<Desc/Clms Page number 1>
"Châssis pour véhicules, notamment pour véhicules agri- coles destinés à circuler en terrains accidentés, etc...".
La présente invention concerne un châssis pour véhicules, notamment pour véhicules agricoles destinés à rouler sur des terrains accidentés, etc...
Dans les véhicules de ce genre, le châssis s'adap- te en général aux inégalités du sol par le fait que, s'il est équipé de bandages en caoutchouc, ceux-ci absorbent les petites inégalités, tandis que la suspension élastique que comportent généralement les véhicules routiers permet aux
<Desc/Clms Page number 2>
roues de céder aux inégalités plus importantes. Mais, dans le cas d'inégalités extrêmement importantes, telles que doi- vent les franchir les véhicules agricoles, notamment les vé- hicules pour terrains accidentés, la suspension élastique ne peut plus suffire, parce que la grande hauteur d'élévation du centre de gravité de ces véhicules, qui provient de charges de grande hauteur telles que le foin, le blé à rentrer, etc... présente un risque de renversement du véhicule.
Pour obtenir l'oscillation désirée des roues, même sur les véhicules de ce genre, il est nécessaire de construire le châssis de façon que les roues ainsi que le support avant et arrière de l'essieu puissent osciller autour de l'axe longitudinal du véhicule, ou exécuter des mouvements de torsion par rapport à cet axe,
Pour obtenir ce résultat on a proposé plusieurs moyens. Par exemple, l'oscillation des essieux ou supportw 'des sieux est réalisée par le fait que l'un et l'autre sont montés à basculement sur un longeron central. On connaît également des modes de réalisation dans lesquels un seul des supports d'essieux est monté à basculement sur le longeron central.
La caisse du véhicule et les longerons latéraux qui la portent reposent sur les supports d'essieux et subissent de fortes contraintes de torsion non désirées au cours des mouvements d'oscillation. Dans d'autres modes de réalisation, le châssis est fait en longerons qui permettent le gauchissement et sur lesquels sont montés des essieux ou même des supports d'essieux rigides. De ce mode de réalisation il résulte en certains point; des pointes de tension que doivent absorber des goussets en tôle ou d'autres éléments de renforcement.
Or, étant donné qu'il se produit des ruptures, et surtout des ruptures perma- nentes malgré ces dispositifs de renforcement, on a, bien en- tendu, davantage renforcé les éléments destinés à absorber les pointes de tension, ce qui conduisait à la construction de véhicules très lourds qui ne sont pas indiqués, précisément
<Desc/Clms Page number 3>
pour les applications agricoles, étant donné que le rapport entre la charge utile et le poids mort devient trop défavo- rable pour une force de traction déterminée.
Les dangereuses pointes de tensions se présentent notamment aux endroits où l'essieu rigide en torsion est relié au support d'essieu, ainsi qu'aux noeuds d'assemblage.Dans l'ignorance des causes des ruptures, et pour éviter celles-ci, généralement après les avoir constatées par expérience, on a remplacé les assemblages soudés par des assemblages à boulons ou à rivets, parce qu'ils per- mettent de faibles déplacements relatifs ou modifications de posit ion. Mais la construction du support d'essieu avec des éléments boulonnés ou rivés exige un nombre plus élevé de ces éléments, et augmente par conséquent les dépenses. On a égale- ment proposé de compenser à l'aide d'articulations les varia- tions de position et les déformations inévitables.
Or ces arti- culations ne sont pas seulement coûteuses, mais elles exigent un entretien constant et, de plus, elles s'usent, de sorte que ce mode de construction ne peut constituer une solution satis- faisante des problèmes qui se posent.
C'est ici qu'intervient l'invention. Les recherches qui ont abouti à celle-ci ont permis la découverte absolument nouvelle- et surprenante que les mouvements de gauchissement du châssis se propagent jusqu'aux roues. Si les longerons sont constitués de manière connue pour permettre le gauchissement, une étude détaillée du train des forces, des déformations élastiques et permanentes, et du châssis déformé, montre que même les supports rigides des essieux et leurs essieux rigides subissent des contraintes par déplacement résultant de la mar- che du véhicule, contraintes dont la suppression forcée, ob- tenue par un proport ionnement approprié des points d'assembla- ge, aboutit auxdites pointes de tension.
