Brevet FR2636570A1 — publié le 19900323

La présente invention concerne un dispositif destiné à l'accouplement par paires des roues mobiles des véhicules tous terrains, les roues étant alors supportées individuellement en un point au-dessus du milieu des roues. Dans les véhicules à plusieurs axes qui sont utilisés sur des terrains irréguliers comme c'est par exemple le cas de véhicules de pistes préparant les pistes de neige, on s'efforce de faire en sorte que les roues exercent respectivement une charge aussi régulière que possible sur le sol. Cette dynamique a lieu lorsque les roues individuelles, en raison d'un obstacle à vaincre qui peut résulter de la nature du terrain ou de son substrat, peuvent différer suffisamment en adhérence de roulement pour que leur charge ne puisse plus être transférée de façon proportionnée sur ces obstacles, si bien qu'il en résulte sur les roues restantes une charge irrégulière croissante ou en développement. Pour éliminer ces inconvénients, on a entrepris en pratique de monter des roues respectivement par paires sur une bascule et un bras d'oscillation, le travail d'élasticité étant alors exercé par un ressort de barre de torsion ininterrompu. On obtient par ce dispositif que la charge des roues soit réduite de moitié dans des situations critiques, car un fléchissement élastique d'une roue vis-à- vis d'un obstacle qui survient n'a pas des conséquences directement négatives sur la charge correspondante de l'autre roue, mais au contraire cette élasticité s'y oppose, pour autant que la caractéristique du ressort le permette, jusqu'à ce que la charge de cette roue suive de manière à donner un équilibrage des forces de commande, des roues au train de roulement. Dans ce système d'axes de ressort de barre de torsion, il s'agit d'une barre à quatre pans de préférence ininterrompue qui est serrée de façon fixe au milieu du tube de l'axe, les bras de commande de direction montés dans le tube d'axe exerçant le mouvement d'oscillation sur les extrémités de la barre à quatre pans. Dès que les charges de roues entrent en contact avec les bras de direction ou les bras longitudinaux, la barre à quatre pans est sollicitée en rotation. La charge qu'on s'efforce de rendre régulière est ainsi produite sur les roues, mais cependant ce type de réalisation implique des inconvénients considérables car il s'agit surtout ici d'une construction à poids élevé qui peut être lourde de plusieurs centaines de kilos. Ce poids supplémentaire agit évidemment sur le degré d'efficacité de l'ensemble de commande du véhicule. La barre interne élastique de torsion est formée en général d'un profilé à quatre pans d'environ mm, et selon la charge axiale du véhicule correspondant, est constituée d'un nombre déterminé de couches de tôle d'acier élastique qui doivent être assemblées de telle manière que leur effet élastique et leur hystérésis de frottement n'agissent pas sur le travail de torsion de manière à diminuer le degré d'efficacité. Normalement, les couches de tôle en acier à ressort individuelles sont soudées sur les têtes externes, ce qui peut facilement conduire à des avaries correspondantes lorsque la qualité des joints de soudure ne s'élève pas à 100%, ces avaries signifiant régulièrement une panne du véhicule. Même la zone d'élasticité, c'est-à- dire l'écart des bras de direction, n'est en aucune façon satisfaisante: lorsque par exemple la largeur de voie du véhicule est de 1,5 m, la barre de torsion en fonction du poids de l'appareil est constituée en moyenne de 3-5 couches de tôle en acier à ressort qui permettent un écart vertical de peut-être 30 mm, qui peut être beaucoup trop faible pour certains terrains irréguliers. Cette invention permet de remédier à ces inconvénients. Le problème qui est à la base de l'invention est de proposer, dans un dispositif du type mentionné ci- dessus, une simplification de la structure menant à une uniformité des charges de roue tout en s'efforçant en même temps de rendre maximum l'écart possible des bras de direction. Les avantages principaux de l'invention résident en ce que dans un dispositif selon la présente invention, on dispose d'une construction essentielle plus légère qui, avec des propriétés améliorées, ne représente encore peut-être que le quart du poids d'une construction selon l'état de la technique. Ceci n'est possible que par le fait que les deux roues montées l'une derrière l'autre, qui sont reliées au ch&ssis du véhicule par des bras oscillants, sont accouplées l'une avec l'autre par une pièce de liaison. Cette pièce de liaison accouple les deux roues indépendantes à peu près au niveau du milieu de la roue à un système de telle manière que les bras oscillants des deux roues exécutent un mouvement en même temps, c'est- &-dire intégralement. La pièce de liaison peut présenter une certaine élasticité qui rend possible une modification de sa longueur. Tandis que dans la forme de réalisation sans élasticité, chaque modification en hauteur de la roue avant agit directement sur la roue arrière accouplée dans le sens d'une subdivision des charges de roue, dans la forme de réalisation élastique, après avoir vaincu la tension élastique préliminaire, on arrive à une transposi- tion de la course et par conséquent à un équilibrage de la charge de roue entre les roues accouplées. Comme les bras oscillants dans la position de repos font de préférence un angle aigu par rapport à la pièce de connexion, il en résulte la possibilité avantageuse que par modification de la longueur de la pièce de connexion, la hauteur de châssis du véhicule peut être modifiée depuis le sol dans les deux directions. Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait qu'une pièce de connexion, qui peut avoir la forme d'un arbre ou d'une barre, est plus simple et moins coûteuse que le système appartenant à l'état de la technique, consistant a obtenir la liaison des roues par paires par l'intermédiaire d'une bascule par l'utilisation de couches de tôle en acier à ressort. D'autres formes de réalisation avantageuses et appropriées de la présente invention résulteront de la description détaillée qui va suivre, laquelle est faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un train de roulement d'un véhicule à chenilles; et - la figure 2 représente une forme de réalisa- tion à ressort d'une pièce de liaison pour accoupler deux roues. La figure 1 montre le train de roulement d'un véhicule qui est réalisé comme un véhicule à chenille. Les véhicules à chenille sont équipés d'une chaîne coulissante qui, en raison de sa grande surface d'appui, n'exerce qu'une très faible pression de sol allant jusqu'à 0,6 daN/cm2 et sont, de ce fait, particulièrement ap- propriés pour une utilisation sur des sols non comprimés. Ceci est le cas en particulier pour des véhicules de piste permettant d'établir des pistes de ski. Dans ces véhicules que la figure 1 montre comme exemple de réalisation, il s'agit toujours que les roues puissent exercer une charge de roue uniforme sur la chaîne coulissante. Ceci est toujours le cas avec un sol plat. Si par contre on parcourt un terrain cahotique, on constate que les roues placées à l'avant subissent un recul lorsque l'emplacement n'est pas uni, et ceci entraîne une charge sur la roue jumelle ou une charge sur une roue suivante lorsque, pour cette dernière, il n'y a pas un accouplement avec la roue placée à l'avant. Tandis que dans cette situation, les inconvénients qui surviennent peuvent être diminués par exemple au moyen d'un verrouillage du différentiel, on doit compenser par un mécanisme d'accouplement le roulement excessif compen- satoire de la charge de roue provoqué par le décrochement ou l'écroulement de la roue avant. Sur le châssis 1, on monte des bras oscillants 2a, 2b qui servent respectivement de support pour une roue 3a ou 3b. Vis-à-vis du plan horizontal passant par les milieux de roue 4a, 4b des roues 3a, 3b, la course des bras- oscillants 2a, 2b forme un angle aigu, et vis-à-vis de la pièce de liaison 6 qui accouple deux roues placées l'une derrière l'autre, ces angles aigus 5a, 5b sont en miroir l'un par rapport à l'autre dans la direction de marche. La pièce de liaison 6, qui est de la forme d'un arbre et qui entre en contact à peu près à la hauteur du milieu des roues 4a, 4b, intègre les deux roues 3a, 3b, qui en soi pourraient pivoter de façon quelconque à cause des bras oscillants 2a, 2b montés librement, pour former un système fixe. La pièce de liaison forme ainsi la base fixe inférieure d'un trapèze isocèle dynamique 7, tel que symbolisé par la surface en pointil- lés. La chaîne de chenilles 8 visible par ailleurs n'a aucune influence sur la compensation de la charge de roue résultant du dispositif, dans le cas d'un terrain ir- régulier. Ce qui est vrai, c'est que lorsque les roues exercent directement la transmission de force sur la chenille 8, celle-ci exécute le transfert des charges de roue dans le sens d'avancement d'un véhicule à chenille. En partant d'une pièce de liaison 6 non modifiable en longueur, chaque changement de l'angle 5a se transmet sur l'angle 5b disposé en miroir dans le sens d'une augmenta- tion ou d'une diminution de celui-ci. Si la roue 3a est soulevée, lorsqu'on négocie une irrégularité, la roue suivante 3b, en raison de la liaison rigide avec la roue précédente provoquée par la pièce de liaison, 'est retardée de telle manière que la pression de la roue avant 3a sur la chenille 8 ou autrement sur le plan de roulement ne diminue pas. Ceci serait cependant toujours le cas si les deux roues 3a, 3b présentaient une certaine élasticité indépen- damment l'une de l'autre. Ces phénomènes peuvent être facilement compris car chaque recul ou comportement élastique d'une roue amènerait directement une perte locale de pression de roue sur la partie de la chenille 8 qui