Brevet FR2549436A1 — publié le 19850125

VEHICULE ROUTIER ARTICULE, NOTAMMENT POUR LE TRANSPORT DE PASSAGERS La présente invention se rapporte à un véhicule routier articulé, notamment pour le transport de passagers ou pour le transport de marchandises. On connaît l'intérêt de tels véhicules articulés, utilises principalement en zone urbaine, qui permettent à l'aide d'un seul véhi- cule tracteur et d'un seul machiniste d'augmenter considérablement le nombre de personnes transportées au moyen de simples autobus. Cependant, des difficultés propres à ce genre de véhicule se situent au niveau de leur manque de maniabilité et plus particulièrement à celui de la jonction entre les différents éléments roulants qui le composent. On constate en effet qu'il existe toujours, lorsque la rotule d'accouplement des éléments roulants est en charge, une cassure plus ou moins accentuée entre ces derniers, pouvant entralplsui- vant l'état de la route, un contact avec le sol de la partie basse de l'arrière de l'élément tracteur, ou de l'avant de 1 'élé- ment tracté. De plus, lors de son déplacement, l'ensemble est spontanément animé de mouvements nuisibles de galop, de cassures au freinage ou démarrage et de louvoiement dans les courbes, ce dernier étant accentué en cas de vent de travers. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précédents en améliorant sensiblement l'équilibrage statique et dynamique d'un ensemble routier articulé, comportant au moins trois éléments roulants, ainsi que sa maniabilité par rapport à un transporteur de passagers traditionnel. Par ailleurs, dans un soucis d'économie et pour améliorer la ma- niabilité de l'ensemble, les différents éléments roulants ne comporteront qu'un train de roues. Cette té disposition porrait entraîner une inclinaison de l'assiette de l'élément central autour de l'axe des roues, s'il existait une charge différente sur les rotules d'accouplement aux éléments antérieur et postérieur. L'objet de l'invention permet le contrôle de ce phénomène, ainsi que les tendances à la cassure de l'ensemble roulant au freinage (dit également "effet de plongée"), ou encore de lui donner un maximum de stabilité dynamique, notamment dans les virages. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que lorsque l'ensemble roulant amorce une déclivité ou une courbe, le mouvement est très progressivement transmis à 1 'ensemble roulant deux éléments contigus ne subissent alors ce changement de trajectoire que selon une valeur moyenne égale à la moitié de celle qui concerne les deux extrémités opposées de l'ensemble roulant. La présente invention sera maintenant décrite au regard des figures 1 à 12, ci-jointes, qui se rapportent respectivement - la figure 1, à un véhicule articulé traditionnel, vu de côté, comportant un élément tracteur et un élément tracté - la figure 2, à un ensemble articulé selon l'invention vu de côté - la figure 3, au même ensemble schématisé, vu de côté, montrant mieux, hors échelle comme les vues suivantes les liaisons entre les divers éléments roulants - la figure 4, à une vue de détail de la figure 3, représentant une partie du système de liaison des éléments roulants - la figure 5, à une vue de côté de l'ensemble roulant à l'amorce d'une descente - la figure 6, à un détail de la figure précédente illustrant la position du deuxième élément roulant et de son seul système hydraulique concerné par un changement de pente de l'ensemble roulant - la figure 7, à un ensemble articulé vu de dessous, comportant la totalité de ses liaisons hydrauliques - la figure 8, à une vue de dessous d'un ensemble roulant à cinq éléments, avec le seul circuit hydraulique actif dans les virages - la figure 9, à une vue analogue à la précédente, en cours de virage - les figures lO et 11, à une vue analogue aux deux précédentes, selon une variante simplifiee de l'invention ; - la figure 12, à une vue schématique en plan de l'espace nécessaire dans un virage pour tourner, avec un ensemble roulant selon l'invention, et un moyen de transport traditionnel. Un attelage classique est schématisé à la figure 1, gui montre accentuée la cassure existant à son niveau, dans certaines conditions de charge et de roulement. Les figures suivantes détailleront les moyens mis en oeuvre pour éviter cette situation, mais également pour apporter diverses autres améliorations. La figure 2 représente un exemple d ' ensemble articulé selon 1 'in- vention comportant trois éléments distincts, respectivement antérieur 1, postérieur 2 et intermédiaire 3 ; chacun d'entre eux n'est pourvu que d'un seul train de roues 8, 4 et 5 et se trouve relié aux autres par des moyens décrits ultérieurement, situés de préférence en dessous du niveau du plancher, et complétés le cas échéant par des soufflets 7 permettant la communication pour les passagers. On notera encore que 1' entre axe entre les différents trains de roues est sensiblement égal et que la longueur de l'élément intermédiaire 3 est d'environ le quart de la longueur des éléments 1 et 2. On décrira à la figure 3 les moyens de liaison utilisés selon l'invention. L'une des fonctions, destinée à éviter la situation de la figure 1 est réalisée par l'ensemble