Brevet FR2818606A1 — publié le 20020628

Dispositif à chenille pour circulation en terrain accidenté L'invention se rapporte à un dispositif à chenille convenant à une circulation en terrain accidenté. On connaît déjà des dispositifs à chenille qui comprennent un bâti longitudinal, généralement en forme de poutre, propre à être monté sur un châssis d'un véhicule et supportant deux roues principales, parfois appelées aussi roues d'extrémité, et des roues de support autour desquelles s'enroule la chenille. De tels dispositifs sont utilisés avantageusement dans les véhicules tout terrain, tels que les engins agricoles, viticoles et ostréicoles, ou encore les engins de travaux publics et forestiers. De tels véhicules sont équipés généralement de deux dispositifs à chenille, montés respectivement du côté droit et du côté gauche du châssis du véhicule. Dans les dispositifs à chenille connus jusqu'à présent, le bâti longitudinal qui supporte les roues principales et les roues de support est réalisé sous la forme d'une poutre monobloc, dont l'une des extrémités (le plus souvent l'extrémité postérieure) est articulée au châssis, tandis que l'autre extrémité (le plus souvent l'extrémité antérieure) est reliée au châssis par l'intermédiaire d'un organe de suspension. La poutre peut ainsi osciller par rapport au châssis suivant un intervalle angulaire limité, ce qui lui permet de suivre le profil du terrain sur lequel se déplace le véhicule. Habituellement, les dispositifs à chenille, situés respectivement du côté droit et du côté gauche du châssis, peuvent osciller indépendamment l'un de l'autre par rapport au châssis. Dans ces dispositifs connus, l'une des roues principales, généralement celle située vers l'avant du bâti, constitue une roue de tension, qui est non motrice, tandis que l'autre roue principale, généralement celle située vers l'arrière de la poutre, constitue une roue motrice. Dans certains cas, l'axe de la roue motrice peut coïncider avec l'axe de pivotement ou d'oscillation de la poutre. Dans ces dispositifs connus, la chenille proprement dite est constituée d'une bande sans fin qui peut être formée à partir d'éléments métalliques, encore appelées tuiles, articulés entre eux, ou être réalisée sous la forme d'une bande souple sans fin, avantageusement en élastomère. Un dispositif de ce type avec une bande souple sans fin est décrit en particulier dans les brevets français no 93 13211 et 97 11398 au nom de la demanderesse. La demanderesse s'est posé le problème d'améliorer le comportement d'un tel dispositif à chenille pour qu'il s'adapte encore mieux au terrain sur lequel il se déplace, spécialement dans le cas où le terrain est accidenté. Il a été constaté que, lorsqu'un véhicule équipé de dispositifs à chenille classiques passe d'un déplacement horizontal à un déplacement en descente, le dispositif a tendance à basculer vers l'avant et cela de manière brutale, ce qui, dans certaines circonstances, peut provoquer le retournement du véhicule. De même, lorsque le dispositif passe d'une circulation horizontale à une circulation en montée, le véhicule a tendance à se redresser brusquement, ce qui là aussi peut occasionner des accidents. Ces phénomènes sont particulièrement accentués lorsque le centre de gravité du véhicule se trouve en une position élevée comme c'est le cas pour certains véhicules dont la structure se trouve à un niveau très supérieur à celui des chenilles, et/ou pour des véhicules portant une charge élevée. Un exemple typique de tels véhicules est celui des machines à vendanger, ou autres machines analogues, qui sont conçues pour enjamber des cultures et qui, de ce fait, ont un centre de gravité particulièrement élevé. C'est en conséquence un but de l'invention de procurer un dispositif à chenille, du type défini précédemment, qui présente un comportement amélioré pour la circulation en terrain accidenté. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel dispositif à chenille qui peut s'appliquer à différents types de véhicules ou engins du type tout terrain. L'invention propose à cet effet un dispositif à chenille du type défini précédemment, dans lequel le bâti est formé d'une poutre antérieure et d'une poutre postérieure situées dans le prolongement l'une de l'autre et articulées entre elles autour d'une articulation commune, dans lequel la poutre antérieure comprend une articulation antérieure disposée sensiblement au centre de la longueur d'appui, dans lequel la poutre postérieure comprend une articulation postérieure disposée sensiblement au centre de la longueur d'appui, et dans lequel l'une de l'articulation antérieure et de l'articulation postérieure est articulée au châssis, tandis que l'autre de ces deux articulations est articulée à un levier, lequel est lui-même articulé sur le châssis. Le bâti du dispositif est ainsi formé de la combinaison de deux poutres articulées entre elles, ce qui procure une chenille déformable qui s'adapte au mieux au terrain sur lequel le dispositif se déplace. Chacune de ces poutres comprend une articulation qui est disposée sensiblement au centre de la longueur d'appui, cette dernière étant définie comme la distance qui sépare les deux roues les plus éloignées de la poutre qui sont en appui sur le sol. Générale- ment, cette distance correspond à celle qui sépare les appuis respectifs d'une roue principale (ou roue d'extrémité) portée par la poutre et d'une roue de support, ou roue intermédiaire. Le fait que cette articulation soit située sensiblement au centre de cette longueur d'appui est important car elle permet un équilibrage au niveau de l'appui, tant de la poutre antérieure, que de la poutre postérieure. En outre, l'une de ces poutres est articulée au châssis, tandis que l'autre est articulée au châssis par l'intermédiaire d'un levier. De manière préférentielle, l'articulation postérieure est articulée au châssis, tandis que l'articulation antérieure est articulée au levier. Dans une forme de réalisation de l'invention, l'une de l'articulation antérieure et de l'articulation postérieure est articulée directement au châssis, tandis que le levier, qui est relié à l'autre de ces deux articulations, est lui aussi articulé directement au châssis. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'une de l'articulation antérieure et de l'articulation postérieure est articulée au châssis par l'intermédiaire d'une bielle, tandis que le levier, qui est relié à l'autre de ces deux articulations, est articulé au châssis par l'intermédiaire d'une autre bielle pour former une genouillère. Ainsi, le bâti (formé par la poutre antérieure et la poutre postérieure) est articulé, d'une part par une bielle, et d'autre part par un ensemble levier-bielle formant genouillère. Avantageusement, l'articulation postérieure est articulée au châssis par l'intermédiaire de l'une des bielles, appelée bielle postérieure, tandis que l'articulation antérieure est articulée au levier qui est lui-même articulé au châssis par l'intermédiaire de l'autre bielle, appelée bielle antérieure, pour former ladite genouillère. Selon une autre caractéristique de l'invention, les bielles sont articulées respectivement à deux supports liés au châssis, tandis qu'un organe de liaison de longueur variable est articulé à chaque fois entre la bielle et le châssis pour faire varier la position angulaire de la bielle par rapport au châssis. Cet organe de liaison peut être un vérin, en particulier un vérin hydraulique. Un tel vérin peut être par exemple piloté à partir d'une centrale hydraulique appropriée, pour permettre de régler l'assiette du bâti. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'organe de liaison est un organe de suspension, en particulier un ressort. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'une des roues principales, en particulier celle portée par la poutre antérieure, est une roue de tension de la chenille, tandis que l'autre roue principale, en particulier celle portée par la poutre postérieure, est une roue motrice. La roue de tension de la chenille est avantageusement reliée à la poutre antérieure par l'intermédiaire d'un mécanisme tendeur et amortisseur comprenant un vérin hydraulique à pression ajustée et un ressort. Quant à la roue motrice, elle peut être couplée soit à un moteur, en particulier un moteur hydraulique, embarqué sur la poutre, soit être couplée, par l'intermédiaire d'une transmission, à un moteur embarqué sur le châssis du véhicule. Dans ce dernier cas, on utilise un seul moteur pour transmettre le mouvement aux roues motrices, situées respectivement du côté droit et du côté gauche du véhicule. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la poutre antérieure porte un galet de renvoi disposé au-dessus de ladite poutre et à proximité de l'articulation commune pour servir de renvoi à une face intérieure de la chenille lorsque la poutre antérieure s'incline vers le bas par rapport à la poutre postérieure. Avantageusement aussi, le levier porte un galet de renvoi disposé au-dessus de la chenille pour servir de renvoi à une face extérieure de la chenille lorsque la poutre antérieure se redresse vers le haut par rapport à la poutre postérieure. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la chenille est une bande souple sans fin à base d'un matériau élastomère. Toutefois, il entre également dans le cadre de l'invention de réaliser la chenille à partir d'éléments métalliques articulés, ou encore à partir d'une combinaison d'éléments souples du type caoutchouc et d'éléments métalliques. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1,2 et 3 sont des vues de côté d'un véhicule équipé d'un dispositif à chenille, selon une première forme de réalisation de l'invention, pour trois configurations différentes de terrains ; - les figures 4 à 6 sont des vues de côté d'un véhicule équipé d'un dispositif à chenille selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, pour trois configurations différentes de terrains ; et - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6 dans laquelle le châssis du véhicule est en position surbaissée par rapport à la position de la figure 6. On se réfère d'abord aux figures 1 à 3 qui montrent un véhicule V du type tout terrain, tel qu'un engin agricole, viticole ou ostréicole, ou encore un engin de travaux publics ou forestiers. Ce véhicule, dont la structure est représentée de façon schématique, comprend un châssis C lui aussi représenté de façon schématique. Ce châssis porte, de chaque côté, deux dispositifs à chenille 10 dont un seul, à savoir celui situé du côté gauche du châssis, est représenté sur les figures. Le dispositif se déplace normalement vers l'avant, comme indiqué par la flèche AV. Le dispositif 10 comprend un bâti longitudinal formé d'une poutre antérieure 12 et d'une poutre postérieure 14 qui sont situées dans le prolongement l'une de l'autre et qui sont articulées entre elles autour d'une articulation commune 16 formant pivot qui s'étend horizontalement et transversalement par rapport au châssis du véhicule. A l'extrémité antérieure de la poutre antérieure 12 est prévu un porte-roue 18 qui supporte une roue principale 20 encore appelée roue de tension ou roue non-motrice. La poutre antérieure 12 porte en outre quatre roues de support 22A, 22B, 22C et 22D, la roue 22A étant située près de la roue principale 20 et la roue 22D étant située près de l'articulation commune 16. Dans l'exemple, ces quatre roues sont de même diamètre et ont un diamètre plus faible que celui de la roue principale 20. Il est à noter que les roues 22B et 22C sont supportées par un boggie 24 lui-même articulé autour d'une articulation 26 qui est située sensiblement au centre de la longueur d'appui A de la poutre 12. Cette longueur d'appui correspond à la distance d'appui au sol définie entre les points de contact respectifs des roues 22A et 22D avec le sol, du fait que la roue principale 20 est légèrement surélevée par rapport au sol. La poutre postérieure 14 porte, à son extrémité postérieure, un porte-roue 28 qui supporte une roue principale 30 qui constitue ici une roue motrice. Le porte-roue 28 porte un moteur 32, qui se trouve ainsi embarqué sur la poutre, et qui entraîne directement la roue 30. On utilise avantageusement un moteur hydraulique relié par des flexibles appropriés (non représentés) à une centrale hydraulique embarquée sur le châssis du véhicule. Cette centrale hydraulique pilote aussi le moteur analogue que porte le dispositif 10 situé du côté droit du châssis. On remarquera que la roue 30 possède un diamètre supérieur à celui de la roue 20. La poutre 14 supporte en outre quatre roues de support 34A, 34B, 34C et 34D, la roue 34A étant