Brevet FR2472997A1 — publié le 19810710

247297- La présente invention concerne un dispositif de direction de véhicule automobile, par lequel les deux roues directrices sont accouplées avec un levier de sortie de boîtier de direction, par l'intermédiaire d'une barre de direction, actionnée par une colonne de direction. Les dispositifs de direction déjà connus de ce type comportent un boîtier de direction dont le levier de sortie commande simultanément le braquage des roues avantgauche et droite. Les dispositifs de direction connus sont conçus en fonction des conditions d'allure rapide en ligne droite et en courbe ainsi qu'en vue d'obtenir un rayon de braquage aussi petit que possible. Il apparait donc des facteurs d'in- fluences contractoires, par exemple une direction "sur- vireuse" c'est-à-dire un braquage des roues directrices sans intervention du conducteur, ou un grand rayon de braquage. L'invention a donc pour objet de proposer une direc- tion qui élimine les inconvénients précités, qui préserve les avantages en conduite normale, tout en permettant d'obte- nir un très petit rayon de braquage. Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que le levier de sortie de boîtier de direction, ou bielle pendante, est partagé, chaque partie du levier étant associée avec une roue; la colonne de direction est associée avec au moins un pignon planétaire qui engrène avec des pig- nons satellites d'un porte-satellite; les pignons satellites de chaque porte-satellite engrènent avec une couronne exté- rieure qui commande une partie de levier de sortie de boîtier de direction; un dispositif de blocage est prévu pour bloquer alternativement le porte-satellite d'une part et la couronne dentée d'autre part de la roue associée. Cette disposition présente l'avantage que, avec la direction partagée selon l'invention, en conduite normale, les deux parties du levier de sortie du boîtier de direction se déplacent simultanément et avec le même angle de braquage. Cette disposition répond donc aux exigences de la conduite rapide en ligne droite. Mais avec un fort braquage des roues, une commande séparée des deux parties du levier de sortie du boitier de direction est possible de sorte qu'en atteignant un braquage maximal prédéterminé de la roue intérieure au virage, une butée intervient et le dispositif de blocage de la partie correspondante du levier de sortie de boîtier de direction cesse d'intervenir et libère le porte-satellite correspondant. La roue extérieure au virage peut encore être braquée par la rotation de la colonne de direction car le porte-satellite correspondant reste bloqué et la rotation de la colonne de direction est encore transmise à la partie du levier de sortie de boitier de direction correspondant à la roue extérieure au virage. Le braquage maximal de cette dernière peut ainsi être déterminé de manière à obtenir le plus petit rayon de braquage possible. Selon l'invention, le boîtier de direction peut être constitué par deux porte-satellites avec un ou deux pignons planétaires associés, partageant la rotation du volant trans- mise par la colonne de direction et limitant, en fonction du sens de rotation, le braquage de l'une ou l'autre des roues avant. De préférence, le dispositif de blocage peut consis- ter en un organe de blocage réglable en l'une ou l'autre de deux positions, de manière que dans une première position, le porte-satellite correspondant puisse être arrêté et qu'un braquage de la roue correspondante puisse être obtenu tandis que dans la deuxième position de blocage, la roue extérieure peut être arrêtée par la libération du porte-satellite as- socié, la roue correspondante étant arrêtée dans la position d'extrémité respective. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre et sur les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exem- ple, nullement limitatif sur lesquels: La Figure 1 est un schéma de principe d'une direc- 2472997. tion selon l'invention, la Figure 2 montre la manière dont sont supportées les parties du levier de sortie du boîtier de direction; la Figure 3 représente un mode de réalisation du dis- positif de blocage et, la Figure 4 montre deux positions possibles d'un or- gane de blocage du dispositif de blocage. La Figure 1 montre donc le principe d'une direction partagée selon l'invention. Le mouvement de rotation du vo- lant est transmis par une colonne de direction 1 à deux pignons planétaires 2 et 3. Chaque pignon planétaire 2 ou 3 engrène avec des pignons satellites qui sont représentés à titre d'exemple par 4, 5 et 6, 7. Les pignons satellites 4, 5 et 6, 7 sont associés chacun avec un portesatellite 8 ou 9, et engrènent avec une couronne dentée 10 ou 11 cor- respondante. Chaque couronne dentée 10, 11 qui consiste en une demie couronne à denture intérieure est calée avec un pignon d'entraînement 12, 13 qui, comme cela sera décrit par la suite, entraîne une partie de levier de sortie de boîtier de direction 14ou.15. Il ressort donc de la Figure 1 que le mouvement de ro- tation de la colonne de direction 1 est transmis à deux en- grenages de direction, chacun d'entre eux étant constitué par un pignon planétaires ou 3, un porte-satellite associé 4 ou 6, avec ses pignons satellites, et une couronne exté- rieure 10 ou 11. Ainsi, et selon l'invention, deux roues, particulièrement les roues avant d'un véhicule automobile sont amenées chacune dans la position de braquage voulue par une butée d'engrenages. Le mouvement de rotation de la co- lonne de direction 1 est partagé par les deux unités d'engre- nages 2, 4, 5, 10 et 3,.6, 7, 11. Selon une caractéristi- que essentielle de la direction selon l'invention, un dis- positif de blocage 16, 17, à savoir le dispositif de blocage 16 est associé avec la première unité d'engrenages et le dispositif de blocage 17 est associé avec la seconde unité d'engrenages. 2472997: La Figure 2 représente schématiquement 1a disposition des parties 14 et 15 du levier de sortie de boîtier de di- rection. Un arbre portant des parties 14 et 15 du levier de sortie de boîtier est séparé en deux parties 18, 19, la par- tie de levier 14 étant calée sur la partie d'arbre 18 et la partie de levier 15 étant calée sur la partie d'arbre 19. Les parties d'arbre 18, 19 des parties de levier de sortie de boîtier de direction sont supportées dans des roulements à billes. La partie d'arbre 19 comporte un téton cylindri- que 19a, qui pénètre dans un logement cylindrique 18a cor- respondant de la partie d'arbre 18, de manière que les deux parties d'arbre 18, 19 puissent tourner l'une par rapport à l'autre et soient maintenues dans une direction axiale défi- nie. Les parties d'arbre 18, 19 sont accouplées chacune avec un engrenage 12 oul3 de la figure 1 et définissent la posi- tion de la partie de levier de sortie de boîtier 14 oul5 en fonction de la rotation des pignons 12 ou 13. Selon la Figure, les parties d'arbre 18, 19 portent des roues dentées 18', 19' qui engrènent avec des pignons 12 ou 13 correspon- dants. Le fonctionnement de la direction selon l'invention sera décrit ci-après en regard des Figures 1 et 2, tout d'abord en se référant à l'unité d'engrenage 2, 4, 5, 10. En conduite normale, le porte-satellite 8 est bloqué par le dispositif de blocage 16, de sorte que la rotation du volant 1 est transmiseà la couronne dentée extérieure 10 par le pignon planétaire 2 et les pignons satellites 4, 5. La même chose se produit dans la seconde unité d'engrenage 3, 6, 7 et 9. Par conséquant, les deux parties 14, 15 de levier de sortie de boîtier de direction se déplacent du même angle en fonction de la rotation du volant, non représenté. Le braquage maximal des roues dans les deux sens est établi de manière que le rayon de braquage minimal possible soit assuré à la roue avant extérieure au virage. Si la co- lonne de direction est tournée jusqu'à un certain point, 2472997. pour lequel la roue avant intérieure au virage, par exemple celle commandée par le pigrbn 12, c'est-à-dire celle asso- ciée avec l'unité d'engrenage 2, 4, 5, 10 atteint son bra- quage maximal, une butée non représentée intervient et com- mande le dispositif de blocage 16 correspondant, dans la po- sition représentée en pointillés afin de libérer le porte- satellite 8et arrêter la couronne dentée 6. L'autre roue avant, extérieure au virage, commandée par l'unité d'engre- nage 3, 6, 7, 9 dont le porte-satellite 9 est bloqué dans ce cas, (position en traits pleins du dispositif de blocage 17) est braquée par la poursuite de la rotation du volant, par l'intermédiaire de la colonne de direction 1 et du porte- satellite 9 bloqué, ce qui permet d'atteindre le rayon de braquage minimal souhaité. Dans le cas d'un braquage des roues