Brevet FR2516873A1 — publié le 19830527

La présente invention a pour objet un dispositif hydraulique d'entraînement d'une semi-remorque attelée à un tracteur routier et de travaux de chantiers. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de ce genre, adapté pour être commandé à partir de la boite de vitesseset d'une prise de mouvement débrayable d'un mo- teur thermique du tracteur, comprenant un système hydrosta- tique capable d'assurer la transmission mécanique entre la prise de mouvement du tracteur et l'essieu correspondant de la semi-remorque Ce système hydrostatique comprend une pompe hydraulique à débit variable et un moteur hydraulique alimenté par la pompe, et relié à une boite de transfert ré- ductrice accouplée à un pont de la semi-remorque Le circuit hydrostatique assure donc la motorisation de la semi-remorque en transférant le couple du moteur thermique du tracteur à un ou plusieurs essieux de la semi-remorque le moteur ther- mique du véhicule tracteur est accouplé à un embrayage et à la boite de vitesses Cette dernière comporte une sortie principale permettant l'entraînement du pont avec différen- tie 1 par une transmission à cardanscoulissantset une ou plu- sieurs sorties auxiliaires permettant l'entraînement de la pompe hydraulique. La semi-remorque est reliée au tracteur par la che- ville ouvrière, et un ou plusieurs de ses essieux sont rem- placés par des ponts similaires à ceux utilisés sur les tracteurs routiers. Le but de la motorisation de cet ensemble articulé est d'obtenir les mêmes effets au sol sur le ou les ponts de la semi-remorque que sur celui ou ceux du tracteur. Ainsi, la demande de brevet français n O 80 26650 du 16 décembre 1980 au nom du demandeur décrit un dispositif hydraulique comprenant un circuit hydrostatique fermé entre la pompe hydraulique et le a 3 t 2 ui h Y e;lue) capable d'as- surer une parfaite tynchrrnîsati Gn úr'te les vitesses de rotation des roues du tracteur et d_ la semi-remorque, sur plusieurs vitesses présélectionnées On connaît également d'autres systèmes utilisant des types différents de réglage qui permettent l'obtention de résultats suffisants pour as- surer la motorisation de la semi-remorque. Dans tous les cas, il est nécessaire de prévoir un système de sécurité et d'anti-blocage pour assurer à ces dispositifs la fiabilité et l'efficacité nécessaires à leur exploitation industrielle. Ce système de sécurité peut 9 tre appelé "système roue libre" et est utilisable aussi bien sur un circuit hy- draulique du type ouvert que du type fermé Par hypothèse, ce "système roue libre" doit être efficace avant, pendant et après l'utilisation du circuit hydraulique, pour des rai- sons de sécurité et de fiabilité, ce qui rend inadapté tout système utilisant un des circuits hydrauliques pour le pilo- tage du "système roue libre". Pour éviter les surcharges sur les moteurs hydrau- liques, il est connu d'utiliser des "by-pass" pilotés par le circuit basse pression Or, ce circuit basse pression correspond au circuit hydraulique de gavage, lequel est hors fonction dans les cas suivants: arrêt de l'entraînement de la pompe, par débrayage, rup- ture de la transmission mécanique; coupure du circuit basse pression par rupture de canali- sation ou mauvais branchement des coupleurs tracteur, semi-remorque; manque de pression dans le circuit de gavage par détério- ration de la pompe de gavage ou cavitatïon due à une mau- vaise alimentation. Par ailleurs, il existe un temps de réponse néces- saire à la montée en pression du circuit de gavage pour le pilotage de la fonction en cause, qui est automatiquement décalée et génératrice d'un blocage du moteur hydraulique lorsque le tracteur démarre, en entraînant son système mé- canique et la pompe hydraulique Un système de temporisa- tion permettant de compenser le temps de réponse du circuit de gavage serait alors indispensable Toutefois, cette solution ne peut être retenue du fait qu'elle retarde la synchronisation des effets au sol entre le tracteur et la semi-remorque motorisée, et qu'elle n'apporte qu'une solu- tion insuffisante auxproblèmf exposés. Conformément à l'invention, le dispositif hydrau- lique comprend un circuit hydraulique de sécurité branché sur les canalisations de liaison entre la pompe et le mo- teur hydraulique, muni d'un inverseur pouvant être commandé à partir de la boite de vitesses, et agencé de façon à permettre au moteur hydraulique monté sur la semi-remorque de tourner et d'être alimenté lorsque la pompe ne tourne pas ou n'est pas encore à la cylindrée nécessaire pour que les roues de la semi-remorque tournent à la même vitesse que celles du tracteur. Ainsi, on comprend que le système prévu par l'in- vention permet la rotation du moteur hydraulique par en- tra nement du pont de la semi-remorque à une pression du circuit hydraulique inférieure ou au maximum égale à la pression nécessaire pour vaincre les efforts de roulement des composants moteur, boite et pont sur la semi-remorque. