Brevet FR2703970A1 — publié le 19941021

Structure de sous-châssis pour véhicule sur chemins de roulement, et véhicule équipé d'une telle structure La présente invention concerne, d'une manière générale, une structure de sous-châssis pour un véhicule sur chemins de roulement et, plus particulièrement, une structure de souschâssis perfectionnée permettant d'augmenter la résistance à l'usure de certains organes du sous-châssis. L'invention concerne également un véhicule sur chemins de roulement équipé d'une structure de sous-châssis de ce type. Les conceptions actuelles et antérieures des structures de sous-châssis destinées à des véhicules sur chemins de roulement font appel à des pratiques de conception et de fabrication qui supposent que les ensembles formant chemins de roulement gauche et droit individuels soient parallèles entre eux. Des tolérances de fabrication et de montage étroites permettent de faire en sorte que les ensembles formant chemins de roulement gauche et droit soient maintenus parallèles. Cette façon de faire est motivée par la croyance qu'une usure excessive des organes de guidage des chemins de roulement se produit si les ensembles formant chemins de roulement ne sont pas maintenus dans une relation parallèle. Toutefois, lorsque les ensembles formant chemins de roulement gauche et droit sont maintenus parallèles, les maillons de chemins de roulement appuient contre les bandes de roulement des galets de chemin de roulement associés au niveau d'un emplacement bien précis. Au fur et à mesure que les surfaces d'accouplement des maillons et des galets s'usent, les surfaces de contact adoptent des profils d'usure qui correspondent exactement l'un à l'autre. Par conséquent, un fonctionnement prolongé de la structure de sous-châssis mobile entraîne une usure le long de la totalité des surfaces de contact des maillons et des galets. La présente invention a pour but de remédier à l'un au moins des problèmes évoqués ci-dessus. Selon un premier aspect de l'invention, il est proposé un véhicule sur chemins de roulement équipé d'une structure de sous-châssis comprenant des premier et second ensembles formant châssis de roulement espacés l'un de l'autre, un arbre de pivotement qui s'étend entre les ensembles formant châssis de roulement et qui est relié à ceux-ci, et une barre d'équilibrage qui s'étend entre les ensembles formant châssis de roulement en étant supportée par ces derniers. Les premier et second ensembles formant châssis de roulement sont disposés par rapport à l'arbre de pivotement et à la barre d'équilibrage de manière à être sensiblement non parallèle entre eux. L'usure rapide des organes de sous-châssis mobiles des véhicules sur chemins de roulement à chenilles constitue la préoccupation principale des propriétaires et des opérateurs de ces véhicules. De nombreux dispositifs différents ont été proposés et essayés afin de prolonger la durée de vie dés organes de sous-châssis mobiles. Ces dispositifs comprennent différents types d'organes de protection et de boucliers, différents types de bandes de roulement de galets remplaçables, et l'utilisation de matériaux durs noyés dans les bandes de roulement des galets et les surfaces des maillons. Bien que certains de ces dispositifs aient connu un succès limité, la plupart se sont avérés impraticables ou trop onéreux. Selon un second aspect de la présente invention, il est proposé une structure de sous-châssis pour un véhicule sur chemins de roulement, qui permet de prolonger la durée de vie à l'usure de certains organes mobiles. Ceci s'effectue en faisant en sorte que les surfaces d'usure conjuguées des organes mobiles présentent plus d'une seule trajectoire d'usure pendant un fonctionnement du véhicule et de la structure de sous-châssis. Ce qui précède ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation latérale schématique d'un véhicule sur chemins de roulement comportant la présente invention; - la figure 2 est une vue en plan schématique d'un mode de réalisation préféré d'un ensemble formant sous-châssis conforme à l'invention; - la figure 3 est une vue en élévation latérale schématique réalisée d'une manière générale suivant les lignes 3-3 de la figure 2; - la figure 4 est une vue en élévation frontale schématique réalisée d'une manière générale suivant les lignes 4-4 de la figure 