Brevet FR2514302A1 — publié le 19830415

DISPOSITIF DE LIAISON POUR LES ELEMENTS. D'UN TRAIN DE VEHICULES. La presente invention s'applique aux véhicules articulés et concerne les moyens de liaison entre deux vehicules contigus d'un train de vehicules. L'invention s'applique en particulier aux véhicules articules routiers et notamment aux véhicules de transport en commun du type- "pousseur", pour lesquels l'essieu unique de la partie de véhicule arrière est moteur, et qui sont agencés de telle façon que le groupe motopropulseur se trouve placé à l'arrière de cet essieu unique qui sera denommé "essieu arriere" dans la suite de l'exposé. Quand ces véhicules de type pousseur sont a vide, c'est-à-dire qulils ne transportent pas de charge utile, la répartition du poids propre est telle que-l'essieu arrière de la partie de véhicule avant dénommé ci-après '9essieu médian", qui lui aussi peut également être moteur, est insuffisamment lesté. Cette insuffisance de charge de "l'essieu médian" se traduit-souvent par une perte d'adhérence, soit longitudinale sous acceleration ou susfreinage, soit transversale sous l'effet d'une force centrifuge, et, à grande vitesse, par un manque de stabilite sur la trajectoire de roulage, entraînant l'amorçage d'un mouvement de lacet incontrolable à la suite d'un coup de volant intempestif du conducteur. Un dispositif connu pour reporter sur l'essieu arriere diun vehicule tracteur une partie du poids de la remorque consiste en un attelage formé par une articulation permettant une rotation relative entre le tracteur et la remorque dans un plan vertical longitudinal et assistée d'un ou plusieurs vérin à fluide ou coussins pneumatiques montes de telle façon qu'ils exercent un couple elastique susceptible de provoquer cette rotation. Dans le cas d'un autobus articulé, la charge est très variable du fait de la circulation des voyageurs à llintérieur du véhicule. De plus, elle est souvent mal repartie car les voyageurs se massent à une extrémité après leur montée ou avant leur descente. Ces véhicules sont par ailleurs relativement longs et la position de travail des vérins varie sensiblement en fonction de la co'urb--i;;-re lonqitu--dinate de la routez On doit également tenir compte du fait que les autobus articulés sont souvent obligés de rouler sous très faible charge à leur vitesse maximale pour venir prendre leur service par exemple, L'utilisation d'un organe de report de charge préréglé se-réVèle inutile et plutôt nuisible lorsque le véhicule articule roule à grande vitesse et à vide. En fonction du nombre et de la répartition des voyageurs, un tel organe introduit des contraintes supplémentaires dans les pièces de la liaison articulée et, lorsque le report de charge est trop important, risque due surcharger l'essieu médian au-delà de la valeurSadmise par la reglementation en vigueur. L'un des buts de l'invention est de réaliser le pilotage du report de la charge de l'essieu arriere sur l'essieu médian en fonction du rapport existant entre les charges de ces essieux. La valseur de ce rapport à partir duquel cette correction se déclenche pourra elle-même être fonction d'autres caractéristiques du véhicule. A cet effet, le dispositif de liaison pour les elements d'un train de vehi; cules entre deux véhicules contigus articulés l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'une articulation permettant une rotation relative des deux véhicules dans un plan vertical longitudinal, -et comportant au moins un vérin à fluide susceptible d'exercer un couple elastique de rotation sur cette articulation, est'caractérise en ce que le (ou les) vérin(s) à fluide est relie à un organe de contrôle du couple de rota-tion exercé sur l'articulati-on. Selon le mode de réalisation le plus cousant, l'organe de contrôle du couple de rotation exercé par le vérin est sensible au rapport entre la charge supportée par l'essieu arrière du véhicule avant, et celle supportée par l'essieu du vehicule carrière et/ou à la vitesse du véhicule. Selon un autre mode de réalisation, l'organe de contrôle du couple de rotation exercé par le vérin est sensible à la charge supportée par l'essieu arrière du véhicule avant et réagit à cette charge pour faire en sorte qu'elle ne depasse par une valeur maximale telle que celle prévue par la règlementation locale régis- sant la circulation du train de véhicules. La mise en action de l'organe de controle est dé préférence temporisée, par exemple la misè en action du vérin est temporisée par un étranglement interposé sur une canalisation reliant le verin à l'organe de contrôle constituant une source d'alimentation en fluide et/ou de mise à l'échappement de ce fluide. Le dispositif de liaison selon l'invention est utilisable à des fins de réglage très diverses. Ainsi, l'organe de contrôle du couple de rotation exercé sur l'articulation peut être utilisé pour modifier la répartition des charges entre Tes essieux contigus des deux véhicules. Le vérin à fluide est alors disposé entre les deux véhicules de telle manière que la fl-exibilité de l'articulation soit élevée La flexibilité élevee de l'articulation est obtenue à l'aide de divers moyens tel qu'un levier,sol-idaire de l'un des véhicules et démultipliant l'effort nécessaire pour produire le couple de