près de l'articulation commune 16 et la roue 34D près de la roue motrice 30. Ces roues ont le même diamètre que celui des roues 22A à 22D. De même que pour la poutre antérieure, les deux roues de support 34B et 34D sont portées par un boggie 36 monté oscillant autour d'une articulation 38. Autour des roues principales 20 et 30 et des roues de support 22A à 22D et 34A à 34D est enroulée une chenille 40 qui est avantageusement constituée par une bande souple sans fin avantageusement en matériau élastomère. Toutefois, il entre également dans le cadre de l'invention d'utiliser d'autres types de chenilles, et notamment des chenilles composées de maillons métalliques articulés entre eux. La poutre postérieure 14 possède une articulation postérieure 42 qui se situe au-dessus de la poutre et qui est disposée sensiblement au centre de la longueur d'appui B de la poutre, cette longueur d'appui étant définie ici par la distance comprise entre les points de contact respectifs des roues 34A et 30 avec le sol. L'articulation 42 est ici reliée directement au châssis C du véhicule. L'articulation 26 du boggie 24 constitue aussi une articulation antérieure de la poutre antérieure 12. Sur cette articulation 26 s'articule l'extrémité d'un levier 44 dont l'autre extrémité est articulée autour d'une articulation 46 sur le châssis C du véhicule. Les articulations 16,26, 42 et 46 ont des axes respectifs parallèles entre eux et à la direction transversale du châssis C. Le levier 44 est avantageusement un levier double comportant deux parties disposées respectivement de part et d'autre de la poutre 12. Le support de roue 18 est relié à la poutre par l'intermédiaire d'un mécanisme tendeur et amortisseur 48 comprenant un vérin hydraulique 50 à pression ajustée et un ressort 52. Ce mécanisme est d'une importance particulière car il permet de mettre la chenille sous tension et d'absorber les variations de longueur. Le vérin est réglé à une pression ajustée, tandis que le ressort est prévu pour absorber des variations de longueur, par exemple lorsque des corps étrangers (pierres, branchages) viennent se loger entre une roue et la chenille. La poutre antérieure 12 porte également un galet 54 disposé au-dessus de la poutre et à proximité de l'articulation commune 16 pour servir de renvoi à une face intérieure de la chenille lorsque la poutre antérieure 12 s'incline vers le bas par rapport à la poutre postérieure 14, comme montré à la figure 1. En outre, le levier 44 porte un galet 56 qui est ici coaxial avec l'articulation 46. Ce galet de renvoi 56 est disposé audessus de la chenille 40 pour servir de renvoi à une face extérieure de cette chenille lorsque la poutre antérieure 12 se redresse vers le haut par rapport à la poutre postérieure comme montré à la figure 2. Lorsque le véhicule passe d'une surface sensiblement horizontale pour aborder une descente (figure 1), le bâti du dispositif se"casse en deux"et les deux poutres 12 et 14 qui, initialement, étaient sensiblement alignées (figure 3), se déplacent angulairement l'une par rapport à l'autre. Il s'ensuit que le dispositif épouse au mieux les variations de configuration du terrain. Bien entendu, le dispositif à chenille situé du côté droit se déforme, lui aussi, de manière indépendante. Lorsque le véhicule passe d'une surface sensiblement horizontale pour aborder une montée (figure 2), la poutre antérieure 12 se redresse par rapport à la poutre postérieure 14 pour s'adapter à la configuration du terrain. Si la pente est plus importante, la face extérieure de la chenille vient buter contre le galet de renvoi 56. Dans la position de la figure 2, la chenille 40 n'est pas encore en butée avec ce galet de renvoi. En revanche, lorsque le véhicule se déplace sur un terrain sensiblement plat et régulier (figure 3) les poutres 12 et 14 sont pratiquement dans l'alignement l'une de l'autre et se débattent faiblement l'une par rapport à l'autre. On se réfère maintenant aux figures 4 à 7 qui montrent une forme de réalisation plus évoluée que la précédente. Les éléments communs avec la forme de réalisation de figures 1 à 3 sont désignés par les mêmes références numériques. La principale différence réside ici dans le fait que l'articulation 46 du