Brevet FR2491650A1 — publié le 19820409

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMANDE DU MOUVEMENT D'UN ORGANE MENE A PARTIR D'UN ORGANE MENANT, MONTE A ROTATION L'invention concerne un procédé et un dispositif de commande du mouvement d'un organe mené à partir d'un organe menant monts à rotation. L'invention s'applique plus spécialement mais non exclusivement à une direction d'm véhicule. Dans ce cas, l'organe menant est la colonne de direction du véhicule, susceptible de pivoter autour de son axe de rotation, sur une certaine amplitude, de part et d'autre d'une position repère. L'organe mené est alors par exemple un axe associé à une barre de timonerie notamment le levier d'attaque de fusée. de roue. On connaît déjà de nombreux dispositifs de direction destinés à des véhicules et plus généralement des procédés et dispositifs de commande du mouvement d'un organe mené à partir d'un organe menant pouvant pivoter autour de son axe de rotation. Dans une première forme d'éxécution possible de ces dispositifs connus tels que systèmes à crémaillère et pignon ou vis et écrou, le déplacement de l'organe mené est proportionnel au déplacement de l'organe menant, aucune démultiplication n'intervenant entre l'organe menant et l'organe mené. Dans une seconde forme d'éxécution possible de ces dispositifs tels que systèmes à levier et biellette, le déplacement de l'organe mené n'est pas proportionnel au déplacement de l'organe menant mais est une fonction décroissante de celui-ci. Dans ce cas, le coefficient de démultiplication augmente de façon continue au fur et à mesure que l'organe menant est déplacé à pivotement à partir de sa position repère L'utilisation de ces dispositifs connus à comme effet que toute chose égale par ailleurs et pour une même rotation de l'organe menant le déplacement de l'organe mené est plus important au début de la course de pivotement de l'organe menant -au voisinage de la position repère - qu'en fin de course -lorsque l'organe menant est à son amplitude maximale-. Dans ce cas, la démultiplication maximale est atteinte lorsque l'organe menant est à son amplitude maximale. Dans certaines applications spécifiques, notamment les véhicules à roue directrice unique ou les véhicules à faible vitesse, il est apparu que les dispositifs connus présentaient plusieurs inconvénients en premier lieu, la démultiplication étant faible au voisinage de la position repère de l'organe menant, il s'ensuit des efforts accrus de l'utilisateur pour maintenir l'organe menant en position lorsque l'organe mené est sollicité de façon accidentelle et impromptue à la suite par exemple d'un choc sur la roue. En second lieu, le déplacement de l'organe mené intervenant plus rapidement au voisinage de la position repère de l'organe mené gu'en fin de course, toute chose égale par ailleurs, le début du virage d'un véhicule est éxécuté rapidement alors que le retour s'effectue plus lentement. Il s'ensuit en outre la nécessité d'un pivotement parfois important de l'organe menant. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et à cet effet elle propose un procédé de commande du mouvement d'un organe mené, dans lequel on fait pivoter un organe menant à partir d'une position repère , on transforme et on transmet le mouvement de l'organe menant à l'organe mené et on démultiplie le mouvement de l'organe mené. Dans le procédé suivant l'invention, on fait varier la démultiplication de façon croissante et continue, à partir de la position repère de l'organe menant. Un dispositif de commande suivant l'invention comporte des moyens mécaniques cinématiques de transformation, de transmission et de démultiplication de mouvements, interposés et associés respectivement à l'organe menant et à l'organe mené, qui comportent un levier dont l'axe de pivotement est monté à coulissement transversal. Ainsi, le procédé et le dispositif suivant l'invention sont tels qu'appliqués à un véhicule dans le cas particulier d'une direction, cette direction est très démultipliée lorsque le véhicule est en ligne droite, ce qui correspondant à la position repère de l'organe menant. La conduite du véhicule est alors très confortable, la répercution des chocs contre les roues sur le volant maintenu par le conducteur étant très atténuée.Les débuts de virage interviennent très progressivement alors que le- retour en fin de virage est très rapide, toute chose égale par ailleurs, pour un même déplacement de l'organe mené, le déplacement de l'organe menant étant plus important en début de virage qu'en fin de virage. I1 s'ensuit enfin la possibilité d'une rotation limitée de l'organe menant, au plus égale à un demi tour de part et d'autre de la position repère , et ce pour un déplacement important de l'organe mené notamment une rotation maximale de la fusée de roue. En conséquence, il est possible de braquer rapidement sans avoir à lâcher le volant, même dans un virage accentué. Ces avantages sont obtenus grace à un dispositif simple et sans création d'inconvénient supplémentaire, notamment dans le cas d'un véhicule automobile à roue directrice unique ou devant rouler à vitesse faible. Les autres caractéristiques de l'invention résulteront de la description qui suivra