Brevet FR2894553A1 — publié le 20070615

TRAIN ROULANT AUTO-VIREUR POUR REMORQUE L'invention concerne, de façon générale, la 5 conception des engins de transport. Plus précisément, l'invention concerne un train roulant pour semi-remorque, destiné à permettre un roulement de la semi-remorque dans un sens de déplacement privilégié, ce train roulant comprenant au moins une 10 traverse, des supports droit et gauche respectivement liés à des extrémités droite et gauche de la traverse, et des roues droite et gauche respectivement portées par les supports droit et gauche et tournant autour d'axes droit et gauche respectifs, les supports droit et gauche étant 15 montés sélectivement pivotants par rapport`; à la traverse au moyen de liaisons à pivots droite et gauche respectives incluant des pivots droit et gauche respectifs. L'essor des transports routiers, qui incite à 20 augmenter la taille des véhicules, a conduit au développement de semi-remorques utilisant jusqu'à trois essieux groupés, appelées "remorques tridem". Néanmoins, le respect des normes en vigueur impose qu'un tracteur équipé de sa semi-remorque puisse inscrire 25 sa trajectoire dans une couronne circulaire comprise entre un rayon de 5,3 mètres et un rayon de 12,5 mètres. La nécessité de concilier ces besoins a priori antinomiques a conduit, depuis quelques années déjà, à remplacer progressivement les essieux fixes qui 30 équipaient autrefois les semi-remorques par des essieux permettant un braquage passif ou actif des roues dans les virages, principalement dans les ronds points ou en 1 manoeuvre, de manière à augmenter la facilité de conduite des grands poids lourds tout en évitant ou en réduisant le ripage des roues qui les équipent. Deux types d'essieux à roues pivotantes sont 5 actuellement connus. Les essieux du premier type, qui ne sont pas conformes à la définition ci-dessus, relient rigidement les roues droite et gauche et sont eux-mêmes montés pivotants, par leur milieu, par rapport à la caisse de la 10 semi-remorque. Dans les essieux du second type, qui sont quant à eux conformes à la définition ci-dessus, les roues droite et gauche sont reliées l'une à l'autre par une barre de direction dont la position est contrôlée pour autoriser, 15 ou interdire, une orientation des roues différente de la position angulaire de roulement en ligne droite. Chacune de ces deux techniques connues présente cependant l'un ou plusieurs des inconvénients suivants. Tout d'abord, l'épure de Jeantaud, qui définit la 20 position idéale des roues d'un véhicule en virage, est rarement respectée, en particulier avec les essieux du premier type. Chaque roue, en virage, balaie un volume important qui impose des contraintes sévères sur la conception des 25 semi-remorques connues. Le mouvement de ces semi-remorques en virage fait apparaître un couple de braquage dû au déport vers l'intérieur de l'axe des pivots droit et gauche. Tout déséquilibre de freinage 'engendre une 30 instabilité des semi-remorques équipées des essieux auto- vireurs connus. 2 Enfin, ces semi-remorques doivent nécessairement être dotées d'amortisseurs de stabilisation spécifiques, permettant de réduire l'effet de dandinement des roues, connu de l'homme du métier sous le nom d'effet "shimmy". Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un train roulant conçu pour éviter à la semi-remorque qu'il équipe de présenter l'un au moins des inconvénients précités. A cette fin, le train roulant de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les supports droit et gauche sont montés sélectivement pivotants indépendamment l'un de l'autre par rapport à la traverse, et en ce que le pivot de chaque roue est disposé suivant une direction sensiblement verticale dans le plan central (V) de la roue et en avant de l'axe de cette roue dans le sens de déplacement privilégié. Grâce à cet agencement, le train roulant de l'invention permet à la semi-remorque qu'il équipe de respecter à la fois l'épure de Jeantaud et les normes de circulation en vigueur et de réduire l'usure des pneumatiques. Grâce à cet agencement, le volume balayé par chaque roue lors de son