Brevet FR2597426A1 — publié le 19871023

SYSTEME DE DIRECTION POUR VEHICULE MOTORISE COMPORTANT UN MECANISME DE CENTRAGE La présente invention se rapporte à un système de direction pour un véhicule motorisé. On connaît un système de direction pour automobile pour diriger à la fois les roues avant et les roues arrière d'une automobile tel que décrit dans la publication de brevet britannique No. 2161437A. Dans un tel système de direction, aucune roue n'est disponible à titre de réfé10 rence pour permettre de régler l'alignement des quatre roues, puisque les roues avant et les roues arrière sont directrices. Par conséquent il a été difficile de régler la relation entre le degré de pincement des roues avant et des roues arrière et la relation entre le degré de pin15 cement des roues de droite et des roues de gauche et la réalisation de ces réglages a donc pris beaucoup de temps. La publication de brevet britannique No. 2151567A et la publication de brevet japonais en instance No. 5897565 décrivent des systèmes de direction pour diriger à 20 la fois les roues avant et les roues arrière. Dans les systèmes de direction décrits, l'arbre de sortie d'un dispositif de direction des roues avant et l'arbre d'entrée d'un dispositif de direction des roues arrière sont interconnectés par un arbre de liaison et un pignon est monté, 25 avec possibilité de rotation relative, par- dessus un arbre excentré, sur l'arbre d'entrée. Le pignon comporte un élément excentré d'une pièce, au contact duquel vient un élément de jonction de sorte que les barres d'accouplement des roues arrière sont couplées l'une à l'autre, le pignon étant maintenu-de façon à engrener avec une couronne dentée intérieure fixe. Les systèmes décrits sont avantageux pour les raisons suivantes. L'angle de braquage maximal des roues arrière est plus grand lorsque l'on braque les roues ar35 rière dans une direction opposée à celle dans laquelle on 2 2597426 braque les roues avant que lorsque l'on braque les roues arrière dans la même direction que celle dans laquelle on braque les roues avant. Par conséquent le système de direction peut apporter une bonne réponse de manoeuvre, principalement sur la plage de haute vitesse de l'automobile sur laquelle on dirige l'automobile, si nécessaire, au moyen du volant que l'on fait tourner sur une plage angulaire relativement faible. Sur la plage des basses vitesses, sur laquelle on fait tourner le volant sur une 10 plage angulaire relativement grande, l'automobile a un rayon de braquage plus faible. L'un des problèmes des systèmes de direction conventionnels est que, du fait que le pignon peut se tourner librement sur plusieurs tours à l'intérieur de la couronne 15 dentée, il est difficile d'établir la position neutre de direction du dispositif de direction des roues arrière au montage ou en réparation. C'est un objet de la présente invention d'apporter, pour un véhicule motorisé, un système de direction qui per20 mette d'établir facilement la position neutre de direction d'un mécanisme de direction au moment de régler l'alignement desroues ou unréglage analogue, lors du montage du mécanisme de direction ou lors de sa réparation. Pour atteindre l'objet ci-dessus, il est prévu un système de direction pour véhicule motorisé, comportant un volant et un ensemble de direction pour braquer les roues d'un véhicule en réponse à un déplacement angulaire dudit volant, caractérisé en ce qu'un mécanisme de centrage est monté sur au moins une portion dudit ensemble de direc30 tion pour établir une position neutre de braquage dudit ensemble de direction. Les objets ci-dessus et d'autres objets, détails et avantages de la présente invention apparaîtront à partir de la description détaillée qui suit de ses réalisations 35 préférées, si on les regarde en liaison avec les dessins 3 2597426 joints. La figure 1 est une vue en plan schématique d'un ensemble de direction conforme à une réalisation de la présente invention; La figure 2 est une coupe de section droite horizontale partielle d'une boîte de mécanisme de direction arrière. La