Brevet FR2611168A1 — publié le 19880826

l 2611168 L'invention se rapporte à un dispositif pour-ar- ticuler un essieu rigide entratné par un arbre de trans- mission au châssis d'un véhicule, à l'aide d'éléments os- cillants dont les premières extrémités sont articulées sur le châssis sur un axe transversal fictif commun à toutes les articulations et qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule, dispositif dans lequel l'axe transversal coupe l'arbre de transmission perpendi- culairement et à mi-distance entre les joints de-Cardan de la botte de vitesses et de l'essieu rigide et dans le- quel l'essieu rigide est relié à la partie suspendue du véhicule par des éléments élastiques. On connalt déjà un dispositif pour articuler un essieu rigide entratné par un arbre de transmission au chassis d'un véhicule automobile à l'aide d'éléments os- cillants et dans lequel un support d'articulation d'es- sieu, rigide, en forme de U, s'articule sur le châssis du véhicule par ses deux branches, les deux points d'ar- ticulation se trouvant sur un axe transversal fictif com- mun, perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicu- le (World Constructions, Septembre 1985, partie annon- ces). L'inconvénient d'une telle suspension du type charnière consiste en ce que l'essieu rigide du véhicule ne peut pas effectuer de mouvements pendulaires. Les con- séquences sont que les chocs unilatéraux qui sont trans- mis au véhicule par l'essieu déterminent un mouvement de rotation autour de l'axe longitudinal du véhicule. De cette façon, les parties du véhicule qui sont en général placées en hauteur, par exemple, la cabine du conduc- teur, subissent des accélérations transversales indésira- bles qui sont ressenties par le personnel de service, comme désagréables et sous l'aspect de sollicitations physiologiques de leur squelette, en particulier du bas- sin. Le but de l'invention est de réaliser un monta- ge d'essieu rigide sur le chassis du véhicule au moyen d'éléments oscillants, qui permette également à l'essieu de décrire des mouvements pendulaires et qui, par ail- leurs, garantisse que, tout en conservant des possibili- tés de mouvement vertical de l'essieu rigide, éventuelle- ment selon un arc de cercle, les forces transversales agissant sur l'essieu rigide, les forces longitudinales agissant dans la direction longitudinale du véhicule et, finalement, également les couples qui se développent en réponse aux accélérations du véhicule, sont bien trans- mis au châssis du véhicule. En particulier, on vise en outre à faire en sorte que l'arbre de transmission n'ait à couvrir qu'une distance aussi réduite que possible en- tre l'essieu rigide et la botte de vitesses du véhicu- le. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'il est prévu quatre éléments oscillants, dont deux, constitués par des éléments oscillants individuels respectivement sur les deux côtés du véhicule, sont arti- culés par leurs deuxièmes extrémités sur le carter de l'essieu rigide dans des régions proches des roues et dont les deux autres éléments oscillants qui constituent des branches de triangle et qui forment une jambe de for- ce en triangle avec l'axe transversal comme base du tri- angle, sont articulés par leurs autres extrémités sur un point d'articulation commun à rotule porté par le carter de l'essieu, dans la région de l'axe longitudinal du vé- hicule. L'avantage de l'invention consiste en ce qu'un essieu rigide entratné de cette façon peut aussi décrire des mouvements pendulaires qui ne se transmettent aux parties du véhicule portées par l'essieu rigide, éven- tuellement par l'intermédiaire d'éléments élastiques, que d'une façon amortie et retardée en fonction de l'inertie des masses participant au mouvement. Par ail- leurs, avec ce montage, on peut obtenir une longueur to- tale de montage relativement faible. De cette façon, la distance entre la boite de vitesses du véhicule et l'es- sieu rigide peut être limitée à une valeur aussi courte que possible. L'arbre de transmission qui couvre cette distance et qui entraîne l'essieu rigide peut être d'une construction extrêmement courte, de sorte que, en présen- ce de mouvements de l'essieu, cet arbre ne subit que de petits mouvements de pliage et de petites variations de longueur. L'arbre de transmission décrit un mouvement dit en W. Un dispositif du type décrit ci-dessus, qui com- porte une petite distance entre l'essieu avant et la bot- te de transfert présente un avantage particulier pour l'entraInement de l'essieu avant des véhicules de chan- tier lourds à chassis articulé, parce qu'il apporte une contribution à l'accroissement de la stabilité au renver- sement en virage. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple feront bien comprendre comment l'inven- tion peut être réalisée. Sur ces dessins, la figure 1 représente le dispositif d'articula- tion d'un essieu rigide au châssis du véhicule par un schéma de principe; les figures 2 et 3 représentent ce dispositif dans une forme de réalisation proche de la réalité; la figure 4 illustre un exemple d'utilisation. Sur la figure 1, on peut reconnattre la disposi- tion dans l'espace des quatre éléments oscillants pré- vus. Les premières extrémités des éléments oscillants in- dividuels 1 et 2 et des éléments oscillants en triangle 3 et 4 sont montées, côté châssis, sur un axe transver- sal fictif commun 9, perpendiculaire à l'axe longitudi- nal 10 du véhicule. A leur autre extrémité, les éléments oscillants sont articulés sur le carter 11 de l'essieu, les éléments oscillants individuels 1 et 2 dans les ré- gions proches des roues et à peu près au niveau de l'axe 16 de l'essieu, tandis que les deux autres élé- ments oscillants, qui forment une jambe de force en triangle avec l'axe transversal 9 pour base, sont réunis à leur autre extrémité sur un point de montage commun à rotule 12 sur le carter 11 de l'essieu rigide. Comme le dessin le montre, ce point se trouve aussi loin que pos- sible au-dessus des points d'articulation des éléments oscillants individuels 1 et 2 sur l'essieu, dans la ré- gion de l'axe longitudinal central du véhicule. L'essieu rigide peut se déplacer en mouvement pendulaire autour de ce point. L'axe transversal 9 coupe perpendiculairement l'arbre de transmission 13, à peu près au milieu de la distance entre les joints de Cardan 14 et 15 de la boite de vitesses et de l'essieu rigide, au point d'intersec- tion 17. On peut voir sur la représentation donnée sur la figure 1 que les plans horizontaux qui passent, l'un par le point d'articulation à rotule 12 et l'autre par les points d'articulation des éléments oscillants 1 et 2 sur le carter de l'essieu, sont espacés d'une certaine distance. Cette distance est choisie aussi grande que possible, en plaçant le point d'articulation à rotule 12 aussi loin que possible à la verticale audessus de l'axe médian 16 de l'essieu. On obtient de cette façon que les éléments oscillants en triangle 3 et 4 ne subis- sent qu'une sollicitation réduite lorsqu'ils ont à absor- ber les couples de l'essieu rigide. Si, comme c'est le cas en général, l'essieu rigide comprend un carter de différentiel, on prévoit le point d'articulation à rotu- le 12 sur l'un des points extrêmes du carter de différen- tiel, de préférence, sur le point extrême haut. On peut déjà voir sur la figure 1 qu'une projection latérale de l'élément oscillant individuel 1 et de l'élément oscil- lant de triangle 3 sur un plan vertical qui contient l'axe longitudinal 10 du véhicule, selon l'axe médian 16 de l'essieuforme un triangle dont le côté opposé à l'an- gle aigu dont le sommet se trouve sur l'axe transversal 9 indique que la jambe de force en triangle 3 et 4 assu- rera une transmission extrêmement bien appropriée du cou- ple. Les profils décrits sont représentés directement sur une figure suivante. Pour permettre à l'observateur de s'orienter, on a représenté les roues 18 et 19 du véhicule à gauche et à droite du carter 11 de l'essieu. Les figures 2 et 3 représentent par des vues de dessus et de côté une forme de réalisation du dispositif d'articulation d'un essieu rigide sur le châssis du véhi- cule qui est proche de la réalité. Le châssis du véhicule est désigné par 20. Sur le carter 11 de l'essieu, sont montés des dispositifs d'articulation 21 et 22 destinés à recevoir les portées d'extrémités des éléments oscillants individuels. Il res- sort également clairement de cette représentation que les articulations 5, 6, 7 et 8 sont alignées sur l'axe transversal fictif 9. La représentation de la figure 3, qui est une vue de côté, montre en outre clairement que l'élément os- cillant individuel 1, de même que l'élément oscillant in- dividuel correspondant 2, s'étend de l'axe transversal 9 vers le carter 1l de l'essieu en se dirigeant vers le ni- veau de l'axe médian 16 de l'essieu. La figure 4 montre par une vue de côté le monta- ge de l'essieu rigide en qualité d'essieu avant d'un vé- hicule de chantier du type à benne basculante et à châs- sis articulé. La contribution décisive à la stabilité du véhicule au renversement est obtenue par une réduction à un minimum de la distance entre l'axe 24 d'articulation du châssis et la verticale 25 qui passe par l'axe médian 16 de l'essieu. La condition à remplir pour obtenir ce résultat est également une réduction à une valeur minima- le de la distance entre la botte de transfert 26 et l'axe médian 16 de l'essieu, le dispositif de l'inven- tion offrant une solution pour ce problème. A propos du triangle vu en projection, déjà évo- qué plus haut