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Mécanisme de transmission et de direction pour automobiles
Cette invention se propose de perfectionner les automobiles ou plus généralement les véhicules routiers à moteur et, en particulier, leur mécanisme de transmission et de direction.
Le but de l'invention est de fournir aux constructeurs un mécanisme adaptable aux automobiles pour que toutes leurs roues routières soient propulsées et puissent être dirigées de manière que le véhicule
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ainsi équipé soit facile à manoeuvrer, ait une direction rapide et sensible et possède tout à la fois une excel- lente tenue de route et un grand pouvoir d'accélération sans présenter de tendance au dérapage.
Un autre but de l'invention est de mettre à la disposition des constructeurs un mécanisme qui, tout en possédant les avantages sus-indiqués, soit de produc- tion raisonnablement bon marché et qui, bien que destiné en premier lieu aux voitures de course ou aux voitures de sport rapides, soit adaptable sans difficultés aux voitures ordinaires et même aux véhicules industriels.
Un autre but encore de l'invention est de fournir aux constructeurs un mécanisme adaptable à un véhicule possédant quatre roues utilisables pour la direction de façon qu'une paire de ces roues puisse être amenée à volonté en position directible ou écartée de cette position, en sorte que, lorsqu'on conduit le véhicule dans des voies très fréquentées notamment dans les villes, on puisse le diriger normalement par les roues avant seulement.
L'invention prévoit un mécanisme de transmission à roues motrices multiples pour automobiles comportant des roues propulsives avant et arrière, et sa caractéris- tique consiste à monter ce mécanisme de transmission reliant le moteur aux essieux de ces roues sur le châssis et à prévoir un dispositif permettant le déplacement des essieux en vue des mouvements d'amortissement des chocs ou secousses indépendamment et relativement à ce mécanisme de transmission, en sorte que ce dernier soit supporté intégralement par le châssis du véhicule.
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Ce mécanisme de transmission peut comprendre une paire d'arbres longitudinaux supportés dans des paliers par le châssis du véhicule et reliés au moteur par l'intermédiaire d'un engrenage et d'un différentiel, de façon que ces arbres soient supportés fermement par le châssis et que, réserve faite du léger ajustement provenant de n'importe quel défaut d'alignement, il ne se produise aucun mouvement de translation de ces arbres moteurs par rapport au châssis.
Ces arbres sont pourvus à leurs extrémités de pignons d'angle ou autres éléments d'engrenage convenables assurant leur liaison avec les paires de roues motrices avant et arrière, toutes ces roues pouvant être dirigées au moyen d'un dispositif de commande commua deux de ces roues (de préférence les roues arrière) étant destinées à être à volonté rendues directibles ou au contraire bloquées au point de vue braquage, de manière qu'une seule paire de roues ou les deux paires puissent être utilisées, selon les besoins, pour diriger le véhicule.
La construction est étudiée pour permettre au mécanisme de commande des freins d'être logé sur le châssis du véhicule, de façon à réduire le poids non porté par les ressorts et à faciliter l'emploi d'un dispositif simple et positif de réglage des freins. S'il s'agit d'un système de freins hydrauliques, le dispo- sitif permet l'emploi de tuyaux rigides partout.
N'importe quelle suspension convenable pour roues indépendantes peut être utilisée comme par exemple des ressorts à boudin ou un mécanisme à barres de torsion ou analogue.
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Selon une heureuse réalisation de l'invention, le moteur posé à peu près au centre du véhicule actionne une paire d'arbres disposés longitudinalement et placés à raison d'un de chaque côté du véhicule pour accoupler les roues routières avant et arrière. La force est transmise à ces arbres par l'intermédiaire d'une botte de changement de vitesses convenable et d'un différen- tiel qui est commun aux deux arbres, les parties avant de chacun des arbres comportant des dispositifs de roue libre. Le différentiel peut être étudié de manière à être verrouillé, par exemple lorsque le véhicule franbhit des étendues de terrain meuble ou se déplace en ligne droite comme par exemple pour battre un record de vitesse.
