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Mécanisme de direction pour véhicules,, notamment pour automobiles.
Cette invention a pour objet un mécanisme de direction ou d'accouplement des roues directrices de véhicules, notamment d'automobiles, qui permet de réaliser mécaniquement, d'une façon très simple, les conditions théoriques du virage correct des véhiculeso Théoriquement, pour qu'un véhicule vire correctement, il faut que les prolongements des axes des fusées des roues avant braquées se coupent toujours sur le prolongement de l'axe de l'es- sieu' arrière, c'est-à-dire que les angles de braquage des roues avant doivent différer entre eux de quantités bien déterminées.
En pratique,, on se contentait jusqu'à présent d'une approximation obtenue le plus souvent par l'emploi
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du quadrilatère de Jeantaud, comprenant deux leviers de direction convergents solidaires des fusées et reliés en- tre eux pqr une barre d'accouplement qui est articulée à leur extrémité libre et oscille avec eux autour des pivots des fusées. Avec ce système, l'erreur pour un braquage de . 40 à 45 est voisine de 1 à 2 et augmente rapidement pour des braquages supérieurs,ce qui crée des efforts nuisibles dans les organes de direction et provoque l'usure des ban.,- dages des roues par friction sur le sol.
On a trouvé, suivant la présente invention, que si l'on guide la barre d'accouplement de façon qu'elle ne puisse se déplacer que par translation rectiligne axiale, c'est-à-dire en ligne droite suivant son axe et si l'on y relie les leviers de direction de manière appropriée, les ,variations de la longueur effective de ces leviers qui se produisent au cours de leur rotation autour d'axes fixes pendant le mouvement rectiligne de la barre permettent d'ob- tenir un braquage différentiel mathématiquement correct des roues directrices commandées directement ou indirectement par les leviers de direction. Ceux-ci peuvent converger ou diverger vers la barre d'accouplement et être reliés à celle- ci au moyen d'articulations coulissantes permettant les va- riations de leur longueur effective.
Différentes formes de réalisation de l'invention sont représentées schématiquement à titre d'exemple sur le dessin annexé dans lequel :
Fig. 1 est un schéma explicatif de la théorie du virage correct des véhicules à quatre roues;
Figs. 2 et 3 montrent deux manières de réaliser cevirage théorique suivant l'invention;
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Figs. 4 et 5 sont des vues schématiques en pers- pective de deux mécanismes de direction pour véhicules à roues indépendantes, et
Fig. 5 montre en élévation et en coupe l'extrémité d'une barre d'accouplement à articulation coulissanteo
Sur la figo 2, A et B désignent respectivement les pivots des fusées 1, 2 des roues directrices d'un véhiculeo A ces fusées sont fixés deux leviers de direction 3, 4 qui convergent vers une barre d'accouplement 5 à laquelle ils sont reliés respectivement en C et D par des articulations coulissantes. La barre d'accouplement 5 peut coulisser sui- vant son axe dans dés guides fixes 6, 6 qui lui permettent seulement un mouvement rectiligne perpendiculaire à l'axe du véhicule.
Lorsque la fusée 1 pivote, par exemple sous l'action d'un bras de commande 7 et d'une tringle 8 commandée par le volant de direction du véhicule, le levier 3 fait coulisser la barre d'accouplement 5 qui entraîne le levier 4 en faisant pivoter l'autre fusée 2. Pendant ce mouvement, la longueur effective AC et BD des leviers 3, 4 varie constam- ment puisqu'ils tournent autour des axes fixes A, B, tandis que la barre d'accouplement se déplace en ligne droite et non autour de ces mêmes axes comme dans les mécanismes de direction connusEn supposant que les points d'articulation C, D des leviers soient passés en E, F par suite de déplace- ment de la barre d'articulation, on voit que la longueur effective du levier 3 a d'abord diminué jusqu'à ce que ce levier fut perpendiculaire à la barre 5,puis augmenté jusqu'à devenir A E,
tandis que la longueur effective du levier 4 a augmenté constamment pour devenir B Fo Aussi, @
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quoique les points d'articulation des leviers se soient déplacés de quantités égales C E et D F, les angles 6( et 3; dont ces leviers ont tourné sont-ils différents, [alpha] étant plus grand que 3 de la quantité exacte voulue pour que le virage du véhicule se fasse correctement.
