Brevet FR2549793A1 — publié le 19850201

La présente invention concerne un appareil de direction assistée pour tracteurs et véhicules analogues et, plus spécialement,un semblable appareil de direction assistée permettant de diriger les roues avant, motrices ou non, au moyen d'un cylindre de direction. Par exemple, il existe des tracteurs, du type pour travaux agricoles, qui comportent un pivot, ou goujon central, lequel a son axe dans la direction avantarrière, dans la partie médiane de la largeur du bâti du tracteur, un moyen de support de roues avant 10 monté de façon à osciller sur le goujon central, et un appareil de direction permettant de diriger les roues avant. Dans un tracteur selon la technique antérieure, comme représenté sur la figure 14, un cylindre de direction 101 est articulé sur la carrosserie du tracteur par l'une, 102, de ses extré15 mités, l'autre extrémité du cylindre étant reliée de manière articulée aux leviers de commande de direction 103 des roues avant Lorsque le support 104 des roues avant oscille autour du goujon central, le cylindre de direction 101 tend à osciller autour de la partie d'articulation sur le bâti du tracteur Ainsi, il est difficile d'obtenir 20 pour le support 104 des roues avant un large intervalle d'oscillation puisque le cylindre de direction empêche ou arrête le déplacement du support des roues avant De plus, de manière désavantageuse, un certain manque de fermeté, ou un mou, peut facilement s'installer au niveau de la partie de liaison entre le cylindre de direction et les bras de commande de direction 103 ou le bâti du tracteur, puisque le support 104 des roues avant ne peut osciller solidairement avec le cylindre de direction 101. De plus, puisque le cylindre de direction relie le bâti fixe du tracteur aux roues avant pouvant osciller sur le goujon 30 central, lorsque les roues avant oscillent dans le sens vertical (haut-bas), il apparaît un intervalle relatif entre le bâti fixe et les roues pouvant osciller de sorte que les roues avant peuvent changer légèrement de direction Ceci est la cause d'une tenue de route instable. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients de la technique antérieure ci-dessus mentionnés. L'appareil de direction asservie selon l'invention comprend un pivot, ou goujon central, dont l'axe est orienté dans la direction avant-arrière du bâti du véhicule et qui est disposé au milieu du bâti du véhicule (pourla direction transversale), un moyen de support des roues avant disposé de façon à pouvoir osciller sur le goujon central, un levier de commande de direction pour chacune des roues avant fonctionnellement relié au moyen de support des roues avant et un cylindre de direction servant à actionner les leviers de commande de direction, l'appareil se distinguant en ce que le cylindre 10 de direction est disposé perpendiculairement au goujon central et est monté sur le moyen de support des roues avant de façon à pouvoir osciller solidairement avec celui-ci. Ainsi, puisque le cylindre de direction oscille solidairement avec le moyen de support des roues avant il est facile 15 d'obtenir que le moyen de support des roues avant puisse osciller sur un grand intervalle angulaire et d'éliminer l'inconvénient selon lequel le cylindre de direction empêcherait ou arrêterait le déplacement du moyen de support des roues avant comme dans la technique antérieure De plus, il n' apparaît pas d'intervalle relatif entre chacun 20 des déplacements du cylindre de direction et du moyen de support des roues avant, si bien que l'on évite l'apparition du manque de fermeté, ou du mou, entre les parties liant le cylindre de direction et les leviers de commande de direction Ceci signifie que, lorsque les roues avant oscillent verticalement autour du goujon central, les roues ne tournent pas de manière inattendue et non voulue comme cela pouvait être le cas dans la technique antérieure Par conséquent, le véhicule avance de manière stable sans changer de direction de manière inattendue ou non voulue par suite du mouvement vertical des roues avant. En plus des avantages ci-dessus indiqués, l'appareil selon l'invention est simple à construire et peut être fabriqué à un coût réduit. D'autres avantages apparaîtront dans la description. La description suivante, conçue à titre d'illus35 tration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: les figures 1 à 6 repésentent le premier mode de réalisation de l'invention et, plus précisément: la figure 1 est une vue latérale