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EP4149828A1 - Dispositif interne de colonne de direction a roulement excentrique - Google Patents

Dispositif interne de colonne de direction a roulement excentrique

Info

Publication number
EP4149828A1
EP4149828A1 EP21734511.5A EP21734511A EP4149828A1 EP 4149828 A1 EP4149828 A1 EP 4149828A1 EP 21734511 A EP21734511 A EP 21734511A EP 4149828 A1 EP4149828 A1 EP 4149828A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steering column
axis
internal
eccentric
column device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21734511.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jacques Lagarrigue
Thierry Navarro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4149828A1 publication Critical patent/EP4149828A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K21/00—Steering devices
    • B62K21/06—Bearings specially adapted for steering heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/10—Bearings, parts of which are eccentrically adjustable with respect to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00—Cycle frames
    • B62K19/30—Frame parts shaped to receive other cycle parts or accessories
    • B62K19/32—Steering heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/20—Land vehicles
    • F16C2326/24—Steering systems, e.g. steering rods or columns

Definitions

  • the present invention relates to an internal vehicle steering column device for facilitating driving in curves by changing the alignment of the front and rear wheels of the vehicle.
  • This system is particularly designed to adapt to any type of steering and can be mounted on existing steering columns or integrated in the realization of steering column of new vehicles or other vehicles. More particularly, the device according to the invention is configured to replace the bearings of the mechanism inside the traditional steering column preferably without having to change the axis of the steering column.
  • the device comprises an eccentric spherical bearing preferably disposed on the upper part of the steering column axis and a concentric spherical bearing preferably placed on the lower part of the steering column axis.
  • the internal mechanisms of vehicle steering columns are mainly produced by using G concentric bearings so as to induce a perfectly coaxial rotation between the rotational movement of the handlebars and that of the wheel along the axis of the steering column.
  • the tilt angle or caster angle of the steering column is also fixed.
  • the transverse inclination of the steering column guide axis remains fixed or static for a set of frets, retainers installed or angle adjustment defined at both ends of the steering column axis.
  • the guide axis of the steering column remains aligned in the longitudinal plane of the front and rear wheels of the vehicle, it is therefore impossible to vary the angle d 'transverse tilt guiding the column dynamically while driving in bends or bends.
  • a main aim of the present invention is therefore to provide an internal steering column device making it possible to move transversely, all or part, of the guide axis of the steering column, preferably of the front wheel. , simultaneously with the rotation of the handlebars, which overcomes the drawbacks of the prior art.
  • the present invention relates more particularly to an internal steering column device, of the type mentioned above, characterized in that the system comprises at least part of the steering column axis placed, connected or preferably integral. , eccentrically, and / or optionally obliquely, in a rotary guide element such as a rolling bearing or bearing.
  • the present invention also relates to a rolling or spherical bearing intended to be securely attached to the axis of the steering column eccentrically.
  • the present invention also relates to a bearing or concentric bearing intended to be fixedly fixed on the axis of the steering column obliquely. Thanks to these characteristics, the device makes it possible to dynamically modify the transverse angle of inclination of the guide axis of the steering column or to shift it laterally during the rotation of the axis of the steering column without having to change.
  • the guiding elements of the steering column It is designed in such a way that it can replace existing bearings on the steering columns, thus allowing the benefits to be obtained without having to change the steering column.
  • the system is designed to be robust, interchangeable and possibly reversible in order to guarantee safety and avoid any maintenance.
  • Figure 1 is a top view of the eccentric spherical bearing
  • Figure 1a shows a view along section A-A of Figure 1;
  • - Figure lb shows a schematic top view of the alignment of the front and rear wheel of a vehicle
  • FIG. 2 represents a front sectional view of the internal device of the steering column in the upright position
  • FIG. 2a represents a front sectional view of the internal device of the steering column in the rotational position
  • Figure 3 shows a front sectional view of the internal device of the steering column in the rotational position of a second variant of the invention
  • Figure 4 shows a front sectional view of the internal device of the steering column in the rotational position of a third variant of the invention
  • Figure 5 shows a front sectional view of the internal device of the steering column in the rotational position of a fourth variant of the invention
  • Figure 6 shows a front sectional view of the internal device of the steering column in the rotational position of a fifth variant of the invention
  • Figure 7 shows a front sectional view of the internal device of the steering column in the rotational position of a sixth variant of the invention.
  • Figure 8 shows a sectional view of an eccentric spherical bearing
  • Figure 9 shows a front sectional view of the internal device of the steering column in the rotational position of a seventh variant of the invention.
  • Figure 10 shows a front sectional view of the internal device of the steering column in the rotational position of an eighth variant of the invention.
  • FIG. 11 shows a perspective side view of the internal device of the steering column, the bearings of which are not coaxial and have come out of the steering column, of a ninth variant of the invention.
