Brevet FR2618117A1 — publié le 19890120

La présente invention concerne un dispositif de commande de direction arrière notamment pour un véhicule automobile à quatre roues directrices. Elle vise également un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif. Un tel dispositif doit pouvoir commander le braquage des roues arrière en fonction du braquage des roues avant imposé par le volant de direction du véhicule. On sait que pour obtenir le meilleur comportement routier possible du véhicule dans les conditions ci-dessus définies, il est nécessaire de braquer les roues arrière dans le même sens que les roues avant pour une valeur d'angle de braquage du volant inférieure à une valeur de seuil prédéterminée et dans le sens opposé aux roues avant lorsque la valeur d'angle de braquage du volant dépasse la valeur de seuil. On obtient ainsi un effet survireur souhaitable du véhicule lorsque l'angle de braquage est relativement important par exemple lorsqu'on gare le véhicule dans un garage ou un parc de stationnement et un effet sous-vireur également souhaitable du véhicule lorsque l'angle de braquage est relativement petit comme c'est le cas lorsque le véhicule roule relativement rapidement. Un dispositif satisfaisant aux conditions ci-dessus est par exemple décrit dans le brevet français nO 2 556 682. Toutefois, ce genre de dispositif présente l'inconvénient d'imposer par sa géométrie une loi de braquage qu'il n'est pas possible d'adopter au comportement du véhicule selon les observations et les résultats d'essais. La présente invention a pour but de remédier à l'inconvénient du dispositif ci-dessus connu en ce qu'elle propose, pour le braquage des roues arrière, un dispositif d'une conception telle que la loi de braquage des roues arrière selon le braquage des roues avant peut être changée et ayant uné structure d'une stabilité comparable à celle de la structure des directions mécaniques avant. A cet effet, le dispositif de commande de direction arrière de l'invention, notamment pour un véhicule automobile à quatre roues directrices, dont les roues arrière sont montées sur pivots et reliées par des biellettes articulées à des barres de direction commandant par l'intermédiaire des biellettes les leviers de pivotement de roues arrière et du type comprenant un arbre de transmission monté longitudinalement au véhicule et muni de moyens pour le faire pivoter autour de son axe en réponse à une action de braquage des roues avant du véhicule et un mécanisme de direction arrière mécaniquement relié, d'une part, à l'extrémité arrière de l'arbre de transmission par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement et, d'autre part, aux barres de direction arrière pour commander le braquage des roues arrière en fonction du braquage des roues avant est caractérisé en ce que le mécanisme de direction arrière comprend, solidaire des barres de direction arrière, un plateau comprenant au moins une partie formant came inscrite en creux dans celui-ci et dont le profil définit la loi de braquage des roues arrière selon le braquage des roues avant et un galet en prise avec la partie formant came et entraîné mécaniquement par l'arbre d'entraînement de façon que le pivotement de l'arbre de transmission amène le galet à agir par poussée sur la partie formant came. Selon une caractéristique de l'invention, la partie formant came précitée est constituée par une rainure traversant le plateau dans laquelle s'engage le galet précité. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mécanisme de direction arrière comprend trois pignons satellites angulairement équidistants reliés par un porte-satellites constitué de deux flasques centrés en rotation sur l'arbre d'entrainement précité et liés rigidement entre eux par les trois axes respectivement des trois pignons satellites lesquels sont en prise à l'intérieur d'une couronne dentée fixe et en ce qu'au moins l'un des axes des pignons satellites est prolongé pour porter le galet de poussée précité de la partie formant came. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le plateau précité comprend deux parties symétriques formant came et deux des axes des pignons satellites étant prolongés pour porter respectivement deux galets de poussée, l'un ou l'autre des galets de poussée étant en prise dans la partie formant came correspondante selon le sens de braquage des roues avant. Selon toujours une autre caractéristique de l'invention, l'arbre d'entraînement précité est disposé longitudinalement au véhicule et monté rotatif par des paliers avant et arrière supportés par le boîtier du mécanisme de direction arrière et comporte une partie filetée sur laquelle est monté un organe formant écrou auquel est solidarisé un doigt portant le galet de poussée précité s'engageant dans la partie formant came précitée. Selon enfin une autre caractéristique de l'invention, un second galet est monté à l'extrémité libre du doigt au-dessus du galet de poussée, le second galet étant engagé dans une rainure fixe de guidage parallèle à l'arbre d'entra4nement. