Différentiel de direction pour véhicule remorqué ou automobile Le brevet principal No 397444 du 21 juin 1963 a pour objet un différentiel de direction pour véhicule remorqué ou automobile permettant de braquer sans limites les roues directrices dont le nombre peut être égal ou inférieur au nombre total des roues, caractérisé en ce qu'il comporte dans un boîtier des paires da mani velles dont les manivelles de chaque paire sont reliées entre elles par une bielle articulée sur leurs manetons,
et dont une des manivelles de chaque paire est fixée sur un arbre commun commandé et l'autre est montée sur l'un de deux arbres qui sont désaxés parallèlement par rapport à l'arbre commandé et sortent du boîtier pour transmettre le mouvement de rotation reçu aux pivots des fourches verticales dans lesquelles tournent les roues directrices, le mouvement de rotation reçu par les arbres sortants ayant, par rapport au mouvement de rotation de l'arbre commandé, été différencié par les paires de manivelles, soit différemment de manière à placer les plans de roues directrices pratiquement perpendiculaire ment à des droites passant par le centre des roues et le centre de virage du véhicule,
soit identiquement de ma nière à placer les plans de toutes les roues parallèles entre eux pour obtenir un déplacement rectiligne du véhicule dans une direction quelconque.
La présente addition a pour objet un différentiel de direction de ce genre, caractérisé en ce qu'il comporte dans un boîtier deux paires de manivelles, les manivelles de chaque paire étant reliées entre elles par une bielle articulée sur leur manetons, deux arbres désaxés sur chacun desquels est fixée une des manivelles d'une paire, les deux autres manivelles étant montées folles chacune sur un :
des arbres, une des manivelles de la première paire étant calée sur un premier arbre, tandis que l'au tre est folle sur un deuxième arbre désaxé par rapport au premier, une des manivelles de la deuxième paire étant calée sur le deuxième arbre, tandis que l'autre est folle sur le premier arbre, des moyens pour associer en rotation les manivelles folles avec un arbre commun commandé, ces arbres désaxés sortant @du boîtier pour transmettre le mouvement de rotation reçu aux pivots des fourches verticales dans lesquelles tournent les roues directrices, le mouvement de rotation reçu par les arbres sortants ayant, par rapport au mouvement de rotation de l'arbre commandé,
été différencié :par les paires de manivelles, soit différemment de manière à placer les plans des roues directrices pratiquement perpendiculaire ment à des droites passant par le centre des roues et le centre de virage du véhicule, soit identiquement de ma nière à placer les plans de toutes les roues parallèles entre eux pour obtenir un déplacement rectiligne du véhicule dans une direction quelconque.
Selon une forme d'exécution préférée, les deux mani velles tournant folles sur leurs arbres sortants sont in corporées chacune dans une roue dentée engrenant un pignon monté sur un arbre dont la rotation est com mandée par le volant de direction. L'une des .manivelles fixes sur leurs arbres sortants est incorporée à son tour dans une roue dentée, alors que l'autre est directement calée sur son arbre sortant.
Ce dernier porte, en outre, une roue dentée fixe. 11 est ainsi constitué un ensemble dans lequel chaque arbre sortant porte deux roues, dont l'une est folle et l'autre fixe, et chaque roue engrène un pignon qui est porté par l'arbre commandé par le volant de direction et est susceptible d'entraîner la roue.
Une des formes d'exécution du brevet principal No 397444 prévoit déjà .d'incorporer les manivelles dans des roues dentées susceptibles d'être entraînées par .des pignons.
Cependant, contrairement à :la présente addi tion, dans laquelle les manivelles ou les roues dentées qui peuvent les remplacer, tournent de la manière dé crite ci-dessus sur les deux arbres sortants désaxés entre eux, dans la forme d'exécution du brevet principal ,les roues dentées tournent sur trois arbres, dont deux sont coaxiaux et constituent les arbres sortants, et dont le troisième, désaxé par rapport aux autres, constitue un arbre intermédiaire portant deux roues, l'une folle et l'autre fixe, alors que les roues sur les arbres sortants sont fixes.
La suppression de ce troisième arbre offre l'avantage de simplifier la construction et de réaliser un différentiel de direction particulièrement compact.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'invention.