avant dans le sens opposé, quand le braquage maximal est atteint (butée extérieure) correspondant à la roue inté- rieure au virage dans ce cas, le porte-satellite 9 est libé- ré et la couronne extérieure 11 s'arrête, tandis que le porte- satellite 9 reste bloqué, de sorte que par la roue dentée 13 bloquée, la roue dentée 12 de la partie de levier de sortie de boîtier correspondant peut être entraînée jusqu'à attein- dre la butée intérieure, par laquelle le rayon de braquage minimal est fixé. La Figure 3 illustre un mode possible de réalisation du dispositif de direction selon l'invention, illustrant aussi une réalisation du dispositif de blocage représenté en 16 ou 17 sur la Figure 1. Le pignon planétaire désigné par 2 sur la Figure 1 est maintenant désigné par la référence 20; il est calé sur la colonne de direction 1 et engrène avec un pignon satel- lite 21, par exemple le pignon satellite 4 de la Figure 1. De son côté, le pignon satellite 21 engrène avec une couronne dentée extérieure 22 qui correspond à la couronne dentée 1.0 de la Figure 1 et qui, suivant le cas, constitue un disposi- tif d'entraînement de la partie correspondante du levier de sortie de boîtier de direction, ou lui est accouplée indirec- 2472997... tement. Sur la Figure 3, le porte-satellite consiste en un levier 23 (correspondant à la pièce 8 de la Figure 1) com- portant une surface de guidage 25 et 26 formée par une fente 24 incurvée tandis qu'une partie 22 correspondante de la couronne extérieure comporte une encoche, au moins en partie perpendiculaire à la fente 24. Les fentes 24 et 27 sont des- tinées à recevoir une tige de blocage 28, constituant un or- gane de blocage, qui est supportée d'un côté dans une unité support 29 pouvant se déplacer dans la direction indiquée par la flèche x. L'unité qui supporte l'extrémité op posée de la tige 28 n'est pas représentée. Le tracé des fentes 24 et 27 est choisi en fonction du sens de rotation, de manière qu'en conduite normale, la tige 28, par exemple sous l'effet de son propre poids bloque le mouvement pivotant du levier 23 et interdit son mouvement autour de l'axe déterminée par la colonne de direction 1, tandis qu'en même temps, un mouve- ment de la pièce 22 pour commander la partie correspondante de levier de sortie de boîtier de direction est permis. Ce mouvement de la pièce 22 se fait dans le sens de la flèche 22' quand le levier 23 est bloqué. Quand la roue avant correspondante se trouve à l'in- térieur du virage et qu'elle atteint son braquage maximal, la tige 28 doit être libérée du levier 23. Cela se produit parce que la couronne dentée est arrêtée dans son mouvement dans la direction 22', car la roue correspondante arrive sur une butée extérieure, non représentée. Par la poursuite de la rotation du volant et de la colonne de direction 1, la tige déblocage 28 se déplace sur la surface du guidage 25 du levier 23 et elle est poussée vers l'extérieur dans la direction radiale, par rapport à la colonne de direction 1. La tige 28 arrive ainsi dans la région de la fente 27 et bloque maintenant la pièce 22. Le levier basculant 23 est alors libre de se déplacer dans le sens inverse des aiguilles':d'une montre. La roue extérieure au virage peut alors être braquée davantage par la rotation de la colonne de direction 1. Le sens de rotation du porte-satellite 21 est indiqué par une flèche. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la tige 28 constituant l'organe de blocage peut être maintenue dans les deux positions possibles de blocage, sous l'effet de son propre poids et d'un tracé correspondant des surfaces de glissement des fentes 24 et 27. Dans le mode de réalisa- tion de la Figure 4, le dispositif de blocage représenté peut consister en une tige 28 maintenue par une seule extré- mité et dont l'extrémité libre est reliée à un point fixe par un ressort 29. La position de la tige 28 bloquant le levier 23 est représentée en traits pleins tandis que sa position dans le cas o le levier 23 est libéré et o la pièce 22 est bloquée est représentéeen pointillés et désignée par 30. Ce mode de réalisation comporte donc un ressort 29 qui, au passage d'une position de blocage à l'autre, par l'arrivée de la roue intérieure au virage sur la butée ex- térieure, passe par un point mort, assurant ainsi le posi- tionnement d'un c'té de la tige 28. La fonction essentielle