L'impulsion est transmise aux roues routières au moyen de fusées de faible longueur montées dans des paliers transversalement au véhicule, un engrenage convenable à pignons d'angle, à vis sans fin ou autre étant prévu pour ce but, les extrémités externes des axes transversaux étant munies de moyeux à joints universels grâce auxquels les roues peuvent être bra- quées pour diriger le véhicule. Les axes transversaux portent également les tambours de frein correspondant à chaque roué.
Les arbres longitudinaux peuvent être munis à leurs extrémités d'articulations universelles propres à compenser tout défaut d'alignement. En outre, un embrayage synchro-mesh de toute construction convenable peut être placé entre le moteur et le différentiel dont les pignons comportent à l'intérieur une denture d'angle et à l'extérieur une denture biaise ou hélicoïdale pour
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attaquer les engrenages d'actionnement qui se trouvent sur les deux arbres.
Pour la facilité de la compréhension et de la mise en oeuvre de l'invention, elle va d'ailleurs être décrite en regard du dessin annexé qui en représente, de façon assez schématisée, et en plan avec coupe par- tielle, une réalisation.
Comme représenté, le moteur 1 est disposé, de préférence, dans l'axe central du châssis du véhicule.
S'il s'agit d'une voiture de course ou d'une autre voiture l'exigeant, le moteur est placé de préférence nettenent à l'intérieur du châssis. Ce moteur comporte un embrayage 2 et un différentiel 3 qui relie son arbre à des roues dentées 4 et 5 placées de part et d'autre de l'axe du véhicule et destinées à transmettre leur rotation à une paire d'arbres de commande longitudinaux 6 et 7 supportés par des paliers convenables portés par les longerons du véhicule. Ces arbres portent des roues dentées 6a et 7a avec lesquelles engrènent les roues dentées 4 et 5, et ils sont pourvus, de préférence, d'accouplements flexibles en deux endroits convenables et, de préférence, tout près de ces roues dentées, comme figuré en 8, et aussi dans le voisinage de leurs autres extrémités, comme figuré en 9.
Les extrémités des arbres 6, 7 sont munies de pignons d'angle 10 qui engrènent avec des pignons d'angle correspondants 11 portés par des axes transversaux 12. Il est prévu deux paires de ces axes; chacun d'eux porte un tambour de frein 13 et possède une articulation universelle 14 placée entre ce tambour et son extrémité libre à laquelle
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est adaptée la roue routière. Ces roues sont montées sur des fusées 15 placées dans 1 t alignenent des axes 12 et reliées à eux à pivotement par des articulations universelles 16. Celles-ci sont portées par des palonniers 17 pourvus de bras saillants 18 reliés à des leviers coudés 19 par l'intermédiaire de bielles 20.
Ces leviers coudés sont aux-mêmes reliés à des tiges de braquage 21 s'étendant vers l'intérieur et dans le sens longitudinal par rapport à la caisse du véhicule. Les extrémités internes de ces tiges de braquage 21 sont reliées à une paire de leviers commandés à partir du volant de direc- tion. Une construction convenable consiste à prévoir deux leviers de renvoi 22 sensiblement en forme de T aux extrémités des branches transversales desquels sont reliées les extrémités internes des deux tiges de bra- quage longitudinales 21.
Les extrémités libres des branches centrales de ces leviers 22 en forme de T sont reliées à une traverse 23 destinée à être actionnée par la colonne de direction 24 grâce à un renvoi approprié, de telle sorte que ces leviers en T oscillent autour de pivots 25 placés à la jonction de leurs branches centrale et transversale.
Grâce à cette construction, les quatre roues peuvent être braquées simultanément, de sorte que, quand on braque dans une direction, les roues placées d'un cté du véhicule s'adaptent d'elles-mêmes à l'arc de parcours de ce coté du véhicule tandis que celles qui se trouvent de l'autre côté s'adaptent d'elles-mêmes à l'arc de parcours extérieur. En d'autres termes, les deux roues avant s'inclinent sensiblement dans la même
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/ direction et les deux roues arrière dans la direction d'inclinaison inverse, une compensation appropriée étant apportée à la différence entre les deux arcs.