en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective, schématique, d'une forme d'éxécution possible mais non limitative d'un disposif suivant l'invention. La figure 2 est une vue schématique, illustrant les déplacements respectifs de l'organe menant et de l'organe mené. La figure 3 est une courbe illustrant le déplacement de l'organe mené. La figure 4 est une courbe illustrant le caractère croissant et continu de la démultiplication du dispositif suivant l'invention. Suivant l'invention, il est proposé un procédé et un dispositif de commande du mouvement d'un organe mené à partir d'un organe menant monté à pivotement sur une certaine course de part et d'autre d'une position repère Un cas particulier, non limitatif, d'application de 1ff7nvention est une direction pour un véhicule Dans ce cas, l'organe menant et la colonne de direction du véhicule et l'organe mené est par exemple un axe associé à une barre de timonerie notamment le levier d'attaque de la fusée de roues. La position repère est alors la position du volant où les roues sont droites. Une telle direction est plus spécialement applicable à un véhicule ayant une roue directrice unique ou roulant à faible vitesse. Dans le procédé de commande, on transforme, on transmet et on démultiplie, de façon connue en soi, le mouvement de l'organe menant à l'organe mené. Suivant l'invention, on fait varier la démultiplication de façon croissante et continue à partir de la position repère de l'organe menant. Le rapport K de démultiplication, cUest-a-dire le quotient de la vitesse de déplacement de l'organe mené sur la vitesse de déplacement de l'organe menant varie de façon croissante et continue à partir de la position repère de l'organe menant. Une forme d'éxécution possible mais non limitative d'un dispositif de commande suivant l'invention est illustre sur la figure 1. Ce dispositif comporte un bati 1 notamment sous la forme d'une plaque plane, par rapport à laquelle tous les axes qui seront mentionnés ultérieurement sont perpendiculaires, sauf indication contraire. Le dispositif comporte un organe menant 2, notamment une colonne de direction, d'axe 2 a fixe monté dans un pallier 1 comportant un tronçon supérieur 3 et un tronçon inférieur 4 de part et d'autre du bâti 1. Un organe de manoeuvre 5 tel qu'un volant ou similaire peut hêtre associé au tronçon 3 notamment à son extrémité libre. Une manivelle 6 de direction générale perpendiculaire à l'axe 2 a est associée rigidement à l'organe menant 2 notamment à l'extrémité libre 7 du tronçon intérieur 4. La manivelle 6 est donc calée en rotation par rapport à l'organe menant 2. Elle est mobile à rotation autour de l'axe 2 a, dans un plan parallèle au bâti 1. A la partie extrême libre de la manivelle 6 opposée à la partie extreme d'association avec l'organe menant 2, est associée rigidement l'extrémité supérieure 8 d'un pivot 9 d'axe 9 a. Le pivot 9 se trouve par rapport au plan de déplacement de la manivelle 6 du coté opposé à l'organe menant 2. L'extrémité inférieure 10 du pivot 9 est associée cinématiquement à une première partie extrême menante 11 d'un bras formant levier 12 à la seconde partie extreme menée 13 duquel est associé cinématiquement l'extrémité libre supérieure 14 d'un pivot 15 d'axe 15 a. Le bras 12 est monté mobile, comme on le verra ultérieurement, dans un plan parrallèle au plan du bâti 1, plus écarté de celui-ci que le plan de déplacement de la manivelle 6. Le pivot 16 est placé par rapport au plan de déplacement du bras 12 soit du mêm.e côté, soit du côté opposé au pivot 9. Le pivot 15 constitue l'organe mené. Ce pivot 15 est associé à son extrémité libre inférieure 16 à une première extrémité libre 17 d'un levier d'attaque 18 associé à sa seconde extrémité libre 19 à la fusée 20 de commande de pivotement d'une roue 21 par l'intermédiaire d'un pivot 22. Le levier 18 est monté mobile dans un plan parrallèle au plan du bâti 1. La fusée 20 a une forme de coude et est montée pivotante à l'endroit de son angle 23 autour d'un axe 24 grâce à un pivot 25 associé à un pallier du bâti 1. Suivant l'invention, le bras formant levier 12 a un axe de pivotement 26. Selon les caractéristique de l'invention, l'axe de pivotement 26 est coulissant transversalement le long du bras formant levier 12. L'axe 26 est placé entre les deux axes 9a, 15a. A cet effet et dans un forme d'éxécution possible, le dispositif comporte un pivot 27 monté dans un pallier du bâti 1, l'axe 26 étant fixe par rapport au bâti 1. Le pivot 27 comporte un trou radial, de part en part 28 dans lequel est monté coulissant le bras formant levier 12. La longueur du bras formant levier 12, notamment la distance entre les axes 9 a, 15 a est au moins égale à deux fois la longueur de la manivelle 6 notamment la distance R entre les axes 2 a, 9 a. Si la distance entre les axes 9 a et 15 a est de 2R+ x, la longueur x est préférentiellement aussi faible que possible. Le cas où la longueur x est égale à 0 est comprise dans le cadre de la présente invention. La figure 2 montre les traces des axes 2 a, 9 a, 26 a, 15 a, sur un plan parallèle au plan du bâti 1. Ces axes respectifs sont designés par les lettres 01, Al, 02, A2. La courbe C1 -cercle de rayon R et de centre 