est en contact. Ceci est également la raison pour laquelle, selon l'état de la technique, on met en jeu par contre une résistance sous la forme du système avec un ressort de barre de torsion, qui présente de graves inconvénients. Il n'est pas indispensable que la pièce de liaison 6 soit disposée dans le plan horizontal à peu près à la hauteur des milieux de roue 4a, 4b. Elle peut être décalée de ce plan sans difficulté; il est seulement important de renoncer autant que possible aux tringleries auxiliaires, car celles-ci augmentent le risque d'une transmission inappropriée. Si on abandonne le principe d'une transmis- sion symétrique de course entre la roue avant et la roue arrière 3a ou 3b, on doit considérer qu'un véhicule n'a pas qu'un seul sens de mouvement et c'est pourquoi, lors d'une transmission non symétrique, on doit tenir compte des conséquences de chaque changement de direction de marche. Fondamentalement, la liberté par rapport au sol, c'est-à- dire la hauteur du châssis, est une fonction de la longueur de la pièce de liaison 6: plus la pièce de liaison 6 est courte, plus les deux angles aigus 5a et 5b sont réduits. Tant que la pièce de liaison 6 est en contact à peu près à la hauteur des milieux de roue 4a, 4b, on doit considérer que les roues 3a, 3b présentent un axe ou un moyeu d'un diamètre déterminé et c'est pourquoi la pièce de liaison 6 ne peut accoupler les roues 3a, 3b qu'en dehors de l'épaississement respectif. La distance libre entre l'axe ou le moyeu des roues 3a et 3b et la pièce de liaison 6 est une mesure du basculement maximal possible des roues. Il est avantageux de disposer une butée neutre de manière que la pièce de liaison 6 présente, lors d'un écart extrême, encore une distance de sécurité par rapport à l'axe ou par rapport au moyeu des roues 3a, 3b. La figure 2 montre une variante de construction d'une pièce de liaison élastique. Elle est subdivisée en deux parties 6a, 6b. L'une des parties 6a porte à l'avant un manchon 9 qui permet la réception d'un ressort 10. En l'occurrence, l'élasticité désirée est obtenue par un ensemble de ressorts en forme de disque. Une vis 11, qui peut être serrée dans le manchon 10, constitue la pos- sibilité de déplacement d'une part par rapport à la tension préliminaire désirée du ressort 10 et, d'autre part, lorsque la force de ressort diminue, par rapport à la longueur de la pièce de liaison. On peut évidemment envisager un système dans lequel les deux fonctions peuvent être réglées indépendamment l'une de l'autre. Pour que les deux pièces de liaison 6a, 6b soient individuellement munies de ressorts, la pièce de liaison 6b comporte, du côté de l'extrémité, un épaulement 12 qui représente l'autre limite de tension du ressort 10. Dans une telle construction, on peut non seulement produire une tension préliminaire du ressort 10 selon une caractéristique élastique linéaire, mais encore on peut prévoir une caractéristique de ressort dégressive ou progressive, et sous ce rapport, on doit se référer au problème déjà mentionné qui survient lors d'une modification du sens de marche du véhicule. Une tension préliminaire est toujours fournie & l'endroit o doit avoir lieu une compensation directe des charges de roue jusqu'à une action dynamique déterminée. Avec une telle disposition, si la force en provenance des irrégularités augmente sur l'autre roue 3b, elle est absorbée par l'élasticité qui s'établit alors et il n'y a plus alors de réajustement des charges de roue pour ce segment de force. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour accoupler par paires des roues de circulation de véhicules tous terrains, les roues étant supportées individuellement en un point au-dessus du milieu des roues, caractérisé en ce qu'au moins deux roues (3a, 3b) placées l'une derrière l'autre se trouvent en liaison de travail l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'une pièce de connexion ou de liaison (6) qui accouple les supports (2a, 2b) des roues (3a, 3b). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports (2a, 2b) des roues (3a, 3b) sont en contact avec le châssis (1) du véhicule, les supports (2a, 2b) pouvant pivoter au point de montage sur le châssis (1) dans le plan du sens de la marche. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de connexion (6) est constituée en deux parties (6a, 6b) et présente des moyens (9, 10, 11) pour modifier sa longueur. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que dans la pièce de connexion (6), on incorpore des moyens élastiques (9, 10, 11, 12). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports (2a, 2b) font par rapport & la pièce de connexion (6) un angle aigu (5a, 5b). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les angles (5a, 5b) se présentent dans une position en miroir, dans le sens de marche du véhicule. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de connexion est un arbre.