Brevet FR2614847A1 — publié le 19881110

La présente invention se rapporte à un attela- ge court à géométrie variable pour remorques notamment celles du type à rond-d'avant train ou à essieu avant directeur et celles du type à essieux centraux. Le secteur technique visé par l'invention est celui des transports routiers et plus particulièrement des véhicules composés d'un tracteur simple ou porteur attelé à une remorque. L'attelage court à géométrie variable selon l'invention se rapporte plus particulièrement à un véhi- cule porteur remorqueur relié à sa remorque par un attelage de' longueur minimale variable en fonction du rayon de braquage de manière à rester dans les limites légales de longueur d'un convoi routier en ligne droite. La longueur limite d'un convoi routier étant imposée par la réglementation routière, on ne peut que diminuer la longueur de l'attelage pour gagner en capa- cité de chargement. Or, pour des raisons de sécurité, la longueur de la liaison articulée est elle-même limitée par la distance minimale possible entre la partie arrière du camion et le front avant de la remorque. En effet, le dégagement entre le camion et sa remorque doit être suf- fisant pour éviter les heurts des deux parties en cor- respondance aussi bien dans les virages o les arêtes de coin de la remorque risquent de cogner la face arrière du camion, que dans les bosses ou les creux o le même risque est représenté par l'arête horizontale soit infé- rieure, soit supérieure, de la remorque. Les divers constructeurs ont imaginé, pour augmenter la capacité en chargement de leurs convois routiers, diverses solutions techniques permettant de rendre variable la longueur de l'attelage d'une position rétractée en ligne droite permettant de'satisfaire aux obligations légales à une position allongée en virage ou lors des manoeuvres pour assurer le libre débattement angulaire de la remorque, même dans le cas de courbes très. prononcées. -2- Bien entendu, on vise dans la position rétrac- tée, l'écartement minimal entre la remorque et la face arrière de la carrosserie du camion, de manière à gagner le plus possible en capacité de chargement. Ce gain s'avère d'autant plus important qu'il permet de gagner une largeur complète de palette. Parmi les diverses solutions imaginées par les constructeurs, on peut citer les brevets suivants. Le brevet européen n 31 596 déposé par la société Emil DOLL, le brevet européen n 33 873 déposé par la société MEIER, les brevets européens déposés par la société KASSBOHRER n 66 269 et 168 521, les brevets européens n 111 760 déposé par ORTHAUS et n 122 527 par.KRONE, le brevet suisse n 570 294 VETTER et le brevet français n 2 544 258 FREJAT. Ces solutions antérieures concernent des timons mécaniques sous la forme de moyens de guidage à glissières de la timonnerie dans une direction longitudinale et des moyens mécaniques conjugués pour déplacer le timon de l'arrière vers l'avant dans les courbes. Ces moyens d'ajustement s'avèrent délicats et sensibles aux chocs. Il faut donc les protéger. Par ailleurs, leur construction est onéreuse et ils favorisent la génération des mouvements de lacets en descente. Par ailleurs, il existe actuellement dans le commerce des timons extensibles dits à commande active. Selon ces ensembles, le timon est allongé par un dispositif pneumatique commandé par un détecteur de proximité avec ou sans contact. Le rapprochement de la remorque au-delà d'une distance minimale est ainsi détecté et actionne un dispositif pneumatique de poussée en extension de manière à éviter les heurts entre l'arrière du camion et la remorque. L'énergie nécessaire au déplacement d'allongement du timon est préle\ée sur le réseau du camion ou fournie par un groupe auxiliaire indépendant. 3 - Ce type de solution nécessite une réalisation complexe et onéreuse. De plus, elle est l imitée par la géométrie du système et par la vitesse de réaction de l'ensemble hydraulique. Les autres inconvénients de ces systèmes concernent le poids et l'encombrement. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un attelage court à géo- métrie variable particulièrement simple et performant. A cet effet, elle se rapporte à un attelage court à géomé- trie variable pour remorques, notamment du type à rond d'avant-train et à essieux centraux comprenant un timon extensible de longueur variable avec l'angle de virage, caractérisé en ce que l'on associe un moyen de rappel élastique permanent en position d'écartement minimal de la remorque vers le camion à deux appuis symétriques de butée et de pivotement de la face avant de la remorque contre la face arrière du camion au niveau de chaque coin autour d'un axe vertical situé le plus près possible de chaque coin pour obtenir, lors du pivotement en virage, une trajectoire dégageante de toute la face avant de la remorque. Comme indiqué, I'attelage selon l'invention présente une grande supériorité et de nombreux avanta- ges: gain de place important aussi bien pour le chargement en vrac que pour la charge en palettes; sécurité totale au roulage en ligne droite comme dans les courbes; 30. meilleure stabilité dans les courbes; la prise d'attelage à l'arrière du camion reste celle de type universel permettant au camion de tracter n'importe quelle remorque. De plus, dans la version à train avant directeur, on peut utiliser la remorque avec n'importe quel camion en utilisant le timon en position d'extension maximale; la trajectoire en virage du coin de la remorque est dégageante car on tourne au plus court grace au rappel - 4 - élastique. Ainsi, à aucun moment, l'avant de la remor- que ne vient chevaucher l'arrière du camion. De ce fait, le déplacement rotatif de l'extrémité en porte- à-faux du plan de charge lors de la prise des virages permet de faire dépasser la charge de la remorque au- dessus de l'espace d'écartement, avantage particuliè- rement important dans le cas de convois porte-voitu- res; possibilité d'adapter une liaison déformable par exem- pie du type soufflet qui permet d'assurer l'étanchéité et de se dispenser de portes de communication et de diminuer les turbulences; les pièces d'articulation-butée assurent la garantie du maintien d'un espace minimal en ligne droite et du dégagement du coin selon la trajectoire la plus cour- te; sécurité absolue car la défaillance du vérin se tra- duirait simplement par un allongement du timon; l'invention permet, en choisissant les valeurs optima- les de positions du rond d'avant-train et du crochet d'attelage, d'obtenir la trajectoire idéale en virage. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence aux des- sins accompagnants dans lesquels: Les figures i et 2 sont des vues respectivement de profil et en plan d'un convoi du type camion et remor- que à rond d'avant-train, équipé de l'attelage selon l'invention formé d'un timon extensible et de deux pièces dissociables de butée et d'articulation; e les figures 3 et 4 sont des vues respectivement de profil et en plan d'un convoi du type camion et remor- que à essieux centraux équipés de l'attelage selon l'invention, formé d'un timon extensible et de deux pièces dissociables de butée et d'articulation; d les figures 5 et 6 sont des vues respectivement de profil et en plan d'un convoi du type camion et remor- que à rond d'avant train, dont la liaison articulée 26.14847 -5- est assurée par l'attelage selon l'invention formé d'un timon extensible et de deux pièces d'articulation et de butée portées par un cadre de bielles articu- lées; les figures 7 et 8 sont des vues respectivement de profil et en plan d'un convoi du type camion et remor- que à essieux centraux dont la liaison articulée est assurée par l'attelage selon l'invention, formé d'un timon extensible et de deux pièces d'articulation et de butée portées par un cadre de bielles articulées; la figure 9 est une vue de profil d'une variante à soufflet avec cadre de bielles articulées; la figure 10 est une vue en plan de la même variante en configuration de virage; la figure 11 est le schéma hydraulique du circuit de commande du vérin d'extension du timon avec représen- tation des détecteurs de contact; les figures 12, 13 et 14 sont des vues schématiques en plan dans les deux