Brevet FR2546825A1 — publié le 19841207

Afin de permettre aux tracteurs remorqueurs de mieux s'inscrire dans les courbes des virages, en même temps que, les remorques qu'ils tirent derrière eux par un timon, lesdites remorques sont fréquemment équipées d'un train de roues avant directeur dont l'orientation est pilotée par ledit timon en fonction des changements d'orientation imprimées à celui-ci, au cours desdits virages, par le tracteur. Ces timons se comportent alors exactement comme les timons des carioles traditionnelles à chevaux, dans lesquelles les trains de roues avant pivotent en même temps que le timon entraîné à gauche ou à droite par les chevaux sous la direction du conducteur. II arrive cependant que, dans les virages accentués, le train directeur de la remorque atteigne sa limite de pivotement extrême et vienne alors en butée de fin de pivotement. Dès lors, toute accentuation du braquage du tracteur soumet le timon à des contraintes qu'il ne peut absorber qu en se déformant, c'est-à-dire en étant détorioré et, donc, mis hors d'usage. On a, certes, proposé d'équiper ces timons avec des "fusibles" constitués par une goupille verticale susceptible d'être cisaillée par le timon qui est alors réalisé en deux tronçons articulés l'un sur l'autre et immobilisés dans le prolongement l'un de l'autre par la goupille à cisailler. Cet aménagement permet, bien sûr, de protéger le timon contre les déformations qui le mettent hors d'usage mais, d'un autre côté, il n'est pas pratiqué car, en raison du débattement généralement limité des trains de roues directeurs de la plupart des remorques, le fusible a tendance à fonctionner très fréquemment dès que le tracteur amorce un braquage tant soit peu accentué. Or, une fois que le fusible a "sauté", il n'est plus possible dé tirer la remorque avec un timon à articulation "folle" car il se développe des phénomènes erratiques de "shimmy" qui empêchent le conducteur de conserver le contrôle de son ensemble véhicule. La présente invention a pour objet essentiel d'ouvrir plus largement l'angle de braquage de ces ensembles véhicules constitués par des tracteurs auxquels sont accrochés les remorques de ce type. L'idée à la base de l'invention consiste, lorsque le train directeur de la remorque vient en butée de pivotement et au fur et à mesure que le braquage se poursuit, à faire subir au timon une déformation contrôlée telle qu'il continue à remplir sa fonction de timon tout en "absorbant" le complément de déplacement angulaire qui ne peut se déve lopper sur le train avant de la remorque et qui est déterminé par le complément de braquage du tracteur au delà de cette limite. Sur le plan pratique, cette déformation contrôlée est réalisée par "pliage" du timon dans un plan horizontal, contre l'action d'un puissant ressort qui constitue l'élément régulateur permettant d'éviter les phénomènes de "shimmy" rappelés ci-dessus. De la sorte, dès qu'est atteinte la limite de butée du train avant de la remorque et si le tracteur accentue son braquage, ie timon se "plie" d'un certain angle contrôlé par l'action de ce ressort antagoniste et c'est par l'intermédiaire d'un timon plus ou moins "coudé" que le tracteur continue à entraîner sa remorque. Certes, l'entraînement s'effectue alors en porte à faux - c'est-àdire "en crabe" - en ce sens que le centre de giration du tracteur et celui de la remorque se sont alors écartés l'un de l'autre et qu'il se produit donc un certain dérapage mais on sait bien qu'il est, de toute façon et en règle générale, difficile de faire coincider ces centres de giration dans toutes les configurations de virage, même dans les systèmes de liaisons les plus élaborés entre tracteurs et remorques. Dès lors, la faculté de déformation angulaire du timon procure au tracteur un complément d'angle de braquage appréciable. On peut sans inconvénient prévoir un coudage du timon de l'ordre de 20 degrés qui, s'ajoutant aux 20 à 40 degrés de débattement des trains directeurs de roues sur les remorques, permettent des braquages de tracteur jusqu'à des valeurs de l'ordre de 40 à 60 degrés, c'est-à-dire de presque le double des valeurs courantes actuelles. Selon un aspect plus particulier de l'invention, il est nécessaire de ne "déclencher" le coudage du timon que dès le moment où, le train directeur de la remorque étant venu en butée, ledit timon va subir des contraintes de