  • Figure 11a shows a front view of Figure 11
  • Figure 11b shows a view along section A-A of Figure l ia
  • Figure 11 shows a side view of figure 11
  • Figure 1d shows a view along section B -B of figure lie
  • the internal steering column device (9) according to a first embodiment, as illustrated in particular by FIG. 2, comprises an eccentric ball joint element (1), preferably in the form of a rolling or bearing, a concentric spherical element (20), preferably in the form of a rolling or bearing, placed on a steering column axle (10).
  • the eccentric ball member (1) preferably has a opening (4) placed eccentrically, in the inner ring (3), on the axis (14) with respect to the center (17) of the eccentric ball member (1) in which the axis of the steering column ( 10) is maintained jointly and severally.
  • the elements (1, 10, 20) of the internal steering column device (9) are placed in a hollow tube (not shown) generally called the steering column and which is normally part of the vehicle frame.
  • the fork tubes are integrally fixed to the tube retaining supports (not illustrated), themselves fixed integrally with the lower and upper part of the steering column axis (10) according to a common execution in the construction of steering column of two-wheeled vehicle.
  • the eccentric ball member (1) preferably comprises rollers (5) placed around an inner ring (3) and held in place by an outer ring (2).
  • the rollers (5) are integrally connected between and can freely pivot along the profile (6) of the outer ring (2).
  • the front wheel (96) is aligned with the rear wheel (97) along the longitudinal axis of the vehicle (93).
  • the pivoting of the front wheel takes place on the longitudinal axis of the vehicle (93) at the point of contact (94) between the tire and the road.
  • the axis of rotation (30 ') of the axis of the steering column (10) is "coaxial" in the transverse plane (95) to the longitudinal axis of the vehicle (93) with the common axis of rotation (30) of the eccentric ball member (1) and the concentric ball member (20), corresponding to the normal steering column guide axis .
  • the axis of the steering column (10) pivots transversely to the maximum of an angle (B), represented by the axes (30, 30 ') during the rotation of the axis of the steering column (10) formed by the eccentric displacement of the opening (4), preferably secured by a key (8) with the axis of the steering column (10) and maintaining the axis of the steering column (10) in the concentric ball joint element (20).
  • the transverse change of angle from 0 to (B) thus produced on the guide axis of the steering column, by turning the handlebars of the vehicle, makes it possible to dynamically modify the alignment front and rear wheels (warping) along the axis (93 ') during curves while driving, which makes the vehicle more manageable.
  • the offset between the axles (93) and (93 ') produces an offset (98) of the rotating front wheel (96') on the road with the rear wheel (97) at the angle from 0 to (B) depending the length of the fork and the diameter of the wheels as well as the angle of rotation of the axis of the steering column (10).
  • the offset (98) thus obtained can be either on the side corresponding to the change in trajectory of the vehicle or on its opposite depending on whether the position of the opening (4) is placed eccentrically on one side or the other of the center (17 ), through which normally passes the axis of rotation of the steering column axis (10), which is itself normally coaxial with the guide axis of the steering column.
  • the offset (98) resulting from the offset of the wheels on the ground is preferably between 0 and 20mm. Driving is therefore improved in curves and increased safety during avoidance.
  • the position of the concentric ball joint member (20) on the axis of the steering column (10) can be inverted with the eccentric ball joint member
  • Figure 8 illustrates a spherical bearing (81) with an eccentric opening (84) placed in the inner ring (83) which can replace the eccentric ball member (1).
  • the axis of the steering column (10) is secured and placed on its upper part in an eccentric ball-joint element (31) and on its lower part in a 180 ° opposite eccentric ball-joint member (320).
  • the two opposing eccentric movements cause the steering column axis (10) to rotate transversely, at most, by an angle (B), represented by the axes (30, 30 '), thus creating the offset (98) as previously described.
  • the axis of the steering column (10) is secured and placed obliquely on its upper part in an eccentric rolling element (41) and on its lower part. in a concentric ball member (420).
  • the eccentric movement on the upper part in the eccentric rolling element element (41) rotates the axis of the steering column (10) transversely, at most, by an angle (B), represented by the axes (30, 30 '), thus creating the offset (98) as previously described.
  • the internal steering column device (59) comprises a steering column axis (510) formed by an oblique part (510 ') coaxial on the link (511). ) with a second part (510 ”).
  • the steering column axle part (510 ") is placed in a concentric bearing element (51) and its second part (510") is placed and fixed integrally in an eccentric ball joint element (520).
  • the eccentric movement on the part (510 ') follows the oblique between the two parts (510', 510 ”) of the axis of the steering column.
  • direction (510) forming, at most, a transverse angle (B), represented by the axes (30, 30 '), thus creating the offset (98) as previously described.
  • the internal steering column device (69) comprises a steering column axis (610) formed by an oblique part (610 ') offset on the link (611). ) with a second part (610 ”).
  • the steering column axle part (610 ") is placed in a concentric bearing element (61) and its second part (610") is placed in a concentric ball joint element (620).
  • the eccentric movement on the part (610 ') follows the oblique between the two parts (610', 610 ”) of the axis of the steering column.
