Brevet FR2715369A1 — publié le 19950728

L'invention se rapporte à un limiteur de déport latéral avec réalignement pour un ensemble de roulage directeur d'un véhicule simple ou composite, c'est-à-dire formé de plusieurs voitures articulées entre elles. On connaît des systèmes directionnels à conduite automatique mettant en oeuvre un bras pivotant de guidage sur lesquels la présente invention trouve application. Cependant, l'application de l'invention ne se limite pas à un essieu directeur associé à un ensemble directionnel avec autoguidage, mais s'étend à toutes les utilisations d'un indicateur directionnel avec un organe de liaison de longueur variable et rappel au centre. Un ensemble directionnel utilisable en coopération avec la présente invention est décrit dans la demande de brevet française ne 9306491 déposée le 26 mai 1993 par la société LOHR INDUSTRIE, c'est-à-dire le même déposant. Cet ensemble directionnel d'un vehicule routier le long d'un rail a pour but de guider les véhicules urbains de transport en commun pour notamment diminuer la largeur des voies ou couloirs réservés à la circulation de ces véhicules et rendre moins fatigante la conduite du véhicule. L'ensemble directionnel décrit est constitué d'un bras pivotant et escamotable, installé à l'avant du véhicule. Le bras se termine à l'avant par une tête constituée de deux galets inclinés l'un vers l'autre enserrant le rail directeur pour une conduite automatique pilotée à partir des mouvements du bras. Un tel système donne satisfaction au plan technique et remplit les conditions de sécurité dans les principales configurations de roulage. Cependant, même sur un plan de chaussée bien horizontal, un dérapage, par exemple par blocage d'une roue ou éclatement d'un pneu, ou un glissement latéral par temps de verglas ne sont pas à exclure. Qu'il s'agisse alors des roues avant, intermédiaires ou arrière d'une rame, le dérapage se traduit par un déport latéral incontrôlable provoquant un désalignement d'une ou de plusieurs voitures de la rame. En configuration de conduite autoguidée, un faible désalignement sera rapidement suivi d'un contrebraquage destiné à réaligner le véhicule. Or, il existe des situations ou des configurations de fort désalignement que le simple contre-braquage autorisé par l'ensemble d'autoguidage ne pourra rétablir dans l'état initial d'alignement. La présente invention a pour but de fournir un limiteur de déport latéral pour véhicules routiers qui présente une fonction de réalignement du véhicule dans sa précédente direction d'avance et ceci progressivement et sans à-coups sous la forme d'un dispositif amortisseur-limiteur monté articulé directement ou indirectement entre un point fixe du châssis et un indicateur directionnel assujetti à une ligne directrice. De façon générale, la limitation du déport latéral permet de maîtriser et donc de diminuer l'emprise au sol prévue pour le véhicule en cours de déplacement. Ainsi, le gabarit cinématique du véhicule peut être garanti. De plus, le limiteur de déport latéral permet d'éviter à l'ensemble d'autoguidage d'arriver brutalement en butée et de provoquer des à-coups directionnels intempestifs et le cas échéant des mouvements d'avance en oblique ou tout au moins des désalignements quelquefois difficiles à récupérer. On évite ainsi les déports brusques et on amortit les déplacements latéraux pour le confort des passagers. Les caractéristiques techniques et d'autres avantages de l'invention sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence aux dessins accompagnants dans lesquels la figure 1 est une vue générale schématique en prespective d'un exemple d'utilisation sur essieu directeur avec rond d'avant-train, la figure 2 est une vue en perspective montrant le limiteur dans l'environnement d'un ensemble direc tionnel avec guidage automatique, les figures 3, 4 et 5 sont des schémas hydrauliques du dispositif amortisseur-limiteur illustrant son fonctionnement respectivement en position sortie, médiane et rentrée de sa tige. Tout déport latéral se traduit par une déviation par rapport à la trajectoire à suivre imposée par la direction d'une ligne directrice, rail de guidage ou autre, et donc par une déviation d'un indicateur directionnel, par exemple un bras pivotant directionnel par rapport à la direction générale de la ligne directrice telle que se présentant sous les roues du véhicule. La présente invention procède de l'idée générale inventive qui consiste à relier directement ou indirectement l'indicateur directionnel au châssis à travers un organe de liaison extensible et rétractable à rappel au centre présentant une résistance fonction de la vitesse du déplacement de