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Appareil permettant aux automobiles les virages sur place.
La présente invention a pour objet un appareil permettant aux automobiles de virer sur place grâce à l'action d'un train de 2 roues indépendantes auxiliaires crientables, à mouvements conjugués, solidaires de pistons qui coulissent dans un cylindre fixe aux lon- gerons du châssis et sont guides dans leur descente par un pointeau glissant dans une rainure rectiligne hélicoïdale; cette descente ..étant provoquée par de l'air comprimé venant d'un compresse'or com- mandé par l'arbre moteur lui-même.Quant à cet air comprimé il est emmagasiné dans un réservoir de petit volume,,alimenté par ce com- presseur.
Quiconque a l'habitude de l'automobile sait que les embouteil- lages et les accidents qui en résultent proviennent le plus souvent du manque de maniabilité de la voiture,dont l'une des causes prin- cipales est l'insuffisance bien connue de l'angle de braquag.e Qu' on veuille bien réfléchir aux conditions de la circulation dans les villes où les rues'sont particulièrement encombrées,et dans les campagnes où les chemins sont souvent étroits et bordés de fossés, et l'on verra que les occasions de virer sur place sont beaucoup
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plus fréquentes qu'on ne lfimagine;pfeat donc qu'il importe étaxsm- rer aux chauffeurs le moyen de virer dans un espace restreint.En effet,chaque fois qutil s'agit de sortir d'un garage,de se ranger
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a 1n1 p3a,n<=' c1(.itl;!'rm;né.f!fI sa {1p;p,p;:
r r!'u'no fin P r1 vo:ltl,)'(>A.<10 tour- ner dans une rue à angle très aigu avec la rue que l'on quitte,et,
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ce qui est encore plus ïrBqnt,,âe retourner sur ses pas,la nécessi- té du virage sur place est manifeste,si l'on veut éviter des manoeu- vres toujours compliquées,et parfois dangereuses pour le chauffeur et pour les passants.
Nous voulons parler des multiples et difficiles manoeuvres auxquelles on voit se livrer les automobilistes lorsqu'il convien- drait de virer dans un espace restreint,alors que l'angle de bra- quage des roues avant ne permet pas . une voiture de changer sa direction de 180 ,par virage simple,dans un espace de largeur in-
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férieure â 3 ou 4:
fois sa longueur propre;dTOÛ nécessite,pour le conàKcteùr,à'accomplir une suite de mouvements complexes .marche arrière et changements de direction successifs,qui ont souvent pour résultat dtentraver la circulation et de créer des embouteil- lages.Ajoutons que parfois même,ces manoeuvres compliquées sont
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rendues impossibl# ou dangereuses par lexi;uité des routes ou le proximité des fossés,d'ou l'obligation de perdre du temps à re- chercher un emplacement favorable.
Le nouveau dispositif, qui permet le virage instantanément,sur place, aussi bien au repos que pendant la marche,est adaptable à tous les types de voitures,sans modification des organes existants.
Ce nouveau dispositif a été représenté,en un mode d'exécution pris à titre d'exemple,par les dessins annexés,dans lesquels:
Les figures 1 et 2 donnent la vue schématique de l'ensemble des appareils et des conduites montés sur le châssis d'une voiture, (Elévation et plan).
La fig.3 montre les organes du dispositif permettant le virage de la voiture à droite ou à gauche} Fig.4 représente le montage d'une roue du train auxiliaire.
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Les fig.5.6 et 7 sont relatives au mécanisme servant à relever cette roue; àlig,8 montre de face le compresseur d'air, sur son bâti,son cylindre étant vu en coupe.
Fig,9 donne,en schéma,la vue de profil correspondante; Fig.10 est la projection en plan de la fig.8; Fig.11 montre,de face et aveo coupe partielle le système d' engrènement à vis sans fin et les autres organes de commande du compresseur d'air.
Fig.12 donne le plan de la fig,ll,
Fig.13 représente l'équerre 1 employée pour la fixation de l'appareil de débrayage automatique sur le longeron de la voiture ; (profil partiel de la fig.11).avec, enlèvement de l'arbre et de 1' engrenage à vis sans fin.
