preferable to make these two axes concurrent.

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Claims

CLAIMS [1] Steering device for a motor vehicle with two wheel sets (s), one at the front and one at the rear, at least one of which is a motor and at least one of which is a director, of the type comprising a wheelhouse comprising an actuating member (1) driven in motion by a steering column and two steering links (5d, 5g), characterized in that each of said links (5d, 5g) cooperate with said member by means of a corresponding hinge (2,3d, 4d, 51d, 2,3g, 4g, 51g), said hinge (2,3d, 4d, 51d, 2,3g, 4g, 51g) having only two degrees of freedom. [2] Steering device according to claim 1, characterized in that said joints (2,3d, 4d, 51d, 2,3g, 4g, 51g) prohibit the rotation of said rods (5d, 5g) on their axes. [3] Steering device according to any one of claims 1 to 2, characterized in that said joints (2,3d, 4d, 51d, 2,3g, 4g, 51g) have two separate pivot axes (2,4d ; 2.4g). [4] Steering device according to claim 3, characterized in that said pivot axes (2,4d, 2,4g) are not concurrent. [5] Steering device according to any one of claims 3 to 4, characterized in that said pivot axes (2,4d, 2,4g) extend at a predetermined distance from one another. [6] Steering device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that said joints (2,3d, 4d, 51d, 2,3g, 4g, 51g) have in common one pivot axis (2 ).

Steering device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that said joints (2,3d, 4d, 51d, 2,3g, 4g, 51g) have no pivot axis ( 2) in common.

[8] Steering device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that each rod (5d, 5g) cooperates at its end opposite to said hinge (2,3d, 4d, 51d, 2,3g, 4g , 51g) with a wheel by means of a connection with three degrees of freedom of ball-type.

[9] Steering device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that each joint consists of two forks (3d, 51d, 3g, 51g) pivotally mounted along two perpendicular shafts (2,4d; 4g).

[10] Steering device according to claims 6 and 9, characterized in that the same pivot shaft (2) is common to both joints.

[Il] steering device according to claim 10, characterized in that said pivot shaft (2) common to both joints is attached to an end of said member (1).

[12] Steering device according to any one of claims 9 to 11, characterized in that each joint comprises a first fork (51d; 51g) rigidly attached to the end of the corresponding rod (5d; 5g) and a second connecting fork (3d; 3g) extending removably between said first fork (51d; 51g) and said member (1).

[13] Steering device according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the two joints are formed of perfectly similar parts (2,3d, 4d, 51d, 2,3g, 4g, 51g).