La fig. 1 montre schématiquement les deux paires de manivelles avec leurs bielles, ainsi que leur fonctionne ment; la fig. 2 est une vue en coupe schématique des roues dentées d'un différentiel de direction suivant l'inven tion, et la fig. 3 est une vue en coupe d'une forme d'exécu tion pratique de ce différentiel.
Pour faciliter la compréhension, les arbres sortants, manivelles, manetons et bielles portent les mêmes réfé rences que dans le brevet principal. En outre, on se réfé rera au texte et aux figures de ce dernier pour tout ce qui concerne les roues directrices et leurs différents bra quages possibles (fig. 1 à 9), ainsi que la transmsision de la différentiation des arbres sortants sur les .roues directrices (fig. 15 et 16).
Conformément au principe qui est à la base de ce différentiel de direction, les arbres 24 et 34 sont désaxés l'un par rapport à l'autre et constituent les arbres sor tants commandant le braquage différencié des roues di rectrices du véhicule. Autour de chacun de ces arbres tournent les manivelles de deux paires de manivelles, dont celles de chaque paire sont reliées entre elles par une bielle ayant la même longueur que les manivelles. L'une des manivelles de chaque arbre sortant est fixe et l'autre est folle.
Ainsi, est fixe sur l'arbre 34 la mani- velle 18à maneton 21 sur lequel est articulée la bielle 20 qui à son autre extrémité est articulée sur le maneton 22 d'une manivelle 19 (fig. 1) incorporée en fait dans une roue dentée 101 tournant folle sur l'arbre sortant 24. De même, est fixe sur l'arbre 24 la manivelle 19 (fig. 1) incorporée en fait dans une roue dentée 102 à maneton 30 sur lequel est articulée la bielle 28 allant au maneton 29 de la manivelle 26 (fig. 1), incorporée dans une roue dentée 103, folle sur l'arbre 34.
Cet arbre porte en outre une roue dentée 104 fixe, de sorte que l'arbre sortant 24 porte la, roue folle<B>101</B> et la roue fixe 102 et l'arbre sor tant 34 la roue folle 103 et la roue fixe 104, ainsi que la manivelle 18, fixe sur d'arbre, comme le montre la fig. 2.
Chaque roue dentée 101 à 104 engrène un des qua tre pignons<B>105</B> à 108 (fig. 1 et 3) qui tournent fous sur un arbre 109, mais sont susceptibles d'être accouplés à cet arbre, de façon que soit les pignons 105 et 107 entraî nent les roues folles 101 et 103, soit les pignons 106 et 108 entraînent les roues 102 et 104 fixes sur les arbres. L'arbre<B>109</B> est entraîné en rotation par un arbre 110 portant le volant de direction (non représenté), par exemple par l'entremise de pignons coniques 111 et 112 (fig. 3).
II est en outre susceptible d'effectuer un coulis- sement axial limité et porte à cet effet, un galet 113 à rainure circulaire 114 dans laquelle sont engagées les broches 115 d'une fourche 116 faisant partie d'un levier <B>117</B> articulé en 118 sur le châssis du véhicule.
L'embrayage des pignons sur l'arbre 109 représenté sur la fig. 3 comporte deux clavettes<B>119</B> solidaires de l'arbre et susceptibles de se déplacer dans les rainures 120 des pignons, l'une des clavettes pouvant embrayer soit les pignons 105 ou 106 et l'autre soit les pignons 107 ou 108. Afin de ne pouvoir opérer le déplacement des clavettes que lorsque les roues directrices sont dans une position déterminée, toutes parallèles à l'axe médian longitudinal -du véhicule, un des arbres sortants, en l'oc currence l'arbre 24, porte calé sur lui un disque 121 à fente radiale 122, et le -levier 117 est pourvu d'un éperon 123 donnant contre le disque 121 en empêchant d'action ner le levier quand les roues directrices sont braquées.
Lorsque celles-.ci sont parallèles entre elles et à l'axe médian longitudinal du véhicule, l'éperon se trouve en regard de la fente 122, ce qui permet d'actionner le levier, l'éperon traversant alors cette fente et donnant de l'autre côté contre le disque quand les roues directrices seront de nouveau braquées.