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaStront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un véhicule automobile muni du dispositif de direction selon l'invention; - la figure 2 représente une courbe de braquage des roues arrière en fonction du braquage des roues avant; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale du mécanisme de direction arrière de l'invention - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue suivant la flèche V-V de la figure 3;; - la figure 6 est une vue en coupe identique à celle de la figure 3 et représentant un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention; et - la figure 7 est une vue suivant la flèche VII de la figure 6. En se reportant à la figure 1, la référence 1 désigne un volant de direction dont l'arbre de direction 2 est relié à un train d'engrenages à crémaillère ayant un arbre à crémaillère 3 dont les extrémités latérales sont reliées respectivement à des barres d'accouplement 4 aux extrémités extérieures desquelles sont reliées les roues avant 5 qui peuvent être orientées angulairement suivant le sens de braquage du volant. Un arbre à pignon 6 s'étendant en arrière de l'arbre 3 a son extrémité arrière reliée par un joint articulé 7 à un arbre de transmission 8 dont l'extrémité arrière est reliée par un joint articulé 9 à un arbre d'entraînement 10 d'un mécanisme de direction arrière 11 disposé entre les deux roues arrière 12 du véhicule. L'arbre d'entraînement 10 tout comme l'arbre de transmission 8 sont montés sensiblement longitudinalement au véhicule.Le mécanisme de direction arrière 11 est mécaniquement relié à des barres de direction commandant par l'intermédiaire de biellettes des leviers de pivotement des roues arrière 12 montées sur pivots. Le mécanisme de direction arrière 11 est adapté pour braquer les roues arrière 12 dans le meme sens que les roues avant 5 pour une valeur d'angle de braquage du volant inférieure à une valeur de seuil et dans le sens opposé aux roues avant quand la valeur d'angle de braquage du volant dépasse la valeur de seuil. La commande du braquage des roues arrière 12 en fonction du braquage des roues avant 5 s'effectue suivant une loi telle que celle représentée à titre d'exemple par la courbe de la figure 2. Sur cette figure, sur les demi-axes OU et OW sont portées les valeurs d'angle de braquage du volant respectivement dans les cas où le véhicule se déplace en virage à droite et en virage à gauche.Sur les demi-axes OT et OV sont portées les valeurs d'angle de braquage des roues arrière respectivement vers la droite et vers la gauche en référence à la figure 1. La courbe C1 située dans le plan situé à droite de l'axe TOV par rapport à la figure 2 représente les deux sens de braquage des roues arrière 12 selon l'amplitude donnée au volant de direction 1 dans un même sens. Ainsi, lorsque le volant 1 est tourné suivant la flèche A en figure 1 d'un angle de braquage faible (inférieur à la valeur de seuil fixée dans le cas présent à environ 1800) les roues arrière sont braquées dans le même sens que les roues avant, comme indiqué par la flèche B en figure 1, d'une valeur d'angle maximale d'environ 1,7 correspondant à la valeur de seuil de façon à produire un effet sous-vireur souhaitable du véhicule.Lorsque le volant est tourné d'un angle de braquage important, dans le cas présent supérieur à la valeur de seuil de 1800, les roues arrière sont braquées dans le sens opposé à la flèche B, donc opposée aux roues avant en passant par la condition de parallélisme des roues par rapport à l'axe longitudinal du véhicule (correspondant à un angle de braquage du volant de 2400) jusqu'à une valeur maximale d'angle de braquage des roues arrière vers la gauche d'environ 50 pour une valeur d'angle de braquage du volant de 4500 de façon à produire un effet survireur souhaitable au véhicule.Ce meme raisonnement est utilisé en référence à la courbe C2 située dans le plan à gauche de l'axe TOV et ne sera pas expliqué en détail sinon que pour un angle de braquage dans le sens opposé à la flèche A du volant inférieur à la valeur de seuil de 1800, les roues