braquage est sensiblement inférieur à celui qui peut être observé sur les semi-remorques connues. Par convention, on considérera dans la suite de la présente description que toutes les indications d'orientation telles que "horizontal",_ "vertical", devant, etc. sont données par défaut pbur une semi- 3 remorque tirée en ligne droite sur un sol horizontal par un tracteur roulant en marche avant, cette direction constituant le sens de déplacement privilégié précédemment évoqué. Selon un aspect important de l'invention, chaque roue délimite un volume interne dans lequel est disposée la liaison à pivot de cette roue. La liaison à pivot de chacune des roues droite et gauche comprend avantageusement une chape correspondante solidaire de la traverse et portant deux éléments de pivot par lesquels le support de cette roue est monté pivotant sur la chape, ces éléments de pivot comprenant un élément de pivot inférieur et un élément de pivot supérieur respectivement disposés en dessous et au dessus d'un plan horizontal passant par l'axe de cette roue. De préférence, la liaison à pivot de chacune des roues droite et gauche comprend également des moyens de blocage pour bloquer sélectivement cette roue dans une position angulaire de roulement en ligne droite. Dans ce cas, il est judicieux de prévoir que ces moyens de blocage soient actifs par défaut et soient sélectivement commandés dans le sens d'un déblocage. Bien que s'étendant suivant une direction sensiblement verticale, le pivot de chacune des roues droite et gauche peut présenter une inclinaison non nulle et au plus égale à 5 degrés avec la verticale, ce dont il résulte un rappel de chaque roue par gravité dans une position angulaire de roulement en ligne droite. Les moyens de blocage de chacune des roues droite et gauche comprennent par exemple un doigt et une came présentant une découpe de blocage, la came étant liée au support de cette roue et liée à cette roue en rotation 4 autour de son pivot, et le doigt étant lié à la chape et coopérant sélectivement, dans une position de blocage, avec la découpe de blocage pour bloquer le support correspondant dans une position neutre pour laquelle la roue portée par ce support est dans sa position angulaire de roulement en ligne droite. Cette solution conduit à un blocage efficace et avantageux du braquage des roues, grâce auquel une semi-remorque à trois essieux (ou "tridem") peut être équipée, sans compromis sur la stabilité à haute vitesse, d'un essieu fixe et de deux essieux auto-vireurs selon l'invention. Les essieux auto-vireurs peuvent être disposés de part et d'autre de l'essieu fixe. En variante, l'essieu fixe peut être situé devant les deux essieux auto-vireurs dans le sens de déplacement privilégié, cet agencement permettant d'allonger le convoi sans sortir des limites des couronnes normalisées de giration. Similairement, dans le cas d'une remorque tandem, l'essieu fixe est de préférence l'essieu avant. Par ailleurs, le blocage des roues peut être progressif et appliqué d'abord sur un premier des essieux auto-vireurs, puis sur le second. Par exemple, il est possible de décider que la vitesse de la semi-remorque dans les ronds points et en manoeuvre sera au plus égale à 40 km/h, les deux essieux auto-vireurs arrière étant libres de braquer jusqu'à cette vitesse, que les routes relativement sinueuses seront parcourues à moins de 70 km/h, avec les deux essieux avant bloqués entre 40 km/h et 70 km/h, et qu'au-delà de 70 km/h, les trois essieux seront bloqués pour garantir la stabilité à haute vitesse. 