figure 3 est une coupe de section droite verticale de la boîte de mécanisme de direction arrière. La figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne IV-IV de la figure 3; La figure 5 est une vue de section droite verticale montrant un mécanisme de direction verrouillé en position neutre La figure 6 est une vue perspective partielle d'un dispositif de verrouillage; La figure 7 est une vue de section droite verticale d'une boite de mécanisme de direction arrière conforme à une autre réalisation de la présente invention; La figure 8 est une vue en perspective éclatée d'un pignon et d'une couronne dentée intérieure; La figure 9 est une vue en perspective partielle d'une zone sans dents du pignon; et la figure 10 est une vue en élévation arrière du pignon et de la couronne den25 tée intérieure. Les pièces identiques ou correspondantes sont repérées par des chiffres de référence identiques ou correspondants sur les différentes vues. Comme représenté sur la figure 1, un volant 1 est 30 réuni à un arbre de direction 2 couplé à un arbre de pignon 4 installé dans une boîte de mécanisme de direction avant 3 à crémaillère et pignon. L'arbre de pignon 4 présente un pignon qui engrène avec les dents d'une crémaillère 5 dont les extrémités opposées sont couplées par des 35 barres d'accouplement 8, aux bras articulés respectifs 7 4 2597426 par lesquels les roues avant 6 sont supportées, avec possibilité de rotation. La crémaillère 5 est couplée opérationnellement par un arbre de sortie 9 pour transmettre la rotation du mécanisme de direction des roues avant à un mécanisme de direction des roues arrière. Les roues arrière 11 sont respectivement supportées sur des bras articulés 12 couplés, par des barres d'accouplement 13, aux extrémités opposées d'un arbre de jonction 14 installé dans une boîte de mécanisme de direction ar10 rière 15. La boîte de mécanisme 15 loge un arbre d'entrée 16 qui présente un arbre 17 qui est disposé excentriquement et qui vient en prise avec un élément de prise 18 monté sur l'arbre de jonction 14, l'élément de prise 18 ne pouvant être déplacé par l'arbre disposé excentrique15 ment 17 que dans les directions latérales. L'arbre de sortie 9 et l'arbre d'entrée 16 sont interconnectés par un arbre de liaison 19. Les quatre barres d'accouplement 8, 13 présentent respectivement des vis de réglage du pincement 80, 131. Les figures 2 et 3 représentent en détail la structure intérieure de la boîte de mécanisme de direction arrière 15. Un élément cylindrique 23 est monté, avec possibilité de rotation relative, par-dessus l'arbre disposé excentriquement 17, sur l'arbre d'entrée 16, des billes 21 et des rouleaux 22 étant interposés, avec des possibilités de rotation relative, entre l'arbre disposé excentriquement 17 et l'élément cylindrique 23. L'élément cylindrique 23 présente, sur sa portion avant, un pignon 24 qui engrène avec une couronne dentée intérieure 26 montée, 30 fixe, sur la boîte de mécanisme 15. L'élément cylindrique 23 présente, sur sa portion arrière, une came excentrée sur laquelle est montée, avec possibilité de rotation relative, une chape coulissante 28, avec des billes 27 entre elles. La chape coulissante 28 présente sur ses ex35 trémités latérales des surfaces verticales inclinées 281 et l'élément de prise de contact 18 fixé sur l'arbre de jonction 14 présente des surfaces verticales inclinées opposées semblables 181, avec des rouleaux 29 interposés entre les surfaces inclinées 281, 181. L'arbre d'entrée 5 16 est supporté, avec possibilité de rotation relative, dans la boite de mécanisme 15 par des roulements a billes avant et arrière 31 qui présentent des pistes extérieures respectives entre lesquelles est disposé un collier d'écartement 32. On établit la position neutre de braquage du mécanisme de direction arrière ainsi construit, ou bien on centre le mécanisme de direction arrière en positionnant l'arbre excentré 17 verticalement sous l'arbre d'entrée 16, le pignon 24 engrenant avec la portion la plus basse 15 de la couronne dentée intérieure 26 et la came excentrée