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels on a représenté un mode de réalisation non limitatif du dispo- sitif hydraulique visé par l'invention. La figure 1 est un schéma hydraulique et électrique sim- simplifié d'une forme de réalisation selon l'invention du dispositif d'entraînement d'une semi-remorque attelée à un tracteur. La figure 2 illustre d'une manière détaillée le circuit hydraulique de sécurité équipant le dispositif d'entraînement de la semi-remorque, schématisé à la figure 1. On a représenté de manière simplifiée à la fig 1 un dispositif hydraulique d'entra Inement d'une semi-remor- que attelée à un tracteur routier et de travaux de chan- tiers Ce dispositif est similaire à celui décrit dans la demande de brevet français précitéeno 80 26650 et ne sera donc pas décrit à nouveau en détail. Le véhicule tracteur non représenté est équipé d'un moteur thermique 1 transmettant mécaniquement son couple et sa vitesse de rotation à un embrayage couplé à une boite de vitesses 2, reliée par une transmission à cardan 4 à au moins un essieu moteur ou pont 5 du tracteur La semi- remorque non représentée, est équipée d'au moins un pont 9 similaire au pont 5, et d'une boite de transfert réductrice 7 débrayable La boite 7 est reliée au pont 9 par une trans- mission à-cardans 8, et munie d'un embrayage par crabot, commandé par un vérin pneumatique. Le dispositif comprend un système hydrostatique fermé 6, capable d'assurer la transmission mécanique entre la prise de mouvement 3 du tracteur et l'essieu correspon- dant 9 de la semi-remorque Le système hydrostatique 6 comprend une pompe hydraulique 13 à débit variable et un moteur hydraulique 14 monté sur la semi-remorque, et relié à la pompe 13 par deux circuits de fluide hydraulique 15, 16 La pompe 13 est reliée à la prise de mouvement 3 par une transmission à cardans 17, tandis que le moteur 14 est accouplé à la boite 7 La pompe 13 peut être bloquée dans l'une ou l'autre des deux cylindrées distinctes, corres- pondant dans un sens à la marche avant du véhicule, et dans l'autre à la marche arrière de ce dernier. La boite de vitesses 2 est pourvue d'un levier ma- nuel 12, et un contacteur électrique 33 est monté sur la première vitesse en marche arrière Le fonctionnement de ce dispositif a été décrit dans la demandé de brevet précité et il ne sera donc pas repris ici. On décrira maintenant en se référant plus particu- lièrement à la figure 2 le circuit hydraulique de sécurité faisant l'objet de l'invention. Le circuit de sécurité 20 est branché sur les cana- lisations 15,16 et comporte un inverseur 60 pouvant être commandé à partir de la boite de vitesses 2 par le contac- teur 33 avec interposition d'un organe de commande 58, constitué par exemple par un électro distributeur ou un élément pneumatique. L'inverseur 60 d'un type connu en soi, est commandé par admission d'air, et est agencé de façon à présenter trois points de passage du fluide hydraulique: P, A, B. Entre ces trois points, le fluide peut circuler, d'une part entre P et A ou vice-versa, d'autre part entre P et B ou viceversa La liaison P-B constitue la première voie de passage possible pour le fluide hydraulique, lorsque l'inverseur 60 est dans sa position de repos ou neutre, tandis que la liaison I-A constitue la deuxième voie de passage possible, lorsque l'inverseur 60 est placé dans sa position active par le contacteur 33 et l'organe de com- mande 58. De préférence, l'inverseur 60 est dans sa position de repos quand la boite de vitesses 2 est enclenchée sur la première vitesse marche avant, et placé dans sa position active lorsque la boite de vitesses est enclenchée sur la première vitesse en marche arrière, sur laquelle est monté le contacteur 33. L'entrée'B est reliée à la canalisation 16 par une conduite 52, l'entrée A est reliée à la canalisation 15 par une conduite 51, l'entrée P est connectée à une con- duite 61 qui débouche en 62 dans trois branchements 63, 64, Le branchement 63 assure la liaison entre 62 et la con- duite 51 et est pourvu d'un clapet anti-retour 55, autori- sant la circulation du fluide hydraulique uniquement dans le sens allant de 61,62 vers la conduite 51 Le branchement raccorde, au