déformation qui risquent de le détériorer. En effet, tant que le train de remorque peut pivoter et tant que ce seuil de contrainte n'est pas atteint, le timon "coudable" n'a aucun besoin d'être coudé : il a tout lieu de se présenter et de travailler dans les mêmes conditions qu'un timon classique rectiligne. Par suite, une seconde idée de l'invention consiste à se servir du ressort de rappel tendant à s'opposer élastiquement au "pliage" du timon pour opérer le déclenchement dudit pliage dès que la force perturbatrice qui tend à le provoquer a atteint puis dépassé le seuil, prédéterminé par réglage de cette- force de rappel, qui équilibre cette dernière. Or, il n'est pas facile d'imaginer un système de ressort qui puisse être incorporé à un timon rectiligne et qui puisse exercer une action puissante sur les faibles courses de pivotement qu'il y a lieu de traiter lors du "coudage" du timon. Conformément à un autre idée de l'invention, L'action du ressort est donc exercée par voie de compression, plus particulièrement sur une colonne de rondelles Belleville, dont il est alors possible de considérer l'incorporation dans le timon rectiligne. Ce type de structure de ressort développe en effet une action très puissante sur de faibles courses et il suffit alors d'organiser une cinématique de coudage du timon et de rappel élastique de ses deux tronçons articulés, telle que l'action longitudinale de ressort de la colonne développe une composante tangentielle convenable. Comme cette composante tangentielle doit pouvqir être développée dans le timon d'une façon symétrique, puisque les tracteurs sont appelés à virer aussi bien à droite qu'à gauche, une autre idée de l'invention consiste à réaliser l'articulation de "coudage" du timon au moyen d'une articulation du type "porte battante de saloon" (c'est-àdire à deux axes d'articulation excentrés). L'invention sera mieux comprise grâce à un exemple de réalisation qui va maintenant être décrit plus en détail, à titre non limitatif, en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente d'une façon schématique une vue en plan d'un tracteur tirant une remorque dans un virage, - la figure 2 illustre l'idée à la base de l'invention sur une vue identique, ceci en identifiant l'angle plus large de bra quage du tracteur procuré par un timon "coudable", --la figure 3 représente un schéma en coupe illustrant le principe de fonctionnement du timon pliable à ressort, - la figure 4 représente à plus grande échelle, toujours en plan, une vue schématique d'un mode de réalisation pratique du timon coudable représenté à la figure 2, - la figure 5 représente le timon de la figure 3 dans sa posi tion naturelle de repos - la figure 6 représente toujours le même timon, mais coudé dans le cas d'un virage à gauche, - la figure 7 est une vue de détail en plan du timon schéma tiquement représenté à la figure 4, - la figure 8 représente une vue de côté avec coupe verticale et arrachement partiel, le timon de la figure 6. En se reportant à la figure 1 on reconnaît un tracteur 1 qui tire derrière lui une remorque 2 au moyen d'un timon 3. Ledit timon est attelé - d'une part par un anneau 4 au crochet d'attelage 5 situé à la partie arrière tracteur - d'autre part par une chape 6 (voir aussi plus en détail figures 7 et 8), à un attelage 7 qui permet d'orienter le train directeur de roues avant 8 de la remorquer. Ce train de roues directeur est, ici, représenté sous la forme d'un essieu pivotant 9 tout à fait analogue à celui des trains de roues directeurs des carioles traditionnelles à chevaux. Cependant, les exposés qui vont suivre s'appliquent aussi bien aux trains directeurs à billettes de direction commandés par une barre d'attelage. L'ensemb!e véhicule constitué par ce tracteur 1 et par cette remorque 2 est, ici, représenté en cours de virage et, même, au moment où le train de roues directeur 9 se trouve dans sa position angulaire extrême de virage. C'est-à-dire que le train de roues 9 est "en butée à droite". Les positions extrêmes angulaires de butée sont représentées de part et d'autre de la remorque sous la forme de traits interrompus 10 et 11. On comprend bien que si le tracteur 1 accentue son braquage à partir de la position représentée à la figure 1, il va se développer dans le timon 3 des contraintes de déformation d'autant plus élevées que le tracteur va encore accentuer son braquage ; ceci du fait que le train avant directeur de la remorque ne peut plus pivoter vers la droite. Dans ces circonstances, non seulement la remorque 2 va tendre à déraper à droite mais le timon va tendre à se déformer : et, donc, risquer d'être mis hors d'usage. On va maintenant exposer l'idée à la base de l'invention en se reportant à la figure 2. On remarque sur cette figure que le timon 3 est "cassé" en deux tronçons 3a et 3b. En fait, conformément à l'invention, on "plie" le timon 3 d'une façon contrôlée et, en l'espèce, on le laisse se plier contre l'action d'un puissant ressort qui tente à ramener le bras 3b dans le prolongement du bras 3a ou réciproquement,- ceci dans le sens de la flèche f1 II apparaît à l'évidence que, dans la mesure où l'on peut réaliser ce pliage " élastique contrôlé ", L'angle relatif de braquage entre le tracteur 1 et le tracteur 2 est beaucoup plus grand entre A2 sur la figure 2 qu'en Al sur la figure 1. Certes, il se développe dans le cas de la figure 2 un problème qui n'apparait pas sur la figure 1. On constate en effet que le centre de giration V1 du tracteur sur la figure 2 n'est plus confondu avec le centre de giration V2 de la remorque, alors que ces deux centres de giration étaient (relativement) confondus sur la figure 1. De la sorte, il se produit dans le cas de la figure 2 un léger dérapage de la remorque mais - d'une part, ce dérapage intervenait de tout façon dans le cas de la figure 1 à partir du moment o: le train avant de la remorque ne pouvait plus pivoter - et, d'autre part, dans le cas de la figure 2 le timon 3 est préservé puisqu'il ne se détériore pas. On va maintenant, se reportant à la figure 3, illustrer d'une façon simple le principe de ce pliage élastique qui est simplement schématisé sur la figure 2. En théorie, on peut réaliser le timon sous la forme de deux tron çons 3a et 3b, tels qu'ils sont représentés sur la figure 3, c'est-à-dire terminés par deux brides 4a et 4b. Toujours en théorie, on peut réunir les deux brides, en tout cas leurs extrémités, par des ressorts en U 5a et 5b placés à cheval sur les brides de chaque côté. On se rend compte que si l'on fait pivoter le tronçon 3b vers la droite en prenant appui sur l'extrémité droite de la bride 4a, le ressort 5a tente à s'ouvrir en même temps que les brides et tend à ramener ces dernières l'une contre elle. II est cependant évident que l'on ne peut pas réaliser un système aussi précaire pour entraîner des véhicules. Cette figure illustre ainsi, incidemment, la difficulté qu'il y a à réaliser sous forme pratique le principe qui est à la base de l'invention et qui a été exposé en se référant aux figures 1 et 2. On va donc expliquer ci-après la démarche à partir de laquelle la demanderese est parvenue à résoudre ce problème de réalisation, mais on analysera auparavant, en se référant aux figures 1, 2 et 3, ce qui se passe dans un timon à pliage élastique contrôlé. On se rend compte que, selon la force des ressort 5a et 5b et tant que la force exercée sur le tronçon 3b pour le faire pivoter demeure inférieure à la resistance du ressort 5a,- les deux tronçons 3a et 3b demeurent dans le prolongement l'un de l'autre. Dès lors, I'ensemble 3ai 3b fonctionne comme un timon normal classique pour ces valeurs de cette force. Dès lors, on conçoit facilement que l'on peut prédéterminer un seuil à partir duquel le tronçon 3b va séparer du tronçon 3a et commencer à pivoter. II suffit de régler en conséquence et en proportion de ce seuil la force du ressort Sa. De in même, symétriquement, le ressort 5b assure un seuil de déclenchement des ouvertures des tronçons dans le sens symétrique. II apparaît cependant, en outre, que dès que ce seuil de déclenchement a été atteint - d'une part, le timon se trouve protégé contre sa détérioration par un espèce de "fusible" qui n'a rien à avoir avec les fusibles réalisés traditionnellement sous forme de goupille dans les timons classiques - et d'autre part que, dès que le fusible a fonctionné, le système de pliage élastique contrôlé relaie immédiatement ce fusible pour ramener le timon dans la position où ses deux tronçons 3a et 3b sont réalignés. On se rend ainsi compte que le système dont le principe est représenté à la figure 3 assume deux fonctions ) - d'une part, Celle d'un fusible de déclenchement à un seuil prédéterminé - et, d'autre part, celle d'un pliage élastique permettant