Cette compensation est effectuée automatiquement grâce à la disposition des leviers 22 en forme de T, par exemple en inclinant leurs branches centrales l'une vers l'autre à leurs extrémités libres qui sont accouplées à la traverse 23, étant entendu que ces leviers sont placés dans un,plan horizontal commun.
Un mécanisme convenable à roue libre 28 est disposé, de préférence, aux extrémités avant des arbres longitudinaux 6 et 7 pour permettre aux roues avant de tourner momentanément folles pendant les ralentissements.
Le dispositif d'amortissement des chocs peut être constitué par des ressorts convenables semi-ellip- tiques, à boudin ou autres et les jonctions des fusées aux axes d'actionnement ou plus exactement aux palonniers 17,sont fixées à des supports convenables comme les supports 26 en V qui pivotent aux extrémités 26a de leurs branches sur le châssis du véhicule grâce à des axes coïncidant avec les articulations universelles 14 des axes d'actionnement, les sommets de ces supports 26 étant reliés aux jonctions des fusées. Ces supports en forme de V peuvent être pourvus, d'un seul c8té, de goussets ou tasseaux 27 sur lesquels peuvent pivoter les leviers coudés 19 du mécanisme de transmission et de direction.
Grâce à la construction qui vient d'être décrite, les arbres d'actionnement 6 et 7 ne sont aucunement affectés par les mouvements de translation des axes par rapport au,, châssis du véhicule sous l'action des mouve- ments
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d'absorption des chocs, et tous les efforts de freinage sont supportés par le châssis du véhicule, ce qui soulage les fusées et les pièces associées à elles d'une notable portion des chocs ou secousses ainsi que des fatigues résultant des coups de freins.
Il est désirable de pouvoir adapter aisément les quatre roues routières aux exigences dues! la direction normale par les roues avant. Aussi, la cons- truction est-elle étudiée convenablement pour permettre de passer aisément de la conduite avec direction par les quatre roues à la conduite avec direction par deux roues seulement.
Ce résultat peut être atteint en reliant les extrémités avant des tiges longitudinales de braquage 21 reliées aux leviers coudés 19 desservant les roues arrière par des liaisons à ergot et fente aux parties appropriées des leviers 22 en forme de T. cet effet, chaque levier 22 est coupe d'une fente 29 s'étendant! partir de son axe 25 jusqu'au point de fixation de la tige longitudinale 21, cette dernière étant munie d'un ergot pouvant coulisser dans cette fente, par exemple malgré l'antagonisme d'un ressort qui maintient normalement la tige 21 en position de transmission des efforts de direction, comme le montre le dessin.
Ces deux tiges 21 peuvent être amenées à pivoter vers l'intérieur malgré l'action des ressorts pour venir occuper les positions non directrices (figurées en traits mixtes) grâce à un câble Bowden ou à un autre dispositif de commande convenable placé sous le contrôle du conducteur de véhicule. C'est ainsi par exemple que deux câbles Bowden peuvent être placés
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le long de la traverse 23 qui relie les deux leviers 22 en forme de T et peuvent être reliés aux tiges longitu- dinales 21 en des endroits adjacents aux extrémités de cette traverse 23, les autres extrémités de ces câbles Bowden étant reliées à une manette de commande qui peut être pacée sur le volant de direction 24.
Le différentiel 3 peut être muni d'un dispositif lui permettant d'être verrouillé pour empêcher des vitesses relatives entre hes essieux et les arbres, par exemple lorsque le véhicule traverse un terrain.meuble ou progresse en ligne droite pour battre un record de vitesse.