2; - la figure 5 est une vue en plan schématique d'un mode de réalisation proposé à titre de variante d'un sous-châssis conforme à la présente invention; - la figure 6 est une vue en élévation latérale schématique réalisée d'une manière générale suivant les lignes 6-6 de la figure 5; - la figure 7 est une vue en élévation frontale schématique réalisée d'une manière générale suivant les lignes 7-7 de la figure 5; la figure 8 est une vue en élévation frontale schématique, partiellement en coupe, d'un galet de chemin de roulement et de maillons de chemin de roulement associés, montrant une configuration d'usure d'une structure de sous- châssis de l'art antérieur; et - la figure 9 est une vue en élévation frontale schématique, partiellement en coupe, semblable à celle de la figure 8, d'un galet de chemin de roulement et de maillons de chemin de roulement associés, montrant une configuration d'usure d'une structure de sous-châssis conforme à la présente invention. En référence aux dessins, un véhicule sur chemins de roulement 10 comporte une structure de sous-châssis 12 comprenant des premier et second ensembles formant châssis de roulement 14,16 espacés l'un de l'autre, un arbre de pivotement 18, et une barre d'équilibrage 20. Chacun des premier et second ensembles formant châssis de roulement comprend des première et seconde roues libres 22,24 et plusieurs galets de guidage 26. Une roue dentée motrice 28 est positionnée de chaque côté du véhicule 10 et entraînée dans des directions avant et arrière par le véhicule 10. Un ensemble formant chaîne de chemin de roulement sans fin 30 entoure chacun des éléments comprenant la roue dentée motrice 28, les première et seconde roues libres 22,24, et les galets 26. L'ensemble formant chaîne de chemin de roulement 30 comprend plusieurs maillons de chemin de roulement en métal 32 reliés entre eux et plusieurs patins de chemin de roulement 34 fixes aux maillons de chemin de roulement 32. Les galets de guidage 26 guident les maillons de chemin de roulement 32 lorsque l'ensemble formant chaîne de chemin de roulement 30 est entraîné par la roue dentée motrice 28. En référence notamment aux figures 1 à 4, le premier ensemble formant châssis de roulement 14 possède un premier perçage de réception d'arbre 36, une première partie de support 38, et une première ligne centrale axiale 40. Le second ensemble formant châssis de roulement 16 possède un second perçage de réception d'arbre 42, une seconde partie de support 44, et une seconde ligne centrale axiale 46. L'arbre de pivotement 18 s'étend entre les premier et second ensembles formant châssis de roulement et possède des première et seconde parties d'extrémité 48,50 adaptées pour être respectivement positionnées dans les premier et second perçages 36,42. L'arbre de pivotement 18 est maintenu par les perçages 36,42 et relié aux premier et second ensembles formant châssis de roulement 14,16 par des première et seconde plaques de retenue 52,54, ou par d'autres moyens appropriés. Il est prévu un ou plusieurs roulements 55 positionnés à l'intérieur des premier et second perçages 36,42 pour permettre une oscillation de l'arbre de pivotement 18 par rapport aux premier et second ensembles formant châssis de roulement 14,16. La barre d'équilibrage 29 qui s'étend entre les premier et second ensembles formant châssis de roulement possède un axe central 56 qui s'étend longitudinalement et des première et seconde parties d'extrémité 58,60 qui sont supportées par les première et seconde parties de support 38,44 et reliées à celles-ci. Des première et seconde goupilles de retenue 62,64, ou d'autres moyens appropriés, relient respectivement les parties d'extrémité 58,60 aux parties de support 38,44. La longueur totale "L" de la barre d'équilibrage 20 entre les goupilles de retenue 62,64 peut être modifiée pour que la première ligne centrale axiale longitudinale 40 soit sensiblement non parallèle à la seconde ligne centrale axiale longitudinale 46. Une augmentation de la longueur "L" de la barre d'équilibrage 20 va entraîner une "divergence" de la structure de sous-châssis 12. En cas de "divergence", la distance "D" entre le premier ensemble formant châssis de roulement 14 et le second ensemble formant châssis de roulement 16 au niveau de la position de la barre d'équilibrage est supérieure à la distance "d" entre le premier ensemble formant châssis de roulement 14 et le second ensemble formant châssis de roulement 16 au niveau de la position de l'arbre de pivotement. Une diminution de la longueur "L" de la barre d'équilibrage 20 va entraîner une "convergence" de la structure de sous-châssis 12. En cas de "convergence", la distance "D" est inférieure à la distance "d". Dans l'un ou l'autre cas de "divergence" et de "convergence", l'axe central 56 qui s'étend longitudinalement de la barre d'équilibrage 20 n'est pas parallèle aux première et seconde lignes centrales axiales 40,46. Le non parallélisme de la première ligne centrale axiale par rapport à la seconde ligne centrale axiale 46 peut se situer à l'intérieur de la plage de 0,1 à 5,0 degrés. De préférence, ce non parallélisme se situe dans la plage de 0,1 à 1,0 degré. Le non parallélisme de l'axe central 56 qui s'étend longitudinalement par rapport à la première ligne centrale axiale 40 est sensiblement égal au non parallélisme entre l'axe central 56 et la seconde ligne centrale axiale 46. Ce non parallélisme peut se situer dans la plage de 0,05 à 2,5 degrés, et de préférence dans la plage de 0,05 à 0,5 degré. En se référant aux figures 5,6, et 7 en particulier, on peut voir un mode de réalisation d'une structure de sous- châssis proposé à titre de variante. Les éléments semblables à ceux du mode de réalisation précédent sont identifiés par les mêmes numéros de référence suivis d'un symbole prime. Dans ce mode de réalisation, la barre d'équilibrage 20' n'est pas fixée rigidement aux premier et second ensembles formant châssis de roulement 14',16', mais est en appui verticalement sur ces ensembles formant châssis de roulement 14',16'. Des premier et second tirants diagonaux 70,72 relient respectivement d'une manière rigide les premier et second ensembles formant châssis de roulement 14',16' à l'arbre de pivotement 18'. Chacun des tirants diagonaux 70,72 comprend un roulement 74, les premier et second ensembles formant châssis de roulement 14',16' comportant respectivement des perçages 36',42' qui logent les roulements 55'. Chaque roulement 55' possède un axe 76 sensiblement non perpendiculaire aux première et seconde lignes centrales axiales longitudinales 40' et 46'. L'angle "A" formé entre l'axe 76 et les lignes centrales axiales 40',46' peut être modifié pour faire varier le degré de non parallélisme de la première ligne centrale axiale 40' par rapport à la seconde ligne centrale axiale 46'. Si un angle "A" est supérieur à 90 degrés, la structure de sous-châssis 12' présentera une "divergence", et si l'angle "A" est inférieur à 90 degrés, la structure de sous-châssis 12' présentera une "convergence". En se référant aux figures 8 et 9 en particulier, on peut voir des configurations d'usure entre les galets 26 et les maillons de chemin de roulement 32. La figure 8 montre une configuration d'usure caractéristique d'une structure de sous-châssis de l'art antérieur dans laquelle les ensembles formant châssis de roulement sont maintenus sensiblement parallèles entre eux. Cette configuration d'usure montre que l'usure se produit sensiblement le long de la totalité de la largeur des galets et des maillons. La figure 9 montre une configuration d'usure caractéristique entre un galet 26 et un maillon 32 d'une structure de sous-châssis 12 conforme à la présente invention. Cette configuration d'usure laisse apparaître une usure entre le galet 26 et le maillon 32 dans la première zone de contact 78, usure qui est produite, par exemple, lorsque la machine se déplace dans une direction orientée vers l'avant. Lorsque la machine est actionnée dans une direction orientée vers l'arrière, le non parallélisme des ensembles formant châssis de roulement 14,16 et, par conséquent, des ensembles formant chaînes de chemins de roulement 30 repousse les galets 26 contre les côtés opposés des maillons 32. Une usure se produit alors entre les galets 26 et les maillons 32 dans la seconde zone de contact 80. Du fait que l'usure des surfaces de contact entre les galets 26 et les maillons 32 confère à celles-ci des profils concave et convexe, les surfaces d'usure ne vont plus coïncider à 100 % lorsque les maillons 32 vont aller et venir dans les galets 26. Ceci va se traduire par des zones de contact 78,80 séparées pour les fonctionnements en