  • direction (610) forming, at most, a transverse angle (B), represented by the axes (30, 30 '), thus creating the offset (98) as previously described.
  • the internal steering column device (79) comprises an axis of the steering column (710) formed by an oblique part (710 ') coaxial on the link ( 711) with a second part (710 ”).
  • the part of the steering column axis (710 ”) is placed in an eccentric rolling element (71) and its second part (710 ') placed in a rolling element (720) obliquely.
  • the eccentric movement on the part (710 ') follows the oblique between the two parts (710', 710 ”) of the axis of the steering column.
  • the internal steering column device (99) comprises an axis of the steering column (910) formed by an oblique part (910 ') coaxial on the link ( 911) with a second oblique part (910 ”).
  • the part of the steering column axis (910 ”) is placed in a concentric rolling element (91) obliquely and its second part (910 ') placed in a rolling element (920) obliquely.
  • connections (511, 611, 711, 911) can be made in the form of an assembly by welding, machining, gimbal or any suitable means.
  • the internal steering column device (1099) comprises a steering column axis (1910) formed by a part (1910 ') off-center on the link (1911) with a second part (1910 ”).
  • the part of the steering column axle (1910 ”) is placed in a concentric bearing element (191) and its second lower part (1910 ') placed in a bearing element (920) eccentrically and parallel to the part (1910 ”).
  • the offset between the parts (1910 ', 1910 ”) of the steering column axis (1910) moves transversely / sideways, at most, by the distance (1930), the guide axis the steering column (1099) in a manner similar to the previous variants of the invention.
  • the offset (98) is equal to the distance (1930) because there is no pivoting of the guide axis of the steering column but a direct transverse / lateral translation thereof. This is particularly useful for providing independent offset (98) of such things as fork length or wheel diameter.
  • the caster angle is not affected by the invention, which may also be desired depending on the vehicle dynamics desired.
  • the internal steering column device (109) comprises an axis of the steering column (110) placed at one end in a concentric ball joint member ( 120) and at its second end in an opening (104) placed eccentrically in the inner ring (113) of a concentric bearing (101) whose outer elements are not illustrated.
  • the normal guide axis of the steering column forms with the axis of the steering column (110) an angle (B ), represented by the axes (30, 30 ').
  • a ball joint (124) placed on the axis of the steering column (110) is positioned in the opening (104) and comprises at least one flat (134) allowing the axis of the steering column to be integrally pivoted ( 110) with the inner ring (113) during its rotation around the axis (30).
  • a sleeve (not shown) is preferably attached to the upper part (144) of the steering column shaft (110) so as to allow its installation on the vehicle and easily adapt to different models of steering columns.
  • the angle (B) When the axis of the steering column (110) is in the straight-ahead driving position, the angle (B) has no influence on the transverse alignment of the front wheel with the rear wheel of the vehicle.
  • the angle (B) transversely off-centers the front wheel from the rear wheel of the vehicle thereby creating the offset (98) such as described above and induces the "warping" or spin movement desired to improve the handling of the vehicle,
  • 420, 520, 620, 720, 920 can be produced in the form of ball bearings, roller bearings, needle bearings, bearings or any other similar means.
  • Each ball joint element can be formed by a concentric ball joint bearing or any other type of mechanism allowing the rotation and pivoting of the axis of the steering column (10, 110, 510, 610).
  • the opening (4) can have any shape such as, for example, round, square, rectangular, oval or according to any geometric profile. - When the opening (4) is round, its retention integral with the eccentric spherical bearing (1) can be achieved with a key or any other mechanical means.
  • the rolling elements preferably have an outside diameter of less than 80 mm.
  • the opening (4) preferably has a section greater than 1 cm2.
  • the thickness of the rolling elements is preferably greater than 5 mm.
  • the distance between the upper and lower rolling elements of the steering column axis is preferably greater than 50 mm.
  • the eccentricity of the axis (14), distance (15) or distance (1930) between the axis of rotation of the rolling elements (1, 31, 41, 51, 61, 71, 101, 320, 420, 520, 620, 720) and the relative position of the opening (4, 84, 104) receiving all or part of the axis of the steering column (10, 110, 510, 710, 1910) is preferably greater than 2 mm.
  • the steering column axis or one of its parts can be made so as to form directly part of the inner ring (3, 83, 113) of at least one of the rolling elements. previously described.
  • the steering column axle is no longer detachable from the opening (4, 84, 104) which can be useful to reduce production costs or to realize special steering column mechanisms.
  • all or part of the steering column axis can have any type of section, round, oval, square, rectangular or according to any geometric profile.
  • the steering column axis can be made from

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif interne de colonne de direction de véhicule destiné à faciliter la conduite dans les courbes en modifiant l'alignement des roues avant et arrière du véhicule, par un décalage transversal/latéral, en utilisant un roulement excentrique, maintenant une partie de l'axe de colonne de direction.