Ces figures 11-12-13 montrent les organes de commande du com- presseur et le dispositif de débrayage automatique,
Les fig.14 et 15 font voir,respectivement en coupe verticale de profil et en vue de face, la soupape de départ de l'air comprimé; cette soupape est montée sur le fond avant 2 du compresseur;
La fig.16 donne une vue en coupe du réservoir d'air, avec des lignes d'axe indiquant la direction des axes respectifs des quatre prises montés sur ce réservoir, c'est-à-dire la direction de la pri- se 15 qui se rapporte au dispositif de débrayage du compresseur, puis de la soupape 16 darrivée d'air conprimé venant de ce compres- seur,de la prise du manomètre indicateur 18 et de la prise unique de l'air utilisé;cette dernière étant désignée par 17.
Fig.17 montre en coupe verticale les organes essentiels de la soupape de sûre té 15.(commandant le dispositif de débrayage du compresseur), Fig.16 est la projection en plan correspondante: Fig.19 montre en coupe verticale les organes essentiels de la soupape 16 d'arrivée de l'air venant du compresseur; Fig.20 est une demi-projection en plan qui s'y rapporte;
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Fig.21 montre,en coupe verticale, la prise 18 du manomètre in- dicateur,- Fig.22 montre, en coupe verticale, la prise unique de l'air dtu- tilisation;
Fig23 est une vue d'élévation en coupe du dispositif de com- mande (le levier actionnant le robinet est tracé en traits pleine correspondant à la position du repos tandis que eelui tracé en pointillé correspond à la position de marche); Fig,24 donne une projection en plan du chapeau de la soupape
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dréchappement; Fig,25 est une coupe de prof il,pratiquée suivant le plan a b dans la fig.23;
Fig.26 montre.dans une élévation en coupe,la robinet à manet- te commandant le dispositif représenté par la fig.3.
Fig.27 est la coupe de profil correspondante.pratiquée suivant un plan désigne par a b dans la fig,26;
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Jfig.&8 e8<] uns oOuptl .1J:t,' oje Me ou pian,du 2ouiuaG t b. IHttl1 1:11, 1,6 commandant l'arrivée de l'air dans les cylindres des indicateurs de virages;
Fig.29 est une vue en élévation de l'indicateur de virage,avec
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le mécanisme qui ltaetionnea Fig.30 est une vue partielle correspondante projetée en plan;
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Les fin.31,32 et 3:
montrent respectivement en coupe verticale, profil et projection en plan le cylindre avec piston ,rainure,ergots,
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etc.desservant le jeu de la roue auxiliaire de -auche.ce qui suffi- ra car la roue auxiliaire de droite estsemblablement établie,
La fig.31 donne,en élévation de face,une vue sectionnée du système de cylindre avec piston,ergot etc. qui commande le mouve- ment de la roue auxiliaire;on y voit en traits légers la position obtenue avec piston à fond de course et roue auxiliaire descendue;
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La fi6.,5L' eut lu sua tl a pru.t.' 21. ourJ'Quput1Q.unti
La fig.33 est la projection en plan correspondant à cette der- nière.
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Fig.34 donne l'épure de développement de la rainure que porte le piston gauche .pour le cas d'un seul virage (exemple de virage à gauche); Fig.35 donne une épure analogue.correspondant au cas de deux virages (à gauche et à droite,en regardant de gauche à droite de cette épure ) .
Dans ces épures,la rainure de la roue gauche du train auxi- liaire est la seule représentée .Evidemment,celle de la roue droite serait établie d'une manière semblable.
Ces rainures sont établies dans la présupposition où la roue du train auxiliaire fait,au maximum de braquage,un angle de 90 de- grés avec l'axe primitif,ce qui n'est pas rigoureusement exact.
De même,les deux roues ne seront pas braquées exactement au même angle.
L'épure donnant le tracé des rainures est donc.ici.purement thé ori que. four ce qui concerne le réservoir,on voit en fig.16 l'empla- cement des axes de la soupape de sûreté P,de celle d'arrivée d'air O,de la prise du manomètre m et de la prise unique de 1?air d'uti- lisation Q.
Les fig.31,32 et 33 se rapportent aux deux cylindres fixés aux longerons de la voiture,Ces cylindres (A) portent à leur partie inférieure un ergot E qui a pour but de guider Le piston dans sa course et de lui donner l'inclinaison convenable par rapport à 1' axe de la voiture .L'on voit également les pistons (B) qui sont creux et terminés par une fourche dans laquelle est encastrée la roue R du train auxiliaire (fig.31 et 32)*Ces pistons sont munis chacun d'une rainure verticale continuée par une rainure hélicol- dale à grand pas (inclinaison de l'hélice directrice supérieure à 45 ) correspondant au virage à effectuerai effet,le code de la route imposant aux voitures de circuler toujours soit à droite soit à gauche,il en résulte que,s'il est rigoureusement appliqué,
les voitures ne peuvent tourner,en France par exemple dans le sens
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trigonométrique positif et en Angleterre dans le sensdes aiguil- les d'une montra,Il peut donc sembler,que,seul,le virage dans un sens,droit ou gauche,soit nécessaire.