d'ensemble d'un tracteur, la figure 2 est une vue de face d'un ensemble de direction des roues avant, la figure 3 est une vue en plan de la figure 2, la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure 2, la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne B-B de la figure 4, la figure 6 est une vue partiellement en coupe d'un tendeur; les figures 7 à 9 représentent le deuxième mode de réalisation de 15 l'invention et, plus précisément: la figure 7 est une vue latérale en coupe de la partie essentielle du deuxième mode de réalisation, la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne C-C de la figure 7, la figure 9 est une vue en coupe suivant la ligne D-D de la figure 8; les figures 10 et 11 représentent le troisième mode de réalisation de l'invention et, plus précisément: la figure 10 est une vue latérale en coupe de 25 la partie essentielle du troisième mode de réalisation, la figure 11 est une vue en coupe suivant la ligne E-E de la figure 10; les figures 12 et 13 présentent des vues latérales en coupe de modes de réalisation partiellement modifiés; et = la figure 14 représente une vue simplifiée de l'appareil de direction assistée selon la technique antérieure. On va décrire ci-dessous, en relation avec les figures 1 à 6,-un tracteur à quatre roues motrices, du type destiné aux travaux agricoles, constituant le premier mode de réalisation de 35 l'invention. La référence 1 désigne le bâti du tracteur, lequel est ainsi conçu qu'il comporte, dans cet ordre, en direction de l'avant, un carter de boîte de vitesses 2, un moteur 3 et un bâti 4 de support des roues avant La référence 5 désigne deux roues avant droite et gauche et la référence 6 désigne deux roues arrière droite et gauche La référence 7 désigne un arbre de transmission servant à l'entraînement des roues avant 5 La référence 8 désigne un volant de direction La référence 9 désigne un moyen de support des roues avant, ou pont avant, qui comprend un carter 10 et deux demi-arbres de transmission, droit et gauche, logés dans le carter Le carter 10 comprend un élément tubulaire 12, un carter d'arbre primaire 14 et un cou10 vercle 13 qui est fixé de manière démontable sur l'élément tubulaire 12 à la partie médiane, dans le sens transversal, du c Sté avant. Dans la partie médiane du carter 10 suivant la direction transversale, sont logés un différentiel, recevant une force motrice de la part de l'arbre de transmission 7, et des demi-arbres de transmission 11 faisant fonction d'arbres de sortie, partant respectivement à droite et à gauche du différentiel Un pivot, ou goujon central,15 dont l'axe est orienté dans la direction avant-arrière du bâti 1 du tracteur, fait saillie du couvercle vers l'avant, depuis la partie latéralement centrale du côté antérieur Le goujon central 15 est monté rotatif 20 sur un élément de support 16 qui est fixé sur l'envers du bâti 4 de support des roues avant, et le carter d'arbre 14, qui est disposé sur le même axe que le goujon central 15, est également monté rotatif sur un autre élément de support 17, lequel est fixé sur l'envers du moteur 3, si bien que le pont avant 9 peut osciller sur le goujon central 15 La référence 18 désigne un boulon d'ajustement La référence 19 désigne deux carters de transmission, droit et gauche, qui sont chacun fixés à une collerette 20 de chacune des extrémités de l'élément tubulaire 12 La référence 21 désigne deux carters de roues avant, droit et gauche, qui sont chacun montés de manière à pouvoir 30 tourner ou s'incliner par rapport à un pivot de fusée logé dans le carter 21 de roue avant, de manière à s'étendre jusqu'au carter de transmission 19 Les roues avant 5 sont entraînées par les demiarbres 11 par l'intermédiaire d'un réducteur de transmission aux roues ou d'un moyen analogue, logé dans les carters 21 des roues avant de 35 façon à s'étendre jusqu'aux carters de transmission 19 Au niveau de la partie médiane, suivant la direction de la hauteur, du coté avant des carters 21 des roues avant, des leviers de commande de direction 22 sont respectivement montés de façon à faire saillie vers l'avant et en biais du côté de l'intérieur ou du centre du tracteur L'angle de chasse des roues avant 5 est de 5 à 110 La référence 23 désigne un cylindre de direction qui est disposé perpendiculairement au goujon central 15, parallèlement au côté avant de l'élément tubulaire 12 et dans la partie médiane de celui-ci relativement à la direction transversale du bati 1 du tracteur, de façon à pouvoir