Mécanisme de commande et de direction pour véhicules automobiles. La présente invention a pour objet un mécanisme de commande et de direction pour véhicules automobiles, particulièrement pontr des tracteurs à chenilles.
Dans les tracteurs à chenilles, la coin- mande et la direction de ces derniers s'obtient par Fun on l'autre des deux procédés suivants: 1. Comme le montre par exemple la fig. 1 du dessin ci-joint, laquelle est un plait sché matique d'titi tracteur à chenilles, les deux chenilles<B>A</B> B sont commandées chacune par un arbre a b respecti verne i it, relié par nu engrenage a'<I>a,<B>OU,</B></I> bl <B>b2</B> aux deux tronçons d'arbre d'tirn différentiel C commandé au moyen d'titi mécanisme de changement de vitesse et de marche H par le moteur D. La direction du véhicule s'obtient, à l'avant, au moyen d'un train directeur. Les virages s'effectuent comme dans titre automobile ordi naire.
Les inconvénients de ce mécanisme sont les suivants: a) Il nécessite Femploi d'un train directeur pour la direction du vé hicule; b) En raison de la forte adhérence des, chenilles sur le sol, le véhicule obéit mal à la direction, et le virage s'effectue tardive- tirent avec ripage (glissement latéral) des roues directrices.
2. Avec le mécarrisme représenté, en plait 2 . Avec le mécanisme représenté en plan schématique sur la fig. 2, le véhicule peut être dépourvu de train directeur. Les arbres a b actionnant les chenilles A B sont corn- mandés chacun par une transmission aboutis sant respectivement à des pignons E F, soli daires chacun d'titi élément d'embrayage e f dont l'élément complémentaire et ou<B>fi,</B> est solidaire d'un arbre G commandé par la transmission reliée an moteur<B>D.</B>
Avec ce inécanisine, les virages s'obtien nent dans un sens on dans Pautre, par le simple débrayage de l'élément d'embrayage e ou 1'. sitii# du eî)té correspondant. Or, il ré sulte du débrayage de l'une des chenilles une réduction de moitié, de l'adhérence du véhicule, cri soi-te que les virages provoquent n le patinage de la chenille qui reste seule motrice.
L'invention a pont- but de supprimer ces divers inconvénients.<B>A</B> cet effet, le niéca- nisme de commande et de direction qui en fait l'objet comporte, en combinaison avec un différentiel entre des pignons d'actionne- ment des organes moteurs du véhicule (par exemple chenilles, roues motrices) un dispo sitif<B>de</B> transmission de mouvement interposé entre les tronçons d'arbre du différentiel et disposé pour Peirmettre de faire varier à tout instant la vitesse relative desdits pignons, ce dispositif de transmission de mouvement étant combiné avec une commande asservie à un volant de direction.
Les' fig. 3 et 4 du dessin ci-joint repré sentent, à titre d'exemple, deux formes d'exécu tion de l'objet de l'invention.
La forme d'exécution de la fig. 3 est des tinée à un tracteur à chenilles. Dans cette figure, a<B>b</B> désignent toujours les arbres de commande de deux chenilles motrices non figurées, reliées respectivement par les engre nages ai a', b' V2 à titi différentiel C dont le boitier porte une roue d'angle<B>c</B> actionnée de la façon usuelle par le moteur<B>D,</B> par l'intermédiaire de l'arbre primaire<B>d</B> et d'un mécanisme<B>de</B> changement de vitesse et de marche HO.
Parallèlement aux tirotnçons d'arbre CI C2 du différentiel C est disposé un arbre I soli daire d'un ciroisilloiiJ sur lequel tourillonnent des pignons, satellites j. Ces pignons satel- litus engrènent avec des pignons principaux K et L, solidaires respectivement de roues dentées X et P folles par rapport à larbre I, l'ensemble constitue nu différentiel auxi liaire.
La roue dentée N engrène directement avec nue roue dentée NI calée sur le tronçon d'arbre CI; la roue dentée P est reliée à une roue dentée P' calée sur le tronçon d'ar bre CI par l 'i nitermédi aire d'un pignon inver- sentr p. Le rapport du nombre de dents de N à NI est le même que celui de P à P'.
Le rôle du différentiel auxiliaire et de ses accessoires est le suivant: Si l'on suppose le véhicule marchant en ligne droite, la vitesse des tronçons d'arbre C2' et C1 est la mênie, celle des roues N' et P' la même par conséquent. Les roues N et P, en raison de l'égalité des rapports de transmission tournent également à la même vitesse, mais en sens inverses par suite de l'interposition du pignon p; dans ces condi tions, les satellites j tournent sur le croisil lon J, lequel reste immobile de même que l'arbre I.