Pour des raisons exposées dans le brevet principal, les bielles 20 et 28, dans le cas de la présente addition, doivent être disposées du même côté du plan passant par les axes des arbres sortants 24 et 34, et les roues directrices du véhicule sont parallèles à l'axe longitudi nal médian de ce dernier quand les bielles sont elles- mêmes parallèles l'une à l'autre et aussi parallèles au plan des deux arbres sortants.
Dans cette position, les bielles 20 et 28 se superposent sur la fig. 1, de même que des manivelles 18, 26 et 19, 27 (ou, dans le présent cas, les .traces des bras .de ces manivelles lorsqu'elles sont incorporées dans les roues dentées), ainsi que les manetons 21, 29 et 22, 30. Ces superpositions cessent lorsqu'on imprime aux roues dentées une rotation d'un angle quelconque.
Dans la position où les roues dentées folles 101 et 103 sont susceptibles d'être entraînées par les pignons 105 et 107, alors accouplés à l'arbre 109 (comme repré senté sur la fig. 3), on constate que le mouvement angu laire de la roue dentée 101 déplace le maneton 22 (fig. 1) sur un arc du cercle 124 en 22'. Pendant ce déplacement, le maneton 22 pousse par l'intermédiaire de la bielle 20 le maneton 21 de la manivelle 18 et ce maneton décrit un arc sur le cercle 125 pour se placer en 21'.
Comme la manivelle 18 est calée sur l'arbre 34, ce dernier est obligé d'effectuer un mouvement angulaire identique à celui de la manivelle 18 et du maneton 21. D'autre part, la roue dentée<B>103</B> et avec celle-ci le maneton 29 ont forcément exécuté un mouvement angulaire identique à celui de la roue dentée<B>101</B> et du maneton 22, puisque ;les deux roues sont entraînées simultanément par leurs pignons. Le maneton 29 se déplace alors suivant un arc de cercle 125 en 29' et, en ce faisant, il tire par l'en tremise de la bielle 28 le maneton 30 en 30'.
Le mane ton 30 étant implanté dans la roue 102 fixe sur l'arbre 24, ce dernier est obligé d'effectuer un mouvement angu laire identique à celui du maneton 30. Pour les raisons exposées dans le brevet principal, et comme c'est visible sur la fig. 1, les mouvements angulaires effectués par le maneton poussé<B> </B> 21 et par le maneton tiré<B> </B> 30 ne sont pas identiques, et les arbres 24 et 34 ont subi des mouvements différenciés se reportant sur l'orientation des roues directrices du véhicule, permettant à ce dernier d'avancer soit en ligne droite suivant son axe médian longitudinal, soit de décrire une courbe quelconque, comme montré aux fig. 2 à 6 annexées au brevet prin cipal.
Dans la disposition décrite ici, le maneton 21 de la manivelle 18 traverse la roue dentée 102 par une fenêtre 124, prévue à cet effet dans cette roue et dimensionnée de manière à permettre tous les braquages différenciés voulus. Si on actionne le levier 117 (fi-.
3), bien entendu après avoir mis les bielles 20 et 28 parallèles à elles- mêmes (comme le montre la fig. 1 en traits pleins) afin de présenter la fente radiale 122 en regard de .l'éperon 123, on fait coulisser axialement l'arbre 109 et les cla vettes<B>119</B> accouplent maintenant les pignons 106 et 108 entraînant les roues dentées 102 et 104 fixes sur leurs arbres sortants 24 et 34. Il est évident que les deux roues dentées exécutent le même mouvement angulaire com mandé par l'arbre 110 du volant et que .les arbres sor tants, sur lesquels les roues dentées sont fixes, comme il vient d'être dit, subissent également ce même mouvement angulaire.
Leur rotation n'est donc plus différenciée et le braquage de toutes les roues directrices se fait suivant un même angle. Pour que le braquage des roues direc trices se fasse dans le même sens et que les plans des roues directrices restent parallèles entre eux (fig. 9 du brevet principal), il convient d'ajouter que le sens de rotation des pivots des roues directrices de l'un des côtés du véhicule doit être inversé comme exposé dans le bre vet principal et montré notamment sur la fig. 1 annexée à ce dernier ou décrit à la suite de l'explication de la fig. 17. Dans la présente addition, cette inversion peut se faire par un moyen semblable non représenté, mais com mandé par le levier 117.
