Brevet FR2639596A1 — publié le 19900601

Véhicule réversible sur voie de guidage. L'invention concerne les véhicules destinés à circuler sur une voie de guidage, comportant au moins un train avant et un train arrière ayant chacun des roues orientables d'appui sur la voie et des galets d'appui latéral. sur la voie, reliés aux roues par une tringlerie de direction provoquant une orientation forcée des roues. On connait déjà de tels véhicules, dont les roues porteuses sont généralement munies de pneumatiques mais qui pourraient utiliser toute autre bande de roulement ayant un coefficient de frottement suffisant pour avoir un effet directeur. Le déplacement des galets par rapport à la caisse du véhicule en courbe ou lorsqu'un effort latéral, dû par exemple au vent, s'exerce sur le véhicule et tend à le dévier de sa trajectoire normale, provoque le braquage des roues dans un sens approprié. Les galets sont également prévus pour retenir latéralement le véhicule et compléter l'effet directeur du braquage des roues lorsque l'adhérence de la bande de roulement est insuffisante pour assurer le guidage. Les véhicules actuels sur voie du type ci-dessus défini qui utilisent le pouvoir directeur des roues porteuses ne sont stables que dans un seul sens de circulation, déterminé par la géométrie des trains de roues orientables. L'invention vise à fournir un véhicule réversible, ctest-à-dire capable de circuler dans un sens ou dans l'autre, ne-nécessitant que des moyens simples pour arriver à ce résultat. Dans ce but l'invention propose un véhicule du type ci-dessus défini caractérisé en ce que les galets comportent deux paires de galets situées de part et d'autre du train dans le sens de déplacement sur la voie et en ce que les galets sont reliés à la tringlerie par des moyens verrouillables permettant de libérer soit une paire de galets, soit l'autre à volonté. Les moyens verrouillables peuvent être de toute nature assurant une liaison rigide lorsqu'ils sont en position verrouillée et yin débattement libre, au moins dans une plage d'élongation correspondant au débattement requis par la mise en oeuvre des galets verrouillés, lorsqu'ils sont dans l'autre position. Dans la pratique, il suffit d'une plage de quelques dizaines de millimètres. Les moyens peuvent être mécaniques, électriques, pneumatiques ou hydrauliques. I1 est cependant avantageux d'utiliser, pour constituer ces moyens, des vérins à pression de fluide : lorsque le compartiment de travail d'un tel vérin est mis en pression, il maintient le piston du vérin en butée et constitue une liaison pratiquement rigide.Un ressort de rappel peut être prévu pour tendre à amener le piston dans la position où il est maintenu lorsque le compartiment de travail est en pression ou dans la position opposée. Dans un mode de réalisation particulièrement simple de l'invention, la tringlerie de direction comporte des balanciers tournant autour d'axes sensiblement orthogonaux à la voie, portant les galets par l'intermédiaire des moyens verrouillables et une barre d'accouplement entre les balanciers. La barre maintient les balanciers parallèles l'un à l'autre et chaque balancier porte un galet d'une paire et un galet de l'autre paire. Du fait que les trains de roulement ne peuvent pas avoir d'angle de chasse, le retour des roues vers la position de braquage nul doit être assuré par d'autres moyens, généralement par des ressorts. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation et d'une variante, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe montrant la disposition en plan de deux trains de roulement sur un véhicule, constitué conformément à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2, similaire à la figure 1, montre le braquage des roues qui intervient en courbe - la figure 3 est une vue à grande échelle, montrant une constitution possible d'un demi-train de roue ;; - les figures 4 et 5 sont des schémas, respectivement en plan et en élévation, montrant une disposition possible des moyens de braquage par rapport aux éléments de suspension et de direction d'un demi-train de roue - la figure 6, similaire à la figure 3, montre une variante de réalisation. La figure 1 montre, en traits mixtes, le contour 8 de la caisse d'un véhicule muni de deux trains 10 et 12 de roues directrices, ce nombre n'étant pas limitatif. On admettra, par convention, que le sens de la flèche f0 sur la figure 1 est le sens de marche avant et on considèrera les trains 10 et 12 respectivement comme étant des trains avant et arrière, bien qu'ils soient identiques. Le train 10 par exemple comporte deux roues directrices 14 et 16 portées chacune par un moyeu