Réciproquement, si l'on assure l'immobi- lit6 de l'arbre I, la marche du véhicule sera maintenue en ligne droite.
Si l'on vient<B>à</B> imprimer un mouvement de rotation à l'arbre I, les satellites j en traîneront les mobiles<B>N</B><I>et</I> P dans le môme sens; ceux-ci entraîneront les roues N1 et P' en des sens inverses; par l'effet du différen tiel G, ces deux déplacements relatifs, par rapport<B>à</B> la roue<B>c,</B> seront égaux.
Si le mon- vement de rotation est imprimé<B>à</B> l'arbre<B>1</B> pendant la marche du véhicule, les vitesses respectives des troncons d'arbre<B>CI</B><I>et<B>CI</B></I> seront les résultantes de, la vitesse de la roue<B>c</B> (commandée par le moteur et le tué- canisme _H') et des vitesses positives et né- gatives imprimées aux roues<B>NI</B><I>et</I> P' par le différentiel auxiliaire.
Si l'on désigne par V la vitesse des tronçons d'arbre<B><I>CI CI</I></B> com mandés par le moteur et le différentiel<B>C,</B> et par<I>v</I> la vitesse complémentaire positive on négative imprimée aux roues<B>NI</B><I>et</I> P' par le mouvement de rotation de l'arbre I, la vitesse du tronçon d'arbre<B>0'</B> par exemple, sera de V+ i# et celle du tronçon d'arbre<B>C2</B> sera<I>V- v.</I> Par suite de la différence de vitesse qui en résulte pont les pignons a' b", le véhicule effectuera un virage dont le cen tre sera du c6t# <B>de b2</B> dans l'hypothèse con sidérée. Le sens du virage et le rayon sont ainsi fonctions du sens et de la vitesse du mouvement de rotation imprimé<B>à</B> l'arbre I.
La commande de Parbre I peut s'obtenir par le moyen d'un plateau de friction Q# commandé par un arbre (1, qui reroit <B>son</B> mouvement du mécanisme<B>E'</B> par titi pignon <B>Q 1</B> et imprime<B>à</B> titi galet de friction R titi mouvement de rotation dont le sens et la vitesse sont fonctions de, la position dudit galet par rapport au centre du plateau<B>Q.</B>
La position du galet Pi est mise sous la dépendance du volant<B>de</B> direction s#Jlidaire d'un pignon S qui actionne une crémaillère coulissantes dont le déplacement entraîne celui du galet R. Celui-ci transmet son mou vement de rotation à l'arbre I par un engre nage conique r r1 et un engrenage à vis sans fin r2 r3 entre lesquels est intercalé un cardan t.
Le plateau Q peut présenter à son centre une concavité pour éviter le contact permat- rient du galet R lors de la marche en ligne droite; dans cette position, le galet peut être immobilisé par un léger frein (lion figuré).
Au lieu d'une commande<B>à</B> friction pour l'entraînement de l'arbre I, on pourrait se servir d'un transmetteur hydraulique, par exemple, établi directement entre l'arbre h du mécanisme HO et l'arbre I La fig. 4 montre une forme d'exécution dans lun véhicule automobile à roues motrices, où la direction du véhicule est réalisée en agissant<B>à</B> la main, par le mécanisme, sur les roues motrices, sans produire un braquage de ces roues, en communiquant simplement aux roues droite et gauche des vitesses diffé rentes.
Dans cette figure,<B>A</B> et<B>A'</B> désignent les roues motrices de gauche, B B1 les roues motrices de droite, toutes montées folles sur des essieux rigides, et non susceptibles de braquage. Ces roues sont solidaires de roues dentées a<I>a',<B>b P,</B></I> reliées par des chaînes<B>à</B> des pignons doubles a' b 2 montés respective ment sur les tronçons d'arbre C1 C2 du diffé rentiel principal C, dont le boîtier porte une roue d'angle<B>c</B> actionnée de la façon usuelle par le moteur D, par l'intermédiaire de l'ar bre primaire d et d'un mécanisme de change ment de vitesse et de marche Ho.