point 62 et à l'entrée P, une canalisation 18 de retour des fuites du moteur 14 à la pompe 13, ce circuit 18 étant lui-même relié au réservoir hydraulique 67 par une dérivation 68 Le branchement 65 est équipé d'un clapet antiretour 57 autorisant la circulation du fluide uniquement du moteur 14 vers le point 62 Ce dernier est relié à la conduite 52 par le branchement 64, lequel est équipé d'un clapet anti-retour 56 autorisant le passage du fluide uniquement du point 62 vers la conduite 52. Les liaisons 52,61,63,51 constituent une première bran- che du circuit de sécurité 20, autorisant le passage du fluide uniquement dans le sens de l'entrée dans le moteur hydraulique 14 à partir de la conduite 52 branchée sur la canalisation de sortie 16 du moteur 14, lorsque l'in- verseur 60 est au repos et que le passage P-B est libre. De même, lorsque l'inverseur 60 est en position active et que le passage P-A est libre, tandis que l'autre est fermé, les conduites 51, 61, 64 et 52 constituent la seconde branche du circuit, dans laquelle le fluide hydraulique peut circuler uniquement vers l'entrée du moteur 14 de la canalisation 15 vers la canalisation 16. 16873 Le trajet suivi par le fluide dans la première branche du circuit est indiqué par des flèches doubles F, tandis que le trajet du fluide dans la deuxième branche est symbolisé par les flèches simples G. Le sens de rotation du moteur 14 est inversé en fonction du sens de la circulation du fluide dans les ca- nalisations 15,16 On supposera dans la suite de l'exposé, que le sens de circulation de 15 vers 16 correspond à la marche avant de l'ensemble articulé tracteur-semi-remorque, le sens de circulation de 16 vers 15 correspondant, par conséquent, à la marche arrière de l'ensemble De plus, l'inverseur 60 est au repos lorsque la première vitesse marche avant est enclenchée, et est mis en'position active par l'enclenchement de la première vitesse marche arrière qui actionne le contactaur 33 et l'organe decommande 58. Le circuit de sécurité "roue libre" qui vient d'être décrit est positionné normalement sur la semi-remorque, afin de prendre en compte un mauvais branchement possible des coupleurs entre le tracteur et la semi-remorque. La pompe 13, connue en soi, est à débit variable avec une pompe de gavage et un plateau inclinable, qui peut prendre une position 1101 " par absence de pilotage, et deux positions par pilotage et un distributeur placé sur le circuit basse pression Le sens du fluide à haute pression circulant dans les canalisations 15, 16 peut être inversé par changement d'inclinaison du plateau passant par le point 0 Le moteur hydraulique 14 est à cylindrée fixe, ou amovible, avec deux sens de rotation par inversion du sens du fluide. Le fonctionnement du circuit de sécurité qui vient d'être décrit est le suivant: Lorsque le conducteur du tracteur enclenche la pre- mière vitesse marche arrière, le contacteur 33 envoie l'in- formation correspondante à l'électro-distributeur 58, qui commande par admission d'air l'inverseur 60, dont le passage 2-B se ferme tandis que le passage P-A s'ouvre. Le circuit électrique acheminant l'information à l'électro-distributeur 58 à la mise en fonction du contacteur 33 sera établi de telle façon que l'information électrique à l'électro-distributeur 58 ne soit interrompue, quelle que soit la position du contacteur 31, décrit dans la demande de brevet précitée n O 80 26650 En d'autres termes, ceci revient à remplacer tout ou partiellement de la fonction du contacteur 31 sur la pédale du tracteur par une source d'information quelconque de mouvement ou de rotation, correspondant à l'embrayage effectif du tracteur (exemple: embrayage, boîte de vitesse, arbre de suspension). Le sens de circulation du fluide hydraulique est par hypothèse celui de la canalisation 16 vers 15 en passant par le moteur, c'est-à-dire le sens anti-horaire sur la figure 2. La pression peut s'établir par la canalisation 16 du fait que le clapet 56 et l'entrée B de l'inverseur 60 sont obturés Dans ces conditions, si une contre-pression se crée dans la canalisation 15, ce qui en soi est anormal, le fluide pourra circuler de 15 vers 16 dès que la pression de 15 devient supérieure à la pression de 16 Le fluide emprunte alors le trajet indiqué par les flèches simples G, c'est-à-dire qu'il parcourtsuccessivement la conduite 51, traverse l'inverseur 60 par le passage A-P, emprunte la canalisation 61, puis les bran- chements 64 et 52 pour retourner au moteur 14 - Dans ces conditions, le blocage des roues ne peut pas se produire en cas de chute de pression dans la