01 illustre la trajectoire du point A1. Le point O' d'intersection de la ligne Ol 02 avec le cercle C1 correspond à la position repère de l'organe menant. La courbe C2 illustre la trajectoire du point A2, c'est- -dire de l'organe mené. On a représenté en tireté une position 1nrmédiaire. Le segment 01 A1 illustre schématiquement la manivelle 6, le segment Al A2 illustre schématiquement le bras formant levier 12. Le point 02 illustre schématiquement le pivot 27. L'intersection de la ligne 0' 02 avec la courbe C2 se fait en un point o" . La distance Q2 O" est égale à la distance x. Comme on peut le voir sur la figure 2, la distance x est limitée par rapport à la distance R. Comme on l'observe également sur la figure 2, la courbe C2 est incurvée et à grand rayon de courbure. La courbe C2 est symétrique par rapport à la ligne 0" 02, 01, O'. L'angle O' 01 Al = 6 et l'angle de rotation de l'organe menant 2 par rapport repère 0' e La longueur de la courbe C2 entre les points 0" et A2, illustre le déplacement de l'organe mené à partir du point O" correspondant à la position repère de l'organe menant 2. On a représenté sur la figure 2 trois positions intermédiaires a 1, 8 1, Y 1 du point Al, entre les positions extrême 0' et 02.Les points O', a 1, B 1, y 1 et 02 sont équidistants angulairement, en l'occurrence écartés de 450,Aux pointsO', alt ss 1, y 1, 02 sur la courbe C1 correspondent les points O", a 2r ss 2, Y 2, D sur la courbe C2. Comme on le voit très clairement sur la figure 2, les chemins parcourus par le point A2 entre deux points successifs ainsi repérés est croissant Ainsi, la trajectoire entre O" et a 2 est plus courte qu'entre a 2 et ss 2, elle-même plus courte qu'entre ss 2 et y 2, elle-même plus courte entre y 2 et D. Cela illustre le fait que la démultiplication intervient de façon croissante et continue à partir de la position de repère de l'organe menant. I1 est à observer que dans le dispositif suivant l'invention, l'amplitude maximale de la course angulaire de l'organe menant est d'un tour soit un demi tour dans un sens et dans l'autre, de part et d'autre de la position repère. La courbe illustrée par la figure 3 illustre la variation de la longueur 02 Al en fonction de l'angle 9 Le calcul montre que l'on a 02 A2 = 2 R + x - 2 R Cos 6/2. La courbe représentée sur la figure 3 illustre la variation de la distance de déplacement de l'organe mené (en ordonnés) par rapport à la variation de l'angle de rotation de l'organe menant (en abscisses). Comme on peut le voir, cette courbe est croissante et à concavité tournée vers le haut. La pente de cette courbe illustrant la démultiplication varie de façon continue et croissante. Naturellement l'invention peut faire l'objet de nombreuses autres formes d'éxécution entrant toutes dans le cadre du même procédé et permettant d'obtenir un résultat identique. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande du mouvement d'un organe mené dans lequel on fait pivoter un organe menant à partir d'une position repère , on tranforme et on transmet le mouvement de l'organe menant à l'organe mene et on démultiplie le mouvement de l'organe mené, caractérisé par le fait qu'on fait varier la démultiplication de façon croissante et continue à partir de la position repère de l'organe menant c'est-à-dire que le rapport K de démultiplication, rapport de la vitesse de déplacement de l'organe mené par rapport à la vitesse de déplacement de l'organe menant varie de façon croissante et continue. 2. Dispositif de commande du mouvement d'un organe mené à partir d'un organe menant monté à rotation, comprenant des moyens mécaniques, cinématiques de transformation, de transmission et de démultiplication de mouvement, interposés et associés respectivement à l'organe menant et à l'organe mené, caractérisé par le fait que ces moyens comportent un levier 12 dont l'axe de pivotement 26 est coulissant trans versalement le long du bras du levier 12. 3. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé le fait que les moyens mécaniques, cinematiques de transformation, transmission, démultiplication comportent une manivelle 6 associée rigidement à l'organe menant 2, associée cinémati- quement à une première partie extrême menante 11 du levier 12 à la seconde partie extrême menée 13 duquel est associé l'organe mené 15 tel qu'un pivot. 4. Dispositif suivant l'ul.equelconque des revendications 2 et 3 caractérise par le fait que le levier 12 est monté coulissant dans un trou radial 28 d'un pivot 27 d'axe 26 fixe par rapport à l'axe 2 a de l'organe menant 2. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé par le fait que les moyens mécaniques cinémati ques comportent en outre un levier 18 associé au pivot 15, auquel est associé un pivot 22 lui-même associé à une fusée 20. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 a 5, caractérisé par le fait que la longueur du levier 12 entre les axes 9a, 15a, est au moins égale à deux fois la longueur de la manivelle 6 entre les axes 2a et 9a. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que l'organa menant 2 est mobile à pivotement autour de son axe 2a sur une amplitude au plus égale à un tour, soit un demi tour de part et d'au tre de sa position repère.