Four que,lors du mouvement de descente du piston,celui-.ci ne soit pas soumis à une pression telle que le fond de la rainure vienne buter contre l'ergot E et risquer de le détériorer,le cy- lindre est percé d'un petit orifice de trop-plein 0 (fig.31) qui se trouve démasqué lorsque le piston est au bas de sa course.L'air comprimé peut donc ainsi s'échapper.
Cependant le dispositif montré par la fig,3 permet dteffectu- er le virage instantané dans un sens ou dans l'autre,au gré du conducteur,Pour cela,chaque piston porte deux rainures hélicoïdales se raccordant sur la rainure verticale et correspondant chacune au virage convenable.(Voir les épuresdes rainures fig.34: et 35).
L'ergot central est guidé dans la rainure droite ou gauche par le dispositif que montre la fig.3.D'auture part l'épure qui comprend les fig.34 et 35,montre le tracé des rainures dans les deux cas envisagés: un seul virage,une seule rainure;deux virages, deux rainures.
La fig.4 montre le montage de la roue auxiliaire munie d'un bandage plein,sufi l'extrémité du piston B qui forme fourche.L'axe est fixe et ne travaille qu'au cisaillement;la roue est montée sur u roulement à rouleaux r,r,r,r.
Les fig.5.6 et 7 montrent l'installation du dispositif imaginé pour relever le piston et par conséquent la roue lorsque le mouve- ment est effectué.Un câble d'acier c est fixé par une de ses ex- trémités à la fourche mobile terminant le piston et par l'autre, à un tambour t t monté sur un axe fixé au cylindre.Dans le mouve- ment de descente,le tambour bande un ressort qui est désigné par 27 dans la fig.7 et qui le sollicitera dtun mouvement inverse,lors de la remontée,avec une force suffisante pour ramener la roue à sa position initiale.
Le COMPRESSEUR représenté aux fig,8.9 et 10 est un petit com-
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presseur,à piston,à simple effet.IL utilise,pour fonctionner,moins de 1/20 de la puissance du moteur par lequel il est actionne.La piston qui reçoit son mouvement par un système bielle b et manivel- le m,est vu en coupe dans la fig.8,où le chiffre 3 désigne l'empla- cement de la soupape de départ de l'air comprimé dont les fig,14 et15 donnent le détail.
La manivelle est montée sur un arbre 4 actionné directement par l'arbre moteur grâce à un mécanisme de roue à vis sans fin,Les fig.ll et 12 montrent le dispositif avec engrènement à vis sans
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fin qui,automatiquement,met le compresseur hors circuit dès que le réservoir est rempli,et le fait fonctionner à nouveau aussitôt que la pression n'est plus suffisante dans le réservoir pour assurer le fonctionnement régulier de l'appareil.
Les cylindres et pistons peuvent être fa,its en fonte ou,ce qui est préférable,en acier coule,ce qui diminue sensiblement leur poids.Le réservoir (R) représenté en fig,16 et dont la conte- nance doit être au moins égale à trois fois le volume des cylindres
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ob aoa oondnlhoa,ool7UatiG da 1'a.li< E, une p'Q:B;lot1 Il taa:l.a,a quo ai ve est le volume des aylindres et des conduites,?" la pression nécessaire pour soulever la voiture et v le volume du réservoir, on ait: pv > p' (v' + v)
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comme v = 3vt 3 pvt j P (vt + 3 vt) 3 pvt 5 pt vr p#4/3 p'
Le réservoir peut être fait en tôle d'acier.11 est relié au compresseur d'une part,et,d'autre part,aux appareils de commande permettant l'utilisation de l'air comprimé.
Les calculs ont montré que,en faisant varier,suivant les voi- tures,les dimensions du cylindre et du piston,cette pression p, dans le réservoir,pourrait ne pas dépasser 6 kgs par cm2.
Les appareils de commande représentés par la vue générale en coupe fig.23 adjointe des détails fig.24 et 25 permettent dTeffec-
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tuer,avec là minimum de mouvenent manuel,les opérations nécessaires.