5 De préférence, le train roulant de l'invention comprend en outre, pour chacune des roues droite et gauche, un actionneur de déblocage prenant appui sur la traverse et dégageant sélectivement de sa position de blocage le doigt associé à cette roue. Les moyens de blocage de chacune des roues droite et gauche peuvent alors comprendre un ressort rappelant le doigt associé à cette roue dans sa position de blocage, l'actionneur de déblocage étant par exemple constitué par un actionneur pneumatique à dépression déplaçant le doigt à l'encontre de la force de rappel du ressort. Avantageusement, le ressort de rappel applique par défaut le doigt contre un profil de la came dans lequel est creusée la découpe de blocage, le profil de cette came pouvant différer d'un arc de cercle centré sur le pivot, de manière que l'application du doigt contre ce profil, en dehors de la découpe de blocage, engendre sur le support correspondant un couple qui le rappelle dans sa position neutre. Plus avantageusement encore, il est possible de prévoir que le couple de rappel exercé sur le support augmente à mesure que ce support s'éloigne de sa position neutre. Par ailleurs, l'actionneur peut être conçu ou commandé pour dégager le doigt de sa position de blocage pour un déplacement de la semi- remorque en courbe, et / ou pour une vitesse de la semi-remorque inférieure à un seuil déterminé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement 6 limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un train roulant conforme à un premier mode de réalisation possible de l'invention, représenté dans sa configuration bloquée dans laquelle la roue est bloquée dans sa position angulaire de roulement en ligne droite; - la figure 2 est une vue en coupe horizontale de la portion de train roulant illustrée à la figure 1, représenté dans sa configuration bloquée; - la figure 3 est une vue en coupe horizontale de la portion de train roulant illustrée à la figure 1, représenté dans sa configuration débloquée, dans laquelle la roue est libérée en rotation autour de son pivot; - la figure 4 est une vue en coupe horizontale partielle 20 d'un train roulant conforme à un deuxième mode de réalisation possible de l'invention, représenté dans sa configuration bloquée; - la figure 5 est une vue en coupe horizontale partielle 25 d'un train roulant conforme au deuxième mode de réalisation possible de l'invention, représenté dans sa configuration débloquée; - la figure 6 est une vue en coupe horizontale partielle 30 d'un train roulant conforme à un troisième mode de réalisation possible de l'invention, représenté dans sa configuration bloquée; 7 5 - la figure 7 est une vue en coupe oblique partielle du train roulant conforme au troisième mode de réalisation de l'invention, représenté dans sa configuration bloquée; - la figure 8 est une vue en coupe horizontale partielle d'un train roulant conforme au troisième mode de réalisation possible de l'invention, représenté dans sa configuration débloquée; et 10 - la figure 9 est une vue en coupe oblique partielle du train roulant conforme au troisième mode de réalisation de l'invention, représenté dans sa configuration débloquée. 15 Comme indiqué précédemment, l'invention concerne un train roulant destiné à équiper une semi-remorque, et donc à permettre un roulement de cette semi-remorque dans le sens de déplacement privilégié AV représenté par la direction de traction de cette remorque. 20 Ce train roulant comprend notamment, pour chacun des côtés droit et gauche de la semi-remorque, une traverse 1, un support de roue 2, et une roue 3. Sur chacun de ces côtés, le support 2 situé de ce côté est lié à l'extrémité correspondante 10 de la 25 traverse 1, et la roue 3 située de ce côté est portée par le support de roue 2 correspondant de manière à pouvoir tourner autour d'un axe Y lié à ce support.: A chaque roue est associé un dispositif de freinage comprenant par exemple un actionneur pneumatique F1, un 30 étrier F2, un disque F3 et une pince telle que F4. Selon un premier aspect fondamental de l'invention, chacun des supports 2 à droite et à gauche de la semi- 8 remorque est monté pivotant, indépendamment de l'autre, par rapport à la traverse 1. Chaque support 2 est ainsi relié à la traverse 1 par une liaison incluant un pivot 4, le terme de "pivot" étant ici utilisé, par simple économie de langage, pour désigner aussi bien les pièces mécaniques permettant le pivotement de chaque support sur la traverse que l'axe du mouvement de pivotement de ce support. Selon un second aspect fondamental de l'invention, le pivot 4 de chaque roue 3 est disposé en avant de l'axe Y de cette roue 3 dans le sens de déplacement privilégié AV, cette