rotation. D'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention ap paraîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite à titre non limi- tatif et en regard du dessin où: - la figure 1 représente en coupe longitudinale schématique un autobus articulé équipé du dispositif de liaison selon l'invention; - la figure 2 est un diagramme représentant le rapport de charge K entre les essieux arrière et médian en fonction de la charge P du véhicule avec et sans le dispositif de liaison selon l'invention; - la figure 3 est un autre diagramme du rapport K en fonction de la charge P et pour diverses vitesses du véhicule. Le véhicule articulé représente schématiquement sur la figure 1 comporte une partie avant 1 et une partie arrière 2 supportees par trois essieux, à savoir l'essieu avant 3, ltessieu median 4 et l'essieu arrière 5. Ces deux parties 1 et 2 sont reliées entre elles par une articulation 6 dont les deux éléments d'articulation sont attachés aux chassis des deux parties, celui de la partie avant comportant une structure en levier 7 reliée à un organe "correcteur11 8 constitué essentiellement par un ou plusieurs vérin à simple effet Selon l'invention, le verin 9 est alimenté en fluide sous pression tel que de l'air comprime à partir d'un organe de contrôle 10 du couple de rotation exercé sur l'articulation 6. L'organe de contrôle 10 est piloté en fonction du rapport K entre la charge sur l'essieu arrière 5 et la charge sur l'essieu médian 4, ces charges étant indiquées à l'organe 10 par tout moyen de télétransmission tel que des potentiomètres électriques ou, de préférence, des conduites de pesée il et 12 transmet- tant par exemple la pression de la suspension pneumatique 13 de r essiéu arrière 5 et respectivement de la suspension pneumatique 14 de l'essieu médian 4. L'organe de contrôle 10 peut egalement être sensible à la vitesse du véhicule et peut comporter des moyens électriques et/ou électroniques de calculs de memoire et d'affichage des pressions de correction délivrées à la conduite d'alimentation 15 du vérin pneumatique 9. On notera qu'un étranglement 16 est interpose sur la conduite 15 pour amortir les variations de pression dans le verin de correction 9 qui pourrait, en variante, être actionne par un fluide hydraulique approprié avec interposition dans le circuit hydraulique d'un organe donnant de lleRasticite au verin tel qu'une membrane delimitant un reservoir de gaz sous pression Pour mieux cerner les problèmes de stabilite et de répartition des charges que pos un autobus articulé réalisé selon le schéma de la figure 1, on doit noter que Te blc mato-propulseur unique 17 du véhicule est généralement supporté par le châssis 18 de la partie arrière 2 et entraine par des arbres de transmission appropriés 19 et 20 les essieux arrière 5 et médian 4, cet entrainement provoquant, en particulier au démarrage du véhicule, des transferts de charges importants entre ces deux essieux. Au cours du roulage dru véhicule, l'organe de contrôle 10 délivre au vérin 9 une pression d'équilibrage qui varie en fonction des charges supportees par -les essieux 4 et 5 et de la vitesse du vehicule. Pour que certaines performances du véhicule articule, et notamment sa tenue de route soient satisfaisantes, il faut que le coefficient K3 défini par le rapport: K = charge de l essieu arrière K charge de l essieu médian ne dépasse pas une valeur déterminée par i'expérience.- Cette valeur maximale acceptable de K est d'autant plus faible que la vitesse du véhicule est plus élevée. Elle ne peut cependant diminuer jusqu'à déterminer une charge sur l'essieu médian qui soit supérieure à celle autorisée par les réglementations en vigueur. De même, pour conserver une directibilité suffisante au véhicule, il n'est pas possible de délester l'essieu avant au-del d'un certain niveau fonction de la charge totale du véhicule. Sur la figure 2, la courbe 21 représente la variation de la valeur K en fonction de la charge utile P d'un véhicule, non équipé du dispositif de correction selon l'invention. Compte tenu de la répartition du poids propre précédemment décrite, la valeur 4e K, sans correction, est trop élevée à vide, mais diminue considérablement en charge. On désigne par Ka la valeur du coefficient K acceptable et a laquelle correspond une valeur Pa de la charge P au-delà de laquelle K prend des valeurs inférieures à Ka. La valeur de Ka doit être d'autant plus faible que la vitesse du véhicule est plus élevée et doit donc etre minimale pour la vitesse maximale souhaitée. En appliquant la correction de charge à l'aide de l'organe de contrôle 10 qui vient d'être décrit, la valeur de K varie suivant des courbes telles que 22 ou 23, la correction étant plus forte pour la courbe 23 que pour la courbe 22. La correction peut être déterminée pour que la valeur K L'organe de contrôle -10 limite la correction en consideration de facteurs de poids, encombrements, coûts, efforts induits dans les- structures, ainsi que du poids maximal autorisé sur l'essieu médian et du poids minimal a appliquer sur l'essieu avant. L'organe de contrôle 10 peut également faire varier le coefficient K en fonction de la répartition longitudinale de la charge. Ainsi, dans le cas d'un véhicule de transport en commun, si les voyageurs sont massés sur l'essieu médiar K prendra une valeur plus faible