Dans la fig.23,on voit en 5,en coupe,le tablier de la voiture; en 6, l'écrou percé d'un trou formant pot d'échappement ;en 7,le passage vers le robinet L à manette qui commande le dispositif per- mottant lo virago représonté on fig.3 l'on voit on 8 la vouons. vers le robinet M qui est représenté en coupe dans la fig,28,on a désigne par 9 l'arrivée de l'air du réservoir et par 10 le passage allant vers B.Les mouvements sont; a) Un geste continu pour le virage le plus employé (Celui envisagé pour le cas présent est celui du virage à gauche).Ce ges- te consiste à appuyer sur un bouton K pendant la durée de l'opéra- tion,atest-à-dire quelques secondes (fig.23). b) Deux gestes pour le virage le moins employé:
1 ) Ouverture d'un robinet L livrant passage à l'air qui va- gissant sur le piston p au hàut et à gauche (fig.3) permettra à 1' ergot e' de se placer dans la rainure correspondante,guidant ainsi l'ergot central dont l'emplacement est désigné par ± dans la rai- nure qui permet le virage à droite.
2 ) Appui continu sur le bouton K,comme dans le premier cas, pour envoyer l'air dans les cylindres, c) Un robinet indépendant M,tournant d'un quart de tour à gauche ou à droite.permet d'indiquer les virages que désire fai- re le conducteur.Une coupe horizontale de ce robinet estdonnée en fig.28 où 11 désigne la direction vers l'indicateur de gauche tandis que 12 désigne l'orifice d'échappement, d) un manomètre, placé devant le conducteur et directement en communication avec le réservoir lui indique à chaque ins tant la pression dont il peut disposer.
Le bouton K de commande du remplissage des cylindres (et du virage à gauche),la manette 23 de la fig.27 utilisée lors du vira- ge à droite,la manette de l'indicateur des virages,le manomètre, sont fixés sur un tableau installé sur la planche de bord à portée de la main du conducteur.
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Conduit est Les conduites d'air comprimé sont des conduites souples de type courant,
F O N C T I O N N E M E N T :
A) compresseur. (voir les fig.8-15).Supposons que le moteur de l'automobile soit en marche,La vis sans fin,r'.(fig.11) montée sur l'arbre moteur (non représenté ) entraîne la roue !.clavetée sur l'arbre 0,sur lequel est calée la manivelle m (fig,10) qui donne son mouvement au piston du compresseur,L'air est refoulé par la soupape B (voir fig.14.15) et arrive dans le réservoir R (fig,16) par la prise 0, ( également indiquée en fi g.16).
Lorsque la pression dans le réservoir devient supérieure à la pression d'utilisation,la soupape P (fig.17) équilibrée par un ressort de tension convenable,s'ouvre et donne passage à 1' air,qui agit sur le piston p,(fig.11),provoque le mouvement de rotation autour de l'axe 24 du levier 1 (fig.12) et la fourche f (fig.11) guidée par ce levier,qui enserre le manchon prolongeant la roue r et faisant corps avec elle,tire celle-ci vers la gauche.
La roue 1,n'étant alors plus en prise avec la vis sans fin r',le compresseur cesse de fonctionner.
Lorsque,après utilisation,le conducteur constate que son manomètre lui indique une pression insuffisante,il appuie syxr le bouton b,plaoé près des autres appareils de commando (fig.11); la tige prolongeant ce bouton b actionne le renvoi d'équerre k, qui commande le petit levier x.Un renvoi d'équerre à l'autre extré- mité du levier x,commande la valve s (toujours en fig.11).et éva- cue ainsi la conduite.Un ressort repousse le piston p, la roue r, reprend sa position de marche et le compresseur fonctionne à nou- veau,
B) Appareil permettant le virageb
1 ) Avertisseur de virage.
Le conducteur,quelques secondes avantd'effectuer son virage,en avertit au moyen d'un bras mobile les autres usagers de la route,et donne la position signalisatrice à son indicateur .Pour ce la, il tourne la manette du robinet M(dont
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la vue de détail est donnée par la fig,28) de 90 vers la gauche ou vers la droite.L'air comprimé venant du robinet J, passe dans M. arrive sur le piston p.et le pousse vers le haut (voir fig.29).Ce piston est solidaire d'une crémaillère or engrenant avec un pignon denté d claveté sur le même axe quo la flèche 'indicatrice F1.La crémaillère or dans son mouvement vertical,fait tourner le pignon de 90 et amène ainsi la flèche F1 à la position voulue.