Description

DISPOSITIF INTERNE DE COLONNE DE DIRECTION A ROULEMENT EXCENTRIQUE
Domaine technique
La présente invention se rapporte à un dispositif interne de colonne de direction de véhicule destiné à faciliter la conduite dans les courbes en modifiant l’alignement des roues avant et arrière du véhicule.
Ce système est particulièrement conçu pour s’adapter à tout type de direction et peut être monté sur des colonnes de direction existantes ou intégrée dans la réalisation de colonne de direction de nouveaux véhicules ou autres engins. Plus particulièrement, le dispositif selon l’invention est configuré pour remplacer les roulements du mécanisme à l’intérieur de colonne de direction traditionnels préférablement sans devoir changer l’axe de la colonne de direction.
Le dispositif comporte un roulement à rotule excentrique disposé préférablement sur la partie supérieure de l’axe de la colonne de direction et d’un roulement à rotule concentrique placé préférablement sur la partie inférieure de l’axe de la colonne de direction.
Etat de la technique
Les mécanismes internes des colonnes de direction de véhicules sont principalement réalisés par G utilisation de roulements concentriques de manière à induire une rotation parfaitement coaxiale entre le mouvement de rotation du guidon et celui de la roue selon l’axe de la colonne de direction. L’angle d’inclinaison ou angle de chasse de la colonne de direction est également fixe.
Il existe cependant plusieurs inventions décrite dans US3866946A, EP1841640B1 destinées à pouvoir modifier l’angle d’inclinaison ou angle de chasse de la colonne en utilisant deux roulements concentriques placés dans deux frettes ou éléments de maintien excentrés. Ces systèmes permettent ainsi d’ajuster l’angle d’inclinaison ou angle de chasse longitudinal de la colonne de direction en fonction de l’excentricité des frettes ou éléments de maintien des roulements. Selon l’invention US3866946A, l’inclinaison de l’axe de guidage de colonne de direction est réalisée par deux éléments de roulements comprenant chacun une ouverture excentrique opposée à l’autre de 180° qui restent fixes dans l’axe longitudinal du véhicule formé par les roues avant et arrière. Selon l’invention EP1841640B1, l’inclinaison de l’axe de guidage de colonne de direction est réalisée par des éléments réglables permettant d’ajuster l’angle de chasse de la colonne de direction de manière prédéfinie sans devoir démonter les éléments de fixations et de guidage de l’axe de colonne de direction.
L’inclinaison transversale de l’axe de guidage la colonne de direction reste toutefois fixe ou statique pour un jeu de frettes, éléments de maintien installés ou réglage d’angle défini aux deux extrémités de l’axe de colonne de direction.
Selon ces inventions, durant la conduite en ligne droite et en courbe, l’axe de guidage de la colonne de direction reste aligné dans le plan longitudinal des roues avant et arrière du véhicule, il est par conséquent impossible de faire varier l’angle d’inclinaison transversal de guidage de la colonne dynamiquement durant la conduite en courbe ou virage.
Le principal problème rencontré durant la conduite c’est que lors d’une courbe, la roue avant du véhicule pivote selon l’axe de la colonne direction qui n’est généralement pas vertical. Dans le cas d’un véhicule deux-roues, cela force le conducteur à devoir faire basculer le véhicule latéralement pour engager correctement le véhicule dans la trajectoire oblique selon la courbe à suivre. Ce mouvement facilite ainsi le changement de direction du véhicule mais l’angle fixe de la colonne de direction limite l’inclinaison possible du véhicule ce qui s’avère dangereux lorsque le pilote s’incline trop ou lors d’un évitement brutal car la roue avant croche sur la route et le pilote perd le contrôle du véhicule.
Divulgation de l’invention Un but principal de la présente invention est donc de proposer un dispositif interne de colonne de direction permettant de déplacer transversalement, toute ou en partie, de l’axe de guidage de la colonne de direction, préférablement de la roue avant, simultanément avec de la rotation du guidon ce qui remédie aux inconvénients de l’art antérieur. A cet effet, la présente invention concerne plus particulièrement un dispositif interne de colonne de direction, du type mentionné plus haut, caractérisé en ce que le système comporte au moins une partie de l’axe de colonne de direction placé, en lien ou préférablement solidaire, de manière excentrique, et/ou optionnellement oblique, dans un élément de guidage rotatif tel qu’un roulement ou palier.
La présente invention concerne également un roulement ou palier à rotule destiné à être solidairement fixé sur l’axe de la colonne de direction de manière excentrique.
La présente invention concerne également un roulement ou palier concentrique destiné à être solidairement fixé sur l’axe de la colonne de direction de manière oblique. Grâce à ces caractéristiques, le dispositif permet de modifier dynamiquement l’angle d’inclinaison transversal de l’axe de guidage de la colonne de direction ou de le décaler latéralement lors de la rotation de l’axe de la colonne de direction sans devoir changer les éléments de guidage de la colonne de direction. Il est conçu de manière à pouvoir remplacer les roulements existants sur les colonnes de direction permettant ainsi de bénéficier des avantages sans devoir changer la colonne de direction.