et donc plus favorable, alors que si les voyager sont massés sur l'essieu arriere, K prendra une valeur plus élevée et donc plus défavorable. On doit remarquer également que la masse du système de correction tout entier 7, 8, 9, 10 contribue à l'amélioration du facteur K. Pour régler l'organe de contrôle 10, on peut adapter un dynamometre sur les essieux médian et arrière,en particulier si ces essieux ne possèdent pas de sus pension pneumatique. A partir des indications de ces dynamomètres et à l'aide d'un calculateur, on calcule en permanence le facteur K et on compare le résultat obtenu avec la valeur Ka qui est fixée soit à priori, soit en fonction de la vitesse du véhicule Lorsque K est plus grand que Ka, l'organe de contrôle 10 augmente la pression de correction dans le vérin 9 soit jusqu'à ce que K soit égal à Ka soit jusqu'au maximum des possibilités du vérin 9. Si K est plus petit que Ka, l'organe 10 réduit la pression -de correction jusqu'à ce que K soit égal à Ka ou que la correction soit inutile. Lorsque la valeur de Ka varie en fonction de la vitesse du véhicule, la variation de K en fonction de la charge est représentée sur la figure 3, par une famille de courbes ayant une partie commune pour les charges les plus élevées. La courbe 24 correspond à une absence de correction admissible pour ies basses vitesses. La courbe 25 correspond à une correction maximale pour la vitesse maximale. Les courbes 26 et 27 correspondent à des corrections de valeurs intermediaires pour des vitesses intermédiaires. L'indication du dynamomètre placé sur l'essieu médian est également comparée par l'organe de contrôle 10 à la valeur de la charge maximale par essieu fixée par la règiementation. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés. Elle est susceptible de nombreuses variante, accessibles a l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. Ainsi, la pression de correction délivrée par l'organe 10 repousse, selon la figure 1, le piston du vérin 9 vers le bas, ce qui augmente la charge sur l'essSéu-médian 4 et diminue les charges sur les essieux avant 3 et surtout arrière 5, mais il serait possible de faire l'inverse en variante. La pression exercée par le ou les vérins, et la position longitudinale de ceux-ci tant par rapport a l'articulation 6 que par rapport aux essieux 4 et Zdéterminentla la valeur de la correction en fonction de la charge supportée par les essieux 4 et 5. La réalisation des structures dè l'articulation 6 et du levier 7 ainsi que des vérins 9fait appel à des technologies connues pouvant inclure l'hydraulique et/ou la pneumatique. La réalisation des différents éléments du ou des organes de contrôle 10 et de pilotage fait également appel à des technologies connues pouvant inclure: la mécanique, lthydraulique, l'électricité et l'électronique. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de liaison pour les éléments d'un train de véhicules entre deux véhicules contigus articulés l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'une articulation permettant une rotation relative des deux véhicules dans un plan vertical longitudinal, et comportant au moins un vérin à fluide susceptible d'exercer un couple élastique de rotation sur cette arti culation, caractérisé en ce que le (ou les) vérin(s) à fluide (9) est relié à un organe de contrôle (10) du couple de rotation exercé sur l'articulation (6). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de contrôle (10) du couple de rotation exercé par le vérin (9) est sensible au rapport entre la charge supportée par l'essieu arrière (4) du véhicule avant (1), et celle supportée par l'essieu (5) du véhicule arriere (2). 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe de contrôle (10) du couple de rotation exercé par le vérin (9) est sensible à la vitesse du véhicule. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de contrôle (10) du couple de rotation exercé par le vérin (9) est sensible à la charge supportée par l'essieu arrière (4) du véhicule avant (I) et réagit à cette charge pour faire en sorte qu'elle ne dépasse pas une valeur maximale telle que celle prévue par la règlementation locale régissant la circulation du train de véhicules. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la mise en action de l'organe de contrôle (10) est temporisée. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la mise en action du vérin (9) est temporisée par un etranglement (16) interposé sur une canalisation (15) reliant le verin (9) à l'organe de contrôle (10) constituant une source d'alimentation en fluide etlou de mise å l'echappement de ce fluide. 7.- Procédé d'utjlisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de contrôle (10) du couple de rotation exerce sur l'articulation (6) est utilisé pour modifier la répartition des charge entre les essieux contigus (4, 5) des deux véhicules (1, 2). 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le.vérin a fluide (9) est disposé entre les deux véhicules (1, 2) de telle manière que Ta flexibilité de l'articulation (6) soit élevée. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la flexibilité élevée de l'articulation (6) est obtenue à l'aide d'au moins un levier (7) solidaire de l'un des véhicules et démultipliant l'effort nécessaire pour produire le couple de rotation.