ayant sa partie excentrée 251 dirigée vers le bas comme représenté sur la figure 3. Un flasque 33 est disposé sur l'extrémité arrière, et autour de cette extrémité arrière, de l'arbre d'entrée 20 16. Comme représenté sur la figure 4, le flasque 33 présente une rainure 34 prévue sous forme de portion de prise de contact à sa surface périphérique extérieure,la rainure 34 étant dirigée vers le bas lorsque l'arbre d'entrée 16 se trouve dans la position neutre de braquage ou qu'il est 25 centré. La portion inférieure de la boîte de mécanisme 15, en direction de laquelle la rainure 34 s'ouvre dans la position neutre de braquage, comporte un trou de guidage vertical 35 prévu à travers elle. L'extrémité ouverte inférieure du trou de guidage 35 est filetée intérieurement en 36. 30 Lors de l'usage normal du mécanisme de direction, le trou de guidage 35 est obturé par un bouchon fileté (non representé) vissé dans l'extrémité filetée intérieurement du trou de guidage 35. La figure 5 représente un mécanisme de verrouilla35 ge 41 qui comporte une tige de verrouillage 42, un levier 6 2597426 43, un support 44, un ressort spirale 45 et un bouchon 46. La tige de verrouillage 42 est introduite, avec possibilité de coulisser, dans le support 44. Le ressort spirale 45 est disposé, comprimé, entre un flasque 47 disposé au5 tour de la tige de verrouillage 42 à l'intérieur du support 44 et un bouchon 46 vissé dans l'extrémité ouverte du support 44. Comme le représente également la figure 6, une paire de bras de fixation 49 qui viennent en saillie depuis l'extrémité ouverte du support 44, la tige de ver10 rouillage 42 et une portion intermédiaire du levier 43 sont interconnectées par une goupille élastique 51. Le support 44 présente une portion d'extrémité supérieure, côté opposé à l'opérateur, filetée extérieurement en 52 et vissée dans la portion, filetée intérieurement, 36 de 15 la boîte de mécanisme 15. Pour fixer le dispositif de verrouillage 41 à la boîte de mécanisme de direction arrière 15, on sort le bouchon fileté (non représenté) hors du trou de guidage et on introduit vers le haut, dans le trou de guidage 20 35, la portion d'extrémité supérieure, côté opposé à l'opérateur, de la tige de verrouillage 42. Puis on fait tourner le levier 43 pour introduire la portion filetée extérieurement 52 du support 54 dans la portion filetée intérieurement 36. Lorsque l'on a amené la rainure 34 du flasque 33 dans sa position la plus basse par réglage angulaire de l'arbre d'entrée 16, on pousse dans la niche 34 l'extrémité supérieure, côté opposé à l'opérateur, de la tige de verrouillage 42 que l'on appuie contre la surface périphé30 rique extérieure du flasque 33 en agissant contre l'élasticité du ressort spiral 45. L'arbre d'entrée 16 est alors verrouillé en position neutre ou en position centrale de blocage du fait que la tige de verrouillage 42 est engagée dans la rainure 34. Par conséquent le mécanisme de direc35 tion arrière est verrouillé dans la position neutre de 7 2597426 braquage. Du fait que le mécanisme de direction avant et le mécanisme de direction arrière sont interconnectés mécaniquement dans la réalisation représentée, le mécanisme 5 de direction avant est également verrouillé en position neutre de braquage en même temps, au cours du montage ou d'une réparation. Par conséquent, le mécanisme de direction avant et le mécanisme de direction arrière étant ainsi verrouillés 10 en position centrale, on peut facilement exécuter dans une courte période de temps le réglage de pincement pour les roues avant et les roues arrière et le réglage angulaire des rayons pour le volant 1. Le mécanisme de direction avant peut utiliser le même dispositif de verrouillage que le mécanisme de direction arrière, de sorte que l'on puisse facilement centrer et amener en phase le mécanisme de direction avant et le mécanisme de direction arrière l'un avec l'autre sur la ligne de montage des véhicules motorisés. Dans la réalisation ci-dessus, on a indiqué et décrit le véhicule motorisé avec le mécanisme de direction avant et le mécanisme de