Le mécanisme comporte, comme dans l'exemple précédent parallèlement à l'axe des tronçons d'arbre CI C2 du différentiel C uni arbre I, solidaire d'un croisillon J sur lequel tourillonnent des pignons satellites j. Ces satellites engrènent avec des pignons K et L solidaires respectivement de rouies dentées IV et P folles par rapport à l'arbre I; l'ensem ble constitue lun différentiel auxiliaire.
La roue<B>N</B> engrène directement avec une roue iN71 calée 'sur le tronçon d'arbre C2; la roue P est reliée à une roue P1 calée sur le tronçon d'arbre C1, par l'intermédiaire d'un pignon inverseur p. Le rapport du nom bre de dents de<B>X à</B> NI est le même que celui de P à Pl.
Le rôle du différentiel auxiliaire est le même que dans l'exemple précédent.
Si l'on suppose le véhicule marchant en ligne droite, la vitesse des tronçons d'arbre C2 et C1 est la même, celle des roues N1 et P1 la même par conséquent.
Les roues X et P, en raison de l'égalité des rapports de transmission tournent égale ment à la même vitesse, mais en sens in verses, par suite de l'interposition du pignon p; dans ces conditions, les satellites j tour- tient sur le croisillon .1, lequel reste immo bile de même que l'arbre L Réciproquement, si l'on assure l'immobi lité de l'arbre I, la marche du véhicule sera maintenue en ligne droite.
Si Fon vient<B>à</B> imprimer un mouvement de rotation<B>à</B> J'arbre I, les satellites<B>j</B> en traîneront les mobiles<B>N</B><I>et</I> P dans le même sens, ceux-ci entrairieront les roues NI et PI en des sens inverses; par l'effet du différen tiel C, ces deux déplacements relatifs par rapport<B>à</B> la roue<B>c</B> seront égaux.
Si le mou- venient de rotation est imprimé<B>à</B> l'arbre 1- pendant ]a marche du véhicule, les vitesses respectives des tronçons d'arbre (12 et<B>CI</B> se ront les résultantes de la vitesse de la roue c (commandée par le moteur et le mécanisme<B>El)</B> et des vitesses positives et négatives impri mées aux rouies -VI et PI par le différentiel auxiliaire.
Par stilte' de la différence de vitesse entre les pignons a2 b_2# le véhicule effectuera un virage dont<B>le</B> centre sera, suivant les cas, du côté de b2 ou de a". Le sens du virage et le rayon sont ainsi fonctions du sens et <B>de</B> la vitesse du mouvement de rotation im primé<B>à</B> l'arbre L L'actionnement de l'ar bre I pour l'exécu tion d'un virage petit s'effectuer par une liaison mécanique entre cet arbre et un vo lant T <B>à</B> portée du conducteur et qui petit être qualifié de volant de direction.
L'arbre de<B>ce</B> volant est comparable<B>à</B> celui d'une manivelle produisant, pendant toute la durée du virage, titi mouvement de rotation des satellites ji. Il suffira d'arrêter ce motive- ment pour que les roues motrices tournant<B>à</B> nouveau<B>à</B> vitesse égale, le véhicule reprenne la marche en ligne droite. La liaison entre le volant T et les satellites j comporte un engrenage à vis sans fin. dont la roue héli coïdale est solidaire dlu croisillon porte-satel lites J du différentiel auxiliaire. Cette liaison directe convient dans le cas d'application<B>à</B> des véhicules légers.
Dans le cas de véhi cules plus lourds, l'énergie pour l'actionne- ment des satellites j petit être demandée indirectement à l'arbre moteur au moyen d'un embrayage commandé par le conducteur.
Control and steering mechanism for motor vehicles. The present invention relates to a control and steering mechanism for motor vehicles, particularly for crawler tractors.
In crawler tractors, the control and direction of the latter is obtained by either of the following two methods: 1. As shown for example in fig. 1 of the attached drawing, which is a sketch of a crawler tractor, the two caterpillars <B> A </B> B are each controlled by a respective shaft ab, connected by a gear to ' <I>a,<B>OU,</B> </I> bl <B> b2 </B> to the two sections of differential traction shaft C controlled by means of the gearshift mechanism and drive H by the engine D. The direction of the vehicle is obtained, at the front, by means of a steering gear. The turns are carried out as in ordinary automobile title.
The disadvantages of this mechanism are as follows: a) It requires the use of a steering gear for steering the vehicle; b) Due to the strong adhesion of the tracks on the ground, the vehicle obeys the steering poorly, and the turn takes place late - pulling with skidding (lateral sliding) of the steered wheels.