arrière sont braquées vers la gauche par rapport à la figure 1 dans le meme sens que les roues avant tandis que pour un angle de braquage important du volant dans le meme sens, les roues arrière sont braquées vers la droite, donc dans le sens opposé aux roues avant en passant par leur parallélisme par rapport à l'axe longitudinal du véhicule (correspondant à un angle de braquage du volant de 2400) de façon à engendrer respectivement deux effets sous-vireur et survireur souhaitables du véhicule. Le dispositif selon l'invention est donc adapté pour commander le braquage des roues arrière en fonction du braquage des roues avant suivant la loi de braquage définie par la courbe C1 ou C2, étant bien entendu que tout autre loi, adaptée au comportement routier du véhicule, peut etre élaborée. Selon le premier mode de réalisation du dispositif représenté aux figures 3-5, l'arbre d'entraînement 10 est monté rotatif sur une paire de paliers avant et arrière 14 dans un support de paliers tubulaire 15 faisant corps avec le boîtier 16 du mécanisme 11. L'arbre 10 est maintenu axialement dans le boîtier 16 par un ensemble rondelle-jonc d'arret 17 du côté extérieur au bottier et un ensemble épaulement et rondelle 18 du côté interne au bottier. L'arbre 10 comprend un pignon d'entrée 19 solidaire de celui-ci et fixé dans le boîtier 16 et en prise avec trois pignons satellites 20-22 disposés angulairement équidistants par rapport au pignon 19 de l'arbre 10.Les trois pignons satellites engrènent à l'intérieur d'une couronne dentée fixe 23 faisant corps avec le boîtier 16 et sont guidés en rotation et maintenus en position relative à l'aide de deux flasques espacés et parallèles 24 et 25, centrés en rotation sur l'arbre 10 et liés rigidement entre eux par les trois axes 26-28 respectivement des pignons satellites 20-22. Deut 20 et 21 des axes des pignons satellites sont prolongés en arrière pour porter respectivement sur leur prolongement deux galets 29 et 30. Un plateau 31 est rigidement lié au deux barres de direction arrière 32 par exemple par l'intermédiaire de vis de fixation 34. Les barres 32 sont guidées dans leurs déplacements axiaux suivant l'axe X-X' par deux paires de paliers 35 dans un support de paliers longitudinal 36 faisant corps avec le bottier 16 du mécanisme de direction arrière.De plus, chaque barre 32 est arrêtée en rotation par un ensemble formant poussoir 37 fixé, par exemple par des vis de fixation 38 à la partie longitudinale 36 et comportant le poussoir proprement dit 39 dont ltextrémité est en appui sur un méplat 40 de la barre 32 par l'action d'un ressort de compression 41 disposé entre le poussoir 39 et la partie formant couvercle 42 solidaire de la partie 36 par les vis 38. A la place de l'ensemble formant poussoir 37, il est possible de prévoir des guides 43 longitudinalement espacés suivant l'axe X-X' sous le plateau 31 comme représenté en figure 4 pour le maintenir dans le plan P passant par la face arrière du plateau pendant ses déplacements axiaux suivant l'axe X-X'.Chaque barre 32 est reliée de façon articulée par une rotule 44 d'une biellette 45 reliée de façon articulée à son extrémité opposée à la rotule 44 à un levier de commande 46 du pivotement autour de l'axe d'articulation du pivot porte-fusée de la roue arrière associée. Le mécanisme 11 est rigidement fixé à la traverse arrière ou à la partie de caisse arrière (non représentée) du véhicule par l'intermédiaire par exemple de bras de fixation 47 solidaire de la partie longitudinale 36 du boîtier 16. Le plateau 31 comprend deux parties formant came 48 et 49 réalisées symétriquement de part et d'autre du plan vertical à la figure 3 et passant par l'axe Y-Y' de l'arbre 10. Chaque partie formant came est formée par une rainure traversant le plateau 31 et ayant un profil définissant la loi de braquage des roues arrière selon le braquage des roues avant, cette loi étant par exemple celle définie par les courbes C1 et C2 de la figure 2. Le galet 29 ou le galet 30 peut se déplacer sans jeu dans la rainure 48 ou 49, respectivement, pour agir séparément suivant le sens de rotation décrit par les deux axes 26 et 27 respectivement des deux pignons satellites 20 et 21. Les deux galets 29 et 30 appliquent chacun isolément et sans discontinuité leur action sur l'une ou l'autre des parties formant came 48, 49. A partir de la position haute représentée en figure 5 où les deux galets assurent le contact avec respectivement les deux parties formant came (position zéro ou de parallélisme des roues avec l'axe longitudinal du véhicule), lorsque l'on braque les