Si, pour la mise en oeuvre méthodique de l'invention, on en déduit que tous les éléments du châssis interposés dans le train des forces doi-
<Desc/Clms Page number 4>
vent présenter une même faculté de gauchissement, et qu'il faut donc construire un ensemble à résistance mécanique cons- tante,-ce qui fait que l'ensemble du châssis constitue en quel- que sorte un ressort unique, - on réussit à éviter lesdites nointes de tension et à utiliser parfaitement la matière. Il peut en résulter qu'on obtienne ainsi le poids le plus favo- rable et qu'on évite les renforcements lourds et coûteux, ainsi que toutes les articulations et leurs inconvénients.
En partant de cette découverte, le châssis suivant l'invention, notamment pour véhicules destinés à des terrains accidentés est caractérisé par la combinaison de longerons oa- pables de torsion et de treillis capables de gauchissement, reliant entre eux les longerons et reposant sur les roues du véhicule.
Ce n'est que par la mise en oeuvre de ce principe qu'on obtient que tous les éléments du châssis, y compris les roues, participent aux mouvements de gauchissement, et que leurs facultés de torsion soient proportionnées les unes par rapport aux autres en fonction du gauchissement de l'ensemble.
D'autre part, il en résulte que, grâce à ce mouvement de gau- chissement parfait du châssis, qui a lieu correctement jusqu'aux roues, celles-ci adhèrent en permanence au sol sur toutes les bosses et dans tous les creux du sol qui peuvent pratiquement se présenter. La charge est ainsi toujours bien répartie sur les quatre roues. Dans le cas de roues à bandages pneumatiques, cette répartition parfaite de la charge ménage largement les bandages et en augmente la durée proportionnellement. Par con- tre, dans le cas de châssis à essieux rigides ou supports d'es- sieux rigides, circulant sur un sol à inégalités importantes, il arrive presque toujours que la majeure partie de la charge ne soit imposée qu'à trois ou même à deux roues seulement, oe qui impose des surcharges correspondantes aux bandages.
Bien entendu, même lorsque le châssis est cons-
<Desc/Clms Page number 5>
trait de cette manière, il est indispensable que la charge soit correctement transmise aux roues. Or, et par suite du but naturel d'un véhicule de ce genre, les points d'appui sur les moyeux des roues, d'une part, et le plateau portant la charge, d'autre part, sont fixes. Si on applique correctement le prin cipe de l'invention, c'est-à-dire si l'on interpose entre les longerons et les points d'appui constitués par les roues un treillis haut et étroit destiné à la transmission de la charge la hauteur de ce treillis assure sans la moindre difficulté le moment de résistance qui donne au treillis une résistance suf- fisante à la flexion pour lui permettre de porter et de trans- mettre aux roues la charge du véhicule.
Ainsi qu'il a été indi- qué précédemment, ceci permet de réduire le treillis à une très faible largeur, ce qui le rend capable de gauchissement ou de torsion, Ce treillis très haut et étroit présente cet autre avan- tage que les roues directrices peuvent être braquées suivant un angle très important, pouvant atteindre presque 90 , ce qui per- met aux châssis de ce genre de tourner pour ainsi dire sur place.
Le treillis proprement dit peut être construit de toute manière désirée. De préférence, il est constitué par un cadre dont les barreaux sont déformables en torsion. On peut réa- liser cette faculté de torsion de la manière usuelle, à l'aide de profilés ouverts, grâce à leurs avantages connus., Les barreaux du oadre sont également de préférence reliés entre eux par des tirants ou des contre-fiches, ce qui permet d'absorber d'une manière particulièrement avantageuse les contraintes de traction et surtout les tensions diagonales se présentant dans le cadre, sans que la faculté de gauchissement en soit affectée. On a trouvé qu'il était particulièrement avantageux d'utiliser une âme ou tôle debout mince et de grande hauteur qui remplit le oa- dre et qui peut être renforcée par des nervures obtenues par emboutissage.
Même le choix des moyens d'assemblage n'est pas sou-
<Desc/Clms Page number 6>
pis à la moindre restriction. On peut tout d'abord utiliser de simples assemblages par boulons filetés sans aucun dispositif de renforcement. Il en résulte l'avantage que les châssis de oe genre peuvent être démontés à tout moment en éléments ou grou- pes d'éléments. Mais, étant donné que l'invention permet pour la première fois l'utilisation des soudures sans les inconvénients jusqu'ici inévitables, ces soudures sont envisagées en premier lieu parce qu'elles constituent le moyen d'assemblage le plus simple et le plus sur. Ces assemblages simples par soudure des groupes d'éléments peuvent être effectués sans aucune difficulté après le transport, dans tous les ateliers de campagne prévus pour le montage.
Le dessin annexé représente schématiquement un mode de réalisation de l'objet de l'invention sous la forme du châssis d'un véhicule agricole.