au timon . "d'absorber" le braquage du tracteur au delà des angles permis par la rotation du train avant de la remorque et de procurer au conducteur le contrôle qui lui permet d'éviter les phénomènes de "folle articulation" c'est à-dire de "shimmy". C'est donc en gardant en mémoire ces deux fonctions que l'on va maintenant décrire un système mettant en oeuvre cette idée inventive décrite. Si l'on se reporte à la figure 4, on retrouve les tronçons 3a et 3b sous la forme de deux cylindres Sur cette figure schématique, on constate que l-'ensembie de l'articulation entre ces deux tronçons est réalisé sous la forme bien connue dite "porte battante de saloon". A cet effet, le tronçon 3a est terminé par une bride 11 portant sur une équerre 12, un axe excentré 13 sur lequel est articulé une bielle transversale 14 qui peut venir reposer sur un socle 15 prévu sur la bride 11. La bielle 14 comporte à son autre extrémité un axe 16 qui porte lui-même une équerre 17 prolongée par une bride 18 montée à-l'extrémité du tronçon 3b. On comprend très facitement, surtout en se reportant aux figure 5 et 6 en même temps qu'à la figure 4, que le système d'articulation qui vient d'être décrite peut permettre aux deux tron çons 3a et 3b de pivoter aussi bien vers la droite (figure 4) que vers la gauche (figure 6). Dans ces conditions, le système de pliage dont on a évoqué le principe en se référant à la figure 2 est ainsi réalisé dans des conditions mécaniques convenables. II convient, dès lors, de rendre ce système élastique et de le contrôler. A cet effet, on va maintenant décrire un mode de réalisation qui permet de satisfaire ces exigences. Pour les besoins de l'exposé, le système a encore une fois été représenté sous forme schématique et il est constitué de la façon suivante - le tronçon 3a comporte un petit axe 19 sur lequel est attelé un câble 20 qui est engagé à l'intérieur du tronçon 3b et qui est terminé par une partie filetée sur laquelle est monté un écrou 21 qui emprisonne une coupelle 22. Celle-ci comprime un ressort 23, représenté sous forme hélicoïdale pour les besoins de l'exposé. Ce ressort repose sur la face arrière de la bride 18. On comprend que si, dans la position représentée à la figure 5, le ressort est déjà au repos ou même déjà très tendu, il se tendra encore davantage lorsque les tronçons 3a -et 3b tendront à pivoter l'un par rapport à l'autre comme représenté aux figures 4 et 6. Dès lors, le système constitué par le câble et le ressort vont exercer une force de rappel entre les deux tronçons pour les ramenér l'un contre et dans l'axe de l'autre. Afin cependant de développer une force de rappel très forte sur la très petite course des ressorts illustrée sur les figures 4 et 6 le système qui vient d'être décrit est remplacé, ainsi qu'on le verra sur les figures 7 et 8, par une tige métallique pivotant sur le petit axe 19 et sur laquelle ont été enfilés une série de rondelles Belleville. De la sorte, il est possible de "doser" le seuil à partir duquel le timon commence à plier soit en ajoutant ou en enlevant une ou deux rondelles, soit en réglant l'écrou 21. On peut donc maintenant décrire le timon conforme à l'invention en se reportant à ces figures 7 et 8. Sur ces figures, on retrouve l'anneau 4 représenté sur les figures 1 et 2, ainsi que le crochet 5 du tracteur. Le timon est encore représenté par deux tronçons 3a, 3b mais, pour des raisons de résistance le tronçon 3b n'est plus représenté sous forme de cylindre. II s'agit simplement d'un tirant classique T terminé par des joues 25a et 25b. Sur ces joues est monté le véritable élément 3b qui est réduit à sa plus simple expression sous la forme d'une double joue 26a, 26b. Cette double joue est fixée sur les joues 25a, 25b - d'une part, par un pivot 27 - et d'autre part, par une goupille 28 et destinée à être cisail lée si et quand le ressort 23 vient en fin de course de compression, c'est-à-dire à partir du moment o: le timon 3 ne peut plus se plier davantage. Cette goupille est du type relativement classique et ne sera pas décrit plus en détail ici. On remarquera seulement que son seuil de rupture est en relation avec la force exercée par la colonne de rondelles Belleville quand celle-ci est complètement comprimée. Les deux joues 26, 26a sont traversées par le pivot 27 et par la cisaille 28 de telle sorte qu'elles constituent un prolongement rigide