Lorsqu'on braque, les deux roues situées du coté externe et les deux roues situées du c8té interne roulent respectivement sur le même sol, ce qui assure à la direction la vitesse et la souplesse requises en même temps que les dispositifs à roue libre débrayent automatiquement les roues avant par rapport à la commande lorsqu'il se produit un ralentissement brusque, comme par exemple lorsqu'on prend un virage en vitesse. Comme les tambours de frein et leur mécanisme de commande sont disposés sur le châssis, le poids non supporté par les ressorts est réduit à un minimum, ce qui permet d'utiliser un simple dispositif de compensation. Si le système de freinage est hydraulique, il est possible d'utiliser des tuyaux rigides puisqu'il n'y a pas de pièces orientables nécessitant des conduits flexibles.
Le moteur peut être monté à l'avant ou à l'arrière du véhicule, et n'importe quel type de suspen- sion pour roues indépendantes peut être utilisé.
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La construction décrite constitue, comme on le conçoit, un système idéal pour les voitures de course ou les; voitures de sport destinées à rouler très vite.
Mais là n'est pas sa seule utilisation. Elle peut être également appliquée en donnant des résultats satisfaisants aux voitures ordinaires et aux véhicules industriels.
REVENDICATIONS.
1. Mécanisme de transmission et de direction à commande multiple pour automobiles et autres véhicules routiers à moteur dont les roues routières avant et arrière sont propulsives, caractérisé en ce que ce mécanisme de transmission qui relie le moteur aux essieux des roues est monté sur le châssis du véhicule, et en ce qu'un dispositif est prévu pour permettre le dépla- cement des essieux en vue des mouvements d'amortisse- ment des chocs ou secousses indépendamment et relative- ment à ce mécanisme de transmission, de telle sorte que ce dernier est supporté intégralement par le châssis.
2. Véhicule routier à moteur comportant deux paires de roues routières commandées, deux arbres d'actionnement entraînés par le moteur du véhicule et supportés longitudinalement par son châssis, et des engrenages reliant ces arbres à ou près de leurs extré- mités avant et arrière aux essieux portant les roues routières, ces essieux pouvant se déplacer par rapport au châssis du véhicule et auxdits arbres pour permettre le mouvement d'amortissement des chocs.
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Transmission and steering mechanism for automobiles
This invention proposes to improve automobiles or more generally motorized road vehicles and, in particular, their transmission and steering mechanism.
The object of the invention is to provide manufacturers with a mechanism adaptable to automobiles so that all their road wheels are propelled and can be steered in such a way that the vehicle
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so equipped is easy to maneuver, has quick and responsive steering and has both excellent road holding and great acceleration without showing a tendency to skid.
Another object of the invention is to provide manufacturers with a mechanism which, while having the above-mentioned advantages, is of reasonably inexpensive production and which, although intended primarily for racing cars or fast sports cars, easily adaptable to ordinary cars and even industrial vehicles.
Yet another object of the invention is to provide manufacturers with a mechanism adaptable to a vehicle having four wheels which can be used for steering so that a pair of these wheels can be brought at will into a directible position or away from this position, in so that, when driving the vehicle in busy roads, especially in towns, it can be steered normally by the front wheels only.
The invention provides a multiple-wheel drive transmission mechanism for automobiles comprising front and rear propelling wheels, and its characteristic consists in mounting this transmission mechanism connecting the engine to the axles of these wheels on the frame and in providing a device. allowing the movement of the axles with a view to damping movements of shocks or jolts independently and relative to this transmission mechanism, so that the latter is fully supported by the chassis of the vehicle.
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This transmission mechanism may comprise a pair of longitudinal shafts supported in bearings by the vehicle frame and connected to the engine through a gear and a differential, so that these shafts are firmly supported by the frame. and that, apart from the slight adjustment resulting from any misalignment, there is no translational movement of these drive shafts relative to the frame.
These shafts are provided at their ends with angle gears or other suitable gear elements ensuring their connection with the pairs of front and rear driving wheels, all these wheels being able to be steered by means of a control device commua two of these. wheels (preferably the rear wheels) being intended to be made directible at will or on the contrary blocked from the steering point of view, so that only one pair of wheels or both pairs can be used, as required, to steer the vehicle.