La figure 1 est une vue en plan de l'un des treillis qui relient entre eux les longerons de torsion du châssis.
La figure 2 est une vue en coupe transversale du treil- lis suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective du châssis sui- vant l'invention à l'état normal, c'est-à-dire sans gauchisse- ment.
La figure 4 est une vue similaire du châssis dans un état de déformation tel qu'il résulte par exemple, lorsque, le véhicule roulant vers la gauche, la roue arrière du côté gauche tombe dans un creux profond.
Ainsi que le montrent plus particulièrement les fi- gures 3 et 4, le châssis construit suivant l'invention comporte deux longerons 7 capables de torsion qui sont à cet effet cons- titués par des profilés en U -ouverts vers l'extérieur et ayant des parois relativement minces. Alors que, dans les dispositifs connus, ces longerons sont reliés entre eux par des supports d'essieux rigides, on prévoit à cet effet suivant l'invention
<Desc/Clms Page number 7>
des treillis capables de gauchissement. Ces treillis sont cons- titués par une membrure supérieure 3 dont la section transver- sale, formée par un profilé ouvert, est indiquée en détail sur la figure 2.
Les treillis comportent également une membrure in- férieure 4 de même conformation. Les membrures supérieure et in- férieure 3 et 4 sont reliées entre elles par des barreaux ou flasques latéraux 2.
Ainsi que le montre la figure 4, un châssis ainsi constitué peut littéralement franchir les obstacles sans qu'il en résulte les difficultés et inconvénients précités. Dans le cas supposé sur le dessin, les longerons subissent d'abord une déformation en torsion par le fait que le longeron de gauche ( par rapport au sens de marche) s'abaisse et subit en même temps une torsion, Cette torsion est transmise aux deux treillis. Le raccourcissement du longeron de gauche en projection sur un plan touchant par le bas les deux roues avant et la roue arrière de droite,-raccourcissement déterminé par l'abaissement de ce lon- geron, - produit un mouvement de pivotement de la totalité du treillis postérieur autour de son barreau ou flasque de droite.
Le treillis exécute ce mouvement sans aucune difficulté parce qu'il est intentionnellement constitué de façon qu'il puisse gauchir dans ce sens. Bien entendu, la torsion est également transmise au treillis antérieur, quoique d'une façon un,peu ré- duite, et ce treillis l'absorbe sans qu'il puisse en résulter des pointes de tension, parce que ce treillis est lui-même métho- diquement constitué pour être capable de gauchir.
Ces propriétés du châssis permettent à leur tour de le construire avec le minimum théoriquement possible de matière.
De plus, tous les points d'assemblage peuvent être parfaitement rigides et constitués par des soudures, de sorte que le châssis forme un ensemble cohérent malgré sa faculté de gauchissement.
Les figures 1 et 2 indiquent les détails du treillis.
On reconnaît les deux longerons de torsion 7 auxquels sont soudés
<Desc/Clms Page number 8>
les barreaux ou flasques latéraux 1 et 2. Entre ces barreaux ou flasques latéraux 1 et 2 sont insérées la membrure supérieure 3 et la membrure inférieure 4. Celles-ci ainsi que les âmes des flasques 1 et 2 sont reliées entre elles par une tôle debout 5.
Dans cette tôle sont pratiquées des nervures embouties 6 qui lui permettent de résister aux contraintes de compression, tan- dis que la tôle proprement dite résiste aux contraintes de trac- tion, et plus particulièrement aux tensions diagonales.
Aux deux angles inférieurs du cadre sont soud.ées des douilles 8 dans lesquelles sont montés les tourillons de direc- tion des roues non représentées, dans ce cas non suspendues par des ressorts.
Bien entendu le mode de réalisation représenté sur le dessin ne limite pas les possibilités de mise en oeuvre du principe de l' invention. Au contraire, sans s'écarter de ce prin- cipe, on peut imaginer de nombreuses variantes de réalisation, par exemple, il est totalement indifférent que la faculté de torsion des longerons, et de gauchissement des treillis qui les relient, soit obtenue d'une manière ou d'une autre.
<Desc / Clms Page number 1>
"Chassis for vehicles, in particular for agricultural vehicles intended for use in rough terrain, etc.".
The present invention relates to a chassis for vehicles, in particular for agricultural vehicles intended to run on rough terrain, etc.