positions limites de ligne droite et perpendiculaire et dans une position intermédiaire de virage dans le cas de deux pièces dissociables d'articulation et de butée; les figures 15 et 16 sont des vues de détail respecti- vement de profil et en plan d'un exemple de réalisa- tion d'une pièce dissociable d'articulation et de butée; les figures 17, 18 et 19 sont des vues schématiques en plan dans les deux positions limites de ligne droite et perpendiculaire, et dans une position intermédiaire de virage dans le cas de deux pièces d'articulation et de butée reliées par cadre articulé; - les figures 20 et 21 sont des vues de détail res- pectivement de profil et en plan d'un exemple de-réa- lisation d'une pièce d'articulation et de butée; 35. les figures 22, 23 et 24 sont des vues schématiques en plan illustrant un premier exemple d'utilisation selon trois configurations de position avec charge en porteà-faux du type voiture sortant de l'avant de la 2 6 1 4 847 - 6 - remorque; les figures 25, 26 et 27 sont des vues schématiques en plan illustrant un deuxième exemple d'utilisation selon trois configurations de position avec charge en porte-à-faux du type voiture sortant de l'arrière du camion; les figures 28 et 29 sont des vues de profil d'un convoi routier respectivement sur le plat et en creux. d'une variante avec pièces supplémentaires d'articula- tion et de butée en partie haute. On décrira l'invention à titre d'exemple ci-après par ses moyens généraux puis par ses moyens particuliers dans le cas de plusieurs variantes appli- quées à une remorque à rond d'avant-train puis à une re- morque semi-portée, par exemple à essieux centraux. L'idée générale inventive consiste à utiliser un timon extensible contraint en rappel élastique perma- nent de la remorque vers le camion en position d'écarte- ment minimal en association avec des moyens doubles d'appui, de butée, de maintien d'écartement sur une zone étroite de contact à proximité ou sur les arêtes verti- cales en regard du camion et la remorque et de pivote- ment autour d'un axe parallèle auxdites arêtes vertica- les. L'écartement minimal est donné par les pièces d'articulation et de butée. Le timon est de préférence mais non exclusive- ment extensible par le même moyen assurant la force de rappel élastique. Celle-ci peut provenir, par exemple, d'un ressort métallique ou d'un ou de plusieurs liens à effet de rappel. Le rappel élastique assure le maintien cons- tant d'un écartement minimum déterminé par les moyens d'appui et de butée et la rotation s'effectue par appui de butée autour d'un axe parallèle à Il'arête corres- pondante de coin de l'arrière du camion le plus près possible de cette arête pour obtenir une trajectoire dé- gageante de l'arête de coin opposée de la remorque lors des mouvements de pivotement dans les virages. -- 7 -- L'idée générale exposée ci-dessus est mise en oeuvre par les- moyens généraux suivants, susceptibles de modifications évidentes ou mineures ou de substitutions par tous moyens équivalents, proches ou dérivés. Un camion porteur remorqueur 1 tire une remor- que 2 à train avant directeur 3 monté sur un rond d'avant-train 4 solidaire d'un timon extensible 5 sus- ceptible de mouvements longitudinaux en rapprochement ou en éloignement du camion ou sur une couronne de pivote- ment 6 dans le cas d'une remorque.7 à essieux centraux 8. Cette couronne 6 constitue pour l'invention un parfait équivalent du rond d'avant-train 4. Le timon est de type classique dont l'élément central 9 est constitué par un ensemble télescopique 10 actionné par un vérin de traction 11. L'élément central 9 est terminé par une pièce en anneau 12 ou équivalent venant s'immobiliser sur un crochet d'attelage classique 13 ou équivalent. Comme indiqué ci-dessus, le vérin 11 peut être dissocié de l'élément central 9 du timon. Selon une autre variante élaborée on peut pré- voir deux moyens distincts fonctionnant en parallèle -l'un pour l'extension ou la rétraction du vérin, I'autre pour le rappel élastique permanent en position d'écarte- ment minimal. Le ou les moyens d'extension et/ou de rappel