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PERFECTIONNEMENTS AUX GRUES MOBILES OU AUTRES VEHICULES MONTES SUR ROUES.
Cette invention se rapporte aux grues mobiles et autres véhicules montés sur roues et dont au moins l'une des roues se trouve sur un train orien- table de direction, et au moins deux des roues se trouvent dans des plans ap- proximativement parallèles espacés l'un par rapport à l'autreo
On entend ici par train de direction un corps ou châssis orienta- ble porté par une roue ou par deux roues ayant un axe de rotation commun et sur lequel le châssis ou la caisse du véhicule est monté de manière à permet- tre au train de tourner par rapport au châssis du véhicule autour d'un axe de direction approximativement vertical, pour diriger le véhicule.
D'habitude, l'axe de direction d'un pareil train passe pratiquement par l'axe de la roue ou des roues du train, mais dans certains cas, il peut se trouver légèrement d'un côté de cet axe, lorsque par exemple une action d'auto-centrage doit être assurée au mécanisme de directiono En outre, par roues se trouvant dans des plans sensiblement parallèles, on doit entendre aussi deux roues situées dans des plans qui s'écartent d'un parallélisme parfait dans une mesure relative- ment faible, dans le but d'assurer de bonnes qualités de direction et/ou d' amener le point de contact de chaque roue avec le sol dans Imposition rela- tive désirée par rapport à l'axe vertical autour duquel le train pivote.
Un but de l'invention est de faciliter la direction et la manoeu- vre de ces véhicules, particulièrement lorsque le train ou chaque train de direction supporte une lourde chargée
Une grue mobile ou autre véhicule supporté par trois roues ou da- vantage, dont une au moins est portée par un train de direction et dont deux au moins se trouvent dans des plans pratiquement parallèles espacés l'un de l'autre, comporte, suivant la présente invention, un mécanisme de direction positif pour faire tourner le train ou chaque train autour de son axe de di- rection et un dispositif pour appliquer un couple ou un freinage différentiels aux deux roues situées dans des plans parallèles espacés.
Pour plus de commodité, le mécanisme à l'aide duquel on peut faire
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varier le couple moteur effectif appliqué à l'une des deux roues par rapport à celui appliqué à l'autre roue ou le régler indépendamment de ce dernier se- ra appelé ci-après mécanisme pour commander différentiellement le couple appli- qué aux deux roues, tandis que d'une manière semblable, le mécanisme au moyen duquel on peut faire varier une force de freinage appliquée à l'une des deux roues par rapport à celle appliquée à l'autre de ces deux roues,
ou la régler indépendamment de cette dernière sera pour plus de commodité appelé mécanisme pour commander différentiellement le freinage appliqué aux deux roueso
L'invention est particulièrement applicable aux véhicules suppor- tés en un ou plusieurs points sur un train de direction comportant deux roues qui tournent autour d'un axe commun et se trouvent dans des plans situés de part et d'autre de l'axe de direction du train, les deux roues étant action- nées soit par une source d'énergie commune, par l'intermédiaire d'un mécanis- me différentiel, soit par des moteurs distincts.
Dans ce cas, l'invention pré- voit des moyens de faire varier le couple effectif appliqué aux deux roues du train ou de chaque train, soit en y appliquant une force de freinage différen- tiellement soit en faisant varier le couple qu'y appliquent respectivement les deux moteurs de commande. On constatera que dans une telle disposition, 1' application du couple ou de la force de freinage maximum à la roue appropriée tendra directement à faire tourner le train autour de son axe de direction et secondera ainsi la manoeuvre de direction si on le désire, même lorsque le véhicule est à l'arrêt et qu'on désire faire pivoter le train de manière à 1' amener dans une position déterminée autour de son axe de direction avant de mettre le véhicule en marche ou dans d'autres buts.
Lorsque l'invention est appliquée à un véhicule du genre compor- tant trois points de suspension, dont l'un est supporté par un train orienta- ble pour la direction tandis que les deux autres points sont supportés par des roues ayant un axe commun et situées dans des plans de part et d'autre de l'axe de direction du train, on peut employer un train à une seule roue ou à plusieurs roues et la ou les roues du train, ou les roues non dirigées, peu- vent être actionnées.
Dans une telle disposition, un mécanisme peut être pré- vu pour exercer des forces de freinage différentiellement sur les deux roues non orientables, ou, dans le cas où ces deux roues sont commandées, pour faire varier le couple effectif appliqué à l'une des roues par rapport à celui appli- quéà l'autre, soit en réglant la force qui y est appliquée, soit en freinant ' l'une ou, l'autre des roues.
Par exemple, dans une telle disposition le châssis du véhicule peut être supporté à une extrémité par deux roues susceptibles d' être actionnées par l'intermédiaire d'un différentiel ou par des moteurs sé- parés, tandis que le châssis est supporté à l'autre extrémité par un ou plu- sieurs trains orientables non commandés et qu'on seconde la manoeuvre de direc- tion en faisant varier le couple effectif appliqué aux deux roues commandées, par exemple au moyen d'un mécanisme commutateur ou d'un mécanisme de freinage différentiel approprié.
Le mécanisme à l'aide duquel le couple ou le freinage appliqué aux deux roues appropriées est réglé dans les véhicules suivant l'invention peut varier. Toutefois, dans une forme d'exécution, ce mécanisme peut être établide façon à être actionné automatiquement par les mouvements d'un volant de direction d'un levier ou autre organe de direction, qui applique une force mécanique au train ou trains de direction en vue d'effectuer les manoeuvres de direction, tandis que dans d'autres formes d'exécution il peut être agencé pour être actionné par un ou plusieurs dispositifs de commande, indépendamment du volant de direction, du levier ou autre organe de direction.