constitué par les vérins 31 - 32 et les pistons 33 - 34. Dans le cas présent, les vérins 31 - 32 sont montés de facon mobile en rotation autour d'axes horizontaux 29- - 30 à l'intérieur de chapes 35 - 36, fixées par leur axe supérieur vertical 37 - 38 également mobiles en rotation à une pièce de carrosserie des éléments 1 et 2. Les pistons 33 - 34 mobiles dans les vérins 32 - 31 sont fixés à des tiges 27 - 28 lès traversant, solidaires des rotules 2526 disposées à l'une de leurs extrémités, prenant ainsi appui sur l'élément intermédiaire 3 de l'ensemble articulé. Chacun desdits vérins est donc séparé en deux compartiments, respectivement 21 - 22 et 23 - 24 remplis de fluide hydraulique ; des conduits 19 - 20 mettent en communication les compartiments 23 - 21 et 24 - 22. Notons encore la présence des timons 17 - 18 des différents éléments roulants 1 - 2 - 3, constitués d'une pièce rigide, fixée à l'une de ses extrémités à l'un des compartiments 1 - 2 et, au moyen d'une rotule 15 - 16, à l'élément intermédiaire 3, ou selon une disposition symétrique. Ces liaisons sont également localisées en dessous du niveau du plancher 6 et de préférence dans le plan horizontal contenant les vérins 50à53. En outre, on pourrait avantageusement utiliser ces timons 17- 18 pour le passage d'un organe de transmissiondumouvement d'un élément roulant à l'autre. Le fonctionnement du dispositif précédent est illustré à la figure 4. L'ensemble se déplaçant ou statique, supposons une variation de charge déterminée d'un élément à l'autre au niveau des rotules 15 - 16, ayant tendance à faire tourner l'élément intermédiaire 3 dans le sens indiqué par la flèche X, autour de l'axe de ses roues 4. Ce mouvement, qui peut se produire en phase de décélération de l'ensemble roulant, détermine un relèvement de la partie antérieure de la voiture 2 selon la fleche Y et un abaissement de la partie postérieure de la voiture 1 selon la flèche Z. Au cours de ce transfert de charges, et compte tenu de l'espacement constant imposé par les timons 17 - 18, l'extrémité infe- rieure de la voiture 2 aura tendance à se rapprocher de son homologue de l'élément intermédiaire 3, tandis que le phénomène contraire se produira pour la voiture 1. Ce faisant, le vérin 32 se déplacera sur le piston 34 en comprimant le liquide de la chambre 21. Cependant, au niveau de la voiture 1, le vérin 31 se déplacera sur le piston 33 dans le sens de la compression du liquide de la chambre 23. Ces deux surpressions créent dans le conduit 19 des mouvements de liquide de sens contraire qui durcissent l'action des vérins 31 32 et s'opposent aux mouvements précédents des èlerr',ents 1- 2 et 3. De la même façon, une situation qui aurait tendance à faire tour- ner l'élément intermédiaire 3 dans le sens contraire de celui indiqué par la fleche X, se heurterait à une réaction de sens contraire dans les vérins 31 - 32, résultant de la surpression du liquide dans leurs chambres 24 et 22, reliées par le conduit 20. On constate donc que ensemble constitué par ces vérins 31 - 32 et les timons 17 - 18 est un obstacle aux mouvements de rotation des éléments roulants 1 - 2 - 3 autour de leurs axes de roues 45 et 8 susceptibles d ' intervenir dans certaines circonstances de fonctionnement du véhicule. fl est à noter que le fluide précé- dent est introduit dans les vérins et les canalisations à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, lors que 1' ensemble roulant est au repos pour purger correctement les circuits. Les figures 5 et 6 montrent cet ensemble dans une autre situation particulière, correspondant à l'amorce d'une descente, ainsi que les dispositifs actifs dans cette circonstance qui sont les mêmes que ceux de l'exemple précédent. Dans le cas de l'amorce d'un changement de pente, tel qu'illustré à la figure 5, à un instant donné on constate que la voiture 1 se trouve totalement engagée sur la pente d'inclinaison , la voiture 2 totalement située sur la portion plate en amont de la pente, et l'élément intermédiaire 3 juste à la limite du changement de pente, mais non encore engagée sur cette dernière. On constate toutefois que cet élément 3 a anticipé la pente et pris, à ce stade, une inclinaison d'un angle & /2, donnant à l'ensemble roulant une progressivité dans le suivi du relief de la route tel qu'il permet d'éviter les inconvénients évoqués à 1 'occasion de la figure 1.Le détail de l'évolution progressive de l'assiette de 1' ensemble roulant, au stade cidessus, est illustré à - la figure 6. La voiture 1 étant inclinée d'un angle > , , l'ensemble de l'arti- culation qui la réunit à l'élément intermédiaire 3 prend un angle de même valeur. Ce faisant, le cylindre du vérin 31 glisse dans le sens de la flèche sur le piston 33 ; le volume de la chambre 24 diminue et le liquide hydraulique est chassé dans le conduit 20 et dans la chambre 22 du vérin 32, poussant le cylindre correspondant dans le sens de la flèche. Le liquide contenu dans la chambre 21, dont le volume diminue, passe alors dans la chambre 23 du RZérin 31, via le conduit 19. Les modifications précédentes entraînent ainsi une rotation d 'un angle &alpha; /2 de l'élément intermédiaire 3 autour de