Brevet FR2702162A1 — publié le 19940909

La présente invention concerne le domaine des petits véhicules se déplaçant à vitesse faible, tels que chariots ou instruments mobiles à moteur à 3 ou 4 roues et plus particulièrement leur dispositif de conduite directionnelle. On connait les systèmes de commande directionnelle de conduite de véhicules dont la direction est assurée par l'orientation d'une ou plusieurs roues directrices par un volant ou un guidon et un ensemble d'éléments mécaniques tels que vis et crémaillère, leviers, etc... La commande est parfois assistée par un amplificateur hydraulique. On connait aussi les commandes directionnelles pour chariots ou autres véhicules se déplaçant sur des chenilles dont l'orientation est assurée par le contrôle de la vitesse des chenilles. Sont connus aussi les dispositifs mixtes, roues avant orientables et entrainement par des chenilles. Une version sophistiquée de cette direction mixte est décrite dans le brevet français n0 2671043. Tous les systèmes précités ont pour inconvénients majeurs de ne pas permettre un braquage important et surtout d'être d'une construction complexe, donc coûteuse et mal adaptée à de petits vehicules se déplaçant à faible vitesse tels que petits chariots de manutention, tondeuses à gazon, balayeuses, voitures d'infirme, etc... L'objet de la présente invention propose une solution simple et donc peu onéreuse, qui pallie l'insuffisance précitée, pour une assistance à la conduite directionnelle de petits véhicules se déplaçant à faible vitesse. Le dispositif d'assistance à la conduite directionnelle de petits véhicules, selon l'invention, comporte au moins une roue directrice auto-orientable et deux roues motrices actionnées à partir d'un arbre moteur par une transmission et des moyens d'entraînement. La caractéristique du dispositif est que des moyens d'embrayage sont disposés entre la transmission de l'arbre moteur et le moyen d'entraînement de chaque roue motrice, chacun de ces moyens d'embrayage, du type progressif à friction, étant commandé par une commande manuelle. Suivant une autre caractéristique, l'arbre moteur entraîne par un jeu de poulies et courroies (ou de pignons) un ou deux arbres primaires, lesquels, avec un arbre secondaire, un jeu de pignons et un embrayage à friction, entraînent la roue motrice droite ou la roue motrice gauche à des vitesses variables en fonction de l'effort exercé sur les leviers de commande. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'embrayage à friction peut être constitué par l'ensemble cadre, pignons, molette, et le bandage élastique de la roue motrice sur laquelle la molette s'appuie. Suivant une autre caractéristique, l'embrayage à friction situé entre l'arbre secondaire et la roue, ou entre l'arbre primaire et l'arbre secondaire, peut être à friction sur une génératrice intérieure ou extérieure. Suivant une autre caractéristique, l'embrayage à friction peut être du type axial ou radial. Suivant une autre caractéristique, les leviers de commande se déplacent par une rotation (d'avant en arrière et réciproquement} autour d'une charnière ou autre articulation dont un élément est fixé à la base du levier et l'autre au chassis du chariot. Suivant une autre caractéristique, les leviers de commande agissent sur les embrayages directement ou par l'intermédiaire d'un levier secondaire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les leviers de commande sont coudés à leur partie supérieure pour assurer une prise de main horizontale par le conducteur. Suivant une autre caractéristique de l'invention les leviers de commande portent à leur partie inférieure un talon, lequel en position arrière vient s'appuyer sur le bandage extérieur de la roue et joue le rôle de sabots de frein. Les dessins en annexe et donnés à titre d'exemple non limitatif permettront de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention où: - La Fig. 1 represente un véhicule équipé d'un système d'assistance à la conduite selon l'invention. - La Fig. 2 représente en coupe un élément de la chalne cinématique de transmission de mouvement. - Les Fig. 3 et 4 représentent les variantes de réalisation d'une telle chaîne cinématique La Fig. 1 est une vue en perspective de l'ensemble d'un véhicule à moteur équipé du système d'assistance à la conduite directionnelle selon un mode de réalisation de l'invention. Le chassis (1) porte un moteur M (non figuré) dont l'arbre (2), par un jeu de poulies (3) et (10) et d'une courroie (11) entraîne un arbre primaire (8) lequel est supporté par des paliers (17) (17') fixés au chassis. A sa partie avant le chassis porte le guide vertical (4) de l'axe vertical de la chape (5) de la roue directrice autoorientable (6) caractérisée par le déport du point d'appui au sol de cette roue par rapport à l'axe vertical de la chape. A la partie arrière du chassis sont les 2 roues motrices (7) (7') dont l'axe de rotation fixé au chassis n'est pas représenté. Deux pignons (12) (12') clavetés en bout de l'arbre primaire engrènent avec deux autres pignons (13) (13') d'un arbre secondaire duquel ils sont solidaires, et qui porte à son extrémité la molette de friction (14). Un cadre tel9) (19') tournant sur l'arbre primaire (8) maintient en position l'arbre secondaire portant les pignons (13) (13') et la molette de friction (14) (14') qui tourne dans des bagues antifriction (non figurées) supportées par le cadre (19) (19'). Deux leviers de commande (15) (15'), dont la partie supérieure est coudée pour pouvoir permettre une prise de main horizontale, sont reliés à leur partie basse au chassis par une charnière ou articulation (9) (9'). Ils portent au droit de la charnière un talon (29) (29') dont la forme coudée permet un appui sur le bandage extérieur élastique des roues motrices (7) (7') lorsque le levier de commande (15) (15') est tiré en position extrême. Ce talon (29) (29') joue le rôle de patin de frein. Un levier auxiliaire (28) (28') tel que figuré peut être nécessaire dans certaines configurations pour basculer le cadre (19) (19') autour de l'arbre (8) et assurer la mise en contact de la molette de friction (14) (14') avec le bandage de la roue à entraîner. Le cadre (19) (19'), la molette et la roue jouent ainsi le rôle d'un embrayage à friction. La Fig. 2 est une vue en coupe détaillée du cadre (19) (ou de son symétrique 19'). Ce cadre est composé ici de 2 éléments (19-1) et (19-2) assemblés par des boulons. Est montrée la poulie d'entraînement (10) de l'arbre primaire (s) portée par ses paliers (17) (17'), sont montrés aussi les pignons (12) et (13), ce dernier entraînant la molette de friction (14) (14'), (les bagues antifriction sur lesquelles tournent les arbres sont figurées mais non reperées). Est figurée la liaison(18) du levier secondaire de commande au boitier 19-2. La Fig. 3 est une vue en coupe montrant une variante de construction du système d'entraînement de la roue (7) (7') par un embrayage à friction commandé par un levier (15) à action sensitive, conforme à l'invention. Dans cette configuration, l'axe primaire (8) est coaxial avec l'arbre secondaire, lequel porte à son extrémité un galet de friction (31) (31'), et à l'autre extrémité un pignon (23) (23') qui engrène dans une roue dentée (22) formée ou fixée coaxialement à la roue (7) (7'). La poulie d'entraînement (10) porte sur chacune de ses faces un cylindre (30) (30') de dimension rigoureusement identique à celle du galet (31) (31'). La poulie (10) est elle même centrée sur l'axe secondaire par son axe (8) et des roulements (33) (33') centrés dans les galets (31) (31'). Une molette de friction (32) (32') tournant librement sur son axe fixé au levier de commande (15) (15'), recouverte d'une garniture de friction élastique, assure l'entraînement de la roue (7) (7') par friction sur le cylindre (30) (30') et le galet (31) (31'). Est figuré aussi le palier (16) (16') fixé sur le chassis (1). Il maintient l'arbre secondaire et l'arbre primaire en position par rapport à la roue (7) (7') ainsi que l'axe (9) (9'3 à la base du levier de commande (15) (15'), cet axe jouant le rôle de charnière. La Fig. 4 est une vue en coupe d'une autre variante de construction entrant dans le cadre de la présente invention Dans cette configuration, l'arbre moteur entraîne pour chaque roue un arbre primaire (8) (8'), lequel est coaxial à l'arbre secondaire portant le pignon (23) (23') qui engrène avec les roues dentées (22) (22') fixées ou formées dans les roues (7) (7') coaxialement à leur axe. L'arbre primaire (8) fus') porte un plateau (20) (2O'). En face de celui-ci un plateau mobile axialement (21) (21') est entraîné en rotation par une douille coulissante (24) (24') et clavetée sur l'arbre secondaire (23) (23'). La douille (24) (24') supporte à son extrémité des éléments (25) (25') (26) (26') d'une butée à billes à double effet et de son poussoir. Le levier de commande (15) (15') fixé au chassis par un axe (9) (9') agit par l'intermédiaire d'un levier secondaire (non figuré) sur la fourchette (27) (27') de commande de 1 'embrayage Le fonctionnement est le suivant. Dans une quelconque des configurations précitées, lorsque le conducteur agit sur le levier droit (15) ou le levier gauche (15'), en le poussant en avant, directement ou par l'intermédiaire des leviers secondaires (28) (28'), il met en contact les éléments de l'embrayage à friction, lesquels sollicitent les roues motrices (7) (7'). Ainsi, Fig. 1, si le levier de commande (15) est poussé en avant par une action sur sa poignée (16) il pousse le levier secondaire (28) dans sa rotation autour de l'axe (9) de la charniere qui est à sa partie inférieure et qui le maintient au chassis. Le levier secondaire bascule en avant le cadre (19) qui, avec les pignons (12) et (13) et la molette de friction (14), joue le rôle d'embrayage, la molette (14) s'appuyant sur le bandage élastique de la roue (7). Le cadre (9) tourne autour de l'arbre primaire (8) supporté par le palier (17) fixé au bâti (les bagues antifriction sur lesquelles tournent les arbres sont figurées mais non repérées). Suivant l'effort du contact entre la molette (14) et le bandage de la roue, il y a glissement total ou partiel ou nul, c'est à dire qu'en fonction de la sollicitation du levier de commande, on peut obtenir une vitesse progressive de la roue de manière sensitive. Dans une position opposée, en tirant en arrière le levier de commande (15) celui-ci dans un premier temps débraye, la roue (7) n'est plus entraînée, puis, s'il est amené en position extrême, sa rotation autour de l'axe (9) conduit à ce que son talon (29) vienne en contact avec le bandage de la roue motrice (7), provoque un freinage, puis un bloquage. Chaque roue, indépendamment l'une de l'autre peut être bloquée ou entraînée. On conçoit aisément que, selon les sollicitations, la (ou les) roue(s) avant (6) directrices et auto-orientables permettront, en contrôlant la vitesse des roues motrices (7), de diriger le véhicule. Le braquage limite est très important, il correspond au pivotement sur une des roues motrices lorsque celle-ci est bloquée et que l'autre est entraînée. Le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné à la conduite de petits véhicules se déplaçant à faible vitesse tels que chariots de manutention, tondeuses à gazon, balayeuses, voitures d'infirmes, etc... REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'assistance à la conduite directionnelle de petits véhicules se déplaçant à faible vitesse, comportant au moins une roue directrice auto-orientable et deux roues motrices actionnées à partir d'un arbre moteur par une transmission et des moyens d'entraînement, caractérisé en ce que la transmission comporte pour chaque roue motrice un moyen d'embrayage du type progressif et sensitif à friction contrôlé par une commande manuelle par leviers. 2 - Dispositif d'assistance à la conduite directionnelle de petits véhicules se déplaçant à faible vitesse, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une transmission actionnée à partir d'un arbre moteur (2), laquelle, par un jeu de poulies et courroie (3) (10) (11) ou de commande par pignons (non figurés) entraîne un arbre primaire (8) supporté par des paliers (17) (17') fixés au chassis (1). Cet arbre primaire, par un dispositif d'embrayage à friction composé des éléments tels que : cadre (19) (19'), pignons (12) (12') (13) (13'), molette de friction (14) (14') et de son dispositif de commande, composé des leviers de commande (15) (15') et des leviers auxiliaires (19) (19'), permet l'entraînement de chacune des roues motrices (7) (7') de manière indépendante progressive et sensitive. 3 - Dispositif selon la revendication l et 2 caractérisé par le fait que les embrayages à friction entre le ou les arbres primaires (8) (8') et les roues motrices (7) (7') peuvent être du type radial (Fig. 2) ou axial (Fig. 4). 4 - Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait que l'embrayage à friction peut être constitué par le bandage des roues motrices (7) (7') sur lequel viendra directement s'appuyer une molette de friction (14) (14'). 5 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que l'arbre moteur (2) peut entraîner un arbre primaire (8) pour chaque roue motrice (7) (Fig. 4). 6 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que les molettes d'entraînement (14) (14') de l'embrayage à friction entraînent les roues motrices (7) (7') par friction sur une génératrice intérieure de la jante des roues (non figurée). 7 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que des arbres secondaires portant à leur extrémité les pignons (23) (23') entraînent les roues motrices (7) (7') par engrènement sur un pignon (22) (22') solidaire de la roue et coaxial à son axe de rotation, ce pignon étant du type intérieur ou extérieur. 8 - Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4, et 6 caractérisé par le fait que les embrayages sont actionnés pour chaque roue motrice (7) (7') par un levier de commande (15) (15') capable de pivoter d'avant en arrière et réciproquement autour de l'axe d'une charnière (17) (17') les reliant au chassis (1), ceci directement ou par l'intermédiaire de leviers secondaires (28) (28') (Fig. 1). 9 - Dispositif selon la revendication précédente caractérisé par le fait que les leviers de commande (15) (15') sont coudés à leur partie supérieure (16) (16') pour permettre une prise de main horizontale par le conducteur. 10 - Dispositif selon les revendications 8 et 9 caractérisé par le fait que les leviers de commande (15) (15') possèdent à leur partie inférieure un talon (29) (29') de freinage, lequel vient s'appuyer sur le bandage des roues motrices (7) (7') lorsque les leviers de commande (15) (15') sont en position arrière extrême.