Brevet FR2616714A1 — publié le 19881223

La présente invention se rapporte à un attelage court à géométrie variable à appuis symétriques mobiles d'articulation-butée entre un camion porteur remorqueur et sa remorque notamment pour remorques équilibrées et semi-remorques et, plus généralement à toutes les remorques sans essieu avant. Plus particulièrement selon cette invention, les appuis mobiles d'articulation-butée entre la remor- que et le camion sont mobiles sur une trajectoire en arc de cercle. Le secteur technique visé par l'invention est celui des transports routiers par convois composés d'un camion porteur remorqueur attelé à une remorque ou articulé à une semi-remorque. L'attelage court à géométrie variable selon l'invention se rapporte plus particulièrement à un véhi- cule porteur remorqueur relié à sa remorque ou articulé à une semiremorque 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 ou la distance sépa- rant le front de la semi-remorque de l'arrière de la ca- bine pour gagner en capacité 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 ou entre la cabine et la semi-remorque. En effet, le dégagement entre le camion et sa remorque ou entre la cabine et la semi-remorque doit être suffisant pour éviter les heurts des deux parties en correspondance aussi bien dans les virages o les arêtes de coin de la remorque risquent de cogner la face arrière du camion ou de la cabine, que dans les bosses ou les creux o le même risque est représenté par Il'arête horizontale soit inférieure, soit -- 2 6--67 supérieure, de la remorque. Les divers constructeurs ont imaginé, pour augmenter la capacité en chargement de leurs convois routiers tractés ou semi-portés, 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 ou de la semi-remorque, même dans le cas de courbes très prononcées. Bien entendu, on vise dans la position rétrac- tée, l'écartement minimal entre la remorque et la face arrière de la carrosserie du camion ou de la cabine, 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 longitu- dinale 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. De plus, leur construction est onéreuse et ils favorisent la génération des mouvements de lacets en descente. Par ailleurs, il existe actuellement dans le -3- 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 prélevée sur le réseau du camion ou fournie par un groupe auxiliaire indépendant. Ce type de solution nécessite une réalisation complexe et onéreuse. De plus, elle est limitée par la géométrie du système et par la vitesse de réaction de l'ensemble hydraulique. Par ailleurs, leur application à un convoi formé d'un tracteur et d'une semi-remorque s'avère peu évidente. 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 applicable à une remorque dite équilibrée ou à essieux centraux et à une semi-remorque. L'objectif général de l'invention consiste à maintenir une distance minimale entre la face frontale de la remorque et la face adjacente du camion pendant toute la prise de virage jusqu'au virage maximum c'est- à-dire remorque perpendiculaire au camion dans le cas de remorques équilibrées et de semi-remorques. Cette distance minimale est imposée selon l'invention par le contact d'articulation-butée sur les extrémités de deux bielles de liaison extensibles articulées d'une part sur le châssis du camion et d'autre part sur l'avant de la remorque, en un point commun ou distinctement de part et d'autre du timon. A cet effet, elle se rapporte à un attelage -4 - court à géométrie variable pour remorques dites équili- brées et semi-remorques comprenant un timon extensible 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'écar- tement minimal de la remorque vers le camion et d'autre part deux appuis symétriques mobiles de liaison et de butée sous la forme de pièces d'articulation-butée mobiles en vue de réaliser le pivotement en virage à droite ou à gauche de la face avant de la remorque autour d'un axe vertical correspondant mobile circulairement propre à chaque côté en contact permanent de butée avec la structure camion entre une position de ligne droite et une position de virage. La force de rappel élastique maintient une distance minimale entre la face avant de la remorque et la face adjacente du camion pendant et jusqu'à la position de virage maximum. Comme indiqué, I'attelage court selon l'inven- tion présente une grande supériorité et de nombreux avantages par rapport aux attelages actuels: 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; 25. 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; 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 l'éventuelle défaillance du vérin réalisant la force de rappel se traduirait simplement par un allongement contrô6lé du timon jusqu'à un appui mécanique. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non -5- limitatif sur deux modes de réalisation en référence aux dessins accompagnants dans lesquels: les figures 1 et 2 sont des vues respectivement de profil et en plan d'un convoi du type camion et remor- que dite équilibrée ou à essieux centraux, dont la liaison articulée est assurée par l'attelage selon l'invention formé d'un timon extensible et de deux bielles extensibles de articulation-butée; les figures 3 et 4 sont des vues respectivement de profil et en plan d'un convoi du type semi-remorque dont la liaison articulée est assurée par l'attelage court selon l'invention; la figure 5 est le schéma hydraulique du circuit de commande du vérin d'extension du timon avec représen- tation du détecteur de contact; * les figures 6, 7 et 8 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 bielles extensibles de articulation-butée; l les figures 9 et 10 sont des vues respectivement de profil et en plan d'un exemple de réalisation d'un bras extensible de articulation-butée; les figures 11, 12 et 13 sont des vues schématiques en plan illustrant un deuxième exemple d'utilisation se- lon trois configurations de position dans le cas d'une semi-remorque; les figures 14 à 18 sont des vues schématiques en plan d'une variante élaborée à deux bielles articulées sup- plémentaires: en ligne droite rétracté en ligne droite début d'extension en ligne droite extension de déchargement en virage à gauche 35. en virage à droite; la figure 19 est une vue schématique en plan illus- trant la trajectoire enveloppée par la face avant de -6- la remorque dans le cas d'un attelage simple conforme à l'invention; la figure 20 est une vue schématique en plan illus- trant la trajectoire enveloppée par la face avant de la remorque dans le cas d'un attelage à deux bielles articulées supplémentaires; les figures 21 et 22 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 en partie haute par exemple à roulement. On décrira l'invention à titre d'exemple ci- après par ses moyens généraux puis par ses moyens parti- culiers dans le cas de plusieurs variantes appliquées à une remorque dite équilibrée, par exemple à essieux cen- traux, puis à une remorque semi-portée. 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 minimum à l'aide de deux bielles pivotantes extensibles symétriques par rapport à la ligne médiane du convoi, articulées d'une part sur le châssis du camion et d'autre part sur le front avant de la remorque en un point commun ou en deux points distincts de manière à imposer à l'appui de liaison de la remorque un trajet circulaire lors d'un virage. La bielle située côté virage encaisse la poussée de la force de rappel. Elle sert -d'appui à la rotation qui s'effectue par son intermédiaire autour de son articulation de pivotement située sur le châssis du'camion. Cette rotation s'effectue avec maintien pen- dant tout le virage et jusqu'au virage maximum d'un écartement minimal entre la face avant de la remorque et la face arrière du camion, maintien apporté par la force élastique de rappel. Le timon est de préférence mais non exclusive- ment réalisé extensible par le même moyen assurant la force de rappel élastique. Celle-ci peut provenir, par 7- 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 la liaison mécanique d'attelage par bielles. 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 équilibrée 2 à essieux centraux 3 comprenant un châssis 4 solidaire d'un timon extensible 5 susceptible de mouvements longitudinaux en rapprochement ou en éloi- gnement de la face arrière du camion par rapport à la face frontale de la remorque. Le timon 5 est de type classique porté par une traverse 8. Son élément central 9 est constitué ou pro- longé par un ensemble télescopique 10 actionné par un dispositif coulissant par exemple 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 et produire les mêmes effets aboutissant à l'extension ou à la rétrac- tion du timon. Selon une autre variante élaborée on peut pré- voir deux moyens distincts fonctionnant en parallèle I'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 d'appuis symétriques d'articulation-butée mobiles par des pièces mécaniques de liaison reliant l'avant de la remorque à l'arrière du camion. - 8 - II y a lieu de remarquer ici que le timon reste fixe par apport à la remorque selon son axe longitudinal médian car solidarisé aux longerons de chassis. Le mode de réalisation de base des fonctions d'articulation, de butée et de pièce de liaison pivotante selon cette invention sur remorques et semi- remorques est représenté sur