Le système est conçu de manière à être robuste, interchangeable et possiblement réversible afin de garantir la sécurité et éviter toute maintenance.
Brève description des dessins La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description des exemples donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est une vue de dessus du roulement à rotule excentrique;
La figure 1 a représente une vue selon la coupe A-A de la figure 1 ; - La figure lb représente une vue de dessus schématique de l’alignement de la roue avant et arrière d’un véhicule
La figure 2 représente une vue en coupe de face du dispositif interne de la colonne de direction en position droite; La figure 2a représente une vue en coupe de face du dispositif interne de la colonne de direction en position de rotation;
La figure 3 représente une vue en coupe de face du dispositif interne de la colonne de direction en position de rotation d’une deuxième variante de l’invention;
La figure 4 représente une vue en coupe de face du dispositif interne de la colonne de direction en position de rotation d’une troisième variante de l’invention;
La figure 5 représente une vue en coupe de face du dispositif interne de la colonne de direction en position de rotation d’une quatrième variante de l’invention;
La figure 6 représente une vue en coupe de face du dispositif interne de la colonne de direction en position de rotation d’une cinquième variante de l’invention;
La figure 7 représente une vue en coupe de face du dispositif interne de la colonne de direction en position de rotation d’une sixième variante de l’invention;
La figure 8 représente une vue en coupe d’un palier à rotule excentrique;
La figure 9 représente une vue en coupe de face du dispositif interne de la colonne de direction en position de rotation d’une septième variante de l’invention;
La figure 10 représente une vue en coupe de face du dispositif interne de la colonne de direction en position de rotation d’une huitième variante de l’invention;
La figure 11 représente une vue en perspective de profil du dispositif interne de la colonne de direction dont les roulements ne sont pas coaxiaux et sont sortis de la colonne de direction, d’une neuvième variante de l’invention;
La figure lia représente une vue de face de la figure 11
La figure 11b représente une vue selon la coupe A- A de la figure l ia
La figure lie représente une vue de profil de la figure 11
La figure 1 ld représente une vue selon la coupe B -B de la figure lie
Modes de réalisation de l’invention
Selon les figures 1, la, lb, 2, 2a, le dispositif interne de colonne de direction (9) selon un premier mode de réalisation, tel qu’illustré notamment par la figure 2, comporte un élément à rotule excentrique (1), préférablement sous forme de roulement ou palier, un élément à rotule concentrique (20), préférablement sous forme de roulement ou palier, placés sur un axe de colonne de direction (10). L’élément à rotule excentrique (1) comporte préférablement une ouverture (4) placée excentriquement, dans la bague intérieure (3), sur l’axe (14) par rapport au centre (17) de l’élément à rotule excentrique (1) dans laquelle l’axe de la colonne de direction (10) est maintenu solidairement.
Les éléments (1, 10, 20) du dispositif interne de colonne de direction (9) sont placés dans un tube creux (non-illustré) généralement appelé colonne de direction et qui fait normalement partie du cadre du véhicule.
Les tubes de fourches (non illustrés) sont solidairement fixés sur les supports de maintien des tubes (non illustrés), eux-mêmes fixés solidairement avec la partie inférieure et supérieure de l’axe de colonne de direction (10) selon une exécution commune dans la construction de colonne de direction de véhicule deux-roues.
L’élément à rotule excentrique (1) comprend préférablement des rouleaux (5) placés autour d’une bague intérieure (3) et maintenus en place par une bague extérieure (2). Les rouleaux (5) sont solidairement reliés entre et peuvent librement pivoter le long du profil (6) de la bague extérieure (2). Selon la figure lb, la roue avant (96) est alignée avec la roue arrière (97) selon l’axe longitudinal du véhicule (93). Dans une configuration normale de véhicule deux-roues, le pivotement de la roue avant, par rotation sur l’axe de guidage de la colonne de direction, se fait sur l’axe longitudinal du véhicule (93) au point de contact (94) entre le pneu et la route.
Selon les figures lb, 2 et 2a, en position de conduite droite, l’axe de rotation (30’) de l’axe de la colonne de direction (10) est « coaxial » dans le plan transversal (95) à l’axe longitudinal du véhicule (93) avec l’axe de rotation (30) commun de l’élément à rotule excentrique (1) et l’élément à rotule concentrique (20), correspondant à l’axe de guidage de colonne de direction normal. L’axe de la colonne de direction (10) pivote au maximum transversalement d’un angle (B), représenté par les axes (30, 30’) lors de la rotation de l’axe de la colonne de direction (10) formé par le déplacement excentrique de l’ouverture (4), solidarisée préférablement par une clavette (8) avec l’axe de la colonne de direction (10) et le maintien de l’axe de la colonne de direction (10) dans l’élément à rotule concentrique (20).