disposition permettant l'orientation spontanée et optimale de chaque roue, indépendamment de toute autre roue, suivant l'épure de Jeantaud. Par ailleurs, le pivot 4 de chaque roue 3 s'étend suivant une direction sensiblement verticale dans le plan vertical et central V de la roue 3 et perpendiculaire à son axe Y. Par "direction sensiblement verticale", on entend ici une direction faisant typiquement un angle au plus égal à 5 degrés avec la verticale. En revanche, il peut être avantageux de donner au pivot 4 de chaque roue 3 une inclinaison non totalement nulle avec la verticale, par exemple de l'ordre de 2 degrés, de manière que chaque roue subisse par gravité un couple de rappel qui la sollicite vers sa position angulaire de roulement en ligne droite. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, la liaison à pivot de chaque roue est ménagée, à l'intérieur du volume que délimite cette roue, c'est-à-dire dans l'espace intérieur de sa jante. 9 Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la liaison à pivot de chaque roue 3 comprend une chape 41 solidaire de la traverse 1 et portant deux éléments de pivot, 411 et 412, par lesquels le support 2 de cette 5 roue 3 est monté pivotant sur la chape 41. Ces éléments de pivot, qui forment ensemble le pivot 4, comprennent en fait un élément de pivot inférieur 411 et un élément de pivot supérieur 412 respectivement disposés en dessous et au dessus du plan 10 horizontal H qui passe par l'axe Y de cette roue 3 et qui est notamment constitué par le plan des figures 2 à 6. Le train roulant de l'invention comprend également des moyens de blocage, qui seront détaillés ci-après, et qui permettent de bloquer chaque roue 3 dans une position 15 angulaire de roulement en ligne droite, ces moyens de blocage étant de préférence actifs par défaut et sélectivement commandés dans le sens d'un déblocage. De façon schématique, les moyens de blocage de chaque roue 3 comprennent par exemple un doigt 51 lié à 20 la chape 41 et une came 52 liée au support 2 de cette roue 3, et donc liée à cette roue 3 en rotation autour de son pivot 4. Cette came 52 présente un profil 520 et une découpe de blocage 521, cette découpe étant par exemple 25 constituée par une échancrure ménagée dans le profil 520. Comme le montrent les figures 1, 2, 4, 6, et 7, le doigt 51 peut être placé dans une position relative de blocage dans laquelle il coopère avec la découpe de blocage 521 pour bloquer le support 2 de la roue 3 dans 30 une position neutre pour laquelle la roue 3 portée par ce support 2 est dans sa position angulaire de roulement en ligne droite. 10 A cette fin, le doigt 51 peut notamment être monté mobile en translation perpendiculairement au pivot 4, c'est-à-dire dans le plan horizontal, comme le montrent les figures 1 à 5, ou suivant une direction oblique comme le montrent les figures 6 à 9. Par ailleurs, le profil 520 de la came peut être circulaire et centré sur le pivot 4, comme le montrent les figures 1 à 3 et 6 à 9, mais peut aussi, en variante, ne pas être centré sur le pivot 4 ou même ne pas être circulaire, comme le montrent les figures 4 et 5. De préférence, les moyens de blocage sont actifs par défaut, le doigt 51 étant par exemple sollicité en permanence par un ressort 53 vers le profil 520 de la came, comme le montrent les figures 1 à 5, 7 et 9. Pour désactiver les moyens de blocage, le train roulant de l'invention peut notamment comprendre un actionneur de déblocage 7, par exemple constitué par un actionneur pneumatique à dépression, prenant appui sur la traverse 1 et propre à dégager le doigt 51 de sa position de blocage à l'encontre de la force de rappel exercée par le ressort 53. Dans les modes de réalisation des figures 1 à 5, l'actionneur de déblocage 7 présente un poussoir 70 prenant appui sur une pièce d'appui 71 fixe par rapport à la traverse 1. L'actionneur 7 est solidaire d'un étrier 72 monté coulissant sur la pièce d'appui 71 et formant cage pour le ressort de rappel 53. Plus précisément, le ressort 53 est précontraint dans l'étrier 72 entre la pièce d'appui 71 et la tige 510 du doigt 51, cette tige présentant