Brevet FR2307692A1 — publié le 19761112

L'invention concerne un système de direction d'un véhicule, permettant, à l'aide d'un organe de manoeuvre, en particulier d'un volant, de faire pivoter autour d'un axe vertical, au moins, une roue directrice située dans un pian vertical. La présente invention se propose de fournir un système de direction susceptible d'entre fabriqué en petites séries à des prix de revient très bas ; elle vise en outre un système de direction apte à fonctionner en l'absence totale de graissage, de sorte qu'il puisse être disposé sans inconvénient sur un véhicule à propulsion électrique à proximité d'équipements électriques. I1 existe actuellement plusieurs types de système de direction. L'un très répandu est le système à crémaillère qui présente l'inconvénient d'être onéreux s'il est fabriqué en petitesséri et de requérir un graissage et un entretien régulier. Un autre type de système est constitué par un jeu de pignons assurant la transmission entre l'arbre de direction et la ou les roues directrices. Toutefois, de par sa nature, ce système manque de souplesse et de précision, en raison notamment du jeu existant entre dents des pignons en prise, ainsi que du mode d'engrènement des couples de pignons dont les dents en prise présentent des positions relatives variables le long de chaque pas de la denture. Il est possible par une taille spéciale en chevrons, de réduire le jeu entre dents ; toutefois, le codt des pignons est alors fortement augmenté. Par ailleurs, existe un système de transmission bien connu par courroie souple ; toutefois, malgré sa souplesse, ce système ne peut être employé dans la direction de véhicule requérant une sécurité rigoureuse : une rupture toujours possible de la courroie de transmission priverait, en effet, le conducteur de tous moyens de contrôler la trajectoire de son véhicule et rendrait ce dernier dangereux. De plus, le couple transmissible par de tels systèmes est limité. La présente invention a pour objectif de fournir un système de direction dépourvu des défauts sus-évoqués, pour bénéficier à la fois d'une grande souplesse, d'une bonne précision et d'une sécurité rigoureuse et pour & re capable de transmettre des couples de valeur élevée. Un autre objectif est de fournir un système pouvant être fabriqué à très bas prix de revient pour des véhicules fabriqués en petites séries. Un autre objectif est de rendre ce système compatible avec la présence d'équipements électriques à son voisinage. Un autre objectif est de permettre, le cas échéant, une rotation d'amplitude élevée de la roue, en particulier sur 360". A cet effet, un système de direction permettant, à l'aide d'un organe de manoeuvre, de faire pivoter au moins une roue directrice dans un plan vertical, est porté par une membrure du véhicule, laquelle est, en particulier, supportée par le châssis dudit véhicule par l'entremise d'une suspension la roue directrice est montée sur un essieu porté par une pièce-support qui est articulée sur cette membrure par un axe vertical.Selon l'invention, le système de direction comprend un pignon d'entrée, relié par l'intermédiaire d'un arbre de direction à l'organe de manoeuvre en vue de tourner avec celui-ci, un pignon de sortie monté sur l'axe d'articulation de la piècesupport sus-évoquée, de sorte que la rotation de ce pignon en traSne la rotation de cette pièce-support autour dudit axe, une courroie crantée dont le crantage est adapté à la denture des pignons, ladite courroie étant disposée en prise avec le pignon d'entrée et le pignon de sortie, enfin, une transmission intermédiaire par pignon, en prise à la fois avec le pignon d'entrée et le pignon de sortie de sorte que le sens de rotation du pignon de sortie attribué par ladite transmission soit le même que celui du pignon d'entrée. Selon un mode de réalisation très simple, la transmission intermédiaire par pignon est constituée par un pignon unique articulé sur la membrure précitée entre le pignon d'entrée et le pignon de sortie, avec lesquels ce pignon intermédiaire est engrené. De préférence, ce pignon intermédiaire est prévu ennatière synthétique par exemple en tétrafluoroéthylène, cependant que les pignons d'entrée et de sortie sont en alliage léger, par exemple en alliage d'aluminium. Un tel système de direction combine les actions de la transmission par courroie et de la transmission par pignons pour bénéficier à la fois d'une grande souplesse, d'une bonne précision et d'une sécurité remarquable ; en outre, il permet, le cas échéant, de transmettre à la roue directrice un couple élevé. De plus, il ne nécessite aucun graissage ou entretien particulier et est tout particulièrement adapté pour être monté sur des véhicules à entrarnement par moteur électrique ; il est composé de pièces, en petit nombre, simples et classiques et peut titre fabriqué en petites séries à des prix de revient très réduits. La description qui suit, en référence au dessin annexé, présente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention ; sur ce dessin - la figure 1 est une vue en perspective d'un système de direction conforme à l'invention, - la figure 2 en est une coupe par plan vertical aa. Le système de direction représenté en exemple permet de conduire une automobile