direction arrière mécaniquement interconnectés pour braquer les roues avant et les roues arrière. Toutefois les principes de la présente invention 25 peuvent également s'appliquer à des véhicules motorisés dans lesquels le mécanisme de direction arrière est commandé électriquement ou hydrauliquement sur la base de la vitesse du véhicule et de l'angle de bracage des roues avant et ils peuvent également s'appliquer à des véhicu30 les motorisés ordinaires dont les roues avant sont seules directrices. La portion dans laquelle la tige de verrouillage s'engage n'est pas limitée à un élément placé dans la boîte de mécanisme de direction, mais peut se trouver sur l'arbre de liaison 19. Le dispositif de verrouillage 35 peut avoir toute structure désirée. Par exemple on peut 8 2597426 utiliser une saillie comme portion venant en prise avec la tige de verrouillage. Avec la réalisation ci-dessus, du fait que le mécanisme de direction peut se verrouiller en position neu5 tre de braquage, on peut facilement effectuer, dans un court intervalle de temps, le réglage de pincement pour les roues et le réglage angulaire des rayons pour le volant. L'invention est particulièrement utile lorsqu'elle est concrétisée dans un système de direction pour diriger 10 à la fois les roues avant et les roues arrière. Les figures 7 à 10 représentent un mécanisme de direction arrière conforme à une autre réalisation de la présente invention. On centre également le mécanisme de direction ar15 rière de cette réalisation en positionnant l'arbre excentré 17 verticalement sous l'arbre d'entrée 16, le pignon 24 engrenant avec la portion la plus basse de la couronne dentée intérieure 16 et la came excentrée 25 ayant sa partie excentrée 251 dirigée vers le bas, comme représen20 té sur les figures 7 et 8. Dans cette réalisation, le pignon 24 et la couronne dentée intérieure 26 ont un rapport de réduction ou de module de 3: 4. Le mécanisme de direction avant et le mécanisme de liaison sont disposés de façon que, si l'on fait tourner le volant sens horaire, par exemple en partant de la position neutre, le pignon 24 tourne sens horaire dans la couronne dentée 26, comme représenté sur la figure 10, et, lorsque l'on fait tourner le volant sens antihoraire, à partir de la position neutre, le pignon 24 tourne sens antihoraire 30 dans la couronne dentée 26. Comme représenté sur les figures 8 à 10, le pignon 24 présente une zone sans dents 61 et la couronne dentée intérieure 26 présente une saillie 63. De façon plus spécifique, la zone sans dents 61 est prévue à l'extrémité 35 arrière de la dent située dans la portion la plus basse 9 2597426 du pignon 24 en position neutre de braquage comme représenté sur la figure 9. La périphérie extérieure de l'extrémité arrière du pignon 24 déborde au-delà de la surface arrière de la couronne dentée 26. Une plaque annu5 laire 62 est fixée par des vis 65 à la surface arrière de la couronne dentée 26, cette plaque annulaire 62 ayant un diamètre intérieur égal au diamètre du cercle de pied de la couronne dentée 26. La saillie 63 est prévue sur la portion la plus basse de la périphérie intérieure de la 10 plaque annulaire 62 et elle vient se placer dans la zone sans dents 61 entre les dents voisines du pignon 24. La saillie 63 ne se place dans la zone sans dents 61 qu'en position neutre de braquage. Par conséquent on peut facilement établir la position neutre de braquage en 15 amenant la saillie 63 dans la zone sans dents 61 pour positionner le pignon 24 et la couronne dentée intérieure 26 l'un par rapport à l'autre. De façon plus spécifique, comme décrit ci-dessus, le rapport de module entre le pignon 24 et la couronne dentée intérieure 26 est 3: 4. Si 20 le pignon 24 tourne de 3/4 tours à l'intérieur de la couronne dentée intérieure 26, en partant de la position neutre de braquage, le pignon 24 tourne d'un tour autour de son propre axe. Le pignon 24 ne peut pas continuer à tourner à l'intérieur de la couronne dentée intérieure 26 au25 delà de la position de 3/4 tours puisque le pignon 24 vient buter contre la saillie 63 