In vehicles of this kind, the chassis generally adapts to unevenness of the ground by the fact that, if it is fitted with rubber tires, these absorb small unevenness, while the elastic suspension provided by generally road vehicles allow
<Desc / Clms Page number 2>
wheels to give way to larger inequalities. But, in the case of extremely large inequalities, such as agricultural vehicles, especially vehicles for rough terrain, must cross them, the elastic suspension can no longer suffice, because the great height of elevation of the center of gravity of these vehicles, which comes from loads of great height such as hay, wheat to enter, etc. ... presents a risk of overturning the vehicle.
In order to obtain the desired oscillation of the wheels, even on vehicles of this type, it is necessary to construct the frame so that the wheels as well as the front and rear axle support can oscillate around the longitudinal axis of the vehicle. , or perform torsional movements with respect to this axis,
To obtain this result, several means have been proposed. For example, the oscillation of the axles or supportw 'of the sieux is achieved by the fact that both are mounted to tilt on a central spar. There are also known embodiments in which only one of the axle supports is tiltably mounted on the central spar.
The vehicle body and the side members which carry it rest on the axle supports and are subjected to unwanted high torsional stresses during the oscillating movements. In other embodiments, the frame is made of side members which allow warping and on which axles or even rigid axle carriers are mounted. This embodiment results in certain points; peaks of tension that must be absorbed by sheet metal gussets or other reinforcing elements.
Now, given that breaks occur, and above all permanent breaks despite these reinforcing devices, we have, of course, further reinforced the elements intended to absorb the stress peaks, which led to the construction of very heavy vehicles which are not specifically indicated
<Desc / Clms Page number 3>
for agricultural applications, since the ratio between payload and dead weight becomes too unfavorable for a given traction force.
Dangerous peaks of tension occur in particular in places where the torsionally rigid axle is connected to the axle support, as well as to the assembly nodes.Without ignorance of the causes of breakages, and to avoid them, generally, after having observed them by experience, welded joints have been replaced by bolt or rivet joints, because they allow small relative displacements or changes in position. But the construction of the axle support with bolted or riveted elements requires a higher number of these elements, and therefore increases the expense. It has also been proposed to compensate for the inevitable variations in position and deformations using articulations.
However, these joints are not only expensive, but they require constant maintenance and, moreover, they wear out, so that this method of construction cannot constitute a satisfactory solution to the problems which arise.
This is where the invention comes in. The research that culminated in this led to the absolutely new - and surprising discovery - that the warping movements of the chassis propagate to the wheels. If the side members are made in a known manner to allow warping, a detailed study of the train of forces, elastic and permanent deformations, and of the deformed frame, shows that even the rigid supports of the axles and their rigid axles are subjected to stress by resulting displacement. of the operation of the vehicle, constraints the forced removal of which, obtained by an appropriate proportioning of the assembly points, results in said voltage peaks.
If, for the methodical implementation of the invention, it is deduced that all the elements of the frame interposed in the train of forces must
<Desc / Clms Page number 4>
wind have the same ability to warp, and it is therefore necessary to build an assembly with constant mechanical resistance, - which means that the whole of the chassis constitutes in a way a single spring, - we succeed in avoiding said noints of tension and to use the material perfectly. The result may be that the most favorable weight is thus obtained and that heavy and costly reinforcements are avoided, as well as all the joints and their drawbacks.
Starting from this discovery, the chassis according to the invention, in particular for vehicles intended for rough terrain, is characterized by the combination of torsionally capable side members and trellises capable of warping, connecting the side members together and resting on the wheels. of the vehicle.
It is only by the implementation of this principle that one obtains that all the elements of the chassis, including the wheels, participate in the warping movements, and that their torsion faculties are proportioned to each other in function of the warping of the assembly.
On the other hand, it follows that, thanks to this movement of perfect warping of the chassis, which takes place correctly up to the wheels, these permanently adhere to the ground on all the bumps and in all the hollows of the ground. that can practically arise. The load is thus always well distributed on the four wheels. In the case of wheels with pneumatic tires, this perfect distribution of the load largely protects the tires and increases their duration proportionally. On the other hand, in the case of chassis with rigid axles or rigid estates supports, traveling on a ground with significant unevenness, it almost always happens that the major part of the load is imposed on only three or even with two wheels only, which imposes corresponding overloads on the tires.
Of course, even when the chassis is built
<Desc / Clms Page number 5>
handled in this way, it is essential that the load is correctly transmitted to the wheels. Now, and as a result of the natural purpose of a vehicle of this type, the support points on the wheel hubs, on the one hand, and the load-bearing plate, on the other hand, are fixed. If the principle of the invention is correctly applied, that is to say if one interposes between the side members and the support points formed by the wheels a high and narrow trellis intended for the transmission of the load at The height of this trellis ensures without the least difficulty the moment of resistance which gives the trellis sufficient resistance to bending to enable it to carry and transmit the vehicle load to the wheels.