du dispositif de bloîcage 16 ou 17 qui peut se présenter sous la forme de la figure 4, est soit de maintenir immobile le porte-satellite corres- pondant lorsque la rotation du volant doit provoquer une rotation correspondante de la roue -avant respective en po- sition de braquage, soit de libérer le porte-satellite de la tige 28 et de bloquer la couronne dentée 22 par la tige 28 lorsqu'une autre rotation du volant ne doit entraîner aucun autre mouvement de la roue avant. Dans ce dernier cas, le pignon satellite roule sur la couronne dentée. La direction qui a été décrite, en regard des fi- gures 1 à 4 peut aussi être modifiée en remplaçant les deux pignons planétaires par un seul sur lequel peuvent engrener les pignons satellites des deux groupes planétaires, à- savoir des porte-satellites 8 et 9. Dans le mode de réalisation décrit en regard des Figures 1 à 3, chaque porte-satellite 4, 9 ou 23 comporte un seul pignon satellite, désigné par les références 4, 5 ou 6, 7 et 21. En fonction de la forme des couronnes den- tées extérieures 10, 1l ou 22, chaque porte-satellite peut porter à volonté plus d'un seul pignon satellite. Le dispositif de blocage décrit en regard des fi- gures 3 et 4 peut aussi être remplacé par tout mode de réa- lisation différent, répondant aux même buts. Il 2472997,. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de direction de véhicule automobile dont deux roues directrices sont accouplées avec un levier de sortie de boîtier de direction par une barre de direction, et commandées par une colonne de direction, dispositif carac- térisé en ce que le levier de sortie de boîtier de direction (14; 18, 15, 19) est divisé, chaque partie (14, 18; 15, 19) du levier de sortie du bottier de direction étant associée avec une roue, la colonne de direction (1) supportant au moins un pignon planétaire (2, 3) qui engrène avec des pig- nons satellites (4, 5, 6, 7) de deux porte-satellites (8, 9) le pignon satellite(4, 5; 6, 7) de chaque porte-satellite engrenant avec une couronne dentée extérieure (10, 11) con- stituant un élément de commande (12, 13) d'une partie (14, ) du levier de sortie de boitier de direction, un disposi- tif de blocage (16, 17) étant prévu pour bloquer alternative- ment le porte-satellite (8, 9) d'une part et la couronne dentée extérieure (o10, 11) d'autre part. 2 - Dispositif selon la revendication 1,- caractérisé en ce que les dispositifsde blocage (16, 17) sont libérés par des butées associées chacune avec l'une des roues et en limitant le braquage maximal. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (16, 17) consiste en un organe de blocage (28) qui, dans une première position, em- pêche le porte-satellite associé (8, 9, 23) de poursuivre le mouvement de braquage de la roue correspondante et qui, dans une seconde position, bloque la roue dentée extérieure (10, 11; 22) associée en libérant le porte-satellite. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la couronne dentée exté- rieure (22) ou le porte-satellite (23) ou les deux, compor- tent des surfaces de guidage (24, 25, 26;27) pour commander l'organe de blocage (28). - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- 2472997. tions 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de blocage (28) consiste en une tige supportée par un côté, avec un ressort (29) fixé à son extrémité libre. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'un dispositif de blocage (16, 17) est prévu pour chaque unité d'un porte-satellite et d!uecouronne dentée extérieure (8, 10.; 9, 11). 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 3 carac- térisé en ce qu'il comporte une unité pour commander l'or- gane de blocage (28) du dispositif de blocage dans l'une de deux positions de blocage. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que les parties (14, 15) de levier de sortie de boîtier de direction sont fixées chacune sur un tronçon (18, 19) d'un arbre de levier de sortie de boîtier de direction. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque porte-satellite (8, 9; 23) comporte plu- sieurs pignons satellites. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce que deux pignons plané- taires (2, 3) sont mntés sur la colonne de direction (1) et avec chacun desquels sont associés les pignonssatellites (4, 5; 6, 7) de l'un des deux portes satellites (8,9).