2. With the mechanism shown, please 2. With the mechanism shown in schematic plan in FIG. 2, the vehicle may be devoid of a steering gear. The shafts ab actuating the tracks AB are each controlled by a transmission terminating respectively at pinions EF, each integral with the clutch element ef including the complementary element and or <B> fi, </B> is integral with a shaft G controlled by the transmission connected to the engine <B> D. </B>
With this inecanisine, the turns are obtained in one direction or in the other, by the simple disengagement of the clutch element e or 1 '. sitii # of the corresponding eî) ty. However, it results from the disengagement of one of the tracks a halving of the grip of the vehicle, cry yourself that the bends cause the slipping of the track which remains the sole driving force.
The object of the invention is to eliminate these various drawbacks. <B> A </B> this effect, the control and steering mechanism which is the subject thereof comprises, in combination with a differential between gears of '' actuation of the engine components of the vehicle (for example tracks, driving wheels) a <B> </B> movement transmission device interposed between the shaft sections of the differential and arranged to be able to vary at any time the relative speed of said pinions, this movement transmission device being combined with a control slaved to a steering wheel.
The 'fig. 3 and 4 of the accompanying drawing represent, by way of example, two embodiments of the object of the invention.
The embodiment of FIG. 3 is a caterpillar tractor. In this figure, a <B> b </B> always designate the control shafts of two driving caterpillars, not shown, respectively connected by the gears ai a ', b' V2 with differential C whose box carries a wheel d 'angle <B> c </B> actuated in the usual way by the motor <B> D, </B> via the input shaft <B> d </B> and a mechanism < B> of </B> gear change and HO.
Parallel to the CI shaft tirotnçons C2 of the differential C is disposed a solid shaft I of a ciroisilloiiJ on which journal pinions, planet wheels j. These satellite pinions mesh with the main pinions K and L, respectively secured to toothed wheels X and P idle with respect to the shaft I, the assembly constituting an auxiliary differential.
The toothed wheel N meshes directly with the bare toothed wheel NI wedged on the shaft section CI; the toothed wheel P is connected to a toothed wheel P 'wedged on the shaft section CI by the i nitermédi ary of a reverse pinion p. The ratio of the number of teeth from N to NI is the same as that of P to P '.
The role of the auxiliary differential and its accessories is as follows: If we assume the vehicle is walking in a straight line, the speed of the shaft sections C2 'and C1 is the same, that of the wheels N' and P 'the same Therefore. The wheels N and P, because of the equality of the transmission ratios also turn at the same speed, but in opposite directions as a result of the interposition of the pinion; under these conditions, the satellites j rotate on the cross lon J, which remains stationary as the shaft I.
Conversely, if the immobility of the shaft I is ensured, the running of the vehicle will be maintained in a straight line.
If we come <B> to </B> print a rotational movement to the shaft I, the satellites j will drag the mobiles <B> N </B> <I> and </I> P in the same meaning; these will drive the wheels N1 and P 'in reverse directions; by the effect of the differential G, these two relative displacements, with respect to <B> to </B> the wheel <B> c, </B> will be equal.
If the rotation bearing is imprinted <B> at </B> the shaft <B> 1 </B> while the vehicle is running, the respective speeds of the tree sections <B> CI </B> <I>et<B>CI</B> </I> will be the resultants of, the speed of the wheel <B> c </B> (controlled by the motor and the kill- canism _H ') and the speeds positive and negative imprinted on the <B> NI </B> <I> and </I> P 'wheels by the auxiliary differential.
If we designate by V the speed of the shaft sections <B> <I> CI CI </I> </B> controlled by the engine and the differential <B> C, </B> and by < I> v </I> the positive or negative complementary speed printed on the wheels <B> NI </B> <I> and </I> P 'by the rotational movement of the shaft I, the speed of the section d 'tree <B> 0' </B> for example, will be V + i # and that of tree section <B> C2 </B> will be <I> V- v. </I> As a result of the The resulting difference in speed bridges the gears a 'b ", the vehicle will make a turn with the center going on the side # <B> of b2 </B> in the hypothesis considered. The direction of the turn and the radius are thus functions of the direction and the speed of the rotational movement printed <B> to </B> shaft I.