As indicated previously, this makes it possible to reduce the trellis to a very small width, which makes it capable of warping or twisting. This very tall and narrow trellis presents this other advantage than the steered wheels. can be turned at a very large angle, up to almost 90, which allows frames of this type to turn, so to speak, in place.
The actual trellis can be constructed in any desired manner. Preferably, it is constituted by a frame whose bars are deformable in torsion. This torsion ability can be achieved in the usual way, using open sections, thanks to their known advantages., The bars of the frame are also preferably connected to each other by tie rods or struts, this which makes it possible to absorb in a particularly advantageous manner the tensile stresses and especially the diagonal stresses occurring in the frame, without the warping ability being affected thereby. It has been found to be particularly advantageous to use a thin and tall upright web or sheet which fills the frame and which can be reinforced by embossing ribs.
Even the choice of the means of assembly is not often
<Desc / Clms Page number 6>
worse at the slightest restriction. First of all, simple threaded bolt connections can be used without any reinforcement device. This results in the advantage that such frames can be disassembled at any time into units or groups of units. But, since the invention allows for the first time the use of welds without the hitherto unavoidable drawbacks, these welds are envisaged in the first place because they constitute the simplest and safest means of assembly. . These simple assemblies by welding groups of elements can be carried out without any difficulty after transport, in all the field workshops provided for assembly.
The appended drawing schematically shows an embodiment of the object of the invention in the form of the frame of an agricultural vehicle.
Figure 1 is a plan view of one of the trusses which interconnect the torsion side members of the frame.
Figure 2 is a cross-sectional view of the trellis taken along the line II-II of Figure 1.
FIG. 3 is a perspective view of the chassis according to the invention in the normal state, that is to say without warping.
Fig. 4 is a similar view of the chassis in a deformed state as it results, for example, when, with the vehicle driving to the left, the rear wheel on the left side falls into a deep hollow.
As shown more particularly in FIGS. 3 and 4, the frame constructed according to the invention comprises two longitudinal members 7 capable of torsion which are for this purpose formed by U-sections open outwards and having relatively thin walls. While, in the known devices, these side members are interconnected by rigid axle supports, according to the invention there is provided for this purpose.
<Desc / Clms Page number 7>
lattices capable of warping. These trusses are made up of an upper chord 3, the cross section of which, formed by an open profile, is shown in detail in figure 2.
The trusses also have a lower chord 4 of the same conformation. The upper and lower chords 3 and 4 are interconnected by bars or side flanges 2.
As shown in Figure 4, a frame thus formed can literally overcome obstacles without resulting in the aforementioned difficulties and drawbacks. In the case assumed in the drawing, the side members first undergo a torsional deformation by the fact that the left side member (in relation to the direction of travel) is lowered and at the same time undergoes a torsion. This torsion is transmitted to the two trellises. The shortening of the left side member when projecting onto a plane touching the two front wheels and the right rear wheel from below, -shortening determined by the lowering of this side member, - produces a pivoting movement of the entire trellis posterior around its right bar or flange.
The trellis performs this movement without any difficulty because it is intentionally made so that it can warp in this direction. Of course, the torsion is also transmitted to the anterior trellis, albeit in a somewhat reduced fashion, and this trellis absorbs it without any tension peaks resulting therefrom, because this trellis itself is methodically constituted to be able to warp.
These properties of the chassis in turn allow it to be built with the theoretically possible minimum of material.
In addition, all the assembly points can be perfectly rigid and formed by welds, so that the frame forms a coherent whole despite its ability to warp.
Figures 1 and 2 show the details of the trellis.
We can recognize the two torsion beams 7 to which are welded
<Desc / Clms Page number 8>
the bars or side flanges 1 and 2. Between these bars or side flanges 1 and 2 are inserted the upper chord 3 and the lower chord 4. These as well as the webs of the flanges 1 and 2 are connected to each other by a standing plate 5.
Deep-drawn ribs 6 are formed in this sheet which allow it to resist compressive stresses, while the sheet itself resists tensile stresses, and more particularly diagonal stresses.
At the two lower corners of the frame are welded bushings 8 in which are mounted the steering journals of the wheels not shown, in this case not suspended by springs.
Of course, the embodiment shown in the drawing does not limit the possibilities for implementing the principle of the invention. On the contrary, without departing from this principle, one can imagine many variant embodiments, for example, it is completely irrelevant whether the faculty of torsion of the longitudinal members, and of warping of the trellises which connect them, is obtained from one way or another.