canalisation 16 normalement mise en fonction, et qui produirait, en l'absence du dispositif de sécurité 20, une montée en pression dans la canalisation 15 La pression s'équilibre à une valeur considérée comme négligeable. Dès que le contacteur 33 n'est plus sollicité et que le circuit 20 est établi pour la première vitesse en marche avant, ltinverseur 60 n'est plus sollicité par l'électro-distributeur 58 Il revient donc en position neutre par un ressort de rappel 16873 connu en soi, non représenté, de sorte que le passage A-P se ferme et que le passage P-B s'ouvre Le sens de circulation du fluide pour la marche avant du véhicule est l'inverse, c'est-à- dire que le fluide circule de la canalisation 15 vers 16 en passant par le moteur 14, dans le sens des flèches doubles F. Dans ces conditions, si une contre-pression s'établit dans la canalisation 16, le fluide sortant du moteur 14 dans le sens horaire (fig 2), entre dans la conduite 52, traverse l'inverseur par le passage r-B, puis emprunte le branchement 63 en passant par le clapet 55 qui est ouvert, et retourne enfin au moteur 14. De plus, il est nécessaire dans les deux cas de fonc- tionnement ci-dessus, de compenser les pertes d'huile dues aux fuites du moteur 14 par un piquage sur le circuit 18, qui est le circuit connu de retour des fuites du moteur hydraulique 14 au réservoir ou au carter de la pompe 13. Ce piquage s'effectue par le circuit 65 sur lequel un clapet anti-retour 57 est monté afin de permettre uniquement le passage du fluide dans le sens de 65 vers 62, protégeant ainsi le moteur 14 contre toute pression parasite au niveau du carter. La réalimentation des circuits 15 et 16 peut s'opérer respectivement par 51 et 52 si une dépression engendrée par les fuites du moteur 14 se produit en 62 dans les sens F et G du fluide circulant dans le système de sécurité 20. Le système hydraulique selon l'invention apporte donc une sécurité supplémentaire lorsque le véhicule est sur route et que la botte réductrice 7 est normalement débrayée En effet, si la boite 7 n'est pas réellement débrayée et entraîne par conséquent le moteur 14, il se produit une surchauffe de celui-ci détectable par un palpeur thermique. Dans le cas de tout système de motorisation utilisant un circuit hydrostatique du type fermé, comme décrit dans la demande de brevet 80 26650, le système 20 permet d'affiner le positionnement du contacteur 31 monté sur la pédale d'embrayage du tracteur et m Cme de prendre directement l'information de mouvement ou de rotation, correspondant à l'embrayage effectif du tracteur, au niveau de l'embrayage, de la boite de vitesse 2, de la prise du mouvement 3, de la transmission 17 ou de l'aribre de la pompe 13. La compensation du temps de réponse pour la montée en pression du circuit de gavage et du pilotage du plateau de la pompe 13 n'est plus à effectuer au niveau de la position du contacteur 31 sur la pédale. De plus, il devient possible de remplacer le contacteur 31 par un manocontact sur le circuit basse pression de la pompe de gavage, ce manocontact ayant la même fonction que le contacteur 31 L'information de rotation, c'est-à-dire d'embrayage effectif, sera immédiatement transmise par l'infor- mation de la montée en pression du circuit de gavage. Ce système comporte un avantage supplémentaire de sécurité d'utilisation compte tenu qu'il témoigne du bon fonctionnement de la pompe de gavage et par là même de la possibilité effective d'inclinaison du plateau de la pompe 13 pour obtenir les deux cylindrées préréglées XAV 1 et XAR 1. Un montage mixte peut également être prévu Ce montage consiste à conserver le contacteur 31 sur la pédale d'embrayage pour la fonction débrayage, et à conditionner l'information électrique correspondant à l'embrayage du tracteur à la mise en pression du circuit de gavage Cette information est obtenue par un mano-contact situé sur le circuit de pression de la pompe de gavage équipant la pompe hydraulique à débit variable 13. Pour l'efficacité du système de sécurité 20, il est prévu que l'information électrique ou pneumatique parvient en permanence à l'organe de commande 58 quand le contacteur 33 est en fonction, c'est-à-dire que la première marche arrière est enclenchée Cette information est isolée et indépendante de la fonction du contacteur 31 en ce qui concerne l'excitation de l'inverseur 60. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et peut comporter des variantes d'exécution Ainsi le circuit hydraulique de sécurité peut être monté dans un dispo- sitif d'entraînement comportant un système hydrostatique de 16873 type ouvert D'autre part, on pourrait faire fonctionner l'inverseur de manière qu'il soit au repos ou en position neutre lorsque la marche arrière est enclenchée Cependant, l'autre solution décrite ci-dessus est préférable du fait que la marche avant est employée beaucoup plus fréquemment que la marche arrière. Il convient de noter que le fonctionnement du circuit hydraulique de sécurité selon l'invention s'effectue à très basse pression, ce qui permet de supprimer totalement les risques de blocage du pont de la semiremorque, à vide ou en charge, quel que soit le coefficient d'adhérence au sol de la semi-remorque au cours de l'utilisation de sa motorisation. REVENDICATIONS 1 Dispositif hydraulique d'entraînement d'une semi- remorque attelée à un tracteur routier et de travaux de chantiers, adapté pour être commandé à partir de la boite de vitesses ( 2) et d'une prise de mouvement débrayable ( 3) d'un moteur thermique ( 1) du tracteur, comprenant un système hydrostatique ( 6) capable d'assurer la transmission mécani- que entre la prise de mouvement ( 3) du tracteur et l'essieu correspondant de la semi-remorque, ce système hydrostatique comprenant une pompe hydraulique ( 13) à débit variable et un moteur hydraulique ( 14) alimenté par la pompe ( 13) et relié à une boite de transfert réductrice ( 7) accouplée à un pont ( 9) de la semi-remorque, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit hydraulique de sécurité ( 20) branché sur les canalisations ( 15,16) de liaison entre la pompe ( 13) et le moteur hydraulique ( 14), muni d'un inverseur ( 60) pouvant tre commandé à partir de la boite de vitesses ( 2), et agencé de façon à permettre au moteur hydraulique ( 14) monté sur la semi-remorque de tourner et d'Stre ali- menté lorsque la pompe ( 13) ne tourne pas ou n'est pas encore à la cylindrée nécessaire pour que les roues de la semi-remorque tournent à la m 9 me vitesse que celles du moteur. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inverseur ( 60) du circuit de dérivation ( 20) comporte deux voies de passage du fluide hydraulique d'une canalisation ( 15) de liaison entre la pompe ( 13) et le mo- teur hydraulique ( 14) à l'autre canalisation ( 16) et vice- versa, en fonction des valeurs relatives des pressions hydrauliques dans ces canalisations ( 15,16) corrélativement à la mise en route du moteur thermique ( 1) en marché avant ou en marche arrière, la première voie de passage (PB) étant ouverte quand l'inverseur ( 60) est dans sa position de repos, de préférence en marche avant, et la seconde voie de passage (AP) étant ouverte par un contacteur élec- trique ( 33) monté sur la vitesse correspondante de la boite de vitesses, de préférence la marche arrière, cette comman- de étant réalisée par l'intermédiaire d'un organe approprié ( 58). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première voie de passage (PB) est reliée à une première branche ( 52, 61, 63) du circuit ( 20) pourvue d'un clapet anti-retour ( 55) autorisant le passage du fluide uniquement dans le sens de l'entrée dans le moteur hydraulique ( 14) à partir d'une dérivation ( 52) branchée sur la canalisation ( 16) de sortie du fluide du moteur hydraulique ( 14) lorsque la boite de vitesses ( 2) est en- clenchée sur la première vitesse en marche avant, tandis que la seconde voie de passage (AP) est reliée à une se- conde branche ( 51, 61, 64, 52) du circuit pourvue similai- rement d'un clapet anti-retour ( 56) autorisant le fluide à circuler uniquement vers l'entrée du moteur hydraulique ( 14) lorsque la marche arrière est enclenchée. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de dérivation ( 20) comporte un bran- chement direct ( 65) entre une ligne de fuite ( 18) du moteur hydraulique ( 14) vers la pompe ( 13) et la seconde branche ( 64,52) du circuit ( 20) ainsi que l'entrée (P) de l'inver- seur ( 60), ce branchement étanat muni d'un clapet ( 57) em- pêchant le retour du fluide vers le moteur ( 14) et permettant de réalimenter les canalisations ( 15,16) pour compenser les fuites du moteur ( 14) en cas de dépression dans le circuit hydrostatique ( 6), due à ces fuites. 5 Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le contacteur de commande ( 33) est relié à l'inverseur ( 60) par un électro-distributeur ( 58) ou un organe pneumatique adapté pour faire passer l'inverseur ( 60) de sa position de repos (P-B) à sa position active lorsque la vitesse sur laquelle est monté le contac- teur ( 33) est enclenchée, cette position active rendant libre la seconde voie de passage (AP) du fluide hydraulique dans l'inverseur ( 60).