les figures de 1 à 13. Une variante élaborée est illustrée par les schémas des figures de 14 à 17 montrant les principales configu- rations routières. On réalise des appuis mobiles d'articulation- butée procurés par des pièces sous la forme de bielles extensibles 15 et 16 articulées d'une part à chaque extrémité 17 ou 18 d'une traverse 19 solidaire du châssis du camion et d'autre part à l'avant de la remorque en deux points 20 et 21 situés de chaque côté de l'axe horizontal de pivotement du timon 5. Comme indiqué, les points 20 et 21 peuvent être confondus. Les bielles extensibles 15 et 16 représentées en détail sur les figures 9 et 10 sont par exempte formées de trois tronçons télescopiques 22, 23 et 24 dont les tronçons d'extrémité sont terminés par des chapes 25 et 26 traversées par un axe d'articulation 27 et 28 porté par une pièce palière 29 et 30. Selon une variante plus complexe, les bielles sont de longueur fixe 31 et 32 reliées par des articula- tions intermédiaires 33 et 34 à un dispositif extensible 35 constitué par exemple par deux bielles croisées 36 et 37 venant s'immobiliser en position transversale de repos contre une platine transversale de butée 38 par la force de rappel du vérin de traction. La bielle croisée côté virage contrainte en position transversale de butée contre la platine trans- versale 38 ne joue aucun rôle actif pendant la prise de virage. Elle impose simplement une position fixe de travail à l'articulation intermédiaire 33 ou 34. Ainsi, -9- l'extrémité de la bielle concernée 31 ou 32 décrit aussi une trajectoire de forme circulaire. Chaque bielle opposée des bielles croisées 36 et 37 permet de procurer l'écartement variable nécessaire lors du virage entre la face arrière du camion et la demi-partie opposée de la face frontale de la remorque. Cette variante élaborée constitue bien un parfait équivalent de l'attelage ci-dessus car chaque moyen rempli les mêmes fonctions que celles, de la variante de base en vue d'obtenir les mêmes résultats. Il en est de même pour les bielles extensibles appliquées à une semiremorque 39 (figures 3 et 4) sur laquelle les bras extensibles 15 et 16 sont articulés en deux points symétriques 40 et 41 sur la face trans- versale 42 en retrait du retour de sous face 43 appelé classiquement col de cygne. La tôle d'attelage et sa cheville ouvrière 44 composant la partie remorque de l'attelage sont montées sur un cadre coulissant 45 par le vérin 11 en rappel élastique permanent en sous-face de la partie avant de la semi-remorque, cet ensemble extensible étant équivalent au timon 5. Les bielles extensibles sont articulées en deux points 46 et 47 à chaque extrémité d'une traverse 48 montée sur le chassis au niveau ou à proximité de l'essieu arrière du tracteur. Bien entendu, la variante élaborée s'applique pareillement à une semi-remorque (cas non représenté). 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 en référence à figure 5. Il s'agit d'un circuit hydraulique fermé 49 dans lequel est injecté le fluide hydraulique sous pres- sion par une pompe à main 50 ou équivalent à travers un coupleur hydraulique 51 vers un accumulateur oléopneuma- tique 52 à membrane 53 ou à piston. - 10 - Le circuit principal comprend le vérin 11 par exemple à double effet, un étrangleur 54 destiné à frei- ner le retour du fluide vers la chambre, côté tige du vérin 11, I'étrangleur étant shunté par un clapet anti-retour, un obturateur hydraulique de pression 55 dont l'échappement 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 ai mentant la chambre du vérin côté extension du timon. Deux circuits 58 et 59 comprenant des détec- teurs de contact de butée 60 et 61 portés par chaque bielle extensible, sont montés en parallèle sur l'obturateur de pression 55. Il s'agit de fins de course hydraulique à tiroir ou analogue fermant le circuit au repos. En fonctionnement permanent l'effort de rappel reste quasi constant en raison du tarage en pression de l'accumulateur 52. C'est le cas lorsque les deux détecteurs sont actionnés simultanément, régime normal de ligne droite, ou le cas de l'actionnement d'un seul détecteur, régime de virage. Les détecteurs de contact de butée servent à déclencher une séquence de résistance à l'allongement du vérin. Si aucun des détecteurs n'est sollicité c'est à dire si tous les deux restent en l'air simultanément, régime d'accélération, de pente montante, ou de freinage d'urgence, le contact avec la remorque n'est plus assuré simulanément sur les deux pièces d'articulation-butée comme représenté sur la figure 5. Dans ce cas, les deux détecteurs et leur circuit associé, permettent de forcer le passage du fluide à travers l'obturateur