(La flèche est dissimulée dans chaque montant support du pare-brise).Sa posi- tion de repos .estla verticale.Le système estramené au repospar son propre poids,lorsque le robinet M est dans la position qui per- met l'échappement (celle de la figure) et est de plus aidé par un ressort qui est représenté par 25 dans la fig.29 et qui pousse le piston p vers le bas .La fig,29 représente l'indicateur de virage à gauche .Le dispositif indicateur du virage à droite serait symé- trique .
2 ) Mouvement du virage, Le.virago peut être effectué,soit en partant de la voiture au repos,soit en ralentissant l'allure jus- qu'à une vibesse dgaleau plus à 10 1,-'ni , 4 l'beure.Dans ne) mouvement les roues motrices sont toujours les roues arrière.
Lorsque le moment est venu de prendre le virage,le conclue- teur,ayant constaté que la voie est libre,appuie sur le bouton K commandant le robinet J (fig.23),par ce mouvement,il ouvre la soupape! d'admission et libère la soupape s' d'échappement,L'air comprimé pénètre dans la chambre,achevé d'appliquer fortement sur son siège la soupape s' et,par la conduite 26,arrive sur le piston B (fig.31) qu'il meut ainsi verticalement de haut en bas, Le piston B ne peut descendre au dessous de l'orifice 26 (fig.31) démasque' avant que le fond de la rainure qu'il porte vienne heur.. ter l'ergot E.
A) Virage à gauche. L'opération ci-dessus décrite est la seule que le conducteur ait à effectuer dans le cas du virage à gau- che.(si l'on envisage le cas où le piston porte les deux rainures).
En effet,on voit dans la fig.3 que,dans la position de repos,
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l'ergot e,guide pour la rainure correspondant au virage à gauche, est dans son logement.Le piston, en descendant,sera donc guidé par l'ergot E,de manière que la roue du train auxiliaire se pla- cera convenablement pour effectuer un.
virage à gauche,,
Pendant l'opération,le conducteur a une seule main d'occu- pée,celle dont un doigt appuie sur le poussoir K,Aussitôt que le virage est terminé,le conducteur cesse d'appuyer sur ce poux- soir.Les soupapes s et s' reprennent alors immédiatement la position indiquée par la fig.23.Un même temps,les roues avant de la voitu- re,qui étaient soulevées pendant 1 opération,reprennent contact avec le sol,et la direction de la voiture redevient normale.
Les pistons .'.13 porteurs des roues du train auxiliaire sont ramenés à la position de repos à l'aide du système représenté par les fig.5.6 et 7.L'ergot E restant toujours dans son logement,(la rainure centrale) le piston ne saurait prendre une fausse position pendant la marche normale de la voiture.La sécurité de fonction- nement de l'appareil est donc parfaitement assurée, B) Virage à droite.(fig.3) Pour effectuer ce virage, le conduc- teur doit,d'abord,écarter l'ergot e,de sa rainure,et placer l'er- got e' dans la rainure qui assurera le guidage de l'ergot E dans la rainure permettant le virage à droite,pour cela,une seule opé- ration est nécessaire :
il suffit au conducteur de tourner de 90 la, manette 23 du robinet L (fig.26 et 27).L'air comprimé venant du robinet J,passant à travers L arrive sur le piston p commandant l'ergot e' suffit alors d'appuyer sur le poussoir K pour provoquer, comme précédemment,un virage d'une amplitude aussiétendue qu'il le désire.
A la fin de l'opération,il faut ramener le robinet L à sa position de repos,
Les fig,26 et 27 représentent le robinet dans sa position de fonctionnement, bref,une simple pression sur un bouton suffit pour que les roues auxiliaires descendent,soulèvent l'avant de la voiture,et
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lui permettant d'effectuer un. virage complet dans un espace pou- @@nt, dans certains cas,ne pas excéder:
en largeur les 3/4 de la longueur de cette voiture.Tant que dure l'opérât ion,LE CHAUF- @@UR RESTE ABSOLUMENT MAITRE DE SA DIRECTION ,puisque l'amplitude virage est uniquement fonction du temps pendant lequel il @ ntient son doigt sur le poussoir commandant l'arrivée de l' @ comprimé sur les pistons.Au demeurant,l'appareil est ex mpt d= mécanismes fragiles,délicats et coûteux;toutes ses pièces sont simples,robustes,et d'un usinage facile qui en rend le prix @@déré.
Il convient d'insister sur cet autre avantage encore,qu'il @@t facile d'aménager sur le réservoir une prdse additionnelle, our permettre l'emploi de l'air comprimé à différents usages: gonflage des pneus,nettoyage,ventilation,etc,..