The control of Parbre I can be obtained by means of a friction plate Q # controlled by a shaft (1, which would <B> its </B> movement of the mechanism <B> E '</B> by titi pinion <B> Q 1 </B> and prints <B> to </B> titi friction roller R titi rotational movement whose direction and speed are a function of, the position of said roller relative to the center of the plate <B> Q. </B>
The position of the roller Pi is made dependent on the steering wheel <B> of </B> direction s # Jlidaire of a pinion S which actuates a sliding rack whose movement drives that of the roller R. This one transmits its movement of rotation to the shaft I by a conical gear r r1 and a worm gear r2 r3 between which is interposed a cardan t.
The plate Q can have a concavity at its center to avoid permanent contact of the roller R when walking in a straight line; in this position, the roller can be immobilized by a slight brake (figured lion).
Instead of a <B> with </B> friction control for the drive of the shaft I, one could use a hydraulic transmitter, for example, established directly between the shaft h of the mechanism HO and the 'tree I Fig. 4 shows an embodiment in a motor vehicle with driving wheels, where the steering of the vehicle is carried out by acting <B> by hand </B>, by the mechanism, on the driving wheels, without producing a deflection of these wheels, simply by giving the right and left wheels different speeds.
In this figure, <B> A </B> and <B> A '</B> designate the driving wheels on the left, B B1 the driving wheels on the right, all mounted idly on rigid axles, and not capable of steering . These wheels are integral with toothed wheels a <I> a ', <B> b P, </B> </I> connected by chains <B> to </B> double pinions a' b 2 respectively mounted on the shaft sections C1 C2 of the main differential C, the housing of which carries an angle wheel <B> c </B> actuated in the usual way by the motor D, via the shaft primary d and a gear change mechanism and Ho.
The mechanism comprises, as in the previous example parallel to the axis of the shaft sections CI C2 of the differential C single shaft I, integral with a cross member J on which planet gears j journal. These satellites mesh with pinions K and L secured respectively to toothed wheels IV and P idle with respect to the shaft I; the assembly constitutes the auxiliary differential.
The <B> N </B> wheel meshes directly with an iN71 wheel wedged on the shaft section C2; the wheel P is connected to a wheel P1 wedged on the shaft section C1, via an inverter pinion p. The ratio of the number of teeth from <B> X to </B> NI is the same as that of P to Pl.
The role of the auxiliary differential is the same as in the previous example.
If we assume the vehicle is walking in a straight line, the speed of the shaft sections C2 and C1 is the same, that of the wheels N1 and P1 the same consequently.
The wheels X and P, because of the equality of the transmission ratios, also turn at the same speed, but in reverse, as a result of the interposition of the pinion; under these conditions, the satellites j turn on the spider .1, which remains immovable as well as the shaft L Conversely, if the immobility of the shaft I is ensured, the running of the vehicle will be maintained in a straight line.
If Fon comes <B> to </B> to print a movement of rotation <B> to </B> I tree I, the satellites <B> j </B> will drag the mobiles <B> N </ B > <I> and </I> P in the same direction, these will entangle the wheels NI and PI in opposite directions; by the effect of the differential C, these two relative displacements with respect to <B> to </B> the wheel <B> c </B> will be equal.
If the rotation movement is printed <B> at </B> the shaft 1- while the vehicle is running, the respective speeds of the shaft sections (12 and <B> CI </B> will apply. the resultants of the speed of the wheel c (controlled by the motor and the mechanism <B> El) </B> and of the positive and negative speeds imparted to the wheels -VI and PI by the auxiliary differential.
By stilte 'of the speed difference between the gears a2 b_2 # the vehicle will make a turn of which <B> the </B> center will be, as the case may be, on the side of b2 or a ". The direction of the turn and the radius are thus a function of the direction and <B> of </B> the speed of the rotational movement printed <B> at </B> the shaft L The actuation of the shaft I for the execution of 'a small turn is effected by a mechanical link between this shaft and a steering wheel <B> within </B> the driver's reach and which may be qualified as a steering wheel.
The shaft of <B> this </B> flywheel is comparable <B> to </B> that of a crank producing, throughout the turn, titi rotational movement of the ji satellites. It will suffice to stop this drive for the drive wheels to turn <B> to </B> again <B> at </B> equal speed, the vehicle will resume driving in a straight line. The connection between the flywheel T and the satellites j comprises a worm gear. the helical wheel of which is integral with the satellite carrier cross J of the auxiliary differential. This direct connection is suitable for the <B> to </B> light vehicle application.
In the case of heavier vehicles, the energy for actuating the satellites may be requested indirectly from the drive shaft by means of a clutch controlled by the driver.