Il est encore à faire remarquer que pendant tout le temps que les pignons 106 et 108 sont accouplés, la manivelle 18 et le pignon 30 de la roue 102 entraînent les bielles 20 et 28 qui font suivre les roues folles 101 et 103, de sorte que la position rela tive des roues reste maintenue et que les bielles devien nent parallèles entre elles chaque fois que les plans des roues directrices sont parallèles à l'axe médian Longitu dinal et que l'arbre 117 est susceptible d'être actionné.
Pour obtenir à l'aide du différentiel de direction décrit une différentiation des mouvements des arbres sortants 24 et 34 qui corresponde sensiblement au bra quage des roues directrices, il convient de choisir conve nablement les rapports des éléments du différentiel de direction.
Comme la longueur du bras de la manivelle ou la distance entre l'axe des arbres sortants et l'axe des manetons implantés dans les roues dentées, identi ques entre elles et normalement identiques aussi avec la longueur des bielles est conditionnée par les dimensions imposées pour le boîtier du différentiel, l'adaptation de ce dernier à un véhicule de :dimensions données (rapport entre l'écartement et l'empattement des roues) se fera de préférence par un choix adéquat de la distance de désaxement des arbres sortants 24 et 34.
Le différentiel de direction décrit convient pour des véhicules symétriques aussi bien que pour des véhicules non symétriques, dans lesquels l'empattement des roues d'un côté du véhicule diffère de celui des roues de l'autre côté (fig. 7 et 8 de la demande de brevet principal). Dans le cas des véhicules symétriques, les manivelles et les bielles des deux paires de manivelles auront toutes une longueur uniforme, alors que dans le cas d'un véhi cule non symétrique, la longueur des éléments des deux paires de manivelles, sera différente, en rapport avec la différence entre les empattements.
Les fig. 2 et 3 représentent .le même différentiel de direction, l'une schématiquement en ce qui concerne les roues dentées et l'autre en une forme d'exécution pra tique. Pour faciliter la compréhension et pour pouvoir montrer plus aisément les éléments des paires de mani velles, ceux-ci sont représentés différenciés après un mouvement angulaire des roues 101 et 103, de 300 dans le cas de la fig. 2 et de 45,1 dans le cas de la fig. 3.
On aura aussi remarqué que, dans les deux figures, il s'agit d'un assemblage de coupes suivant différents plans verticaux parallèles. Ainsi, l'arbre 24 avec des .roues den tées 101 et 102 et le disque 121 sont vus en coupe sui vant un plan passant par l'axe de l'arbre 24, et l'arbre 34 avec la manivelle 18 et les roues dentées 103 et 104 sont vus en coupe suivant un plan passant par l'axe de l'arbre 34, tandis que les pignons 105 à 108 sont en coupe suivant un plan passant par l'axe de l'arbre 109 et représentés en outre en position non différenciée, afin de monter les clavettes 119 dans des rainures 120 alignées.
Dans la forme d'exécution suivant la fig. 3, les roues dentées folles sont portées par des -prolongements de moyeux calés sur les arbres sortants, la roue dentée 101 par le prolongement 125 du moyeu de la roue 102, calé par une clavette 126 sur le bout de l'arbre sortant 24, et la roue dentée 103 par le prolongement 127 du moyeu de la manivelle 18, fixé par une clavette 128 sur le bout de l'arbre sortant 34 ; cette clavette 128 cale aussi la roue dentée 104 sur l'arbre sortant 34.
Les roues dentées sont de préférence à ,disques pleins décalés latéralement, ce qui, entre les roues qui tournent à proximité immédiate l'une -de l'autre, crée l'espace nécessaire aux bielles. Celles-ci étant guidées latérale ment par les disques des roues dentées, il suffit de les engager sur leurs manetons, dont seul le maneton 21 est pourvu d'une portée latérale. Vu l'absence de tout écrou, bague de serrage ou autre élément de fixation, le mon tage et le démontage de ce différentiel ,de direction sont très aisés. Les roues 101 et<B>103</B> étant de construction identique, elles peuvent être interverties lors d'un remontage.
Il en résulte un dispositif très compact se plaçant dans un boîtier 129 de petites dimensions.