elle-même un renflement pour recevoir la sollicitation exercée par le 11 ressort 53 en direction du profil 520 de la came 52 et la transmettre à l'étrier 72. Ainsi, lorsque les conditions sont réunies pour qu'un libre pivotement de la roue 3 autour de son pivot paraisse souhaitable, par exemple lorsque la semi-remorque aborde un virage serré et / ou circule à une vitesse suffisamment faible pour pouvoir aborder un tel virage, l'actionneur 7 est commandé pour opérer le déblocage du doigt 51 hors de la découpe 521. Le poussoir 70 de l'actionneur 7 prend alors appui sur la pièce d'appui 71 et éloigne le corps 700 de l'actionneur 7, l'étrier 72 et le doigt 51 du profil 520 de la came 52, libérant la roue 3. Lorsque les conditions de libre pivotement de la roue 3 autour de son pivot ont disparu, par exemple lorsque la semi-remorque est entraînée en marche arrière ou lorsque sa vitesse dépasse un seuil ne lui permettant plus de prendre un virage serré, l'actionneur 7 est autorisé ou contraint à retourner dans son état de repos initial. Comme le montre la figure 5, le retour de l'actionneur 7 à son état de repos se traduit par le retrait de son poussoir 70 et entraîne donc l'application élastique du doigt 51, par le ressort 53, contre le profil 520 de la came 52. Dans le cas, qui est précisément celui qu'illustre la figure 5, où le profil 520 de la came 52 présente une convexité inférieure à celle d'un arc de cercle centré sur le pivot 4, l'application de ce doigt 51 sur ce profil 520, en dehors de la découpe de blocage 521, engendre sur le support 2 de la roue 3 un couple qui le 12 rappelle dans sa position neutre et qui ramène donc la roue 3 dans sa position angulaire de roulement en ligne droite. Le profil 520 de la came peut même avantageusement 5 être choisi pour que le couple de rappel élastique alors exercé sur le support 2 augmente à mesure que ce support 2 s'éloigne de sa position neutre. En outre, comme le montrent les figures 4 et 5, le doigt 51 peut être vissé sur la tige 510 de manière à 10 permettre un réglage de la force d'appui du doigt 51 par vissage ou dévissage du doigt 51 par rapport à la tige 510. Le mode de réalisation des figures 6 à 9 se distingue de celui des figures 1 à 5 essentiellement par 15 le fait que le doigt 51 n'est plus mobile dans un plan horizontal mais se déplace suivant une direction oblique, et par le fait que le corps 700 de l'actionneur de déblocage 7 est fixe par rapport à la traverse 1. Dans ce mode de réalisation, le ressort 53 est 20 précontraint pour solliciter en permanence l'extrémité supérieure de la tige 510 à distance de la came 52 et contre une butée adjacente au corps 700 d'e l'actionneur 7. Dans cette position naturelle de la tige 510, le 25 doigt 51, qui présente une section supérieure à celle de la tige 510, s'inscrit dans la découpe de blocage 521 de la came 52. Le déblocage de la roue 3 est obtenu en commandant l'actionneur 7, dont le poussoir 70 repousse alors la 30 tige 510 à l'encontre de la force de rappel exercée par le ressort 53. 13 Dans ces conditions, le doigt 51 échappe à la découpe 521, en regard de laquelle vient se placer la tige 510. Or, la section de la tige 510 étant dimensionnée de manière à laisser libre passage au profil circulaire 520 de la came 52, le support 2 et la roue 3 sont libres de pivoter autour du pivot 4. 14 REVENDICATIONS . 1. Train roulant pour semi-remorque, destiné à permettre un roulement de la semi-remorque dans un sens de déplacement privilégié (AV), ce train roulant comprenant au moins une traverse (1), des supports (2) droit et gauche respectivement liés à des extrémités (10) droite et gauche de la traverse (1), et des roues (3) droite et gauche respectivement portées par les supports (2) droit et gauche et tournant autour d'axes (Y) droit et gauche respectifs, les supports (2) droit et gauche étant montés sélectivement pivotants par rapport à la traverse (1) au moyen de liaisons à pivots droite et gauche respectives incluant des pivots (4) droit et gauche respectifs, caractérisé en ce que les supports (2) droit et gauche sont montés sélectivement pivotants indépendamment l'un de l'autre par rapport à la traverse (1), et en ce que le pivot (4) de chaque roue (3) est disposé dans le plan central (V) de la roue, suivant une direction sensiblement verticale et en avant de l'axe (Y) de cette roue (3) dans le sens de déplacement privilégié (AV). 