Dans le cas où, par exemple, les deux roues auxquelles le couple doit être appliqué différentiellement sont actionnées par des moteurs électri- ques séparés, on peut employer, pour faire varier les couples effectifs rela- tifs appliqués aux deux roues, des dispositifs comportant un mécanisme commu- tateur pour régler l'arrivée du courant électrique aux moteurs ou aux circuits des moteurs d'une manière appropriée, ou des dispositifs comprenant une ou plusieurs résistances variables établies de telle manière que lorsque le cou- ple d'un moteur augmente automatiquement, celui de l'autre diminue automatique-
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ment ou de telle manière que le couple de l'un ou l'autre des moteurs peut être augmenté ou diminué indépendamment de celui de l'autre.
En outre, en pareil cas, la disposition peut quelquefois être telle que lorsqu'on le désire un mo- teur seulement peut être actionné, ou elle peut être telle que lorrsque le véhi- cule se trouve à l'arrêt, les deux moteurs peuvent être amenés à tourner en sens opposés dans le but de faire tourner ou de contribuer à faire tourner le train-orientable autour de son axe de direction de manière à l'amener dans la position voulue pour permettre un déplacement désiré du véhicule.
Suivant une variante,dans le cas où les deux roues sont action- nées par une source d'énergie commune par l'intermédiaire d'un mécanisme dif- férentiel, le dispositif pour faire varier le couple effectif relatif qui y est appliqué peut comporter un mécanisme de frein susceptible d'appliquer un freinage différentiel aux deux roues.
Cette invention peut être mise en pratique de différentes maniè- res ; on en décrira ci-après quelques formes d'exécution spécifiques, à titre d'exemples, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
Fig. 1 est une vue en bout, partiellement en coupe, du train o- rientable d'un véhicule actionné et dirigé par un train à deux roues, chaque roue étant actionnée indépendamment par un moteur électrique et comportant un engrenage différentiel de commande du couple.
Fig. 2 est une vue en coupe d'un rhéostat à charbons incorporé dans le mécanisme de direction de la Figo 1.
Fig. 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la Figo 2
Figo 4 est une vue de côté du train représenté sur la Fige la
Fig. 5 est une vue en bout d'un véhicule dirigé et actionné par deux roues montées dans des trains séparés et actionnées indépendamment par des moteurs séparés.
Figo 6 est une vue en plan, avec arrachement de la partie médiane d'un véhicule actionné par deux roues montées sur un axe fixe et dirigées par un train de direction à deux roues .
Figs. 7 est une vue de côté fragmentaire de l'extrémité du véhicu- le représenté sur la Fig. 6, y compris le train de direction.
Figo 8 est une vue en plan quelque peu schématique d'un véhicule actionné et dirigé par un train de direction à deux roues et comportant un freinage différentiel des roues du train de direction.
Fige 9 est une vue schématique en bout du train de direction et du mécanisme de freinage représenté sur la Fig. 8
Fiog. 10 est une vue à plus grande échelle d'une partie du mécanis- me de freinage représenté sur la Figa 9 dans la position occupée lorsque le frein au pied est serré.
Figo 11 est une vue semblable à la Fig. 10, où le mécanisme se trouve dans la position occupée lorsqu'un des freins de direction différen- tiels est serré.
Fig. 12 est une vue en bout d'un véhicule guidé et actionné par deux roues montées dans des trains de direction séparés et actionnés indépen- damment par des moteurs séparés et comportant une commande de frein différen- tielle des roues des trains de direction.
Figo 13 est une vue en plan quelque peu schématique du véhicUle représenté sur la Fig. 12.
Fig. 14 est une vue en plan quelque peu schématique d'un véhicule dirigé par un train de direction à deux roues, actionné par deux roues mon- tées sur un axe fixe et comportant un freinage différentiel des roues du train de direction.
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Figo 15 est une vue de côté d'un véhicule à quatre roues direc- trices, dont deux sont actionnées par un train d'engrenages différentiel, et qui comporte un freinage différentiel des deux roues commandées.
Figo 16 est une vue en plan du véhicule représenté sur la Fig.
15, et
Fig. 17 est une vue à plus grande échelle d'une partie du mécanis- me de frein représenté sur la Figo 160
Le mécanisme représenté sur les Figso 1, 2,3 et 4 comprend le mécanisme de direction et de commande d'un véhicule qui est supporté à une extrémité sur le train de direction à deux roues représenté sur la Figo 1, et à l'autre extrémité par deux ou plusieurs roues (non représentées) montées folles sur un axe commun fixe.
Le train de direction comprend un pilier central 1 fixé à un corps 2 au moyen d'une goupille 3, et un essieu 4 sur lequel les deux roues porteu- ses 5 sont montées indépendamment. Le mécanisme de commande des roues est mieux représenté sur la Figo 4 et comporte un moteur électrique indépendant 6 pour chaque roue et une roue dentée intermédiaire 7 qui engrène une roue dentée 8, montée sur l'arbre du moteur, et est solidaire d'un petit pignon coaxial 9 qui engrène une autre roue dentée 10 fixée à la roue porteuse correspondante 5 pour assurer une réduction de vitesse du moteur à la roue porteuse.
L'extrémité supérieure du pilier 1 est montée dans un palier 11 à l'intérieur d'une boite 12 fixée au châssis du véhicule, et elle est fixée à une roue dentée 13 qui engrène une vis sans fin (non représentée) montée sur l'arbre 14 qui fait partie du mécanisme de direction. Ainsi, les mouvements de rotation du pilier 1 par rapport à la boite 12 ont pour effet de faire tourner le train de direction qui entraîne dans son mouvement les deux roues porteuses 5 montées sur l'essieu commun 4.