roues avant vers la gauche ou vers la droite, un seul galet pilote ou commande une partie formant came correspondante et provoque le déplacement du plateau 31 et donc des barres de direction 32 suivant l'axe X-X' et la loi définie. Le retour à la position zéro s'effectue par le passage des mêmes déplacements et pour le braquage des roues avant dans le sens opposé au précédent, le premier galet se dégage'de son action tandis que l'autre galet agit sur l'autre partie formant came correspondante.Dans la condition de parallélisme à zéro, les deux axes porte-galets 26 et 27, perpendiculaires au plan P du plateau 31, doivent être réglés à égale distance de l'axe X-X' de la barre 32 de commande des biellettes des leviers de pivotement des roues arrière. Il est à noter que l'ensemble porte-satellites tourne avec réduction par rapport à la vitesse de rotation du pignon 19 de l'arbre 10 de façon à obtenir un faible déplacement angulaire de rotation autour du pignon 31 des deux axes 26, 27 portant respectivement les galets de poussée 29 et 30 des parties formant came 48 et 49 du plateau 31. Le boîtier 16 du mécanisme de direction arrière 11 comporte à sa partie arrière un capot ou couvercle 50 fixé par exemple par des vis de fixation 51 au bolier 16 et permettant d'avoir accès directement au plateau 31 qui peut ainsi être démonté par desserrage des vis 34 et remplacé par un autre plateau 31 comportant deux parties formant came d'un profil différent de celui des parties formant came 48 et 49 de façon à définir une autre loi de braquage des roues arrière en fonction du braquage des roues avant et tenant compte du véhicule. On va décrire maintenant le deuxième mode de rélisation du mécanisme de direction arrière représenté aux figures 6 et 7. Le principe de base de ce mode de réalisation est similaire à celui du premier mode de réalisation puisque l'on déplace axialement suivant une loi prédéfinie, par exemple celle représentée en figure 2, les barres de direction arrière 32 commandant le pivotement des roues arrière suivant l'axe X-X' dans un sens ou dans l'autre à partir d'une position moyenne de réglage de parallélisme des roues du véhicule à zéro. Selon ce mode de réalisation, l'arbre d'entraînement 10, relié à l'extrémité arrière de l'arbre de transmission par l'intermédiaire d'un joint articulé 9, est maintenu axialement dans le boîtier 16 par des paliers avant et arrière 14 dans des supports de paliers 16a et 16b faisant corps avec le bottier 16. L'arbre 10 comporte sensiblement sur toute sa longueur une partie filetée îOa entratnée en rotation à partir de l'avant par la barre de transmission et le joint articulé 9. Un organe formant écrou 52 peut se déplacer linéairement de part et d'autre d'une position centrale ou médiane de la partie filetée de l'arbre 10 correspondant à un réglage à parallélisme à zéro des roues arrière. Cette position est représentée clairement en figure 7.L'organe formant écrou 52 comporte, solidaire de celui-ci, et perpendiculairement à son axe longitudinal, un axe ou doigt porte-galets 52a. Plus précisément, le doigt 52a porte un premier galet supérieur 53 engagé dans une rainure de guidage 50a du couvercle 50 parallèle à l'axe de l'arbre 10 et un deuxième galet inférieur de poussée 54 qui se trouve à l'intérieur d'une partie formant came 31a du plateau 31. Le premier galet 53 guide dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X' le déplacement de l'organe formant écrou 52 et joue le rôle d'arrêt en rotation. La partie formant came 31a est réalisée par une rainure traversant le plateau 31 et ayant un profil définissant la loi de braquage représentée en figure 2, étant bien entendu que tout autre profil peut être pré dé fini suivant le comportement routier souhaitable du véhicule.Le plateau 31 est fixé rigidement, par l'intermédiaire des vis de fixation 34 aux barres de direction arrière 32 montées sur des paliers 35 dans des supports de paliers 36 solidaires du bottier 16. Le couvercle 50 est fixé au boîtier 16 par l'intermédiaire des vis de fixation 51. Ce couvercle permet d'avoir accès aux vis de fixation 34 pour démonter le plateau 31 et le remplacer par un autre plateau ayant une partie formant came d'un profil différent de la partie formant came 31a de façon à définir une autre loi de braquage des roues arrière en fonction de braquage des roues avant. On comprend des explications qui précèdent que le pivotement autour de son axe de 1 'arbre de transmission du véhicule entraine en rotation l'arbre 10 dont la partie filetée déplace l'organe formant écrou dans une direction suivant l'axe