2. Train roulant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque roue (3) délimite un volume interne dans lequel est disposée la liaison à pivot de cette roue. 3. Train roulant suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison à pivot de chacune des roues (3) droite et gauche comprend une chape (41) correspondante solidaire de la traverse (1) et portant deux éléments de pivot (411, 412) par lesquels le support (2) de cette roue (3) est monté 15pivotant sur la chape (41), ces éléments de pivot comprenant un élément de pivot inférieur (411) et un élément de pivot supérieur (412) respectivement disposés en dessous et au dessus d'un plan horizontal (H) passant par l'axe (Y) de cette roue (3). 4. Train roulant suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison à pivot de chacune des roues (3) droite et gauche comprend également des moyens de blocage (51, 52, 521, 53) pour bloquer sélectivement cette roue (3) dans une position angulaire de roulement en ligne droite. 5. Train roulant suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de blocage (51, 52, 521, 53) sont actifs par défaut et sont sélectivement commandés dans le sens d'un déblocage. 6. Train roulant suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pivot (4) de chacune des roues (3) droite et gauche présente une inclinaison non nulle et au plus égale à 5 degrés avec la verticale, ce dont il résulte un rappel de chaque roue (3) par gravité dans une position angulaire de roulement en ligne droite. 7. Train roulant suivant les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens de blocage (51, 52, 521, 53) de chacune des roues (3) droite et gauche comprennent un doigt (51) et une came (52) présentant une découpe de blocage (521), la came (52) étant liée au support (2) de cette roue (3) et liée à cette roue (3) en rotation autour de son pivot (4), et le doigt (51) étant lié à la chape (41) et coopérant sélectivement, dans une position de blocage, avec la découpe de blocage (521) de la came (52) pour bloquer le support (2) correspondant dans une 16position neutre pour laquelle la roue (3) portée par ce support (2) est dans une position angulaire de roulement en ligne droite. 8. Train roulant suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, pour chacune des roues (3) droite et gauche, un actionneur de déblocage (7) prenant appui sur la traverse (1) et dégageant sélectivement de sa position de blocage le doigt (51) associé à cette roue (3). 9. Train roulant suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de blocage (51, 52, 521, 53) de chacune des roues (3) droite et gauche comprennent un ressort (53) rappelant le doigt (51) associé à cette roue (3) dans sa position de blocage, et en ce que l'actionneur de déblocage (7) est un actionneur pneumatique à dépression déplaçant le doigt (51) à l'encontre de la force de rappel du ressort (53). 10. Train roulant suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le doigt (51) est par défaut appliqué par le ressort de rappel (53) contre un profil (520) de la came (52) dans lequel est creusée la découpe de blocage (521), et en ce que l'application du doigt (51) contre le profil de la came (52) en dehors de la découpe de blocage (521) engendre sur le support (2) correspondant un couple qui le rappelle dans sa position neutre. 11. Train roulant suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le couple de rappel exercé sur le support (2) augmente à mesure que ce support (2) s'éloigne de sa position neutre. 12. Train roulant suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 8, 17caractérisé en ce que l'actionneur (7) est conçu ou commandé pour dégager le doigt (51) de sa position de blocage pour un déplacement de la semi-remorque en courbe, et / ou pour une vitesse de la semi-remorque inférieure à un seuil déterminé. 18