Le changement transversal d’angle de 0 à (B) ainsi produit sur l’axe de guidage la colonne de direction, en tournant le guidon du véhicule, permet de modifier dynamiquement l’alignement des roues avant et arrière (gauchissement) selon l’axe (93’) durant les courbes en conduite ce qui rend le véhicule plus maniable. Le désaxage entre les axes (93) et (93’) produit un décalage (98) de la roue avant en rotation (96’) sur la route avec la roue arrière (97) selon l’angle de 0 à (B) dépendant de la longueur de la fourche et du diamètre des roues ainsi que de l’angle de rotation de l’axe de la colonne de direction (10). Le décalage (98) ainsi obtenu peut être soit du côté correspondant au changement de trajectoire du véhicule ou à son opposé selon si la position de l’ouverture (4) est placée excentriquement d’un côté ou de l’autre du centre (17), par lequel passe normalement l’axe de rotation de l’axe de colonne de direction (10), qui est lui-même normalement coaxial avec l’axe de guidage de la colonne direction. Selon les réglages choisis dans la conception de l’invention, le décalage (98) résultant du désaxage des roues au sol est préférablement compris de 0 à 20mm. La conduite est alors améliorée dans les courbes et la sécurité augmentée lors d’évitement.
Variantes de l’invention Selon une autre variante non illustrée, la position de l’élément à rotule concentrique (20) sur l’axe de la colonne de direction (10) peut être intervertie avec l’élément à rotule excentrique
(1).
La figure 8 illustre un palier à rotule (81) avec une ouverture (84) excentrique placée dans la bague intérieure (83) qui peut remplacer l’élément à rotule excentrique (1). Selon une deuxième variante de l’invention, illustrée sur la figure 3, l’axe de la colonne de direction (10) est solidarisé et placé sur sa partie supérieure dans un élément à rotule excentrique (31) et sur sa partie inférieure dans un élément à rotule excentrique (320) opposé à 180°. Lors de la rotation de l’axe de la colonne de direction (10), les deux mouvements excentriques opposés font pivoter l’axe de la colonne de direction (10) transversalement, au maximum, d’un angle (B), représenté par les axes (30, 30’), créant ainsi le décalage (98) tel que précédemment décrit.
Selon une troisième variante de l’invention, illustrée sur la figure 4, l’axe de la colonne de direction (10) est solidarisé et placé en oblique sur sa partie supérieure dans un élément de roulement excentrique (41) et sur sa partie inférieure dans un élément à rotule concentrique (420). Lors de la rotation de l’axe de la colonne de direction (10), le mouvement excentrique sur la partie supérieure dans l’élément élément de roulement excentrique (41) fait pivoter l’axe de la colonne de direction (10) transversalement, au maximum, d’un angle (B), représenté par les axes (30, 30’), créant ainsi le décalage (98) tel que précédemment décrit.
Selon une quatrième variante de l’invention, illustrée sur la figure 5, le dispositif interne de colonne de direction (59) comprend un axe de colonne de direction (510) formé par une partie oblique (510’) coaxiale sur la liaison (511) avec une seconde partie (510”). La partie de l’axe de colonne de direction (510”) est placée dans un élément de roulement concentrique (51) et sa seconde partie (510’) placée et fixée solidairement dans un élément à rotule excentrique (520). Lors de la rotation de l’axe de la colonne de direction (510), le mouvement excentrique sur la partie (510’) suit l’oblique entre les deux parties (510’, 510”) de l’axe de la colonne de direction (510) formant, au maximum, un angle (B) transversal, représenté par les axes (30, 30’), créant ainsi le décalage (98) tel que précédemment décrit.
Selon une cinquième variante de l’invention, illustrée sur la figure 6, le dispositif interne de colonne de direction (69) comprend un axe de colonne de direction (610) formé par une partie oblique (610’) désaxée sur la liaison (611) avec une seconde partie (610”). La partie de l’axe de colonne de direction (610”) est placée dans un élément de roulement concentrique (61) et sa seconde partie (610’) placée dans un élément à rotule concentrique (620). Lors de la rotation de l’axe de la colonne de direction (610), le mouvement excentrique sur la partie (610’) suit l’oblique entre les deux parties (610’, 610”) de l’axe de la colonne de direction (610) formant, au maximum, un angle (B) transversal, représenté par les axes (30, 30’), créant ainsi le décalage (98) tel que précédemment décrit.