Y-Y' perpendiculaire à ltaxe X-X'. L'organe formant écrou 52 est guidé dans son déplacement par le galet 53 tandis que le galet 54 agit dans la partie formant came pour déplacer le plateau 31 avec les barres de direction 32 suivant l'axe X-X' dans un sens dépendant du sens de déplacement de l'organe formant écrou 52. Les barres de direction 32 commandent ainsi le pivotement des roues arrière en fonction du braquage des roues avant suivant la loi prédéfinie. Le -dispositif de commande des roues arrière suivant l'invention est d'une structure simple, étanche, ayant une stabilité comparable à celle d'une direction mécanique avant et a pour avantage important de pouvoir changer de loi de braquage des roues arrière en fonction du braquage des roues avant par simple changement du plateau comportant les parties formant came. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de direction arrière notamment pour un véhicule automobile à quatre roues directrices, dont les roues arrière (12) sont montées sur pivots et reliées par des biellettes articulées (45) à des barres de direction (32) commandant par l'intermédiaire des biellettes les leviers de pivotement (46) des roues arrière et du type comprenant un arbre de transmission (8) monté longitudinalement au véhicule et muni de moyens pour le faire pivoter autour de son axe en réponse à une action de braquage des roues avant (5) du véhicule et un mécanisme de direction arrière (11) mécaniquement relié, d'une part à l'extrémité arrière de l'arbre de transmission (8) par l'intermédiaire d'un arbre d'entratnement (10) et, d'autre part, aux barres de direction arrière (32) pour commander le braquage des roues arrière en fonction du braquage des roues avant; caractérisé en ce que le mécanisme de direction arrière (11) comprend, solidaire des barres de direction arrière (32), un plateau (31) comprenant au moins une partie formant came (31a; 48; 49) inscrite en creux dans celui-ci et dont le profil définit la loi de braquage des roues arrière'selon le braquage des roues avant et un galet (29; 30; 54) en prise avec la partie formant came et entraîné mécaniquement par l'arbre d'entrarnement (10) de façon que le pivotement de l'arbre de transmission (8) amène le galet à agir par poussée sur la partie formant came. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie formant came précitée est constituée par une rainure traversant le plateau (31) dans laquelle s'engage le galet précité. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le mécanisme de direction arrière (11) précité comprend trois pignons satellites (20-22) angulairement équidistants reliés par un porte-satellites constitué de deux flasques (24, 25) centrés en rotation sur l'arbre d'entraînement (10) précité et liés rigidement entre eux par trois axes (26-28) respectivement. des trois pignons satellites (20-22) lesquels sont en prise à l'intérieur d'une couronne dentée fixe (23); et en ce qu'au moins l'un-(26; 27) des axes des pignons satellites (20-28) est prolongé pour porter le galet de poussée (29; 30) précité de la partie formant came précitée. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le plateau précité comprend deux parties symétriques formant came (48, 49) et en ce que deux (26, 27) des axes des pignons satellites (20, 21) sont prolongés pour porter respectivement deux galets de poussée (29, 30), l'un ou l'autre des galets de poussée étant en prise dans la partie formant came correspondante selon le sens de braquage des roues avant. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (37; 43) d'arrêt en rotation autour de leur axe de chacune des barres de direction arrière (32). 6. Dispositif-selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement (10) précité est disposé longitudinalement au véhicule et monté rotatif par des paliers avant et arrière (35) supportés par le boîtier (16) du mécanisme de direction arrière (11) et comporte une partie filetée (lova) sur laquelle est monté un organe formant écrou (52) auquel est solidarisé un doigt (52a) portant le galet de poussée (54) précité s'engageant dans la partie formant came précitée, le dispositif comportant des moyens d'arrêt en rotation de l'organe formant écrou (52). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un autre galet (53) est monté à l'extrémité libre du doigt (52a) au-dessus du galet de poussée (54), ledit second galet étant engagé dans une rainure fixe de guidage (50a) et d'arrêt en rotation, parallèle à l'arbre d'entraînement (10). 8. Véhicule automobile équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7.