Le volant de direction 15 est raccordé à l'arbre 14 (qu'on a re- présenté pour plus de commodité comme étant disposé transversalement par rap- port au véhicule mais qui doit normalement être placé longitudinalement) par l'intermédiaire du rhéostat à charbons 16 et des pignons coniques 18, de tel- le sorte qu'une direction positive du véhicule est obtenue par les mouvements du volant de direction 15, ce qui a pour effet de faire tourner le train 2 au- tour de son axe vertical. Cette direction positive du train 2 est secondée par le couple différentiel appliqué aux deux roues porteuses 5, et ceci est réglé par le rhéostat à charbons 16, c'est-à-dire automatiquement à la suite de 1' action du couple appliqué au mécanisme de direction.
Le rhéostat à charbons est représenté à plus grande échelle sur les Figs. 2 et 3 et comprend deux résistances à charbons genre manchon 20 et 21 susceptibles d'être comprimées axialement d'une manière connue pour réduire leur résistance électrique et montées sur une tige 22 qui est reliée au volant de direction 15. La partie intérieure de la colonne de direction 23 est sépa- rée de la tige 22 mais est reliée par des clavettes, des cales ou autrement, à l'enveloppe du rhéostat 24 et le couple de direction positif est en réalité transmis de la tige 22 à l'enveloppe 16 et de là au mécanisme de direction.
L'enveloppe est constituée de deux moitiés boulonnées sur une plaque médiane 25, chaque moitié contenant une des résistances à charbons, et comme la dis- position de chaque moitié du dispositif est identique à celle de l'autre, on n'en décrira qu'une seule.
Une paire de galets 26 sont montés sur des pivots faisant partie du collier 27 qui est lui-même claveté à la tige 22 de manière à pouvoir se déplacer axialement le long de la tige, et sont susceptibles de rouler sur la surface de la plaque 25. Celle-ci est pourvue de cames circonférentielles à rampes 28 en des points diamétralement opposés sur la plaque, de telle sor- te que lorsque la tige 22 tourne d'un angle prédéterminé par rapport à la plaque, les galets 26 montent sur les rampes 28 et font coulisser le collier 27 le long de la tige.
La résistance à charbon 20 est enfermée entre deux plaques d'extrémité isolantes 29 et isolée de la tige 22 au moyen d'un man-
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chon isolant 35 et des coussinets ou roulements à billes 30 sont aménagés entre les plaques d'extrémité et le ressort de compression 31 et le collier 27, respectivement
Les rampes de cames 28 de l'autre côté de la plaque médiane 25, c'est-à-dire dans l'autre moitié du rhéostat, sont ménagées du côté opposé de la position neutre normale des galets 26 et on verra que lorsqu'on fait d'abord tourner le volant de direction, les galets 26 montent sur les rampes de came correspondantes et compriment l'une ou l'autre des résistances en charbon, suivant le sens dans lequel on fait tourner le volant.
Lorsque les galets atteignent un arrêt 36 établi à l'extrémité de chaque rampe de came 28 (ou auparavant si la composante différentielle de la réaction aux galets est suffisante) la résistance à charbon n'est pas comprimée davantage et une commande positive de direction est transmise à la partie inférieure de la colonne de direction 23 et par conséquent au pilier 1 du train.
Les' res- sorts 31 aux extrémités externes de chaque résistance assurent aux galets 26 et par conséquent à la tige 22 et au volant 15 une action d'auto-centrage par rapport à l' enveloppe 240
Trois bagues collectrices 32, 33, 34 sont fixées à la colonne 23, les résistances à charbons étant raccordées entre ces bagues par un conduc- teur commun, et les deux résistances sont montées dans les circuits respectifs des deux moteurs électriques 6 qui actionnent les roues porteuses du train de direction,, Les moteurs sont couplés en parallèle et par conséquent toute réduction de la résistance montée dans un circuit de moteur provoque une aug- mentation du couple sur la roue correspondante du train et peut aussi réduire quelque peu le couple à l'autre roue du train;
en tout cas un couple de com- mande différentiel est appliqué aux deux roues, qui seconde la manoeuvre po- sitive du train de directiono
Le véhicule représenté sur la Fig. 5 est supporté à une extrémité par deux trains de direction 50 ayant chacun une seule roue, montés sur des piliers centraux 51, et à l'autre extrémité par une ou plusieurs roues (non représentées) montées sur un axe horizontal fixée Les roues directrices 55 sont actionnées indépendamment par des moteurs électriques séparés 56 et sont dirigées en tandem par la commande du volant de direction 15.Le mécanisme de direction positif, qui sous tous autres rapports est du type normal,
comprend un secteur denté pivotante entrant en prise avec un pignon à l'extrémité infé- rieure de la colonne de direction et pourvu de bras qui sont raccordés res- pectivement à des bras fixés aux extrémités supérieures des piliers 51 par des bielles 52, et il comporte un rhéostat à charbons 16 semblables à celui décrit avec référence aux figso 2 et 3 et des bagues collectrices 32, 33, 34 au moyen desquelles les résistances à charbons sont montées dans les circuits des deux moteurs électriques 56 couplés en parallèle , comme c'est décrit ci- dessus.