de roue qui est orientable autour d'un axe respectif 18 ou 20. Ces roues sont destinées à rouler sur une voie et, en général, elles sont équipées de pneumatiques dont l'effet directeur est nettement plus élevé que celui de roues métalliques. La constitution des moyens de suspension et des moyens permettant aux roues de s'orienter est similaire à celle des essieux directeurs de véhicules automobiles, si ce n'est que l'angle de chasse et le pincement sont sensiblement nuls, de sorte que cette constitution ne sera pas décrite. Mais l'orientation des roues des deux trains est commandée par l'appui de galets de guidage respectifs sur des rails 22. Si le véhicule était prévu uniquement pour se déplacer dans le sens de marche avant indiqué par la flèche f0 sur la figure 1, il suffirait de munir chaque essieu d'une paire de galets 24 d'appui sur les rails, portés par des bras de direction liés aux moyeux de roues, reliés par une barre de direction 26 et situés en avant des roues. Mais une telle disposition n'assurerait pas la stabilité de guidage en marche arrière. Pour obtenir cette stabilité, l'essieu 10 comporte un second jeu de galets 28, placés à l'arrière des roues 14 et 16, également portés par des bras de direction, et des moyens permettent de rendre active soit la paire avant de galets 24, soit la paire arrière de galets 28, suivant le sens de marche. Dans le mode de réalisation montré en figure 1, les galets avant 24 et arrière 28 associés à une même roue sont portes par un balancier constituant le bras de direction, par l'intermédiaire de moyens de liaison rigide désarmables. Suivant que le véhicule est en marche avant ou en marche arrière, c'est le moyen de liaison du galet 24 ou celui du galet 26 qui est verrouillé. Sur la figure 1, les moyens de liaison des galets 24 sont verrouillés de façon que le mouvement des galets se transmette aux balanciers et à la barre de direction 26, comme indiqué par des hachures sur les moyens verrouillés. Les moyens de liaison désarmables peuvent avoir diverses constitutions. Dans le mode de réalisation montré en figure 3 (où les organes correspondant à ceux déjà montrés en figure 1 portent le même numéro de référence) les moyens de liaison désarmables sont constitués par des vérins hydrauliques 27 constituant des cales verrouillables et déverrouillables. Le galet 28 de la figure 3, par exemple, est monté sur un axe qui tourne dans une chape 30 solidaire du piston 32 d'un vérin hydraulique 27. Le piston et le cylindre du vérin délimitent une chambre de travail 34 qu'une vanne 36 permet de relier à volonté soit à une alimentation 38 en liquide sous pression, soit à une conduite de décharge 40.La force hydraulique exercée sur le piston 32 lorsque le compartiment 34 est en pression doit etre suffisante pour que le piston reste dans la position de butée où il est montré en figure 3 même lorsque les sollicitations maximales en service s'exercent sur le galet 28. La vanne 36 est conçue de façon que, lorsqu'elle met en liaison la chambre de travail 34 d'un des vérins du balancier avec l'alimentation de pression, elle relie à la décharge la chambre de travail de l'autre vérin. Des ressorts de rappel 42, de faible raideur, peuvent etre prévus dans les verins pour empecher de battre l'ensemble galet-piston des moyens de liaison qui sont déverrouillés. Dans le cas illustré, ils agissent dans le même sens que la pression dans la chambre de travail. Du fait de l'absence d'angle de chasse, les roues ne sont pas soumises à une force tendant à les ramener dans la position d'alignement montrée en figure 1. Des moyens élastiques de rappel doivent être prévus. Dans le cas illustré sur la figure 3, ces moyens comportent un ressort hélicoïdal 44 emprisonné, dans un boitier 46 fixe par rapport à la caisse, entre deux plateaux 48 qu'il tend à appliquer contre les parois terminales du boitier. La barre de direction 26 est munie de deux butées 50 placées de façon que l'une des butées s'appuie contre le plateau 48 correspondant et comprime le ressort 44 dès que la direction s'écarte de la position d'alignement. Le véhicule comporte encore des moyens de commande centralisée (non représentés) permettant d'actionner simultanément toutes les vannes 36, généralement par voie électrique, de façon à verrouiller simultanément tous les moyens de liaison appropriés en déverrouillant les autres. Le fonctionnement du dispositif découle immédia- tement de sa constitution. Si par exemple le véhicule est soumis à l'effet d'un vent transversal, comme indiqué par la flèche fl sur la figure 1, le véhicule tend à se déplacer transversalement. Les pistons des vérins placés en arrière des roues s'enfoncent sous la poussée subie par les galets 28. Par contre, les moyens de liaison des galets 24 étant verrouillés, le galet 24 qui subit la poussée fait tourner le balancier correspondant autour de l'axe 20. Le balancier qui est directement porté sur le galet 24 transmet à l'autre, par la barre 26, un effort qui l'entraîne dans son déplacement.La mise en dérive des pneumatiques se poursuit jusqu'à ce qu'un équilibre soit atteint entre l'effort transversal exercé par le vent et l'effort de dérive dû au frottement des pneumatiques des roues 14 et 16 sur la voie. Le mode d'action des dispositions décrites lors de la circulation en courbe est montré sur la figure 2, où le sens de déplacement est inverse de celui de la figure 1. Sur chacun des essieux 10 et 12, l'un des galets est soumis à un effort de poussée qui provoque l'orientation des roues jusqu'a équilibrer la force centrifuge f. On voit que l'effort d'équilibrage est également réparti entre les pneumatiques qui supportent sensiblement chacun un effort f/4. Les Figures 4 et 5, où les éléments correspondant à ceux des figures 1 à 3 sont désignés par le meme numéro de référence, montrent schématiquement la façon dont les éléments de mise en oeuvre de l'invention peuvent être implantés sur un train de roulement ayant une constitution générale classique. La Figure 5, qui est une vue en élévation depuis l'avant, montre en traits mixtes le pivot de roue 52 sur lequel la roue peut s'orienter autour d'un axe 54. Ce pivot de roue est lié au moyen de suspension 56. Ce moyen de suspension 56 est relié a la caisse 58 du véhicule par des éléments de liaison 65 et 66 (Figure 4) permettant les débattements de la suspension. Sur la Figure 4, où les pivots de roue ne sont que partiellement représentes, on voit les vérins 27 de liaison des galets 24 et 28 avec leur balancier. Le ressort 44 de rappel des roues en alignement droit n'est cette fois pas disposé sur la traverse 26, mais entre l'un des balanciers et le pont 45. L'invention ne se limite pas aux modes particuliers de réalisation décrits ci-dessus, Elle s'applique à des véhicules ayant un nombre d'essieux supérieur ou égal à deux, Elle peut mettre en oeuvre des galets en nombre supérieur à celui envisagé. Les galets peuvent, au lieu d'être portés directement par un bras de direction, être montés sur un brancard attelé aux roues. La figure 6, similaire à la figure 3, montre une telle variante, où les organes correspondant à ceux déjà décrits sont encore désignés, pour plus de simplicité, par le même numéro de référence. Sur la Figure 6, les axes de roue sont munis de leviers 60 reliés par des biellettes 62 à un brancard 64 monté sur roulements de façon à pouvoir tourner autour de l'axe vertical du roulement. Les galets sont alors placés aux quatre angles du brancard 64 et lui sont reliés par les moyens verrouillables et déverrouillables. REVENDICATIONS 1. Véhicule sur voie de guidage comportant au moins un train avant (10) et un train arrière (12) ayant chacun des roues orientables (14,16) d'appui sur la voie et des galets (24,28) d'appui latéral sur la voie, reliés aux roues par une tringlerie d'orientation forcée des roues, caractérisé en ce que lesdits galets (24,28) de chaque train comportent deux paires de galets situées de part et d'autre du train dans le sens de déplacement sur la voie et en ce que les galets sont reliés à la tringlerie par des moyens verrouillables permettant de libérer une paire de galets (24) ou l'autre (28) à volonté. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens verrouillables sont constitués par des vérins a pression de fluide (27). 3. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tringlerie d'orientation forcée comprend deux balanciers tournant autour d'axes parallèles et sensiblement orthogonaux à la voie, portant chacun un galet d'une paire et un galet de l'autre paire par l'intermédiaire des moyens verrouillables, et une barre (26) d'accouplement entre les balanciers, qui maintient les balanciers parallèles l'un à l'autre. 4. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tringlerie de direction comprend un brancard (64) tournant autour de l'axe vertical du train de roues, portant un galet (24, 28) à chaque angle et relié à chaque roue (14, 16) par une biellette de direction. 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par des moyens élastiques (44) de retour des roues vers la position de braquage nul. 6. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de retour des roues sont constitués par au moins un ressort interposé entre la barre d'accouplement (26) ou le brancard (64) et le châssis du véhicule.