Selon une sixième variante de l’invention, illustrée sur la figure 7, le dispositif interne de colonne de direction (79) comprend un axe de la colonne de direction (710) formé par une partie oblique (710’) coaxiale sur la liaison (711) avec une seconde partie (710”). La partie de l’axe de colonne de direction (710”) est placée dans un élément de roulement excentrique (71) et sa seconde partie (710’) placée dans un élément de roulement (720) en oblique. Lors de la rotation de l’axe de la colonne de direction (710), le mouvement excentrique sur la partie (710’) suit l’oblique entre les deux parties (710’, 710”) de l’axe de la colonne de direction (710) formant, au maximum, un angle (B) transversal, représenté par les axes (30, 30’), créant ainsi le décalage (98) tel que précédemment décrit. Selon une septième variante de l’invention, illustrée sur la figure 9, le dispositif interne de colonne de direction (99) comprend un axe de la colonne de direction (910) formé par une partie oblique (910’) coaxiale sur la liaison (911) avec une seconde partie oblique (910”). La partie de l’axe de colonne de direction (910”) est placée dans un élément de roulement concentrique (91) en oblique et sa seconde partie (910’) placée dans un élément de roulement (920) en oblique. Lors de la rotation de l’axe de la colonne de direction (910), les mouvements obliques sur les parties (910’, 910”) de l’axe de la colonne de direction (910) forment, au maximum, un angle (B) transversal, représenté par les axes (30, 30’), créant ainsi le décalage (98) tel que précédemment décrit.
Les liaisons (511, 611, 711, 911) peuvent être réalisées sous forme d’assemblage par soudure, usinage, cardan ou tout au moyen adapté.
Selon une huitième variante de l’invention, illustrée sur la figure 10, le dispositif interne de colonne de direction (1099) comprend un axe de colonne de direction (1910) formé par une partie (1910’) décentrée sur la liaison (1911) avec une seconde partie (1910”). La partie de l’axe de colonne de direction (1910”) est placée dans un élément de roulement concentrique (191) et sa seconde partie inférieure (1910’) placée dans un élément de roulement (920) de manière excentrique et parallèle à la partie (1910”). Lors de la rotation de l’axe de la colonne de direction (1910), le décalage entre les parties (1910’, 1910”) de l’axe de la colonne de direction (1910) déplace transversalement/latéralement, au maximum, de la distance (1930), l’axe de guidage la colonne de direction (1099) de manière similaire aux précédentes variantes de l’invention. Dans ce cas, le décalage (98) est égal à la distance (1930) car il n’y a pas de pivotement de l’axe de guidage de la colonne de direction mais une translation transversale/latérale direct de celui-ci. Cela s’avère particulièrement utile pour assurer un décalage (98) indépendant des éléments comme la longueur de fourche ou le diamètre des roues. Dans cette variante, l’angle de chasse n’est pas affecté par l’invention ce qui peut aussi être souhaité selon la dynamique du véhicule recherchée.
Selon une neuvième variante de l’invention, illustrée sur les figures 11 à l ld, le dispositif interne de colonne de direction (109) comprend un axe de la colonne de direction (110) placé à une extrémité dans un élément à rotule concentrique (120) et à sa seconde extrémité dans une ouverture (104) placée excentriquement dans la bague intérieure (113) d’un roulement concentrique (101) dont ses éléments externes ne sont pas illustrés. Lorsque les deux éléments de roulements (101, 120) sont placés de manière coaxiale dans la colonne de direction, l’axe de guidage normal de la colonne de direction forme avec l’axe de la colonne de direction (110) un angle (B), représenté par les axes (30, 30’).
Une rotule (124) placée sur l’axe de la colonne de direction (110) est positionnée dans l’ouverture (104) et comprend au moins un méplat (134) permettant de faire pivoter solidairement l’axe de la colonne de direction (110) avec la bague intérieure (113) lors de sa rotation autour de l’axe (30).
Un manchon (non illustré) vient préférablement se fixer la partie supérieure (144) de l’axe de colonne de direction (110) de manière à permettre son installation sur le véhicule et s’adapter facilement à différents modèles de colonnes de direction.
Lorsque l’axe de la colonne de direction (110) est en position de conduite en ligne droite, l’angle (B) n’a pas d’influence sur l’alignement transversal de la roue avant avec la roue arrière du véhicule. Lorsque l’axe de la colonne de direction (110) pivote pour se diriger à droite ou à gauche, l’angle (B) désaxe transversalement la roue avant de la roue arrière du véhicule ce qui crée ainsi le décalage (98) tel que précédemment décrit et induit le « gauchissement » ou mouvement de vrille souhaité pour améliorer la tenue de route du véhicule,
Selon plusieurs variantes d’exécution de l’invention, les modifications et/ou adjonctions suivantes peuvent être apportées aux modes de réalisation tels que précédemment décrits: - Chaque élément de roulement fixe ou à rotule (1, 31, 41, 51, 61, 71, 91, 101, 120, 320,
420, 520, 620, 720, 920) peut être réalisé sous forme de roulement à billes, roulements à rouleaux, roulements à aiguilles, palier ou selon tout autre moyen similaire.
- Chaque élément à rotule peut être formé par un roulement à rotule concentrique ou tout autre type de mécanisme permettent la rotation et le pivotement de l’axe de la colonne de direction (10, 110, 510, 610).
- L’ouverture (4) peut avoir n’importe quelle forme telle que par exemple, ronde, carrée, rectangulaire, ovale ou selon n’importe quel profil géométrique. - Lorsque l’ouverture (4) est ronde, son maintien solidaire avec le roulement à rotule excentrique (1) peut être réalisé avec une clavette ou tout autre moyen mécanique.