désalignement. Avant de débuter la description des moyens généraux et particuliers et des variantes, on rappelle que l'invention est indépendante du caractère directeur de l'essieu ou de l'ensemble directionnel associé au voisinage duquel elle peut être prévue. L'invention trouve donc application sur tout ensemble de roulage, c'est-à-dire tout ensemble de roulage avant, arrière ou intermédiaire d'un véhicule routier simple ou formé de plusieurs voitures articulées comme sur un bus articulé ou sur une rame de trolleybus. Pour cette raison, on décrira d'abord les moyens de base de l'invention et ensuite plusieurs exemples d'application sur des ensembles de roulage à conduite manuelle ou automatique. On comprendra que l'expression "ensemble de roulage" englobe aussi bien la notion d'essieu que celle de roues indépendantes. Le limiteur selon l'invention est formé de façon générale par l'association d'un dispositif amortisseur-limiteur avec un indicateur directionnel quelconque assujetti à se déplacer le long d'une ligne directrice, indicateur relié mécaniquement à une extrémité du dispositif amortisseur-limiteur directement ou par une liaison mécanique quelconque, l'autre extrémité de ce dispositif amortisseur-limiteur étant articulée au châssis du véhicule. L'invention se particularise par l'utilisation d'un élément de référence directionnelle, par exemple un bras pivotant dont l'extrémité avant est assujettie à suivre une ligne directrice, par exemple un rail de guidage, et dont l'extrémité arrière est reliée de façon articulée à un ensemble de roulage. Cet élément de référence directionnelle est associé à un organe de liaison de longueur variable avec rappel au centre, dans lequel la résistance à la modification de longueur varie en fonction de la vitesse du déplacement de désalignement. Cet organe est relié d'une part de façon articulée à une structure fixe du châssis et d'autre part directement ou indirectement à l'élément de référence directionnelle. Cet organe de liaison qui asure des fonctions d'amortissement et de limitation du déport latéral sera appelé ci-après dispositif amortisseur-limiteur. Sans pour autant se limiter, on préférera pour le dispositif amortisseur-limiteur, un organe de liaison du type hydromécanique à double effet et à fonction de ressort avec rappel au centre et caractéristiques de raideur en extension ou en rétraction prédéterminées et variables en fonction de la vitesse de la force de désalignement appliquée. Il sera décrit en détail ci-après. On décrira maintenant les cas particuliers du limiteur de déport latéral avec réalignement selon l'invention appliqué à différents types d'ensembles de roulage, complété ou non d'un système directionnel autoguidé en référence aux deux figures illustratives. Le limiteur de déport latéral peut s'appliquer à un essieu directionnel comme il est représenté à titre d'exemple sur la figure 1. Sur cette figure, l'ensemble de roulage comprend un essieu directionnel 1 du type à rond 2 d'avant-train articulé au châssis 3 par un rond par exemple à billes, rond porté par un support mobile 4 solidaire de l'essieu directionnel 1. Sur ce support mobile 4 est articulé par une articulation de pivotement 5 un bras directionnel 6, par exemple du type à tête de guidage 7 équipée de galets, pour suivre une ligne directrice matérialisée par un rail de guidage 8. Un dispositif amortisseur-limiteur 9 est monté articulé entre un point quelconque 10 du support mobile 4 et un point fixe 11 du châssis 3. Peu importe l'endroit exact des points d'articulation du dispositif amortisseur-limiteur 9 avec le châssis 3 et le support mobile 4. Le dispositif amortisseur-limiteur constitue selon l'invention l'organe fonctionnel de liaison entre deux structures mobiles les unes par rapport aux autres, dont le châssis du véhicule à limiter en déports latéraux et l'indicateur de référence directionnelle. En se référant à la variante représentée sur la figure 2, le limiteur selon l'invention comprend essentiellement un élément de référence directionnelle sous la forme d'un bras de guidage 12 relevable monté articulé sur un élément d'extrémité 13 du châssis situé à l'avant et/ou à l'arrière, d'un véhicule routier dont seuls les éléments importants pour l'invention sont représentés. Ce bras directionnel 12 comporte en extrémité avant une tête de guidage 14 destinée à suivre une ligne directrice, matérialisée de préférence sous la forme d'un rail 15 rapporté sur la chaussée ou en fond de gorge ou d'un caniveau 16 ménagé dans la chaussée. Plus particulièrement, le bras de guidage 12 est monté articulé à la structure d'extrémité avant 13 du châssis par une articulation du type à la cardan