Brevet FR2672266A1 — publié le 19920807

L'invention a pour objet un dispositif de direction pour véhicule à roues On connaît déjà de nombreux systèmes de direction pour véhicules à roues, aussi bien pour véhicules de tourisme que pour véhicules utilitaires et/ou véhicules militaires, celui connu sous le nom de "MAC PHERSON" étant particulièrement préféré par les constructeurs de véhicules, tant dans sa version à ressort que dans sa version hydropneumatique. Un tel système, qui comporte principalement un triangle articulé sur la caisse du véhicule au voisinage de ses deux sommets intérieurs et qui est relié à son sommet extérieur à un pivot de direction par un joint à rotule, avec amortisseur télescopique entre la caisse du véhicule et le pivot de direction est décrit, par exemple, dans FR-2 433 427.S'il donne satisfaction et est utilisé de préférence aux systèmes du type à balancier ou à balancier-rotule, il présente cependant un inconvénient d'encombrement relativement important et sa mise en oeuvre se fait avec de grands déplacements angulaires de la bielle de commande de direction dans le plan vertical, lors des variations de hauteur des roues auxquelles il est associé ; il présente également l'inconvénient d'exposer les organes de direction aux chocs, à la boue et aux autres produits susceptibles de les endommager, comme les particules de sable, les cailloux ou analogues présents sur le terrain où se déplace le véhicule. Un tel système ne permet pas, en outre, de réaliser de façon simple une étanchéité de l'habitacle du véhicule qu'il équipe, comme requis, par exemple, pour certains véhicules militaires destinés à évoluer dans des zones d'emploi d'armes NBC. C'est, par conséquent, un but général de l'invention de fournir un dispositif de direction pour véhicule à roues qui ne présente pas les inconvénients rappelés ci-dessus des dispositifs connus. C'est, à cet égard, un but de l'invention de fournir un tel dispositif de direction dont l'encombrement soit nettement inférieur à celui des dispositifs connus de sorte qu'il peut être mis en oeuvre sur des véhicules qui doivent s'inscrire dans un gabarit donné et/ou dont l'habitacle ou le volume interne doit être aussi grand que possible, soit pour permettre d'abriter plusieurs occupants, soit encore pour permettre, notamment dans le cas de véhicules militaires, l'installation d'un système d'arme. C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un tel dispositif de direction dont les parties constitutives soient protégées de façon efficace à l'encontre des endommagements éventuels liés aux chocs, aux particules solides et/ou liquides du terrain sur lequel se déplace le véhicule et qui permette, complémentairement, d'isoler l'habitacle du véhicule de façon étanche. C'est, encore, un but de l'invention de fournir un tel dispositif de direction dans lequel la bielle de commande de direction ne subit que des déplace ments de faible amplitude angulaire dans un plan vertical, en réponse au déplacement en hauteur des roues lorsque celles-ci franchissent des obstacles en creux ou en relief. C'est, enfin, un but de l'invention de fournir un tel dispositif de direction propre à équiper les roues motrices d'un véhicule de poids important, susceptible de se déplacer à vitesse élevée et qui, de ce fait, doit pouvoir être manoeuvré de façon simple et sûre. Un dispositif de direction pour roue de véhicule comprenant un porte-roue relié par un joint à rotule au triangle inférieur d'une suspension dudit véhicule et une biellette de direction reliée à une timonerie de commande de direction est caractérisé, selon l'invention, en ce qu'entre ladite biellette et le porteroue est interposé un mécanisme dont les éléments sont liés en rotation pour orienter le porte-roue et la roue, d'une part et, d'autre part, sont reliés télescopiquement pour compenser et absorber les variations en hauteur de ladite roue lors du franchissement d'obstacles en creux ou en relief du terrain où se déplace le véhicule et/ou en réponse aux efforts d'accélération et/ou de freinage que subit le véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments du dispositif interposés entre le porte-roue et la biellette de direction comprennent une articulation à rotule dont le centre est fixe et qui est solidaire de celui des éléments du dispositif sur lequel est attelé la biellette de direction. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend un corps cylindrique fixé au porte-roue et dans lequel est monté à coulissement une tige dont une des extrémités est reliée à l'articulation à rotule tandis que l'autre extrémité est percée d'un forage prévu pour recevoir un arbre cannelé, lui-même fixé à l'extrémité inférieure du corps cylindrique, au voisinage de l'attache de celui-ci sur le porte-roue. Dans une forme de réalisation de l'invention, l'articulation à rotule est logée dans un carter à couvercle percé d'une ouverture de passage de la tige coulissante, ledit carter étant lui-même logé dans une pièce fixée sur la caisse du véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, un chapeau fermant la partie supérieure du corps cylindrique lié au porte-roue contribue au guidage de la tige creuse. Un dispositif selon l'invention peut avantageusement être mis en oeuvre, lorsqu'il est appliqué à des véhicules de poids élevé, avec une suspens ion à deux ressorts hélicoïdaux, la forme cylindrique du corps fixé au porte-roue trouvant alors un logement satisfaisant dans l'espace ménagé entre les deux ressorts lors du déplacement en hauteur de la roue et, par conséquent, du porte-roue et de la partie cylindrique du dispositif qui lui est attaché. L'invention n'est cependant pas limitée, bien entendu, à des véhicules comportant ce type de suspension, mais s'applique également aux véhicules dont les roues sont suspendues par des systèmes du type MAC PHERSON, la disposition dans ce cas étant alors telle que la tige du dispositif télescopique selon l'invention est sensiblement coaxiale au ressort de la suspension. L'invention a également pour objet les véhicules de tourisme ou utilitaires comme des camions, engins de travaux publics et/ou les véhicules militaires comprenant un dispositif de direction tel que défini cidessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif selon l'invention ; - la figure 2 est une vue correspondante illustrant diverses positions de la roue équipée d'un dispositif selon l'invention et de certains éléments de ce dispositif lors de variations en hauteur de ladite roue - la figure 3 est une vue schématique en perspective du dispositif pour un autre angle d'observation ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention pour encore un autre angle d'observation. Un dispositif de direction pour véhicule à roues est illustré, dans ce qui suit, en référence à un véhicule de poids relativement important dont la caisse C est suspendue, au voisinage de chaque roue R, par deux ressorts rl, r2 articulés sur la caisse C par des chapes comme celle montrée en Chl 1 et à l'intérieur desquels sont logés, de façon en soi connue, des amortisseurs a, figure 4. De façon également en soi connue, les ensembles ressort-amortisseur r/a sont articulés à leur partie inférieure autour de chapes, comme celle montrée en Chl,2 sur un triangle t, lui-même articulé sur la caisse C autour de chapes permettant le pivotement du triangle autour d'un axe A sensiblement horizontal, mieux visible schématiquement sur la figure 3.Aucun caractère limitatif ne doit cependant être attaché à la description qui vient d'être faite, étant entendu que le dispositif de direction selon l'invention trouve également application pour des véhicules plus légers et qui ne sont équipés, à chaque roue, que d'un dispositif de suspension à un seul ressort, par exemple du type MAC PHERSON. Dans un véhicule ainsi équipé d'un système de suspension, l'invention prévoit de manoeuvrer les roues R par un dispositif de direction dont la timonerie, schématisée en T, figure 3, est attelée sur une biellette de direction 10, figures 3 et 4. Cette biellette 10 est assujettie par une articulation à rotule 11 à une tige creuse 12, cannelée intérieurement, et qui est montée à coulissement dans un corps cylindrique 13 solidaire du porte-roue 14.L'articulation à rotule 11 est fixée à la caisse C du véhicule par un carter lla fermé par un couvercle 11b percé d'un trou de passage de la tige 12,le carter et le couvercle étant logés dans une pièce p solidaire de la caisse, et qui ménage un évidement e pour permettre le débattement des éléments du dispositif ; cet évidement de petites dimensions ne diminue pas le volume de l'habitacle du véhicule équipé d'un dispositif selon l'invention. Comme bien montré sur les figures 1 et 2, la tige creuse 12 cannelée intérieurement est guidée dans le corps cylindrique 13 à la fois par un chapeau 15 qui ferme ledit corps à sa partie haute et par un arbre cannelé