de pression et, de ce fait,. d'assurer par le vérin une résistance maximale à l'allongement jusqu'à la valeur de tarage ma- ximum à partir de laquelle l'obturateur devient passant et constitue le retour direct à l'accumulateur. On détermine ainsi une résistance maximale à - 11 - l'allongement apportant une sécurité supplémentaire. La pompe à main permet aussi la commande ma- nuelle du vérin pour effectuer manuellement l'allongement de la liaison afin de procéder à I'ouverture des portes ou autre accès entre la remorque et le camion. Pour des raisons de sécurité, on peut prévoir des bielles pivotantes complémentaires 62 et 63 en partie haute permettant d'éviter le choc des coins supérieurs du camion et de la remorque lors du passage dans des creux prononcés, comme représenté sur les figures 21 et 22 et, de ce fait, permettre encore une réduction supplémentaire de- I'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 par l'intermédiaire des bielles articulées. Lors de la prise de courbes, la force per- manente de rappel contraint la remorque contre la bielle en service montée pivotante sur le camion. A l'observation des figures de 6 à 13, on se rend compte du travail des deux bielles extensibles. Ce même travail est effectué, dans la variante élaborée, par les bielles croisées en série avec les bras de longueur fixe de la variante él1aborée (figures de 14 à 18). Lors d'un virage à gauche, c'est la bielle extensible de gauche (figures 7 et 12) qui joue le rôle d'appui. Elle reste rentrée à sa longueur minimale et reçoit en permanence la poussée de la force de rappel du vérin et de la composante axiale de la rotation. La trajectoire du point d'articulation sur la remorque est un arc de cercle de centre de rotation confondu avec l'extrémité opposée de la bielle. En virage maximal, remorque et camion 261 6 7 1 4 - 12 - perpendiculaires, les bras se croisent comme représenté sur les figures 8 et 13. Dans le cas de la réalisation représentée sur les figures de 14 à 18, la butée d'une des bielles croisées 36 ou 37 contre une butée transversale intégrée à la traverse 38 immobilise l'articulation inter- médiaire. L'ensemble se comporte donc dans les virages de façon identique à la variante ci-dessus. 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 celles dites équilibrées ou à es- sieux centraux et les semi-remorques et, plus générale- ment, toutes les remorques sans essieu avant comprenant un timon extensible de longueur variable avec l'angle de virage, caractérisé en ce que l'on associe au timon ex- tensible d'une part un moyen de rappel élastique perma- nent en position d'écartement minimal de la remorque vers le camion, et d'autre part un ensemble double (14) de deux appuis symétriques d'articulation et de butée mobiles chacun autour d'un axe fixe pour assurer le contact permanent de la face frontale de la remorque contre le camion à travers une liaison articulée double montée d'une part sur deux centres de pivotement symétriques prévus sur le châssis du camion et deux cen- tres de pivotement symétriques prévus sur la face fron- tale de la remorque en vue de maintenir un écartement minimum entre la remorque et le camion en ligne droite et pendant tout le virage, I'appui en service lors du virage décrivant un arc de cercle. 2. Attelage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la liaison articulée double est un ensem- ble symétrique de bielles extensibles (15) et (16) dont les extrémités sont montées pivotantes d'une part sur le châssis du camion et d'autre part sur la remorque, bielles dont les extrémités montées sur la remorque constituent les appuis symétriques mobiles d'arti- culation-butée. 3. Attelage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la liaison articulée double est un ensem- ble symétrique de deux bielles de longueur fixe (31) et (32) articulées d'une part à la remorque et d'autre part à un dispositif extensible (35) par deux articulations intermédiaires (33) et (34). 4. Attelage selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le dispositif extensible (35) est un dis- 26 167 14 - 14 - positif articulé formé par deux bielles croisées rabat- tues contre une traverse portée par le châssis du ca- mion. 5. Attelage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la force de rappel est fournie par uni vérin (11). 6. Attelage selon les revendications 1 et 5 caractérisé en ce que la force de rappel est quasi constante par l'alimentation du vérin à un accumulateur (52), circuit d'alimentation comprenant un obturateur hydraulique (55) commandé par des détecteurs de butée entre le camion et la remorque afin de réaliser une résistance à l'allongement du vérin.