Ainsi la manoeuvre de direction positive des deux trains de direction est secondée par un couple différentiel appliqué aux deux roues, qui dépend du sens et de la grandeur du couple appliqué au volant de direction 15, et qui crée par conséquent sur tout le véhicule un couple tendant à seconder la manoeuvre de la direction,,
Dans une variante qui, sous tous autres rapports, est semblable à la disposition qui vient d'être décrite, les piliers 51 des trains direc- teurs sont décalés chacun latéralement d'une quantité égale en sens opposé par rapport aux verticales passant par les points de contact entre les roues 55 et le sole Gomme les deux trains sont orientés en tandem, le couple résul- tant autour de l'axe de direction de chaque train est normalement équilibré par un couple égal et opposé appliqué sur l'autre train,
mais lorsqu'un cou- ple différentiel est appliqué aux deux roues directrices-les manoeuvres de direction positives sont secondées par le couple déséquilibré appliqué au mé- canisme de direction,,
Le véhicule représenté sur les Figs. 6 et 7 est sous beaucoup de rapports semblable à celui déjà décrit avec référence à la Fig. 1.
Le véhicule est monté sur un train de direction 60 à deux roues, à une extrémité, mais est actionné à l'autre extrémité par deux roues 61, 62 montées sur un axe com-
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mun fixe et actionnées indépendamment, par l'intermédiaire d'un engrenage de réduction, par des moteurs électriques séparés 63, 64, Le mécanisme de direc- tion positif pour le train 60 est presque identique à celui décrit avec réfé- rence à la Fig. 1, et comprend un volant de direction 15, relié par des pi- gnons coniques appropriés à la vis sans fin et à la roue hélicoïdale montées dans le carter 12 et susceptibles de faire tourner le pilier central 65 du train 60, Le mécanisme de direction comporte aussi un rhéostat à charbons 16 identique à celui décrit avec référence à la Fig.
2 et monté dans les circuits des deux moteurs électriques 63, 64 au moyen de bagues collectrices 32, 33, 34 à l'extrémité inférieure de la colonne de direction. Ainsi, un couple dif- férentiel est appliqué aux deux roues à axe fixe 61 et 62 lorsque le couple est appliqué au volant de direction, et la manoeuvre de direction du véhicule est secondée dans son ensemble, bien que la rotation du train de direction en soi ne soit pas secondée directement comme dans le système suivant la Fig.
1.
On comprendra que tout autre type de résistance électrique varia- ble ou de commutateur peut remplacer le rhéostat à charbons décrit et qu'au lieu du fonctionnement automatique résultant de sa combinaison avec le méca- nisme de direction positif, l'engrenage de commande peut être actionné à la main ou au pied indépendamment du volant de direction.
Un commutateur permutateur de préférence actionné par le levier de marche arrière à employer pour la marche arrière, est normalement prévu pour renverser les connexions électriques entre les résistances électriques et les moteurs, de manière à seconder la manoeuvre de direction dans le sens voulu lorsque les moteurs fonctionnent en marche arrière.
Le véhicule représenté sur les Figso 8 et 9 est supporté à une extrémité par quatre roues 71 montées sur un axe fixée et à l'autre extrémité par un train de direction à deux roues, les roues 72 du train étant action- nées par une source d'énergie unique par l'intermédiaire d'un différentiel (non représenté) ou bien, suivant une variante, elles peuvent être actionnées indépendamment par des moteurs séparés et une contribution à la manoeuvre de direction est assurée par un couple de freinage différentiel appliqué aux deux roues.
Le mécanisme de direction positif pour le train de direction com- porte un volant de direction (non représenté) qui transmet la manoeuvre de direction par l'intermédiaire d'une colonne de direction 73 et de pignons coniques 74, 75 à un arbre 76 pourvu d'une vis sans fin 77 engrenant une roue hélicoïdale 78 fixée à l'extrémité supérieure d'un pilier central qui suppor- te le train de direction et il comprend un différentiel épicycloïdal 79 entre les pignons coniques et la vis sans fin avec sa roue hélicoïdale.
Un élément du différentiel épicycloïdal est relié aux pignons coniques et un autre élé- ment est relié à l'arbre 76 qui transmet la manoeuvre de direction au train de direction, tandis qu'un troisième élément de réaction est combiné, ainsi qu'on le décrira maintenant, avec l'appareil qui commande, le fonctionnement des freins du véhicule.
Des freins à commande hydraulique d'un type connu sont placés sur chaque roue porteuse et sont donc indiqués sur les dessins schématiquement ou pas du tout, le fluide hydraulique qui fait fonctionner les freins étant amené sous pression de l'un ou l'autre des trois cylindres principaux 80, 81, 82.
Les cylindres 81 et .82 sont raccordés chacun respectivement par des canalisa- tions hydrauliques 83, 84, à l'un des freins des roues du train de direction, tandis que le cylindre 80 est raccordé aux freins des roues montées sur l'axe fixe par les canalisations hydrauliques 85 et 86.
On comprendra mieux le fonctionnement des cylindres par l'examen des Figs. 10 et 11. Chaque cylindre 80, 81, 82 renferme un plongeur ou un piston de type connu qui est actionné par une tige de piston passant à tra- vers un joint d'étanchéité à une extrémité du cylindre. Les tiges de piston des cylindres 81 et 82 sont raccordées à des manchons 87 et 88 pourvus à leurs extrémités de colliers 89, 90 qui coulissent respectivement sur deux tringles 91, 92 munies chacune d'arrêts espacés 93 de part et d'autre des colliers pour
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assurer une connexion à mouvement libre entre les manchons 87, 88 et les tringles 910 92. Celles-ci sont reliées par un système push-pull en des points diamétralement opposés de l'élément à réaction du différentiel épicy- cloidal 79.