The construction is designed to allow the brake control mechanism to be housed on the chassis of the vehicle, so as to reduce the weight not carried by the springs and to facilitate the use of a simple and positive device for adjusting the brakes. . If it is a hydraulic brake system, the device allows the use of rigid hoses everywhere.
Any suitable suspension for independent wheels can be used such as, for example, coil springs or a torsion bar mechanism or the like.
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According to a successful embodiment of the invention, the engine placed approximately in the center of the vehicle actuates a pair of shafts arranged longitudinally and placed at the rate of one on each side of the vehicle to couple the front and rear road wheels. The force is transmitted to these shafts through a suitable gearshift boot and a differential which is common to both shafts, the front portions of each of the shafts having freewheeling devices. The differential can be designed so as to be locked, for example when the vehicle crosses stretches of soft ground or moves in a straight line such as for example to beat a speed record.
The impulse is transmitted to the road wheels by means of short spindles mounted in bearings transversely to the vehicle, a suitable gear with angle gears, worm or other being provided for this purpose, the outer ends of the transverse axles being provided with universal joint hubs by which the wheels can be turned to steer the vehicle. The transverse axles also carry the brake drums corresponding to each wheel.
Longitudinal shafts may be fitted at their ends with universal joints capable of compensating for any misalignment. In addition, a synchro-mesh clutch of any suitable construction can be placed between the engine and the differential, the gears of which have angled teeth on the inside and angled or helical teeth on the outside for
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engage the actuating gears which are on both shafts.
For ease of understanding and implementing the invention, it will moreover be described with reference to the appended drawing which represents, in a fairly schematic manner, and in plan with partial section, one embodiment.
As shown, the engine 1 is preferably arranged in the central axis of the vehicle chassis.
If it is a racing car or other car requiring it, the engine is preferably placed inside the chassis. This engine comprises a clutch 2 and a differential 3 which connects its shaft to toothed wheels 4 and 5 placed on either side of the axis of the vehicle and intended to transmit their rotation to a pair of longitudinal control shafts 6 and 7 supported by suitable bearings carried by the side members of the vehicle. These shafts carry toothed wheels 6a and 7a with which the toothed wheels 4 and 5 mesh, and they are provided, preferably, with flexible couplings in two suitable places and, preferably, very close to these toothed wheels, as shown in 8, and also in the vicinity of their other ends, as shown in 9.
The ends of the shafts 6, 7 are provided with angle pinions 10 which mesh with corresponding angle pinions 11 carried by transverse pins 12. Two pairs of these pins are provided; each of them carries a brake drum 13 and has a universal joint 14 placed between this drum and its free end at which
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is suitable for the road wheel. These wheels are mounted on rockets 15 placed in 1 t align with axes 12 and pivotally connected to them by universal joints 16. These are carried by spreaders 17 provided with projecting arms 18 connected to angled levers 19 by the 'intermediate connecting rods 20.
These angled levers are themselves connected to steering rods 21 extending inwardly and in the longitudinal direction relative to the vehicle body. The inner ends of these steering rods 21 are connected to a pair of levers controlled from the steering wheel. A suitable construction consists in providing two return levers 22 substantially T-shaped at the ends of the transverse branches to which the internal ends of the two longitudinal steering rods 21 are connected.
The free ends of the central branches of these T-shaped levers 22 are connected to a cross member 23 intended to be actuated by the steering column 24 by means of a suitable reference, so that these T-shaped levers oscillate around pivots 25 placed at the junction of their central and transverse branches.
Thanks to this construction, all four wheels can be steered simultaneously, so that, when stepping in one direction, the wheels placed on one side of the vehicle adapt themselves to the arc of the course on that side. the vehicle while those on the other side adapt themselves to the arc of the outer course. In other words, the two front wheels tilt substantially in the same
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/ direction and both rear wheels in the reverse tilt direction, with appropriate compensation being made for the difference between the two arcs.
This compensation is effected automatically thanks to the arrangement of the T-shaped levers 22, for example by tilting their central branches towards one another at their free ends which are coupled to the cross member 23, it being understood that these levers are placed in a common, horizontal plane.