Ceci peut se démontrer mathématiquement en partant de la Fig. 1 ou [alpha] et ss désignent les angles dont les roues directrices ou avant du véhicule doivent tourner autour de leurs pivots A, B pour que les prolongements des axes de leurs fusées se coupent en P sur le prolongement de l'axe des roues ('arrières, pour un angle de virage donné.
Si a est la distance des axes des pivots A, B et b la dis- tance de l'essieu avant à l'essieu arrière, les angles [alpha] et/3 sont liés par la relation cot ss - cot ce = % = 2 tg # La même relation existe entre les angles [alpha] et /3 sur la Fig. 2 où. # désigne l'angle que font avec l'axe de symétrie du mécanisme, en position normale, les leviers de direction 3 et 4 - Dans ce cas en effet:
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Au lieu de faire converger les leviers de direction 3,4 vers la barre d'accouplement 5, comme sur la Fig. 2, on peut avec les mêmes résultats les faire diverger vers cette barre ainsi que le montre la Fig. 3 où.les mêmes chiffres de référence sont repris.
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Les formes d'exécution de l'invention représentées sur ces Fig. 2 et 3 sont à dessein très simplistes - Il va de soi que l'invention n'y est pas limitée et que l'on pourrait imaginer de nombreuses autres réalisations par- tant du même principe. Par exemple, sur la Fig. 4, la barre d'accouplement à mouvement rectiligne 15 coulissant dans ses guides fixes 16 porte une crémaillère 17 avec laquelle engrêne un pignon 18 commandé par le volant de direction 19, et les leviers de direction à longueur effective varia- ble 15 et 14 sont contrecoudés et attaquent les fusées 11 et 12 par l'intermédiaire de tringles articulées 20 et 21 formant parallélogramme déformable.
Avec cette disposition, les roues directrices portées par les fusées Il., 12 peuvent être suspendues indépendamment l'une de l'autre, bien que commandées toutes deux par la barre d'accouplement 15.
Une disposition du même genre est représentée sur la Fig. 5 où l'invention est appliquée à une automobile à roues indépendantes et essieu élastique du type "Sizaire" bien connu. La figure montre schématiquement en perspective une moitié de la suspension avant connue et la moitié cor- respondante du mécanisme de direction suivant l'invention.
Le pivot 22 de la fusée 12 est supporté par l'extrémité du ressort transversal 23 et par le levier 24 articulé au châs- sis 25 auquel le ressort 23 est fixé par le milieu. La barre d'accouplement 15 reçoit comme dans l'exemple précédent la commande du volant de direction 19 par le pignon 18 et la crémaillère 17, et elle peut coulisser dans des guides 16 fixés au châssis 25. Elle transmet la commande à la fusée 12 par l'intermédiaire d'un levier de direction à deux bras 26 pivoté en 27 sur le châssis 25, d'une tringle 28 et d'un @
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levier 29 solidaire de la fusée 12 et parallèle au bras 26a du levier 26.
La tringle 28 est articulée à ses deux extrémités et constitue avec le bras de levier 26a et le levier 29 un parallélogramme déformable qui permet les dé- placements verticaux de la fusée causée par les débattements de la roue,sans qu'il résulte de ceux-ci aucun pivotement de la.roue donnant lieu à des percussions gyroscopiques sur le mécanisme de direction.
La Fig. 6 montre une articulation coulissante mon- tée au bout d'une barre d'accouplement pour recevoir le levier de direction correspondant. Cette articulation com- prend deux coquilles 30, 31 à évidement sphérique qui sont assemblées par deux boulons 32 et dont l'une fait corps avec la barre. Entre les coquilles est emboitée une fourrure en deux parties 33 à surface extérieure sphérique et alésage intérieur cylindrique,, qui peut avantageusement être en métal antifriction. Le levier de direction coulisse dans l'alésage et fait tourner la fourrure sphérique dans les coquilles quand la barre d'accouplement coulisse longitu- dinalement. Si l'articulation prend du jeu, on peut la resserrer en remplaçant les dales 34 par d'autres moins épaisses.
Bien entendu les détails d'exécution ici décrits et représentés à titre d'exemple ne limitent pas l'inven- tion et l'on pourrait les modifier sans s'écarter de celle-ci.
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