extérieurement 16, intérieur au corps cylindrique 13 auquel il est fixé à sa partie inférieure par un écrou 17. Comme bien montré sur la figure 2, les variations en hauteur de la roue R, le résultant du franchissement d'obstacles en creux ou en relief du terrain sur lequel se déplace le véhicule, ou des efforts d'accélération et/ou de freinage que subit celui-ci sont transmises au porte-roue 14 et, par l'intermédiaire du triangle t qui lui est lié par un point à rotule 20, au système de suspension à ressort et amortisseur r / a. Lors de ces variations de hauteur, le corps cylindrique 13 du dispositif selon l'invention se déplace angulairement entre les positions montrées schématiquement par les axes X1 et X2, tandis que, simultanément, la tige creuse 12 coulisse sur l'arbre 16 d'une part et pivote autour du centre fixe O de la rotule 30 de l'articulation à rotule 11. Au cours de ces déplacements en hauteur, la roue R est orientée à partir de la biellette de direction 10 par la tige creuse cannelée 12 qui en est solidaire, l'arbre cannelé 16 solidaire du corps cylindrique 13 et le porte-roue 14. Comme montré par les axes X1 et X2 de la figure 2, le débattement angulaire dans un plan vertical du dispositif est faible, de l'ordre de quelques degrés ; en outre la forme cylindrique du corps 13 lui permet de trouver aisément place, lors de ses déplacements, dans l'espace compris entre les ressorts rl et r2, tandis que l'angle de carrossage ne varie que faiblement, ce qui favorise également le roulement. Le logement de l'articulation à rotule 11 dans un carter lla à couvercle llb permet de réaliser, de façon simple, l'étanchéité de l'habitacle par rapport à l'environnement extérieur, une protection supplémentaire pouvant être réalisée, le cas échéant, à l'aide d'un soufflet s comme montré schématiquement sur la figure 2. Alors que de bons résultats ont été obtenus à l'aide d'un dispositif tel que décrit ci-dessus pour un véhicule d'environ 30 tonnes à huit roues motrices se déplaçant à plus de 100 km/h, l'invention n'est nullement limitée à ce type de véhicule mais s'applique également à ceux dont les roues sont suspendues par des systèmes autres, comme des systèmes du type MAC PHERSON, la tige du dispositif télescopique de l'invention étant alors sensiblement coaxiale au ressort de la suspension. REVENDICATIONS 1. Dispositif de direction pour roue de véhicule comprenant un porte-roue relié par un joint à rotule au triangle inférieur (t) d'une suspension du véhicule et une biellette de direction (10) reliée à une timonerie de commande de direction (T), caractérisé en ce qu'entre ladite biellette (10) et le porte-roue (14) est interposé un mécanisme dont les éléments (11, 12, 13, 16) sont liés en rotation pour orienter le porte-roue (14) et la roue (R), d'une part et, d'autre part, sont reliés télescopiquement pour compenser et absorber les variations en hauteur de ladite roue. 2. Dispositif de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments comprennent une articulation à rotule (11) dont le centre (O) est fixe et qui est solidaire de celui des éléments (12) du dispositif sur lequel est attelée la biellette de direction (10).. 3. Dispositif de direction selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un corps cylindrique (13) fixé au porte-roue (14) et dans lequel est montée à coulissement une tige (12) dont une des extrémités est reliée à l'articulation à rotule tandis que son autre extrémité est percée d'un forage prévu pour recevoir un arbre cannelé (16), luimême fixé à l'extrémité inférieure du corps cylindrique (13), au voisinage de l'attache de celui-ci sur le porteroue (14) 4. Dispositif de direction, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'articulation à rotule (11) est logée dans un carter (1 la) à couvercle (lob) percé d'une ouverture de passage de la tige (12) ledit carter étant logé dans une pièce (p) fixée sur la caisse (C) du véhicule. 5. Dispositif de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un chapeau (15) fermant la partie supérieure du corps cylindrique (13) lié au porte-roue contribue au guidage de la tige creuse (12). 6. Dispositif de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre cannelé extérieurement (16) est fixé à la partie inférieure du corps cylindrique (13) solidaire du porte-roue par un boulon ou analogue (17). 7. Véhicule à roue comprenant un dispositif de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes.