Brevet FR3048944A1 — publié le 20170922

BIELLETTE DE DIRECTION DE VÉHICULE, À MOYENS DE RETARDEMENT D'ACTION L'invention concerne les véhicules qui comprennent un train avant comprenant des roues pouvant être orientées, et plus précisément les biellettes de direction qui permettent d'orienter les roues de tels véhicules. De nombreux véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent un train avant dans lequel chaque roue peut être orientée, via une pièce de couplage (parfois appelée pivot de roue), par une biellette de direction contrôlée par une crémaillère de direction. Cette pièce de couplage est également couplée via une liaison à rotule à un bras de support qui est lui-même couplé via une liaison pivot à un élément structurel du véhicule, comme par exemple un berceau. La crémaillère de direction est généralement contrôlée par un volant, et son agencement et l'agencement des biellettes de direction définissent une démultiplication mécanique constante entre l'angle du volant et l'angle de braquage (ou d'orientation) des roues. Dans la plupart des véhicules automobiles de type grand public, cette démultiplication mécanique est généralement choisie dans une plage allant de quatorze à dix-huit (il faut alors braquer de quatorze à dix-huit fois plus le volant pour un angle de braquage de roue donné). Cette valeur de démultiplication mécanique constante assure une vivacité modérée du véhicule et une conduite sécurisante. Si l'on réduit cette démultiplication mécanique, par exemple à une valeur égale à douze ou treize, voire encore plus petite, pour réduire le « brassage volant », le véhicule devient notablement plus vif, et donc à haute vitesse il peut sembler peu sécurisant pour certains conducteurs. L'invention a notamment pour but de permettre une adaptation automatique de la démultiplication en fonction de la vitesse de braquage du volant. Elle propose notamment à cet effet une biellette de direction, destinée à faire partie d'un train avant de véhicule, et comprenant une partie 3048944 2 intermédiaire prolongée (de part et d'autre) par des première et seconde extrémités propres à être couplées respectivement à une roue du train avant et une crémaillère de direction. Cette biellette de direction se caractérise par le fait que sa partie 5 intermédiaire comprend des moyens de retardement agencés pour retarder son action sur la roue associée par rapport à l'action de la crémaillère de direction sur elle, ce retard étant d'autant plus important que la vitesse de réalisation de l'action de la crémaillère de direction est petite. Ainsi, plus la vitesse de braquage du volant est élevée (et donc a 10 priori plus la vitesse du véhicule est petite), plus la démultiplication est faible du fait que le retard est petit. La biellette de direction selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : 15 - ses moyens de retardement peuvent être de type hydraulique ; - ses moyens de retardement peuvent comprendre un premier corps dans lequel est définie une première chambre, et un second corps monté en translation, et de façon étanche, dans la première chambre et dans lequel est définie une seconde chambre communiquant avec la première 20 chambre via un trou calibré afin de permettre un échange de fluide entre ces première et seconde chambres lorsque le premier corps est translaté par rapport au second corps par une action de la crémaillère de direction ; - le second corps peut comprendre à l'intérieur de la seconde chambre, 25 dans une zone située à l'opposée du trou calibré, des moyens de compensation qui sont propres à faire varier un volume d'accueil de fluide de la seconde chambre en fonction d'une quantité de fluide ayant pénétré dans cette dernière via le trou calibré par rapport à une position d'équilibre de la première chambre ; 30 o les moyens de compensation peuvent comprendre une pièce réalisée dans un matériau compressible et élastique ; - le matériau compressible et élastique peut être un élastomère ; 3048944 3 - ses moyens de retardement peuvent comprendre des moyens de rappel élastique installés dans la première chambre entre une face interne du premier corps et une face externe du second corps, et propres, en cas de déplacement du premier corps induisant une 5 réduction d'un volume d'accueil de fluide de la première chambre par rapport à un volume d'accueil de fluide dans une position d'équilibre, à permettre un retour automatique du premier corps dans cette position d'équilibre ; o les moyens de rappel élastique peuvent être agencés sous la 10 forme d'un cylindre réalisé dans un matériau élastique ; - ses moyens de retardement peuvent être installés juste avant la seconde extrémité. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un train avant comportant au moins deux roues 15 opposées l'une à l'autre et orientables, et deux biellettes de direction du type de celle présentée ci-avant et couplées respectivement aux roues et à une crémaillère de direction. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus 20 en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »), d'où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes), sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue du dessus, une partie droite d'un exemple de train avant de véhicule automobile, 25 la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de réalisation d'une biellette de direction selon l'invention avant qu'elle n'équipe un train avant, la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une sous-partie d'une partie intermédiaire de la biellette de direction de la figure 2, 30 comprenant des moyens de retardement, la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, les moyens de retardement de la partie intermédiaire de la biellette de direction de la 3048944 4 figure 3, placés dans une première position (d'équilibre), et - la figure 5 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, les moyens de retardement de la partie intermédiaire de la biellette de direction de la figure 3, placés dans une seconde position (de butée). 5 L'invention a notamment pour but de proposer une biellette de direction BD destinée à équiper un train avant TV d'un véhicule. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout 10 véhicule comportant un train avant comprenant au moins deux roues (droite et gauche) opposées l'une à l'autre. On a schématiquement illustré sur la figure 1 une partie droite d'un exemple de train avant TV de véhicule (ici de type automobile). Chaque partie droite ou gauche du train avant TV comprend un bras 15 de support BS qui est couplé, d'une part, via une liaison pivot (ou articulation) LPB à un élément structurel ES du véhicule, comme par exemple un berceau, et, d'autre part, via une liaison à rotule à une pièce de couplage (non visible et parfois appelée pivot de roue). Par ailleurs, chaque partie droite ou gauche du train avant TV 20 comprend une biellette de direction BD selon l'invention comportant une partie intermédiaire PI prolongée de part et d'autre par des première El et seconde E2 extrémités opposées. La première extrémité El de chaque biellette de direction BD est destinée à être couplée à une rotule RC dont la queue est destinée à être couplée à la pièce de couplage (ou pivot de roue). La seconde 25 extrémité E2 de chaque biellette de direction BD est destinée à être couplée à une crémaillère de direction CD qui est elle-même contrôlée par le volant du véhicule. Comme illustré sur les figures 2 à 5, la partie intermédiaire PI de chaque biellette de direction BD, selon l'invention, comprend des moyens de 30 retardement MR qui sont agencés pour retarder son action sur la roue RV associée par rapport à l'action qu'exerce sur elle la crémaillère de direction CD. Ce retard est alors d'autant plus important que la vitesse de réalisation de l'action qu'exerce la crémaillère de direction CD sur la biellette de direction BD 3048944 5 est petite. En d'autres termes, plus la vitesse de braquage du volant est élevée, plus la vitesse selon laquelle la crémaillère de direction CD exerce son action sur la biellette de direction BD est élevée, et donc plus le retard est petit. Or, 5 plus ce retard est petit, plus la démultiplication est faible et proche de la démultiplication mécanique minimale résultant principalement des agencements respectifs de la crémaillère de direction CD et des biellettes de direction BD. Les faibles vitesses de braquage survenant habituellement lorsque la vitesse du véhicule est élevée, on en déduit donc que grâce à 10 l'invention la démultiplication ressentie par le conducteur pour de faibles vitesses du véhicule est inférieure à celle qu'il ressent pour de hautes vitesses du véhicule, ce qui assure une importante vivacité à faible vitesse et une conduite sécurisante à haute vitesse. On notera que dans l'exemple illustré non limitativement sur les 15 figures 2 à 5, les moyens de retardement MR sont installés juste avant la seconde extrémité E2. Mais dans des variantes de réalisation non illustrées, les moyens de retardement MR pourraient être installés juste avant la première extrémité El ou bien dans une position intermédiaire comprise entre les première El et seconde E2 extrémités. 20 On notera également que les moyens de retardement MR peuvent être de type hydraulique. Dans ce cas, ils peuvent, par exemple et comme illustré non limitativement sur les figures 3 à 5, comprendre des moyens d'amortissement comprenant des premier CA1 et second CA2 corps. 25 Une première chambre CH1 est définie dans le premier corps CA1, et une seconde chambre CH2 est définie dans le second corps CA2. Par ailleurs, le second corps CA2 est monté en translation, et de façon étanche, dans la première chambre CH1 et sa seconde chambre CH2 communique avec la première chambre CH1 via un trou calibré TC afin de 30 permettre un échange de fluide entre les première CH1 et seconde CH2 chambres lorsque le premier corps CA1 est translaté par rapport au second corps CA2 par une action de la crémaillère de direction CD. On comprendra que le fluide est enfermé, de façon étanche, dans les volumes d'accueil 3048944 6 respectifs des première CH1 et seconde CH2 chambres. Ce fluide est par exemple une huile (éventuellement celle utilisée dans les amortisseurs de suspension) ou un gaz (éventuellement de l'azote). Les dimensions du trou calibré TC sont adaptées à la viscosité du fluide utilisé. 5 Le second corps CA2 étant ici solidarisé fixement au reste de la partie intermédiaire PI qui est couplé indirectement à la roue RV, il est donc initialement immobile. Par conséquent, lorsque la crémaillère de direction CD agit sur le premier corps CA1 cela induit initialement sa translation, ici vers la droite selon la flèche F1 de la figure 5, et donc par rapport au second corps 10 CA2 qui est initialement immobile. Le volume d'accueil de fluide de la première chambre CH1 diminue progressivement, et donc une partie du fluide contenu dans cette dernière (CH1) pénètre dans le volume d'accueil de fluide de la seconde chambre CH2 via le trou calibré TC. Puis, à un instant donné, le premier corps CA1 ne peut plus être translaté par rapport au second corps 15 CA2, si bien que l'action exercée par la crémaillère de direction CD sur le premier corps CA1 induit une translation simultanée des premier CA1 et second CA2 corps, et donc une orientation (ou un braquage) de la roue RV associée. On comprendra que plus le premier corps CA1 est translaté rapidement par rapport au second corps CA2, plus il arrive rapidement en 20 butée (illustrée sur la figure 5) et donc plus il va rapidement translater ce dernier (CA2), et par conséquent plus le retard d'action de la biellette de direction BD sur la roue RV est petit par rapport à l'instant où la crémaillère de direction CD exerce son action sur la biellette de direction BD. On notera que la translation entre la position d'équilibre (figure 4) et la 25 position de butée (figure 5) est de préférence petite. Par exemple, elle peut être comprise entre 1 mm et 3 mm. Comme illustré non limitativement sur les figures 3 à 5, le second corps CA2 peut comprendre à l'intérieur de la seconde chambre CH2, dans une zone qui est située à l'opposée du trou calibré TC, des moyens de 30 compensation MC qui sont propres à faire varier le volume d'accueil de fluide de la seconde chambre CH2 en fonction de la quantité de fluide qui a pénétré dans cette dernière (CH2) via le trou calibré TC. Cette quantité de fluide transférée est considérée par rapport à la quantité de fluide que comprend la 3048944 7 première chambre CH1 lorsqu'elle est placée dans une position d'équilibre (ou de repos), illustrée sur la figure 4. Cette position d'équilibre est celle dans laquelle se trouve le premier corps CA1 lorsque le véhicule circule en ligne droite. 5 En l'absence d'une telle variation du volume d'accueil de fluide de la seconde chambre CH2, il n'y aurait pas de phénomène d'amortissement si le fluide remplissait entièrement les volumes d'accueil respectifs des première CH1 et seconde CH2 chambres dans la position d'équilibre. Cependant l'amortissement serait possible si le fluide ne remplissait pas entièrement les 10 volumes d'accueil respectifs des première CH1 et seconde CH2 chambres dans la position d'équilibre. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3 à 5, les moyens de compensation MC peuvent comprendre une pièce réalisée dans un matériau compressible et élastique. Dans ce cas, le matériau 15 compressible et élastique peut, par exemple, être un élastomère ou un caoutchouc, éventuellement synthétique. On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 3 à 5, que les moyens de retardement MR peuvent avantageusement comprendre des moyens de rappel élastique MRE installés dans la première chambre CH1 20 entre une face interne du premier corps CA1 et une face externe du second corps CA2. Ces moyens de rappel élastique MRE sont propres, en cas de déplacement (translation) du premier corps CA1 induisant une réduction du volume d'accueil de fluide de la première chambre CH1 par rapport à son volume d'accueil de fluide dans la position d'équilibre, à permettre un retour 25 automatique du premier corps CA1 dans la position d'équilibre. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3 à 5, ces moyens de rappel élastique MRE peuvent être agencés sous la forme d'un cylindre réalisé dans un matériau élastique. Ce matériau élastique peut, par exemple, être un élastomère ou un caoutchouc, éventuellement 30 synthétique. Dans ce cas, le cylindre élastique MRE peut, par exemple, être solidarisé fixement à la face interne du premier corps CA1 et à la face externe du second corps CA2. Cette solidarisation fixe se fait de préférence par 3048944 8 adhésion. Cette dernière peut, par exemple, résulter d'un emmanchement en force autour du second corps C2. En présence d'une telle solidarisation fixe sur les deux faces interne et externe, le cylindre élastique MRE travaille en cisaillement lorsque le 5 premier corps CA1 est translaté par rapport au second corps CA2 (ici vers la droite (flèche F1)), comme illustré sur la figure 5. En d'autres termes, il s'étire vers la droite, et donc son élasticité lui permet de reprendre automatiquement la forme initiale qu'il possède dans la position d'équilibre (dans laquelle il n'est pas contraint en cisaillement (ou étiré)). 