levier, au lieu d'être reliée directement au châssis, est articulée à l'extrémité d'une bielle 58 dont l'autre extrémité est articulée autour d'un point d'articulation 60 porté par un support 62 lié au châssis C. En outre, l'articulation 42 de la poutre postérieure 14, au lieu d'être reliée directement au châssis, est reliée à l'extrémité d'une autre bielle 64, dont l'autre extrémité est articulée en un point d'articulation 66 sur un autre support 68 fixé au châssis du véhicule. L'ensemble formé par le levier 44 et la bielle 58 constitue ce que l'on peut appeler une genouillère qui se déforme autour de l'articulation 46. On remarquera que la bielle 58 s'étend généralement vers le bas et vers l'arrière à partir de l'articulation 60 et que, de même, la bielle 64 s'étend généralement vers le bas et vers l'arrière à partir de l'articulation 66. Ces deux bielles peuvent s'étendre dans des positions approximativement parallèles, tandis que le levier 44 est généralement situé dans une position sensiblement verticale ou du moins proche de la verticale. Par ailleurs, deux organes de liaison 70 et 72 de longueur variable sont articulés à chaque fois entre la bielle 58, respectivement 64, et le châssis C pour faire varier la position angulaire de la bielle par rapport au châssis. Dans l'exemple représenté aux figures 4 à 7, l'organe de liaison 70 est un vérin, en particulier un vérin hydraulique, qui comprend un corps 74 articulé en 76 sur le châssis et une tige 78 articulée en 80 sur la bielle 58, en un point intermédiaire entre les articulations 46 et 60. De même, l'organe de liaison 72 est un vérin, en particulier un vérin hydraulique qui comporte un corps 82 articulé en 84 sur le châssis et une tige 86 articulée en 88 sur la bielle 64, en un point intermédiaire entre les articulations 42 et 66. Les vérins 70 et 72 sont conçus avant tout pour permettre un réglage de hauteur ou d'assiette du châssis du véhicule par rapport aux deux chenilles. Ce réglage d'assiette peut se faire de manière indépendante pour chacun des deux dispositifs. Ceci trouve particulièrement un intérêt dans des véhicules tels que des machines à vendanger ou analogues dont le châssis doit pouvoir être surélevé pour enjamber des cultures. Les vérins hydrauliques sont alors reliés à une centrale hydraulique appropriée (non représentée) et pilotée de manière à régler l'assiette du véhicule en fonction des souhaits de l'utilisateur. Par exemple, les vérins peuvent être déployés pour permettre de surélever le châssis comme montré à la figure 6 (déplacement en terrain horizontal ou sensiblement horizontal). Par contre, lorsque le véhicule passe d'un terrain sensiblement horizontal pour aborder une descente (figure 5), ou au contraire aborder une montée (figure 4), il peut être intéressant de rétracter les deux vérins pour abaisser le châssis du véhicule et par conséquent son centre de gravité. Comme on peut le voir sur la figure 7, les deux vérins sont en position rétractée, si bien que la bielle 58 se trouve pratiquement à l'horizontale et que le châssis du véhicule est abaissé au maximum. Dans cette position, la face extérieure de la chenille vient en appui contre un galet de renvoi 90 porté par le châssis du véhicule. Dans une autre variante de réalisation (non représentée), les deux organes de liaison précités (vérins 70 et 72) peuvent être remplacés par de simples ressorts ou amortisseurs. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemple, et elle s'étend à d'autres variantes. Ainsi, le levier pourrait être articulé à la poutre postérieure, au lieu de la poutre antérieure. De plus, il peut être envisagé d'utiliser différents types de chenilles. Par ailleurs, on comprendra que le nombre des roues de support de chacune des poutres antérieure et postérieure est susceptible de varier en fonction notamment des dimensions du dispositif. Revendications 1. Dispositif à chenille, comprenant un bâti longitudinal propre à être monté sur un châssis d'un véhicule et supportant deux roues principales (20,30) et des roues de support (22,34) autour desquelles s'enroule la chenille (40), caractérisé en ce que le bâti est formé d'une poutre antérieure (12) et d'une poutre postérieure (14) situées dans le prolongement l'une de l'autre et articulées entre elles autour d'une articulation commune (16), en ce que la poutre antérieure (16) comprend une articulation antérieure (26) disposée sensiblement au centre de la longueur d'appui (A), en ce que la poutre postérieure (14) comprend une articulation postérieure (42) disposée sensiblement au centre de la longueur d'appui (B), et en ce que l'une de l'articulation antérieure (26) et de l'articulation postérieure (42) est articulée au châssis (C), tandis que l'autre de ces deux articulations est articulée à un levier (44), lequel est lui même articulé au châssis (C). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation postérieure (42) est articulée au châssis (C), tandis que l'articulation antérieure (26) est articulée au levier (44). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'une de l'articulation antérieure (26) et de l'articulation postérieure (42) est articulée directement au châssis (C), tandis que le levier (44), qui est relié à l'autre de ces deux articulations, est lui aussi articulé directement au châssis (C). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'une de l'articulation antérieure (26) et de l'articulation postérieure (42) est articulée au châssis (C) par l'intermédiaire d'une bielle (64), tandis que le levier (44), qui est relié à l'autre de ces deux articula- tions, est articulé au châssis (C) par l'intermédiaire d'une autre bielle (58) pour former une genouillère. 5. Dispositif selon les revendications 2 et 4, prises en combinaison, caractérisé en ce que l'articulation postérieure (42) est articulée au châssis par l'intermédiaire de l'une des bielles (64), appelée bielle postérieure, tandis que l'articulation antérieure (26) est articulée au levier (44) qui est lui même articulé au châssis (C) par l'intermédiaire de l'autre bielle (58), appelée bielle antérieure, pour former la dite genouillère. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdites bielles (58,64) sont articulées respectivement à deux supports (62,68) liés au châssis (C), et en ce qu'un organe de liaison (70,72) de longueur variable est articulé à chaque fois entre la bielle (58,64) et le châssis (C) pour faire varier la position angulaire de la bielle par rapport au châssis. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de liaison (70,72) est un vérin, en particulier un vérin hydraulique. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de liaison (70,72) est un organe de suspension, en particulier un ressort. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'une (20) des roues principales, en particulier celle portée par la poutre antérieure (12), est une roue de tension de la chenille (40), tandis que l'autre roue principale (30), en particulier celle portée par la poutre postérieure (14), est une roue motrice. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la roue de tension (20) de la chenille est reliée à la poutre antérieure (12) par l'intermédiaire d'un mécanisme tendeur et amortisseur (48) comprenant un vérin hydraulique (50) à pression ajustée et un ressort (52). 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la roue motrice (30) est couplée à un moteur (32), en particulier un moteur hydraulique, embarqué sur la poutre (14). 12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la roue motrice (30) est couplée, par l'intermédiaire d'une transmission, à un moteur embarqué sur le châssis (C) du véhicule. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la poutre antérieure (12) porte un galet de renvoi (54) disposé au dessus de ladite poutre et à proximité de l'articulation commune (16) pour servir de renvoi à une face intérieure de la chenille (40) lorsque la poutre antérieure (12) s'incline vers le bas par rapport à la poutre postérieure (14). 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que le levier (44) porte un galet de renvoi (56) disposé au dessus de la chenille (40) pour servir de renvoi à une face extérieure de la chenille lorsque la poutre antérieure (12) se redresse vers le haut par rapport à la poutre postérieure (14). 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la chenille (40) est une bande souple sans fin à base d'un matériau élastomère.