osciller solidairement avec le moyen 9 de support des roues avant, ou pont avant Le cylindre de direction 23 comprend principalement un tube 10 cylindrique 24, un piston 25 et deux tiges 26 de piston s'étendant respectivement dans les directions droite et gauche Le tube cylindrique 24 est pris entre les parois latérales en ajustement de l'élément tubulaire 12 et du couvercle 13 et est fixé au couvercle 13 au moyen de pattes 24 a du tube cylindrique 24 et de boulons 24 b, 15 le déplacement du tube cylindrique 24 suivant son axe étant donc empêché Des bagues 27 respectivement disposées sur les c Stés du tube cylindrique 24 s'engagent dans des évidements 28 formés dans l'élément tubulaire 12 et le couvercle 13, si bien que le tube cylindrique 24 ne peut se déplacer non plus dans la direction transversale De l'huile 20 sous pression est fournie au tube cylindrique 24 par un réservoir d'huile 29 via une pompe à huile 30 et une soupape 31 de commande de pression qui peuvent être actionnés par l'intermédiaire du volant de direction 8 Les tiges de piston 26 sont respectivement reliées aux leviersde commande de direction 22 par l'intermédiaire respectif d'un 25 élément d'articulation 32, d'un tendeur 33, d'un arbre de relais 34, etc La tige de piston 26 est reliée par vissage à l'élément d'articulation 32 et est également fixée à celui-ci à l'aide d'un écrou de blocage 35 Le tendeur 33 comprend un corps principal 36, deux tiges filetées 37 et 38 se vissant télescopiquement sur le corps princi30 pal 36 et un écrou de blocage 39 Un joint sphérique 40 est disposé entre l'arbre fileté intérieur 37 et l'élément d'articulation 32. De plus, un autre joint sphérique 41 est placé entre la tige filetée extérieure 38 et l'arbre de relais 34 L'arbre de relais 34 est fixé au levier de commande de direction 22 au moyen d'un écrou 44. Dans le mode de réalisation conçu de la manière ci-dessus indiquée, l'appareil de direction assistée fonctionne de la manière suivante Lorsque la soupape 31 de commande de pression de l'huile est actionnée à l'aide du volant de direction 8, de l'huile sous pression est délivrée au cylindre de direction 23, après quoi le piston 25 et les deux tiges de piston 26 se déplacent vers 5 la droite ou vers la gauche de sorte que chacun des carters 21 des roues avant tourne sur le pivot de fusée par l'intermédiaire de l'élément d'articulation 32, du tendeur 33, de l'arbre de relais 34 et du levier de commande de direction 22 et que chacune des roues avant 5 change ainsi de direction Dans ces conditions de fonction10 nement, chacune des roues avant 5 peut changer de direction de manière régulière puisque le joint sphérique 40 est placé entre l'élément d'articulation 32 et l'arbre fileté intérieur 37 et également puisque le joint sphérique 41 est placé entre la tige filetée extérieure 38 et l'arbre de relais 34 De plus, le levier de commande de direction 15 22 est disposé à la partie médiane, suivant la hauteur, du c 8 té avant du carter 21 de la roue avant de façon à faire saillie vers l'avant et en biais du c 8 té de l'intérieur ou du centre du bâti 1 du tracteur, et l'angle de chasse est compris entre 5 et 11 , ce qui est un plus grand intervalle angulaire que dans la technique antérieure Ainsi, lorsque le levier de commande de direction 22 tourne ou s'incline vers l'intérieur, le lieu géométrique du levier de commande de direction 22 est plus court que dans la technique antérieure, si bien que l'angle de braquage maximal de la roue avant 5 peut être grand sans qu'il v ait contact entre le levier de commande de direction 22 et la colle25 rette 20 de l'élément tubulaire 12 lorsque la roue avant s'est inclinée fortement ou de manière aigue. De plus, puisque le cylindre de direction 23 est disposé perpendiculairement au goujon central 15 et parallèlement au côté antérieur de l'élément tubulaire 12 de façon à osciller solidai30 rement avec le pont avant 9, le cylindre de direction n'empêche pas une oscillation du pont avant 9 Ainsi, l'angle de braquage maximal des roues avant 5 peut être grand De plus, puisque le cylindre de direction 23 oscille solidairement avec le pont avant 9, il n'apparaît pas d'intervalle relatif entre ces éléments Ainsi, il est possible d'empêcher l'existence d'un manque de fermeté, ou d'un mou au niveau de la partie de liaison entre le cylindre de direction 23 et le levier de commande de direction 22 En d'autres termes, il ne se produit pas Z 549793 pas de changement de direction des roues avant 5 en