Une pédale 193 est reliée à un palonnier compensateur 94 par un jeu de tringles et de leviers articulés 95, 96, 97, 98, 99, de telle sorte que lorsque la pédale est abaisssée le palonnier compensateur est déplacé vers la gauche dans le sens de la flèche sur la Fig. 10, du fait qu'il peut pivoter librement en même temps autour de son centre 100 auquel la tringle- rie de la pédale est reliée. Des tiges de poussée 101 et 102 sont articulées à chaque extrémité du palonnier compensateur, l'autre extrémité des tiges é- tant articulée aux leviers de poussée 103 et 104 respectivement, qui sont aussi articulés tous deux en un point 105 raccordé à la tige de piston du cylindre 80.
Les extrémités libres des leviers de poussée 103 et 104 sont susceptibles de venir en contact avec l'un ou l'autre des galets 106e 107, ou avec ces deux galets qui sont fixés aux extrémités des manchons 87 et 88 adjacents à leurs cylindres respectifs, de telle sorte que lorsque le palon- nier compensateur 94 est déplacé dans le sens de la flèche, chaque levier de poussée est forcé par sa tige de poussée de pivoter à l'encontre de la-réac- tion opposée par le galet correspondant et le pivot 1050Ainsi, la pression exercée par la pédale 193 est répartir entre les trois tiges de piston pour serrer les freins sur toutes les roues du véhicule,
comme c'est représenté sur la Fige 10 Les proportions et les dimensions des diverses bielles et des divers cylindres sont déterminées de manière à assurer exactement la force de freinage requise sur chaque roue.
Lorsqu'un couple est appliqué au mécanisme de direction l'élément à réaction du différentiel épicycloïdal agit en push-pull sur les tringles 91 et 92 et par l'intermédiaire des connexions à mouvement libre il actionne l'un ou l'autre des cylindres principaux 81, 82, ce qui a pour effet de ser- rer l'un des freins de direction 108, 109 sur les roues du train de direc- tiono Sur la Figo 11, le cylindre 82 est représenté en action, tandis que le cylindre 81 est au repos et comme la pédale de frein 193 n'a pas été a- baissée, le cylindre 80 est aussi au repos et les manchons 87 et 88 ne subis- sent pas l'action des leviers de poussée 103,
1040
On comprendra toutefois que le frein de direction et le frein au pied peuvent tous deux être appliqués simultanément ou dans un ordre quelcon- que sans nuire au bon fonctionnement de l'un ou l'autre système de freinage Par suite de l'effet répartisseur du palonnier compensateur 94 et des leviers de compression 103, 104, une pression peut être exercée sur toutes les roues porteuses du véhicule, pour effectuer le freinage et en même temps lorsqu-un couple est appliqué au volant de direction, l'élément de réaction du différen- tiel épicycloïdal augmentera la pression de l'un des cylindres de direction principaux 81, 82 ou réduira la pression de l'autre, assurant ainsi un freina- ge général du véhicule et un couple de freinage différentiel sur les roues directrices.
Pour obtenir une contribution à la manoeuvre de la direction dans le sens voulu lorsque le véhicule fait marche arrière, on fait usage d'une soupape de renversement 110 montée dans la canalisation hydraulique entre les cylindres principaux 81, 82 de la direction et les freins 108, 109 des roues du train, et placée sous la commande du levier de marche arrière principal 111.
La soupape renverse uniquement les connexions entre les cylindres et les freins.
Le véhicule représenté sur les Figso 12 et 13 est supporté à une extrémité par quatre roues 121 montées sur un axe commun fixe et à l'autre ex- trémité par deux trains de direction séparés à roue unique 122, 123, chaque roue 140, 141 étant actionnée indépendamment par des moteurs électriques sé- parés 124, 125 mais orientée en tandem avec l'autre roue par le volant de di- rection 1280
Le mécanisme de direction positif comprend une colonne de direc- tion verticale pourvue à son extrémité inférieure d'un pignon qui engrène un secteur denté 130, pivotant en 131 et raccordé par l'intermédiaire d'une paire de bras 132, 133 aux tringles de direction 134, 135 qui sont elles-mêmes re-
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liées aux bras de direction 136,
137 fixés aux extrémités supérieures des pi- liers 138, 139 qui supportent les'trains de direction et transmettent le cou- ple de direction positif aux roues 140 et 1410 Les piliers 138, 139 sont quel- que peu déportés l'un vers l'autre par rapport aux centres des surfaces de contact entre les roues 140, 141 et le sol, et lorsque des couples moteurs égaux sont appliqués aux roues, des couples égaux et opposés correspondants sont appliqués aux piliers de telle sorte que les tringles de direction 134, 135 agissent normalement comme une barre d'écartement pour maintenir les deux roues directrices parallèles entre elles.
Le mécanisme de direction comporte un différentiel épicycloïdal 142, dont l'élément de réaction est relié par des bielles 143, 144 aux plon- geurs de travail de deux cylindres hydrauliques principaux 145, 146, Les cy- lindres sont raccordés par des canalisations hydrauliques 147, 148 aux freins hydrauliques (non représentés) dont chaque roue directrice est pourvue, et un troisième cylindre principal 149 est raccordé par des canalisations hydrauli- ques 150, 151 aux autres freins hydrauliques dont sont munies les roues por- teuses 121 montées sur l'axe fixe.
Une pédale 152 est reliée à un palonnier compensateur 153, par un système de tiges et de leviers articulés 154, 155, 156, et le fonctionnement des trois cylindres principaux par suite des mou- vements de la pédale et de Inapplication d'un couple appliqué au volant de direction se fait exactement comme celui décrit avec référence aux figs. 10 et 11. En d'autres termes, lorsqu'on applique un couple au volant de direction 128, les tiges 143, 140 agissent en push-pull sur les cylindres 145 et 146 pour serrer l'un ou l'autre des freins des roues directrices, en réduisant ain- si le couple moteur à la roue dont le frein est serré.