et composé de l'élément oscillant indivi- duel 1, de la jambe de'force en triangle 3, qui partent 2 6 t 1 1 6 8 tous deux de l'axe transversal 9, et de la liaison 27 qui forme le troisième côté du triangle, il convient de rappeler encore une fois que la représentation donnée par cette figure démontre aisément que les couples qui agissent sur l'essieu rigide peuvent être absorbés d'au- tant plus facilement par les éléments oscillants 3 et 4 de la jambe de force en triangle que la distance vertica- le entre le point d'articulation de l'élément oscillant individuel 1 sur le carter 11 de l'essieu et le point d'articulation à rotule 12 est plus grande. Les forces transversales qui s'exercent sur l'essieu rigide sont transmises au châssis dans une mesu- re prédominante par les éléments oscillants 3 et 4 de la jambe de force en triangle tandis que les forces longitu- dinales sont absorbées et transmises par les éléments oscillants individuels 1 et 2. Finalement, cette figure montre clairement, que, si l'essieu rigide selon l'invention est utilisé comme essieu avant moteur dans un véhicule de chantier, avec un essieu pendulaire, le conducteur du véhicule, qui est assis à une grande hauteur au-dessus de cet es- sieu, reste largement abrité des accélérations transver- sales. Il va de soi que diverses modifications pour- ront être apportées par l'homme de l'art, notamment par substitution des moyens techniques équivalents,sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 7 2611168 R E V E N D I C A T IONS 1 - Dispositif pour articuler un essieu rigide entraîné par un arbre de transmission au chassis d'un vé- hicule à l'aide d'éléments oscillants dont les premières extrémités sont articulées sur le chassis sur un axe transversal fictif commun à toutes les articulations et qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicu- le, dispositif dans lequel l'axe transversal coupe per- pendiculairement l'arbre de transmission à mi-distance entre les joints de Cardan de la botte de vitesses et de l'essieu rigide, et dans lequel l'essieu rigide est re- lié à la partie suspendue du véhicule par des éléments élastiques, caractérisé en ce qu'il comprend quatre élé- ments oscillants, dont deux, constitués par des éléments oscillants individuels (1 et 2) respectivement sur les deux côtés du véhicule, sont articulés par leurs deuxièmes extrémités sur le carter (11) de l'essieu rigi- de dans des régions proches des roues, tandis que les deux autres éléments oscillants, qui constituent des branches de triangle (3 et 4) et qui forment une jambe de force en triangle avec l'axe transversal (9) comme ba- se du triangle, sont articulés par leurs autres extrémi- tés sur un point d'articulation commun à rotule (12) por- té par le carter (11) de l'essieu, dans la région de l'axe longitudinal (10) du véhicule. 2 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'essieu rigide est prévu pour décrire un mouvement pendulaire autour du point d'articulation à rotule (12). 3 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les deux éléments oscillants indivi- duels (1 et 2) sont articulés sur le carter (11) de l'es- sieu à peu au niveau d'un plan horizontal qui contient l'axe médian (16) du carter de l'essieu. 4 - Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce qu'il est prévu, sur le carter (11) de 8 o 26111 8 l'essieu, un dispositif d'articulation séparé (21 ou-22) pour recevoir chacun des portées d'extrémités des élé- ments oscillants individuels. - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le plan horizontal qui passe par le point d'articulation à rotule (12), d'une part, et le plan horizontal qui passe par les articulations des élé- ments oscillants individuels sur le carter (11) de l'es- sieu, d'autre part, sont écartés d'une certaine distan- ce. 6 - Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que la distance entre les plans est choisie aussi grande que possible, à peu près égale à l'écarte- ment vertical entre le plan horizontal qui passe par l'axe médian (16) de l'essieu et le point extrême supé- rieur du carter de l'essieu dans la région de l'axe lon- gitudinal (10) du véhicule.. 7 - Dispositif selon la revendication 5, appli- qué au cas d'un différentiel placé au centre de l'es- sieu, caractérisé en ce que l'articulation à rotule (10) est montée sur le carter du différentiel. 8 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les articulations côté châssis (6 et 7) de la jambe de force en triangle (3 et 4) sont prévues entre les articulations (5 et 8) des éléments oscillants individuels (1 et 2). 9 - Dispositif selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'essieu rigide est constitué par l'essieu avant d'un véhicule de chantier à benne bas- culante à chassis articulé.