marche avant et en marche arrière du véhicule 10, d'o finalement une durée de vie plus longue des galets 26 et des maillons 32. La résistance à l'usure est encore améliorée si, à l'origine, les galets 26 sont fabriqués pour présenter un profil concave 82, et les maillons 32 pour présenter un profil convexe 84. Les conceptions actuelles des galets et des maillons utilisent des surfaces de contact (cylindriques) planes. En référence aux dessins et à la description détaillée qui précède, la structure de sous-châssis 12 de la présente invention pour véhicule sur chemins de roulement est particulièrement utile pour augmenter la résistance à l'usure de certains organes du sous-châssis. Grâce à la "convergence" ou à la "divergence" des ensembles formant châssis de roulement 14,16, les maillons 32 des chemins de roulement viennent en contact avec les galets 26 au niveau des parties gauches ou droites lorsque le véhicule 10 se déplace dans une direction avant. Lorsque le véhicule change de direction pour se déplacer en marche arrière, le non parallélisme de la structure de sous-châssis 12 repousse les maillons 32 vers le côté opposé des galets 26 dans une zone d'usure séparée entre les maillons 32 et les galets 26. Le mouvement de vaet-vient des maillons 32 dans les galets 26 lorsque le véhicule change de direction crée au moins deux zones d'usure séparées et distinctes entre les maillons 32 et les galets 26. Ceci a pour effet d'augmenter la résistance à l'usure de ces organes de sous-châssis, même si la pression de contact entre les galets 26 et les maillons 32 et susceptible d'être supérieure. Des tests réalisés préalablement ont démontré qu'il n'existe pas de relation linéaire entre la pression de contact et la vitesse d'usure. Bien que la description précédente ait porté sur des modes de réalisation préférés de la présente invention, il est bien entendu que celle-ci n'est pas limitée aux exemples particuliers décrits et illustrés ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Véhicule sur chemins de roulement équipé d'une structure de souschâssis (12) comprenant des premier et second ensembles formant châssis de roulement (14,16) espacés l'un de l'autre; un arbre de pivotement (18) qui s'étend entre les premier et second ensembles formant châssis de roulement (14,16) et qui est relié à ceux-ci; et une barre d'équilibrage (20) qui s'étend entre les premier et second ensembles formant châssis de roulement (14,16) en étant supportée par ces derniers; caractérisé en ce que le premier ensemble formant châssis de roulement (14) possède une première ligne centrale axiale longitudinale (40), et en ce que le second ensemble formant châssis de roulement (16) possède une seconde ligne centrale axiale longitudinale (46), la première ligne centrale axiale longitudinale (40) étant sensiblement non parallèle à la seconde ligne centrale axiale longitudinale (46). 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le non parallélisme de la première ligne centrale axiale longitudinale (40) par rapport à la seconde ligne centrale axiale longitudinale (46) se situe dans la plage de 0,1 à 5,0 degrés. 3. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le non parallélisme de la première ligne centrale axiale longitudinale (40) par rapport à la seconde ligne centrale axiale longitudinale (46) se situe dans la plage de 0,1 à 1,0 degré. 4. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance "D" entre le premier ensemble formant châssis de roulement (14) et le second ensemble formant châssis de roulement (16) au niveau de la position de la barre d'équilibrage (20) est supérieure à la distance "d" entre le premier ensemble formant châssis de roulement (14) et le second ensemble formant châssis de roulement (16) au niveau de la position de l'arbre de pivotement (18). 5. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance"D" entre le premier ensemble formant châssis de roulement (14) et le second ensemble formant châssis de roulement (16) au niveau de la position de la barre d'équilibrage (20) est inférieure à la distance "d" entre le premier ensemble formant châssis de roulement (14) et le second ensemble formant châssis de roulement (16) au niveau de la position de l'arbre de pivotement (18). 6. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des premier et second ensembles formant châssis de roulement (14',16') comprend un perçage (36',42') et un roulement (55') reçu à l'intérieur du perçage (36',42'), l'arbre de pivotement (18') étant adapté pour être reçu à l'intérieur du perçage (36',42') et du roulement (55'), roulement (55') qui possède un axe (76) sensiblement non perpendiculaire aux première et seconde lignes centrales axiales longitudinales (40',46'). 7. Structure de sous-châssis pour un véhicule sur chemins de roulement (10), caractérisée en ce qu'elle comprend un premier ensemble formant châssis de roulement (14) pourvu d'un premier perçage de réception d'arbre (36), d'une première partie de support (38) et d'une première ligne centrale axiale (40); un second ensemble formant châssis de roulement (16) pourvu d'un second perçage de réception d'arbre (42), d'une seconde partie de support (44), et d'une seconde ligne centrale axiale (46); le second ensemble formant chassis de roulement (16) étant espacé du premier ensemble formant châssis de roulement (14); un arbre de pivotement comportant des première et seconde parties d'extrémité (48,50) respectivement positionnées dans les premier et second perçages (36,42) et reliées aux premier et second ensembles formant châssis de roulement (14,16) respectifs; une barre d'équilibrage (20) pourvue d'un axe central (56) qui s'étend longitudinalement et de première et seconde parties d'extrémité (58,60) supportées par les première et seconde parties de support (38,44) respectives, l'axe central (56) étant sensiblement non parallèle aux première et seconde lignes centrales axiales (40,46). 8. Structure de sous-chassis selon la revendication 7, là caractérisée en ce que le non parallélisme de l'axe central (56) par rapport à la première ligne centrale axiale (40) se situe dans la plage de 0,05 à 2,5 degrés et est sensiblement égal au non parallélisme de l'axe central (56) par rapport à la seconde ligne centrale axiale (46). 9. Structure de sous-châssis selon la revendication 7, caractérisée en ce que le non parallélisme de l'axe central (56) par rapport à la première ligne centrale axiale (40) se situe dans la plaque de 0,05 à 0,5 degré et est sensiblement égal au non parallélisme de l'axe central (56) par rapport à la seconde ligne centrale axiale (46). 10. Structure de sous-châssis selon la revendication 7, caractérisée en ce que la distance "D" entre le premier ensemble formant châssis de roulement (14) et le second ensemble formant châssis de roulement (16) au niveau de la position de la barre d'équilibrage (20) est supérieure à la distance "d" entre le premier ensemble formant châssis de roulement (14) et le second ensemble formant châssis de roulement (16) au niveau de la position de l'arbre de pivotement (18). 11. Structure de sous-châssis selon la revendication 7, caractérisée en ce que la distance "D" entre le premier ensemble formant châssis de roulement (14) et le second ensemble formant châssis de roulement (16) au niveau de la position de la barre d'équilibrage (20) est inférieure à la distance "d" entre le premier ensemble formant châssis de roulement (14) et le second ensemble formant châssis de roulement (16) au niveau de la position de l'arbre de pivotement (18). 12. Structure de sous-châssis selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs galets (26) et plusieurs maillons de chemin de roulement (32), les galets (26) étant associés aux premier et second ensembles formant châssis de roulement (14,16), et chacun des galets (26) possédant une partie formant bande de roulement qui présente un profil concave (82), tandis que chacun des maillons de chemin de roulement (32) possède une surface de roulement qui présente un profil convexe (84), les surfaces de roulement étant adaptées pour venir en contact avec les parties formant bandes de roulement. 13. Structure de sous-châssis selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs galets (26) associés aux premier et second ensembles formant châssis de roulement (14,16), chacun des galets (26) possédant une partie formant chemin de roulement qui présente un profil concave (82). 14. Structure de sous-châssis selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs maillons de chemin de roulement (32), chaque maillon de chemin de roulement possédant une surface de roulement qui présente un profil convexe (84).