- Les éléments de roulement ont préférablement un diamètre extérieur inférieur à 80 mm.
- L’ouverture (4) a préférablement une section supérieure 1 cm2.
- L’épaisseur des éléments de roulement est préférablement supérieure à 5 mm.
- La distance entre les éléments de roulement supérieur et inférieur de l’axe de colonne de direction est préférablement supérieure à 50 mm.
- L’excentricité de l’axe (14), distance (15) ou distance (1930) entre l’axe de rotation des éléments de roulement (1, 31, 41, 51, 61, 71, 101, 320, 420, 520, 620, 720) et la position relative de l’ouverture (4, 84, 104) recevant toute ou partie de l’axe de la colonne de direction (10, 110, 510, 710, 1910) est préférablement supérieure à 2 mm.
Dans une variante non-illustrée, l’axe de colonne de direction ou l’une de ses parties peut être réalisé de manière à faire directement partie de la bague intérieure (3, 83, 113) d’au moins un des éléments de roulement précédemment décrits. Dans ce cas, l’axe de colonne de direction n’est plus détachable de l’ouverture (4, 84, 104) ce qui peut s’avérer utile pour réduire les coûts de production ou réaliser des mécanismes de colonne de direction spéciaux.
Dans une autre variante non-illustrée, tout ou partie de l’axe de colonne de direction peut avoir n’importe quel type de section, ronde, ovale, carrée, rectangulaire ou selon n’importe quel profil géométrique.
Dans une autre variante non-illustrée, l’axe de colonne de direction peut être réalisé de
Bien que l’invention soit décrite selon plusieurs modes de réalisation, il existe d’autres variantes qui ne sont pas présentées et qui peuvent également être des combinaisons ou partie des variantes précédemment décrites. La portée de l’invention n’est donc pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif interne de colonne de direction (9, 59, 69, 79, 99, 109, 1099) destiné à désaligner, préférablement la roue avant, d’un véhicule comprenant un axe de colonne de direction (10, 110, 510, 610, 710, 910, 1910) dont au moins une partie est placée de manière excentrique, et/ou optionnellement oblique, en lien ou préférablement solidaire avec un élément de roulement (1, 31, 41, 71, 91, 101, 120, 191, 320, 520, 720, 920, 1920) caractérisé en ce que l’axe de guidage de la colonne de direction s’incline ou se décale transversalement/latéralement lors de la rotation de l’axe de colonne de direction (10, 110, 510, 610, 710, 910, 1910).
2. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont le déplacement transversal/latéral de l’axe de guidage de la colonne de direction produit un décalage (98) de la roue avant en rotation (96’) avec la roue arrière (97).
3. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont l’élément à rotule excentrique (1, 31) est fixé sur la partie supérieure de la colonne de direction.
4. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont l’élément à rotule excentrique (320, 520) est fixé sur la partie inférieure de la colonne de direction.
5. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont l’élément de roulement excentrique (41, 71, 101) est fixé sur la partie supérieure de la colonne de direction.
6. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont l’élément de roulement excentrique (1920) est fixé sur la partie inférieure de la colonne de direction.
7. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont une partie de l’axe de colonne de direction (10, 710’, 910’, 910”) est placé en oblique dans un élément de roulement concentrique (91, 720, 920).
8. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont une partie de l’axe de colonne de direction (10, 110) est placé en oblique dans un élément de roulement excentrique (41, 101).
9. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont l’élément de roulement excentrique et/ou oblique (1, 31, 41, 71, 91, 101, 320, 520, 720, 920, 1920) comprend une ouverture (4, 84, 104) excentrée sur la bague intérieure (3, 83, 113).
10. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (9) dont l’ouverture (4, 84) est préférablement circulaire.
11. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (9) dont l’axe de colonne de direction (10, 510, 610, 710, 910) est préférablement solidairement maintenu par un clavetage (8) dans l’ouverture (4, 84).
12. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (9) dont l’axe de colonne de direction (110) est préférablement solidairement maintenu par un méplat (134) dans l’ouverture (104).
13. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont les éléments de roulement ont préférablement un diamètre extérieur inférieur à 80 mm.
14. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont l’épaisseur des éléments de roulement est préférablement supérieure à 5 mm.
15. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont la distance entre les éléments de roulement supérieur et inférieur est préférablement supérieure à 50 mm.
16. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (8) l’ouverture (4, 84, 104) a préférablement une section supérieure 1 cm2.
17. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (1) dont l’excentricité de l’axe (14) ou distance (15, 1930) entre l’axe de rotation des éléments de roulement (1, 31, 41, 51, 61, 71, 101, 320, 420, 520, 620, 720) et la position relative de l’ouverture (4, 84, 104) est préférablement supérieure à 2 mm.
18. Dispositif interne de colonne de direction selon la revendication (2) dont le décalage (98) est compris entre 0 et 20 mm.
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