l'axe de ses roues, dans le sens de la flèche X'. U1 phénomène analogue se produirait dans le cas d'un changement de pente inverse, correspondant à l'amorce d ' une monté. Les figures 7 à li illustrent le comportement d'un ensemble articulé selon l'invention en situation de virage, ainsi que son circuit hydraulique correspondant agissant dans cette circonstance. Ce dernier est essentiellement constitué par les vérins 50 à 53, situés dans un plan horizontal de préférence localisés au niveau des timons 17-18 ; ils sont réunis aux éléments roulants par des rotules et communiquent hS4rauliquement deux à deux, en diagonale, par les conduits 54- 55. lis pourraient en outre être asservis par tous moyens connus, permettant par exemple de bloquer la circulation du fluide lors d'une manoeuvre en marche arrière, ce qui facilite cette dernière. Aux figures 8 à 11, on voit que l'on peut augmenter la longueur d'un ensemble roulant selon l'invention en rajoutant des motifs constitués alternativement d'un élément intermédiaire 3' et d'une voiture 2' à l'arrière de la voiture 2, les liaisons hydrauliques non figurees pour des raisons de clareté étant identiques à celles qui sont decrites à propos des voitures 1 et 2 et 1 'élément intermédiaire 3. Considérons la situation dans laquelle l'ensemble roulant aborde un virage où seule la voiture 1 est engagée, à l'exclusion de 1 1élément intermédiaire 3 et de la voiture 2. On voit à la figure 9 qu'au cours du virage à gauche le piston 64 pénètre dans le cylindre du vérin 53, envoyant ainsi l'excès de fluide de la chambre 63 dans la chambre 62 du vérin 52, diagonalement opposé, via le conduit 55. Ceci entraine la rotation de l'élément intermédiaire 3 par rapport à son axe longitudinal ini- tial d'un angle /2, Si est 1 'angle de rotation correspondant de la voiture 1. Ce faisant, le piston 66 pénètre dans le vérin 51 et diminue d'autant le volume de la chambre 61 dont l'excès de liquide hydraulique est chassé, via le conduit 54, dans la chambre 60 du vérin 50 qui est diagonalement opposé au précédent. La disposition précédente est particulièrement utile pour les parcours urbains, dans lesquels on ne dispose dans les virages que d'une largeur de voie limitée. Et effet, la couronne d'espace balayée par un tel ensemble roulant est très nettement inférieure à celle nécessaire à un moyen de transport traditionnel de même entre axe de train de roues, mais de capacité de transport bien inférieure, comme on le voit bien à la figure 12. Notons que l'ensemble roulant de l'invention est de préférence poussé, mais peut être tracté, ou encore motorisé sur chacun de ses éléments, et que seul le train de roues de la voiture 1 est directeur, tous les autres étant suiveurs. Les variantes des figures 10 et 11 fonctionnent de façon identique à ce qui vient d'être décrit au regard des figures 8 et 9. La seule différence entre ces deux ensembles roulants réside dans l'utilisation d'un seul système de vérins 52 - 53 effectuant la liaison entre les voitures 1- 2 et l'élément intermédiaire 3. REVENDICATIONS 1, Véhicule routier articulé, notamment pour transport de passagers, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'au moins deux voitures (1 - 2) séparées par un élément intermédiaire (3), chacun de ces éléments roulants étant muni d'un seul train de roues (8 - 4 - 5) dont l'espacement par rapport aux autres est sensiblement constant, lesdits éléments étant reliés entre eux par des moyens mécaniques et hydrauliques agissant notamment lors des changements de pente et lors des virages. 2. Véhicule routier articulé selon la revendication 1, caracterisé en ce que les moyens de liaison réunissant les voitures (1- 2) à l'élément intermédiaire (3) sont constitués par la combinaison de timons (17 - 18) de solidarisation comportant un moyen rotulant (15 - 16) à au moins l'une de ses extrémités, et situés de préférence dans le plan horizontal contenant les vérins hydrauliques (50 à 53) actifs dans les virages, dont les extrémités sont également montées sur rotules, lesdits moyens de liaison comportant enfin en dessous du plan précédent deux autres vérins hydrauliques (31 - 32) actifs dans les changements de pente, dont les extrémités sont également rotulantes. 3. Véhicule routier articulé selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux vérins hydrauliques (31 - 32) actifs dans les changements de pente sont reliés entre eux par des conduits (19 - 20), de façon que les chambres (21 à 24) déterminées par les faces du piston desdits vérins soient mises en relation de manière que la chantre (22 - 23) la plus proche de l'élément intermédiaire (3) de l'un soit reliée à la chambre (2124) la plus éloignée de l'autre. 4. Véhicule articulé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les vérins hydrauliques (50 à 53) actifs dans les virages sont reliés par des conduits (54 - 55) de façon à reunir les chambres (52 - 53 et 50 - 51) les plus éloignées de l'élément intermédiaire (3) des vérins diagonalement opposés. 5. Véhicule articulé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif de base déterminant son ralongement est constitué d'un élément articulé (3') et d'une voiture (2').