A suitable freewheel mechanism 28 is preferably disposed at the front ends of the longitudinal shafts 6 and 7 to allow the front wheels to momentarily turn idle during deceleration.
The shock-absorbing device can be constituted by suitable semi-elliptical, coil or other springs and the junctions of the spindles to the actuating pins or more exactly to the lifting beams 17, are fixed to suitable supports such as the supports. 26 in V which pivot at the ends 26a of their branches on the vehicle frame by virtue of axes coinciding with the universal joints 14 of the actuating pins, the tops of these supports 26 being connected to the junctions of the rockets. These V-shaped supports can be provided, on one side, with gussets or cleats 27 on which the bent levers 19 of the transmission and steering mechanism can pivot.
Thanks to the construction which has just been described, the actuating shafts 6 and 7 are in no way affected by the translational movements of the axes with respect to the vehicle chassis under the action of the movements.
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shock absorption, and all the braking forces are supported by the vehicle frame, which relieves the rockets and the parts associated with them from a significant portion of the shocks or jolts as well as fatigue resulting from the brakes.
It is desirable to be able to easily adapt the road four wheels to the due requirements! normal steering by the front wheels. Also, the construction is suitably designed to allow easy change from driving with four-wheel steering to driving with two-wheel steering only.
This result can be achieved by connecting the front ends of the longitudinal steering rods 21 connected to the angled levers 19 serving the rear wheels by lug and slot connections to the appropriate parts of the T-shaped levers 22. For this effect, each lever 22 is section of a slit 29 extending! from its axis 25 to the point of attachment of the longitudinal rod 21, the latter being provided with a lug capable of sliding in this slot, for example despite the antagonism of a spring which normally maintains the rod 21 in position of transmission of steering forces, as shown in the drawing.
These two rods 21 can be made to pivot inward despite the action of the springs to come to occupy the non-guiding positions (shown in phantom) by means of a Bowden cable or another suitable control device placed under the control of the operator. vehicle driver. For example, two Bowden cables can be placed
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along the cross member 23 which connects the two T-shaped levers 22 and can be connected to the longitudinal rods 21 at places adjacent to the ends of this cross member 23, the other ends of these Bowden cables being connected to a joystick control which can be placed on the steering wheel 24.
The differential 3 may be provided with a device allowing it to be locked to prevent relative speeds between his axles and the shafts, for example when the vehicle is crossing loose terrain or progressing in a straight line to beat a speed record.
When steer, the two wheels located on the outer side and the two wheels located on the inner side roll on the same ground respectively, which gives the steering the required speed and flexibility while the freewheel devices automatically disengage. the front wheels relative to the control when there is a sudden slowing down, such as when cornering at speed. As the brake drums and their operating mechanism are arranged on the frame, the unsupported weight of the springs is reduced to a minimum, allowing the use of a simple compensating device. If the brake system is hydraulic, it is possible to use rigid pipes since there are no orientable parts requiring flexible pipes.
The engine can be mounted at the front or rear of the vehicle, and any type of independent wheel suspension can be used.
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The construction described constitutes, as is conceived, an ideal system for racing cars or; sports cars designed to go very fast.
But this is not its only use. It can also be applied giving satisfactory results to ordinary cars and industrial vehicles.
CLAIMS.
1. Multiple control transmission and steering mechanism for automobiles and other motor road vehicles whose front and rear road wheels are propulsive, characterized in that this transmission mechanism which connects the engine to the axles of the wheels is mounted on the chassis of the vehicle, and in that a device is provided to allow the movement of the axles with a view to the movements of damping shocks or shocks independently and in relation to this transmission mechanism, so that the latter is fully supported by the frame.
2. Motorized road vehicle comprising two pairs of controlled road wheels, two actuating shafts driven by the engine of the vehicle and supported longitudinally by its frame, and gears connecting these shafts at or near their front and rear ends to the axles carrying the road wheels, these axles being able to move relative to the chassis of the vehicle and to said shafts to allow the shock-absorbing movement.
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