Par suite du décalage ci-dessus mentionné des piliers 138, 139, le couple moteur différentiel sur les roues directrices engendre une force non équilibrée s'exerçant sur la bar- re d'espacement 134,135 et susceptible de seconder la manoeuvre de direction positive et de contribuer par conséquent à faire tourner les trains de direc- tion par rapport au véhiculée D'autre part, lorsqu'on abaisse la pédale 152, tous les freins du véhicule sont serrés, peu importe que les freins de direc- tion soient serrés ou non.
Si les freins sont tous deux serrés conjointement, au même moment où un couple est appliqué au volant de direction un freinage général résulte de l'application de la force de freinage à toutes les roues porteuses, et en outre un freinage différentiel des deux roues directrices seconde la manoeuvre des trains de direction.,
Une soupape de renversement 157 actionnée par la commande de mar- che arrière principale 158 est intercalée dans les canalisations hydrauliques de direction pour seconder la manoeuvre de direction dans le bon sens lorsque les moteurs de commande sont en marche arriéreo
Le véhicule représenté sur la Fig 14 est supporté à une extrémité par deux roues 170, 171, à axes fixes, actionnées indépendamment par des mo- teurs électriques séparés 172, 173,
et à l'autre extrémité par un train de di- rection à deux roues 1740
La disposition est sous de nombreux rapports semblable à celle re- présentée sur les Figso 8 et 9, mais dans le cas considéré les moteurs de com- mande sont reliés aux roues à axes fixes au lieu des roues directrices,bien que les dispositifs de freinage pour toutes les roues soient identiques aux dispositifs précédents, ce qui dispense de les décrire en détail.
Une colonne de direction 175 transmet une manoeuvre de direction positive au train direc- teur 174 et agit en même temps, par l'intermédiaire de l'élément à réaction du différentiel épicycloïdal 176 pour appliquer l'un ou l' autre des freins de direction sur les roues directrices, tandis qu'une pédale 177 agit de concert pour serrer tous les freins du véhicule lorsque c'est nécessaire. Le dispositif considéré se distingue principalement par l'emploi d'un freinage différentiel appliqué aux roues directrices au lieu d'un couple moteur différentiel pour seconder la manoeuvre de direction, et il est évident que le véhicule doit ê- tre en marche pour "qu'une contribution quelconque à la manoeuvre de direction par les freins différentiels soit obtenue.
Le véhicule représenté sur les Figs. 15 et 16 possède quatre roues
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directrices, dont deux sont actionnées par l'intermédiaire d'un différentiel, et la contribution à la direction est obtenue en appliquant une force de frei- nage différentielle aux deux roues commandées.
Le mécanisme de direction positif comporte un levier de direction 200, une colonne de direction verticale 201, une tringle de timonerie 202 re- liée à un bras à l'extrémité inférieure de la colonne de direction, et un au- tre bras 203, articulé en un point adjacent au milieu de l'essieu 204 qui sup- porte les roues porteuses commandées 205, 206 Des tiges 207, 208 raccordées au bras 203 de part et d'autre de celui-ci transmettent la commande de direc- tion à des bras 209, 210 fixés aux pivots 211, 212 des roues commandées.
Une autre barre de timonerie 213 s'étend du bras 203 à un levier coudé 214 arti- culé en un point 215 et disposé dos à dos par rapport au levier 203, comme on le voit sur le dessin, de manière 9. transmettre le mouvement de direction né- cessaire à des tiges 216, 217 et aux bras 218, 219 fixés aux fusées 220,221 des roues directrices 222, 2230
Le véhicule est actionné par les roues 205, 206 au moyen d'un moteur électrique 224 agissant par l'intermédiaire d'un différentiel 225 d'un type bien connu, et commandé d'une manière normale par un certain nombre de manettes 2260
Des freins hydrauliques (non représentés) sont prévus à chacune des roues 205, 206 et reçoivent un fluide hydraulique sous pression de deux cylindres principaux 227, 228 par l'intermédiaire de canalisations hydrauli- ques 229, 230,
le fonctionnement des freins étant consécutif à la fois aux mouvements de la pédale 231 et au couple appliqué au levier de direction 200, ainsi qu'il sera décrit, pour assurer le freinage ordinaire du véhicule et/ou le freinage différentiel secondant la manoeuvre de direction.
La colonne de direction positive 201 comporte un différentiel épicycloidal 260, dont l'élément de réaction est relié en des points diamétra- lement opposés à deux tiges à mouvement alternatif push-pull 233, 234, tandis que la pédale 231 est reliée par un système articulé de leviers et de bielles à la tige 235 de telle manière que lorsqu'on abaisse la pédale, la tige 235 est déplacée dans le sens de la flèche de la Figo 17, la manière dont ces trois tiges agissent sur les deux maîtres-cylindres mieux visibles sur la Figo 17, Chaque tige 233, 234 est fixée à une fourche 236, 237 dont chaque bras est pourvu à son extrémité d'une rainure longitudinale 238, 2390 D'une manière semblable, chaque tige de piston conjuguée avec les cylindres est fixée à une fourche 240,
241 susceptible de s'ajuster entre les bras de la fourche correspondante 236, 237, et pourvue à l'extrémité de chacun de ses bras d'une rainure longitudinale. Les paires de fourches respectives sont raccordées en- tre elles par des broches 242, 243 passant dans les rainures des extrémités des fourches, en formant ainsi des'connexions à mouvement libre entre les ti- ges de piston-des deux maîtres-cylindres et les tiges 233, 234 actionnées par l'élément de réaction du différentiel épicycloïdal. Lorsqu'un couple est appliqué au levier de direction 200, l'un ou l'autre des deux maître-cylin- dres 227, 228 entre par conséquent en action pour serrer le frein de roue cor- respondant.