formée d'un pivot central de direction 17 comprenant un pivot de guidage et un pivot de basculement à axes croisés. Le bras consiste de préférence en une structure articulée en cadre déformable sous l'effet d'un vérin d'actionnement 18. Ce cadre articulé est relié et supporté par le bloc de pivotement à l'aide de deux articulations à hauteur constante. Ce bras de guidage est destiné à commander le train directeur avant, par exemple à roues indépendantes, 19,20, du véhicule routier par l'intermédiaire de ses variations de positions angulaires. A cet effet, il agit au niveau du pivot central de direction. Le train avant directeur à roues indépendantes est commandé en mode manuel par un volant 21 de direction actionné par le conducteur ou en mode d'autoguidage par le bras de guidage 12 suivant la forme du parcours imposée par le rail de guidage 15. Sur cette figure sont représentés les organes classiques du système de direction, à savoir le volant 21 monté sur une colonne de direction 22 aboutissant à un boîtier d'assistance de direction 23 par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle. La sortie du boîtier de direction 23 est reliée par un ensemble levier-bielle de direction au pivot central de direction 17. Le pivot de direction 17 comporte une pièce commune de renvoi 24 à deux branches latérales 25 et 26. Un dispositif amortisseur-limiteur 27 est monté articulé entre un point fixe 28 du châssis et l'extrémité de la branche 26. Les liaisons articulées du bras de commande provenant du volant et du dispositif amortisseurlimiteur sont jumelées mécaniquement de part et d'autre du pivot central de direction par les deux branches de la pièce de renvoi 24. Sous l'effet des commandes manuelle ou d'autoguidage, ou du dispositif amortisseur-limiteur, le pivot central 17 actionne simultanément par un secteur 29 une bielle de commande roue gauche 30 et une bielle de commande roue droite 31. A titre de variante pour le limiteur à bras directionnel pivotant, on peut imaginer que la réalisation décrite ci-dessus est placée à l'arrière d'un véhicule à plusieurs voitures articulées entre elles par des articulations intermédiaires portées chacune par un châssis intermédiaire. Le bras directionnel est basculant en relevage et pivotant en direction sur un centre d'articulation dont le pivot directionnel est solidaire d'une pièce de renvoi sur laquelle sont regroupées les bielles de commande des roues droite et gauche et une bielle de commande de direction qui renvoie et applique la commande de direction provenant de l'articulation intermédiaire la plus proche. Le dispositif amortisseur-limiteur est monté entre un point fixe du châssis et la pièce de renvoi sur le côté opposé à celui sur lequel est articulée l'extrémité de la bielle de commande de direction. Selon une autre variante non représentée, le bras directionnel est monté basculant par pivotement sur une pièce directionnelle qui est le châssis d'un module intermédiaire portant un essieu intermédiaire. Le dispositif amortisseur-limiteur correspondant est monté articulé entre un point de ce châssis intermédiaire et un point du châssis du module adJacent. Cette variante constitue la même combinaison de moyens proches et équivalents à ceux décrits cidessus. Le dispositif amortisseur-limiteur se caractérise sous la forme d'une bielle télescopique à corps cylindrique 30 renfermant deux chambres successives 31 et 32 séparées par un passage 33, qui sont reliées entre elles à l'extérieur par une boucle 34 formée de deux branches 35 et 36 réunies entre elles et en communication par une dérivation 37 avec une réserve de pression d'un liquide contenu dans un accumulateur 38, par exemple à membrane et à pression d'azote. Sur la dérivation 37 se greffe près de l'entrée de l'accumulateur un circuit annexe d'alimentation pour le gonflage éventuel de l'accumulateur comprenant une alimentation par une vanne 39 commandée par un manocontact 40. Cette branche de dérivation comporte un étrangleur 41 réglable court-circuit ou non par une dérivation calibrée. Dans le corps du dispositif coulisse une tige 42 qui le traverse presque entièrement. Cette tige porte un piston coulissant 43 libre dans la première chambre monté coulissant sur la tige et retenu par une surface de butée conformée dans la face arrière de la tête de tige 44. Cette tête 44 traverse à la manière d'un piston le passage 33 entre les deux chambres du dispositif hydromécanique. La face frontale de cette tête vient travailler en butée sur un piston libre 45 se déplaçant dans la deuxième chambre 32. La tige coulissante travaille donc sur toute la course du corps du dispositif hydromécanique L'extrémité de la tige 42 et