ayant une roue directrice 13 unique à l'avant. Le système est porté par une membrure que l'on aper çoit en partie 1, qui est reliée au châssis de véhicule par un système de suspension (non représenté). Le système de direction comporte un pignon d'entrée 2 articulé sur la membrure 1 et relié par un cardan 3 à un arbre de direction 4 en bout duquel est monté un volant 5. Un pignon intermédiaire 6 en prise avec le pignon 2 est articulé par un axe 7 sur la membrure 1. Ce pignon se trouve en prise avec un pignon de sortie 8, situé à l'opposé du premier. En l'exemple, les pignons d'entrée 2 et de sortie 8 sont en alliage d'aluminium et le pignon intermédiaire 6 en tétrafluoroéthylène, de sorte qu'aucun graissage n'est nécessaire. Les pignons 2 et 6 présentent des diamètres identiques cependant que le pignon 8 est d'un diamètre plus important, pour assurer une démultiplication de rapport égal au rapport des diamètres. En outre, une courroie crantée 9 en élastomère, dont le crantage est adapté à la denture des pignons, est accouplée aux pignons 2 et 8 de sorte que la rotation du pignon d'entrée 2 engendre la rotation dans le meme sens du pignon 8 par le jeu combiné de la double transmission ; cette courroie peut être renforcée par des fibres noyées dans la matière. Il est à noter que les deux transmissions sont compatibles puisque, pour une vitesse et un sens de rotation donnés du pignon d'entrée, chaque transmission prise indépendamment communiquerait au pignon de sortie une vitesse tangentielle moyenne et un sens de rotation, identiques à ceux communiqués par l'autre transmission. Par ailleurs, le pignon 8 est assujetti par écrou et contre-écrou sur un axe 10 solidaire d'une pièce-support Il portant à son extrémité basse un essieu 12 sur lequel est montée la roue directrice 13. L'axe 10 est monté libre en rotation dans une lumière de la membrure 1. De façon classique, un roulement à double cage (non représenté) peut être prévu pour réduire les frottements. On conçoit que la simplicité d'un tel système composé de pièces courantes permette de le fabriquer à très bas prix de revient, même en très petites séries. Outre sa grande souplesse, il bénéficie d'une bonne sécurité qui permet de le monter sur un véhicule automobile atteignant les vitesses usuelles en cas de rupture de la courroie, le conducteur continue à contr8ler son véhicule par le biais de la transmission par pignons ; il peut sans danger poursuivre sa route jusqu'à réparation avec un léger jeu qui le prévient de l'incident. Les pignons de transmission sont aptes, le cas échéant à supporter et transmettre un couple de valeur élevée. Bien entendu, la présente description ne limite en rien la portée de l'invention qui se trouve élargie à toutes les variantes. Par exemple, un pignon tendeur pourrait être prévu pour assurer une tension constante de la courroie crantée. REVENDICATIONS 1/ - Système de direction d'un véhicule permettant, à l'aide d'un organe de manoeuvre, en particulier un volant, de faire pivoter autour d'un axe sensiblement vertical au moins une roue directrice située dans un plan sensiblement vertical, ladite roue étant montée sur un essieu porté par une pièce-support, laquelle est articulée par un axe vertical sur une membrure du véhicule pour pouvoir tourner autour de cet axe vertical, ledit système de direction étant caractérisé en ce qu'il comprend un pignon d'entrée relié par l'intermédiaire d'un arbre de direction à l'organe de manoeuvre en vue de tourner avec celui-ci, un pignon de sortie monté sur l'axe d'articulation de la pièce-support sus-évoquée, de sorte que la rotation de ce pignon entrasse la rotation de cette pièce-support autour dudit axe, une courroie étant disposée en prise avec le pignon d'entrée et le pignon de sortie, enfin une transmission intermédiaire par pignon, en prise à la fois avec le pignon d'entrée et le pignon de sortie de sorte que le sens de rotation du pignon de sortie attribué par ladite transmission soit le meme que celui du pignon d'entrée. 2/ - Système de direction selon la revendication 1 caractérisé en ce que la courroie est une courroie crantée dont le crantage est adapté à la denture des pignons d'entrée et de sortie. 3/ - Système de direction selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la transmission intermédiaire par pignon est constituée par un pignon unique articulé sur la membrure précitée entre le pignon d'entrée et le pignon de sortie, avec lesquels ce pignon intermédiaire est engrené. 4/ - Système de direction selon la revendication 3 caractérisé en ce que le pignon d'entrée et le pignon intermédiaire présentent des diamètres égaux, le pignon de sortie présentant un diamètre supérieur au diamètre de ceux-ci. 5/ - Système de direction selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le pignon intermédiaire est en matière synthétique, en particulier en tétrafluoroéthylène. 6/ - Système de direction selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que le pignon d'entrée et le pignon de sortie sont en alliage léger, en particulier en alliage d'aluminium. 7/ - Système de direction selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que la courroie crantée est en élastomère, renforcée par des fibres noyées dans ladite courroie.