cas d'oscillation verticale des roues avant autour du goujon central 15. Les figures 7 à 9 représentent le deuxième mode de réalisation de l'invention Le cylindre de direction 23 est disposé le long du côté postérieur de l'élément tubulaire 12 et passe sous le carter 14 de l'arbre principal Deux colliers de serrage 42 sont disposés de façon à faire saillie vers l'arrière par rapport à la partie latéralement médiane de l'élément tubulaire 12, et chacune des extrémités du tube cylindrique 24 s'ajuste dans un collier de serrage 42 et est fixée à celui-ci par un boulon 43 De plus, l'élément d'artilation 32 et le tendeur 33 sont disposés à l'arrière de l'élément tubulaire 12 et le levier de commande de direction 22 est disposé de facon à faire saillie vers l'arrière par rapport au carter 21 de la roue avant. Les figures 10 et 11 représentent un autre mode de réalisation Le cylindre de direction 23 est monté sur le côté supérieur du carter d'arbre principal 14, parallèlement au pont avant 9. Dans ce cas, puisque le carter d'arbre 14 solidaire du pont avant 9 et le cylindre de direction 23 oscillent de manière commune sur l'axe 20 du goujon central 15, il n'apparaît pas d'intervalle relatif entre ces éléments, si bien que le but de l'invention peut être réalisé. La figure 12 montre un perfectionnement dans lequel le cylindre de direction 23 comprenant l'élément tubulaire 12 est construit d'une seule pièce avec le couvercle 13 Il n'est pas néces25 saire de boulonner le couvercle 13 possédant le goujon central 15 sur l'élément tubulaire 12 et, par conséquent, il ne peut se produire de problèmes liés au desserrage des boulons La référence 13 ' désigne une paroi de separation. La figure 13 représente un autre perfectionnement 30 selon lequel la position du cylindre de direction 23 de la figure 12 a été déplacée vers l'avant, la paroi de séparation 13 ' formant alors une paroi rectiligne et verticale Dans ce cas, la paroi de séparation 13 ' peut être facilement coulée et fabriquée. Alors que les modes de réalisation ci-dessus pré35 sentés montrent un tracteur à quatre roues motrices pour travaux agricoles, l'invention peut s'appliquer à tout véhicule analogue doté de roues avant non motrices. Bien entendu, l'hommede l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de l'appareil dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses autres variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'inven5 tion. REVENDICATIONS 1 Appareil de direction assistée comprenant un goujon central ( 15) dont l'axe est orienté dans la direction avantarrière du bâti ( 1) du véhicule et qui est disposé dans la partie transversalement médiane du bâti ( 1) du véhicule, un moyen ( 9) de support de roues avant disposé de manière à pouvoir osciller sur le goujon central ( 15), un levier de commande de direction ( 22) pour chacune des roues avant ( 5) fonctionnellement relié au moyen ( 9) de support des roues avant, et un cylindre de direction ( 23) permettant d'actionner les leviers de commande de direction ( 22), caractérisé en ce que le cylindre de direction ( 23) est disposé perpendiculairement au goujon central ( 15) et est monté sur le moyen ( 9) de support des roues avant de façon à pouvoir osciller solidairement avec le moyen ( 9) de support des roues avant. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen ( 9) de support des roues avant comprend un carter ( 10) et deux arbres de transmission ( 11), droit et gauche, pour les roues avant ( 5) logés dans le carter ( 10), et le carter ( 10) comprend un élément tubulaire ( 12), un couvercle ( 13) disposé du c 8 té avant de l'élément tubulaire ( 12) et un carter ( 14) d'arbre de transmission dis20 posé sur le c Sté arrière de l'élément tubulaire ( 12) afin de loger un arbre de transmission ( 7), le goujon central-( 15) étant disposé solidairement avec le couvercle ( 13). 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément tubulaire ( 12) est formé séparément du couvercle ( 13) 25 et qu'il est fixé à celui-ci de manière amovible à l'aide de boulons, le cylindre de direction ( 23) étant placé entre l'élément tubulaire ( 12) et le couvercle -( 13). 4 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cylindre de direction ( 23) est monté de manière amovible 30 sur le côté supérieur du carter ( 14) d'arbre de transmission. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cylindre de direction ( 23) est monté de manière amovible sur l'envers du carter ( 14) d'arbre de transmission.