élastique permanent en position d'écartement minimum - ci-dessus est et/ou sont associés à un ensemble double 14 de pièces d'articulation-butée symétriques indépen- dantes- reliées ou non à l'avant de la remorque et à lI'arrière du camion par une liaison articulée par exem- ple des bras symétriques articulés. Ces pièces d'articulation-butée remplissent simultanément les fonctions de point ou de centre d'ar- ticulation et de maintien d'écartement minimal. Il y a lieu de remarquer ici que, malgré la contrainte apportée par la rotation autour des coins par les pièces d'articulation-butée, il reste possible, en choisissant les valeurs optimales de positions du rond d'avant train et celles du crochet d'attelage, d'obtenir la trajectoire idéale en virage. Les pièces d'articulation-butée sont réali- sées sous différentes formes techniques. On distingue d'abord des pièces du type tamponnoir 15 et 16 utilisées dans la variante des figures 1, 2, 3 et 4 et représen- tées schématiquement en détail sur les figures 15 et 16. Il s'agit plus particulièrement d'une pièce mâle butoir 17 saillante, à extrémité 18 arrondie, par exemple semi- sphérique, montée coulissante dans un bloc amortisseur 19 solidaire de la remorque et d'une pièce femelle 20 solidaire de la face arrière camion à platine de récep- tion 21 sous la forme d'un tronçon vertical incurvé concave 22 de hauteur suffisante pour permettre un dé- battement vertical correspondant aux variations de hau- teur de l'extrémité 18 suite aux dénivellations et secousses liées au roulage sur les creux et bosses des irrégularités courantes du relief routier. La platine incurvée 22 est portée par une pla- que horizontale de raccordement 23 assurant sa liaison en partie basse avec la structure de la face arrière 24 du camion au niveau et à proximité de son arête verti- cale adjacente 25. Il en est de même pour la pièce mle butoir 17 montée en correspondance au niveau ou en cor- respondace de l'arête verticale adjacente 26 de la face avant 27 de la remorque 2 ou 7. On a constitué ainsi, de chaque côté, un centre de rotation 28, déplaçable verticalement sur la longueur de la platine 22 le long d'un axe de pivotement 29 parallèle à l'arête correspondante du camion ou de la remorque en position verticale sur route plane. Diverses formes analogues en tamponnoir en- trent parfaitement dans le cadre de la présente inven- tion. Le principe de ces variantes est de disposer de deux pièces dissociables réalisant simultanément la fonction butée avec maintien en écartement minimal et un centre de pivotement pour chaque côté du convoi. 261484'7 Une autre variante représentée sur les figures de 5 à 8 utilise des pièces d'articulation-butée pivo- tantes 30 et 31 représentées en détail sur les figures et 21. Ces pièces se composent chacune de deux sabots 32 et 33 articulés entre eux par un axe de pivotement 34 traversant une chape et un tenon propre à chaque sabot faisant office de centre de rotation équivalent au cen- tre 28 pouvant se déplacer sur l'axe 29. Chaque sabot est garni d'une semelle 35 et 36 en matériau absorbant pour amortir les chocs et se trou- ve monté solidaire des extrémités de bras articulés 37 et 38 traversées également par l'axe de pivotement 34 assurant la liaison avec le châssis du camion et celui de la remorque. Des bras articulés, par exemple identi- ques, 39 et 40 relient la pièce d'articulation-butée ho- mologue 31, respectivement au chassis de la remorque et à celui du camion. Les extrémités des bras 37 et 39 sont articu- lées par exemple sur une platine 41 sur la remorque en deux points d'articulation distincts 42 et 43. Il en est de même pour les extrémités des bras 38 et 40 qui sont articulés sur une platine 44 sur le camion selon deux points d'articulation 45 et 46. Les bras ainsi articulés constituent un véri- table cadre déformable 47 qui permet de garantir la po- sition du centre de rotation 28. - A cet effet, il est important d'observer que les bras 38 ou 40 et 37 ou 39 concernés, côté centre de rotation, ne bougent pas par rapport au camion ou à la remorque pendant toute la