du tirant T. Lesdites deux joues 26a, 26b enserrent le petit axe 19 déjà représenté aux figures 4, 5 et 6 et sur lequel est, sur les figures 7 et 8,- articulée la tige 29 qui - remplit la même fonction que le câble 20 et - peut pivoter autour du petit axe 19 lorsque les élé ments d'articulation "porte de saloon" sont mis en oeuvre. On retrouve aussi, à l'extrémité gauche de la tige 29, la coupelle 22 fixée par un écrou 21. Des rondelles Belleville 30 sont mises en place les unes contre les autres le long de la tige 29 et elles remplissent la chambre entre la coupelle 22 et les dos de la bride 18 que l'on retrouve également sur cette figure comme étant montée sur l'articulation excentrée 16 tandis que la bielle 14 est montée sur l'articulation excentrée 13. On se rend compte que le timon articulé représenté aux figures 7 et 8 remplit parfaitement les fonctions et procure les résuitats qui ont été évoqués en se référant aux figures 1, 2 et 3 et qui ont été exposés plus en détail en se référant aux figures 4, 5 et 6. L'invention n'est bien entendu pas limitée aux modes de réalisation décrités et représentés. On a par exemple, ici, un système intégré qui permet de réaliser à la fois la fonction de fusible (au sens seuil de non rupture à leur pliage) et la fonction pliage élastique. On pourrait très bien imaginer -que ces deux fonctions soient réalisées par des moyens différents dès lors que la mise en oeuvre du fusible détermine aussitôt la mise en- oeuvre d'un moyen indépendant assurant un pliage élastique contrôlé. De même, on a décrit l'invention pour des remorques à train directeur de roues. On peut tout aussi bien utiliser le timon selon l'invention pour des remorques à roues parallèles non directives puisque, pour ces remorques, la butée du train directeur se produit à 0 degré de pivotement. L'invention ayant maintenant été exposée et son intérêt justifié sur des exemples détaillés, le demandeur s'en réserve l'exclusivité pendant toute la durée du brevet sans limitations autres que celles des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Procédé pour protéger - les timons attelés aux trains directeurs de remorques en vue de piloter le pivotement desdits trains, lors des braquages du tracteur qui les tire, - contre les contraintes de déformation qui tendent à s'y développer lorsqu1en cas de braquage prononcé lesdits trains directeurs viennent en butée de pivotement ledit procédé consistant - dès que lesdites contraintes de déformation dépassent ie seuil, prédéterminé, à partir duquel celles-ci risquent de devenir permanentes - à plier ledit timon d'une façon contrôlée et, en particulier, contre l'action d'un ressort en inscrivant ledit pliage dans la courbe de braquage. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il consiste en outre - à exercer l'action du ressort par voie de compression. 3. Timon pour le pilotage des trains directeurs de remorques, ledit timon étant - pliable en deux tronçons au moins pour s'inscrire, de part et d'autre de l'axe des véhicules, dans les courbes de bra quage du tracteur destiné à tirer ladite remorque - et caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens élastiques sollicitant lesdits tronçons pour les ramener dans le prolongement l'un de l'autre et tendus de telle sorte que leur force de rappel soit aussi élevée que possible au dessous de la valeur pour laquelle les forces de pliage du timon développent des contraintes de déformation au sein dudit timon. 4. Timon selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont constitués par un dispositif - travaillant en traction entre les extrémites dudit timon - et soumis à un allongement au cours du pliage. 5. Timon selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit dispo sitif est constitué par des rondelles Belleville enfilées sur une tige pivotante - sollicitée par une de ses extrémités, liée à l'un des tronçons, - au travers d'un siège servant à retenir la colonne de rondelles et lié à l'autre tronçon. 6. Timon selon l'une des revendications 4 à 5 caractérisé en ce que l'articulation entre les deux tronçons du timon pliable de part et d'autre de l'axe des véhicules est du type "porte battante de saloon". 7. Remorque à train de roues directeur piloté par un limon selon l'une des revendications 4 à 6. 8. Ensemble Remorque-tracteur dans lequel la remorque est du type selon la revendication 7.