La tige 235, actionnée par la pédale, est fixée à un palonnier compensateur 244, pivotant autour d'une broche 245 qui coulisse dans une rai- nure 246 ménagée dans une plaque fixe 247. Le palonnier est articulé à chaque extrémité 250,251 à une bielle rainurée 248., 249 s'ajustant entre les bras des fourches 240, 241, les rainures de chacune de ces bielles 248, 249 étant traversées par les broches 242, 2430 Ainsi, lorsqu'on abaisse la pédale 231 le palonnier 244 est déplacé dans le sens de la flèche et, en supposant qu' aucune manoeuvre de direction ne soit effectuée, les deux maîtres-cylindres sont soumis à des forces égales et les deux freins sont serrés uniformément,.
Toutefois, si une manoeuvre de direction a lieu, les forces de poussée et de traction exercées sur les tiges 233, 234 agissent de manière à augmenter la pression sur un cylindre ou diminuer la pression sur l'autre cylindre, en assu- rant ainsi un freinage normal et un freinage différentiel combinés.
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Une soupape de renversement 261 commandée par le levier de marche arrière principal 262, est montée dans les canalisations hydrauliques entre les maîtres-cylindres et les freins, pour que la contribution à la manoeuvre de direction se fasse dans le sens voulu lorsque le véhicule se trouve en mar- che arrière.
Il est bien entendu que quoi que dans les dispositifs décrits on ait employé exclusivement le freinage hydraulique, tout autre freinage peut être utilisé, mécanique ou électrique par exemple, avec ou sans mécanisme d' appoint actionné par servo-moteurs.
REVENDICATIONS. lo- Grue mobile ou autre véhicule supporté par trois roues ou da- vantage dont une au moins est portée par un train de direction orientable et dont deux au moins se trouvent dans des plans sensiblement parallèles espacés l'un de l'autre, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de direction positif pour faire tourner le train ou chaque train de direction autour de son axe de direction et un dispositif pour appliquer un couple ou un freinage différentiels aux deux roues qui se trouvent dans des plans parallèles espa- cés.
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IMPROVEMENTS TO MOBILE CRANES OR OTHER VEHICLES MOUNTED ON WHEELS.
This invention relates to mobile cranes and other vehicles mounted on wheels in which at least one of the wheels is on a steerable steering gear, and at least two of the wheels are in approximately parallel planes spaced apart. 'one in relation to the other
By steering gear is meant here a steerable body or frame carried by a wheel or by two wheels having a common axis of rotation and on which the frame or the body of the vehicle is mounted so as to allow the train to turn. relative to the vehicle frame about an approximately vertical steering axis, to steer the vehicle.
Usually, the steering axis of such a train passes practically through the axis of the wheel or wheels of the train, but in some cases it may be slightly to one side of this axis, when for example a self-centering action must be ensured at the steering mechanism. In addition, by wheels lying in substantially parallel planes, one must also understand two wheels situated in planes which deviate from perfect parallelism to a relative extent - low, in order to ensure good steering qualities and / or to bring the point of contact of each wheel with the ground in the desired relative imposition with respect to the vertical axis around which the train pivots.
An object of the invention is to facilitate the steering and maneuvering of these vehicles, particularly when the train or each steering train is carrying a heavy load.
A mobile crane or other vehicle supported by three wheels or more, at least one of which is carried by a steering gear and at least two of which are in substantially parallel planes spaced apart from each other, comprises, according to the present invention, a positive steering mechanism for rotating the train or each train about its steering axis and a device for applying differential torque or braking to the two wheels located in spaced parallel planes.
For convenience, the mechanism by which one can make
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vary the effective engine torque applied to one of the two wheels in relation to that applied to the other wheel or adjust it independently of the latter will be referred to hereinafter as a mechanism for differentially controlling the torque applied to the two wheels, while in a similar manner the mechanism by which a braking force applied to one of the two wheels can be varied from that applied to the other of these two wheels,
or adjust it independently of the latter will for convenience be called a mechanism for differentially controlling the braking applied to the two wheels.
The invention is particularly applicable to vehicles supported at one or more points on a steering gear comprising two wheels which rotate about a common axis and are located in planes situated on either side of the axis of direction of the train, the two wheels being actuated either by a common energy source, via a differential mechanism, or by separate motors.
In this case, the invention provides for means of varying the effective torque applied to the two wheels of the train or of each train, either by applying a different braking force thereto or by varying the torque applied thereto. the two drive motors respectively. It will be seen that in such an arrangement, the application of the maximum torque or braking force to the appropriate wheel will directly tend to rotate the train about its steering axis and thus assist the steering maneuver if desired, even. when the vehicle is stationary and it is desired to rotate the train so as to bring it into a determined position around its steering axis before starting the vehicle or for other purposes.
When the invention is applied to a vehicle of the type having three suspension points, one of which is supported by a steering gear that can be steered while the other two points are supported by wheels having a common axis and located in planes on either side of the steering axis of the train, a single-wheel or multi-wheel train can be used and the train's wheel (s), or non-steered wheels, can be operated.