l'extrémité opposée du corps 30 présentent chacune un anneau de montage à pivotement 46 et 47. Ce dispositif hydromécanique a pour premier but de limiter les déports latéraux et d'amortir les efforts sur le bras de guidage dans un sens comme dans l'autre pour éviter des écarts latéraux importants qui engendreraient des secousses et des à-coups par des excursions en butée latérale du bras d'autoguidage. I1 a comme deuxième but important de créer un point milieu pour une parfaite remise en ligne du véhicule. La position médiane de la tige est sa position normale dans le cas d'un alignement. C'est la position dans laquelle elle tend à revenir de par sa fonction générale d'organe hydromécanique à rappel au centre. Le circuit hydraulique d'amortissement du dispositif hydromécanique amortisseur-limiteur rendra celui-ci d'autant plus dur que la vitesse de déviation latérale, c'est-à-dire le mouvement de la tige, sera brutale dans un sens comme dans l'autre en raison de la limitation du débit provenant de l'étrangleur. I1 agit donc comme un frein qui augmente sa résistance progressivement avec la vitesse d'évolution de la force appliquée. REVENDICATIONS 1. Limiteur de mouvements en déport latéral avec réalignement pour un ensemble de roulage appliqué à un véhicule, notamment du type articulé, caractérisé en ce qu'il se compose d'un dispositif amortisseurlimiteur monté de façon articulée entre un point du châssis et une pièce intermédiaire sur laquelle est articulé en basculement un élément de référence directionnelle assujetti en direction et appartenant à un ensemble de roulage. 2. Limiteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément de référence directionnelle est confondu avec la pièce intermédiaire. 3. Limiteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif amortisseurlimiteur est un organe de liaison dont la résistance à la variation de longueur est fonction de la vitesse d'évolution de la force latérale de désalignement appliquée. 4. Limiteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif amortisseurlimiteur est un organe hydromécanique. 5. Limiteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de référence directionnelle est un bras pivotant directionnel. 6. Limiteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité du bras pivotant directionnel est assujettie à suivre un rail de guidage. 7. Limiteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras directionnel est le bras directionnel d'un ensemble d'autoguidage d'une direction automatique d'un véhicule utilitaire. 8. Limiteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule utilitaire est un véhicule de transport en commun. 9. Limiteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras directionnel et le dispositif amortisseur-limiteur sont associés à un essieu directeur. 10. Limiteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras directionnel et le dispositif amortisseur-limiteur sont associés à un essieu non directeur. 11. Limiteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire est la pièce de commande des bielles de direction. 12. Limiteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pièce de commande des bielles de direction est reliée à une bielle de commande de direction. 13. Limiteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la bielle de commande de direction est reliée à une articulation extérieure à l'ensemble de roulage commandé. 14. Limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bras directionnel et le dispositif amortisseur-limiteur sont associés à un essieu intermédiaire porté par un châssis intermédiaire d'un module entre deux voitures successives d'un véhicule articulé. 15. Limiteur selon les revendications 1 et 14 caractérisé en ce que le bras directionnel est monté en basculement sur le châssis intermédiaire et en ce que la pièce intermédiaire sur laquelle est articulé le bras directionnel est le châssis intermédiaire. 16. Limiteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe hydromécanique, présente deux chambres, une tige coulissante, un piston propre à chaque chambre, et en ce que les chambres sont reliées entre elles par une boucle extérieure à deux branches, elle-même raccordée à un accumulateur à travers un bloc étrangleur. 17. Limiteur selon la revendication 16 caractérisé en ce que l'organe hydromécanique est du type bielle télescopique. 18. Limiteur selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'étrangleur présente des caractéristiques différentes dans un sens et dans l'autre. 19. Limiteur selon la revendication 16, caractérisé en ce que des clapets spéciaux sont prévus dans chaque branche pour le blocage en mouvement de débattement.