rotation, permettant ainsi de maintenir le centre de rotation 28 à sa place et de sup- porter la composante latérale de la force de rappel. Ceci ressort clairement des figures 18 et 19. Bien entendu, diverses variations ou variantes peuvent être envisagées pour ces articulations. Elles peuvent être confondues, réalisées sous la forme de rotules ou toutes autres formes analogues ou équivalentes remplissant les mêmes fonctions générales. - 10 - Grâce au rappel permanent en position d'écartement mini- mum, le contact des sabots avec les faces adjacentes de l'arrière camion et de l'avant remorque est assuré pen- dant toute la rotation en virage pour garantir une tra- jectoire dégageante en virage de la face avant de la remorque. La trajectoire au plus court rayon de courbure de l'extrémité de la remorque permet de réaliser la protection de l'intervalle entre le camion et la remorque sous la forme d'un soufflet 48 ou équivalent, comme représenté sur les figures 9 et 10. On examinera maintenant la commande hydrau- lique du vérin et les différentes sécurités prévues en cas de défaillance de celui-ci ou d'une configuration anormale entre le camion et la remorque. Il s'agit d'un circuit hydraulique fermé 49 dans lequel est injecté le fluide hydraulique sous pression par une pompe à main 50 ou équivalent à travers un coupleur hydraulique 51 vers un accumulateur oléopneumatique 52 à membrane 53 ou à piston. - Le circuit principal comprend le vérin 11 par exemple à double effet, un étrangleur 54 destiné à freiner le retour du fluide vers la chambre, côté tige du vérin 11, étrangleur shunté par un clapet anti-retour, un obturateur de pression 55 dont l'échap- pement est taré à un seuil de pression de sécurité, par exemple 250 bars. L'obturateur 55 est shunté par un clapet piloté 56 à partir de la conduite 57 alimentant la chambre du vérin côté extension du timon. Deux circuits 58 et 59 comprenant des détec- teurs de contact de butée 60 et 61 sont montés en paral- lèle sur l'obturateur de pression 55. Il s'agit de fins de course hydraulique à tiroir ou analogue fermant le circuit au repos. Is permettent, si le contact avec la remorque n'est plus assuré simultanément sur les deux pièces d'articulation-butée comme représenté, de forcer le passage du fluide à travers l'obturateur de pression 55 - 11 - et, de ce fait, d'assurer par le vérin une résistance maximale à l'allongement jusqu'à la valeur de tarage maximum à partir de laquelle l'obturateur devient passant et constitue le retour direct à l'accumulateur. On détermine ainsi une résistance maximale à Il'allongement. La pompe à main permet aussi la commande ma- nuelle du vérin pour effectuer manuellement la dissocia- tion de la liaison afin de procéder à l'ouverture des portes ou autre accès entre la remorque et le camion. Pour des raisons de sécurité, on peut doubler le nombre de pièces d'articulation-butée avec ou sans liaison par cadre articulé. Ainsi, des pièces d'arti- culation-butée supplémentaires 62 et 63 en partie -haute permettent d'éviter le choc des coins supérieurs du ca- mion et de la remorque lors du passage dans des creux prononcés, comme représenté sur les figures 28 et 29 et, de ce fait, de permettre une réduction supplémentaire de l'écartement minimal par dégagement par le bas ou par le haut dans les creux ou dans les bosses. Le fonctionnement s'avère simple. En ligne droite, le vérin de traction 11 tient en appui par la force de rappel qu'il développe, la remorque contre la face arrière du camion au travers des pièces d'articu- lation-butée. - Lors de la prise de courbes, la force per- manente de rappel contraint la remorque contre le coin adjacent du camion à travers la pièce d'articulation- butée correspondante au niveau de laquelle s'effectue la rotation au plus court. En faisant décrire à l'extrémité du plan de chargement la trajectoire à plus faible rayon de cour- bure, il devient possible de porter des charges en extension de porte-àfaux vers l'avant de la remorque qui viennent chevaucher sans dommage l'arrière du camion après la prise de virage (figures 22 à 24). Il en est de même pour les charges en exten- sion de porte-à-faux à l'arrière du camion (figures 25 à *- 12 - 27). Cet avantage s'avère important dans le cas des véhicules portevoitures pour lesquels une voiture supplémentaire peut ainsi entrer dans la longueur maxi- maie autorisée. Diverses modifications s'avèrent possibles dans le cadre de la présente invention, non seulement celles du domaine des équivalents mais aussi les varian- tes directes, simples ou évidentes. - 13 - REVENDICATIONS 1. Attelage court à géométrie variable pour remorques, notamment du type à rond d'avant train et à essieux centraux, comprenant un timon extensible (5) de longueur variable avec l'angle de virage, caractérisé en ce que l'on associe au timon extensible d'une part un moyen de rappel élastique permanent en position d'é- cartement minimal de la remorque (2,7) vers le camion (1) et d'autre part deux appuis symétriques de butée et de pivotement de la face avant de la remorque contre la face arrière du camion au niveau de chaque coin autour d'un axe vertical (29) fixe situé le plus près possible de chaque coin servant de centre de rotation fixe d'ex- trémité à la face avant de la remorque pendant toute la prise de virage, pour obtenir lors du pivotement en virage une trajectoire dégageante de toute la face avant de la remorque. 2. Attelage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen de rappel élastique permanent en position d'écartement minimal est un vérin (11). 3. Attelage selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les appuis symétriques de butée sont des pièces d'articulation-butée présentes en partie basse des faces arrière et avant en correspondance du camion et de la remorque. 4. Attelage selon les revendications I et 3, caractérisé en ce que les pièces d'articulation-butée sont du type tamponnoirs dissociables (15) et (16) cons- tituées d'une pièce mâle butoir (17) à extrémité arron- die montée coulissante dans un bloc amortisseur (19) solidaire de la remorque et d'une pièce femelle (20) à platine verticale de réception (21) incurvée et raccor- dée en correspondance à la face arrière du camion. 5. Attelage selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les pièces d'articulation-butée sont pivotantes (30) et (31) et portées par un ensemble mécanique articulé. - 14 - 6. Attelage selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les pièces d'articulation-butée (30) et (31) sont deux sabots (32) et (33) articulés entre eux par un axe de pivotement (34) commun aux sabots et aux éléments de l'ensemble mécanique articulé et en ce que chaque sabot comprend une semelle garnie d'une pièce amortissante appelée à venir en contact avec les coins adjacents de faces arrière et avant du camion et de la remorque. 7. Attelage selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'ensemble mécanique articulé se compose de deux paires de bras (37, 38) et (39,40) arti- culés d'une part sur le camion et d'autre part sur la - remorque et deux à deux sur l'axe commun (34) réalisant ainsi un cadre articulé. 8. Attelage selon les revendications précéden- tes, caractérisé en ce que le vérin (11) est alimenté à partir d'un accumulateur (52) à travers un obturateur de pression (55) à clapet pil oté et en ce que deux détec- teurs de contact de butée (60) et (61) commandant des tiroirs hydrauliques pour forcer le retour à travers l'obturateur de pression (55) sont prévus de part et d'autre à chaque point de butée sur la remorque ou le camion pour augmenter la réaction à l'allongement du vérin lors d'une dissociation simultanée occasionnelle des deux pièces d'articulation-butée. 9. Attelage selon les revendications précéden- tes caractérisé en ce que les appuis symétriques de butée et de pivotement (62) et (63) sont doublés par adjonction de pièce d'articulation-butée en partie haute des faces arrière et avant en correspondance du camion et de la remorque. 10. Attelage selon les revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le passage entre l'arrière du camion et I 'avant de la remorque est protégé par une liaison extensible.