10 On notera que de tels moyens de rappel élastique MRE assurent également, avantageusement, l'étanchéité de la première chambre CH1 et donc des moyens de retardement MR, et confèrent une certaine souplesse à la biellette de direction BD. On notera également que les premier CA1 et second CA2 corps sont 15 préférentiellement réalisés dans un matériau rigide. Ce dernier peut, par exemple, être un métal, comme par exemple un acier, ou une matière plastique, comme par exemple un thermoplastique. On notera également que les premier CA1 et second CA2 corps sont de préférence de forme cylindrique circulaire. Mais en variante ils pourraient 20 avoir une forme cylindrique à section carrée ou rectangulaire, par exemple. REVENDICATIONS1. Biellette de direction (BD) pour un train avant (TV) de véhicule, ladite biellette de direction (BD) comprenant une partie intermédiaire (PI) prolongée par des première (El ) et seconde (E2) extrémités propres à être couplées respectivement à une roue (RV) dudit train avant (TV) et une crémaillère de direction (CD), caractérisée en ce que ladite partie intermédiaire (PI) comprend des moyens de retardement (MR) agencés pour retarder une action de ladite biellette de direction (BD) sur ladite roue (RV) par rapport à une action de ladite crémaillère de direction (CD) sur ladite biellette de direction (BD), ledit retard étant d'autant plus important que la vitesse de réalisation de ladite action de la crémaillère de direction (CD) est petite. 2. Biellette de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de retardement (MR) sont de type hydraulique. 3. Biellette de direction selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de retardement (MR) comprennent un premier corps (CA1) dans lequel est définie une première chambre (CH1), et un second corps (CA2) monté en translation, et de façon étanche, dans ladite première chambre (CH1) et dans lequel est définie une seconde chambre (CH2) communiquant avec ladite première chambre (CH1) via un trou calibré (TC) afin de permettre un échange de fluide entre lesdites première (CH1) et seconde (CH2) chambres lorsque ledit premier corps (CA1) est translaté par rapport audit second corps (CA2) par une action de ladite crémaillère de direction (CD). 4. Biellette de direction selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit second corps (CA2) comprend à l'intérieur de ladite seconde chambre (CH2), dans une zone située à l'opposée dudit trou calibré (TC), des moyens de compensation (MC) propres à faire varier un volume d'accueil de fluide de ladite seconde chambre (CH2) en fonction d'une quantité de fluide ayant pénétré dans cette dernière (CH2) via ledit trou calibré (TC) par rapport à une position d'équilibre de ladite première chambre (CH1). 5. Biellette de direction selon la revendication 4, caractérisée en ce que 3048944 10 lesdits moyens de compensation (MC) comprennent une pièce réalisée dans un matériau compressible et élastique. 6. Biellette de direction selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit matériau compressible et élastique est un élastomère. 5 7. Biellette de direction selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de retardement (MR) comprennent des moyens de rappel élastique (MRE) installés dans ladite première chambre (CH1) entre une face interne dudit premier corps (CA1) et une face externe dudit second corps (CA2), et propres, en cas de déplacement dudit premier 10 corps (CA1) induisant une réduction d'un volume d'accueil de fluide de ladite première chambre (CH1) par rapport à un volume d'accueil de fluide dans une position d'équilibre, à permettre un retour automatique dudit premier corps (CA1) dans ladite position d'équilibre. 8. Biellette de direction selon la revendication 7, caractérisée en ce que 15 lesdits moyens de rappel élastique (MRE) sont agencés sous la forme d'un cylindre réalisé dans un matériau élastique. 9. Biellette de direction selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que lesdits moyens de retardement (MR) sont installés juste avant ladite seconde extrémité (E2). 20 10. Véhicule comprenant un train avant (TV) comportant au moins deux roues (RV) opposées l'une à l'autre et orientables, caractérisé en ce que ledit train avant (TV) comprend en outre deux biellettes de direction (BD) selon l'une des revendications précédentes, et couplées respectivement auxdites roues (RV) et à une crémaillère de direction (CD).