située à la portion inférieure de la couronne dentée 26 et ne peut pas aller audelà de la saillie 63. Par conséquent le pignon 24 ne peut pas continuer à tourner. La saillie 63 peut être prévue directement sur la couronne dentée 26 ellemême. La zone sans dents 61 peut être prévue dans la couronne annulaire 26 et la saillie 63 peut être prévue sur le pignon 24. Avec la réalisation des figures 7 à 10, la saillie 35 63 et la zone sans dents 61 permettent d'établir facile- 2597426 ment la position neutre de braquage et sont efficaces pour interdire au pignon 24 de tourner excessivement par rapport à la couronne dentée intérieure 26. Bien que l'on ait décrit ce que l'on considère ac5 tuellement comme étant les réalisations préférées de la présente invention, il faut comprendre que l'invention peut se concrétiser sous d'autres formes spécifiques, sans s'écarter de son esprit ou de ses caractéristiques essentielles. Il faut donc considérer les présentes réalisa10 tions, sous tous leurs points de vue, comme données à titre d'illustration et non de limitation. L'objet de l'invention est indiqué par les revendications jointes plutôt que par la description ci-dessus. il 2597426 REVENDICATIONS 1. Système de direction pour un véhicule motorisé, comportant un volant (1) et un ensemble de direction pour braquer les roues d'un véhicule en réponse à un déplace5 ment angulaire dudit volant (1), caractérisé en ce qu'un mécanisme de centrage est monté sur au moins une portion dudit ensemble de direction pour établir une position neutre de braquage dudit ensemble de direction. 2. Système de direction selon la revendication 1, 10 dans lequel ledit ensemble de direction comporte un mécanisme de direction des roues avant (3) et un mécanisme de direction des roues arrière (15) qui présentent des boîtes de mécanisme de direction respectives et sont mécaniquement reliés l'un à l'autre, ledit mécanisme de centrage étant dis15 posé dans la boîte de mécanisme de direction (151 dudit mécanisme de direction des roues arrière. 3. Système de direction selon la revendication 2, dans lequel ledit mécanisme de centrage comporte un mécanisme de verrouillage pour verrouiller le fonctionnement dudit ensemble de direction dans la position neutre de braquage. 4. Système de direction selon la revendication 3, dans lequel ledit mécanisme de verrouillage comporte une portion de prise de contact qui peut venir en prise avec 25 un dispositif de verrouillage (41) situé à l'extérieur de la boîte du mécanisme de direction (15) dudit mécanisme de direction des roues arrière. 5. Système de direction selon la revendication 4, dans lequel ledit mécanisme de direction des roues arrière 30 comporte un arbre d'entrée (16) qui présente un flasque (33), ladite portion de prise de contact étant une rainure (34) prévue sur la périphérie extérieure dudit flasque (33). 6. Système de direction selon la revendication 2, dans lequel lesdits mécanismes de direction des roues avant 35 et des roues arrière comportent des arbres de sortie (9) et 12 2597426 d'entrée (16), respectivement, qui sont mécaniquement interconnectés au moyen d'un arbre de liaison (19), ledit mécanisme de direction des roues arrière (15) comprenant en outre un arbre disposé excentriquement (17) sur ledit ar5 bre d'entrée, un pignon (24) monté, avec possibilité de rotation relative, sur ledit arbre disposé excentriquement (17), un élément excentré (25) d'une pièce avec ledit pignon, une couronne dentée intérieure(26) qui engrène avec ledit pignon (24) et qui est montée, fixe, dans ladite boîte de mécanisme de direction dudit mécanisme de direction des roues arrière et un élément de jonction (14) qui vient en prise avec ledit élément excentré et qui relie les barres d'accouplement (13) de support des roues arrière, respectivement, ledit mécanisme de centrage compor15 tant une zone sans dents (61) sur ledit pignon (24) et une saillie (63) qui est disposée sur ladite couronne dentée intérieure (26) et qui ne peut venir engrener dans ladite zone sans dents (61) que dans la position neutre de braquage.