In such an arrangement, a mechanism can be provided for exerting braking forces differentially on the two non-steerable wheels, or, in the case where these two wheels are controlled, for varying the effective torque applied to one of the wheels. wheels relative to that applied to the other, either by adjusting the force applied thereto or by braking one or the other of the wheels.
For example, in such an arrangement the chassis of the vehicle may be supported at one end by two wheels operable by means of a differential or by separate motors, while the chassis is supported at the end. other end by one or more non-controlled steerable gears and that the steering maneuver is assisted by varying the effective torque applied to the two controlled wheels, for example by means of a switching mechanism or a shift mechanism. appropriate differential braking.
The mechanism by which the torque or the braking applied to the two appropriate wheels is regulated in vehicles according to the invention can vary. However, in one embodiment, this mechanism may be set up so as to be actuated automatically by the movements of a steering wheel of a lever or other steering member, which applies a mechanical force to the steering gear or gear in view to perform the steering maneuvers, while in other embodiments it can be arranged to be actuated by one or more control devices, independent of the steering wheel, lever or other steering member.
In the case where, for example, the two wheels to which the torque is to be applied differentially are actuated by separate electric motors, it is possible to use, in order to vary the effective torques applied to the two wheels, devices comprising a switching mechanism for regulating the flow of electric current to motors or to circuits of motors in an appropriate manner, or to devices comprising one or more variable resistors so established that when the torque of a motor increases automatically , that of the other decreases automatically-
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ment or in such a way that the torque of one or the other of the motors can be increased or decreased independently of that of the other.
In addition, in such a case the arrangement may sometimes be such that when desired only one motor can be operated, or it may be such that when the vehicle is stationary both motors can be operated. be caused to rotate in opposite directions for the purpose of rotating or helping to rotate the steerable gear about its steering axis so as to bring it into the desired position to allow desired movement of the vehicle.
According to a variant, in the case where the two wheels are actuated by a common energy source by means of a differential mechanism, the device for varying the relative effective torque applied thereto may comprise a brake mechanism capable of applying differential braking to the two wheels.
This invention can be practiced in various ways; a few specific embodiments thereof will be described below, by way of examples, with reference to the accompanying drawings, in which
Fig. 1 is an end view, partially in section, of the steerable train of a vehicle operated and steered by a two-wheeled train, each wheel being operated independently by an electric motor and comprising a differential torque control gear.
Fig. 2 is a sectional view of a carbon rheostat incorporated in the steering mechanism of Figo 1.
Fig. 3 is a cross-sectional view along the line III-III of Figo 2
Figo 4 is a side view of the train shown in Fig.
Fig. 5 is an end view of a vehicle steered and powered by two wheels mounted in separate trains and independently operated by separate motors.
Figo 6 is a plan view, with cutaway of the median part of a vehicle powered by two wheels mounted on a fixed axle and directed by a two-wheel steering gear.
Figs. 7 is a fragmentary side view of the end of the vehicle shown in FIG. 6, including the steering gear.
Figo 8 is a somewhat schematic plan view of a vehicle operated and steered by a two-wheeled steering gear and having differential braking of the wheels of the steering gear.
Fig. 9 is a schematic end view of the steering gear and the braking mechanism shown in fig. 8
Fiog. 10 is an enlarged view of part of the braking mechanism shown in Figa 9 in the position occupied when the foot brake is applied.
Figo 11 is a view similar to Fig. 10, where the mechanism is in the occupied position when one of the differential steering brakes is applied.
Fig. 12 is an end view of a vehicle guided and powered by two wheels mounted in separate steering gears and independently actuated by separate motors and having differential brake control for the wheels of the steering gears.
Figo 13 is a somewhat schematic plan view of the vehicle shown in Fig. 12.
Fig. 14 is a somewhat schematic plan view of a vehicle driven by a two-wheeled steering gear, powered by two wheels mounted on a fixed axle and having differential braking of the wheels of the steering gear.
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Figo 15 is a side view of a vehicle with four steered wheels, two of which are driven by a differential gear train, and which includes differential braking of the two driven wheels.
Figo 16 is a plan view of the vehicle shown in Fig.
15, and
Fig. 17 is a view on a larger scale of part of the brake mechanism shown in Fig. 160
The mechanism shown in Figs 1, 2, 3 and 4 comprises the steering and control mechanism of a vehicle which is supported at one end on the two-wheel steering gear shown in Figo 1, and at the other end. end by two or more wheels (not shown) mounted idly on a common fixed axle.
The steering gear comprises a central pillar 1 fixed to a body 2 by means of a pin 3, and an axle 4 on which the two carrying wheels 5 are mounted independently. The wheel control mechanism is better represented in Figo 4 and comprises an independent electric motor 6 for each wheel and an intermediate toothed wheel 7 which meshes with a toothed wheel 8, mounted on the motor shaft, and is integral with a small coaxial pinion 9 which meshes with another toothed wheel 10 fixed to the corresponding load wheel 5 to ensure a reduction in speed from the motor to the load wheel.
The upper end of the pillar 1 is mounted in a bearing 11 inside a box 12 fixed to the chassis of the vehicle, and it is fixed to a toothed wheel 13 which meshes with a worm (not shown) mounted on it. 'shaft 14 which is part of the steering mechanism. Thus, the rotational movements of the pillar 1 relative to the box 12 have the effect of rotating the steering gear which drives in its movement the two load wheels 5 mounted on the common axle 4.
The steering wheel 15 is connected to the shaft 14 (which has been shown for convenience as being disposed transversely to the vehicle but which should normally be placed longitudinally) through the carbon rheostat. 16 and bevel gears 18, such that a positive direction of the vehicle is obtained by the movements of the steering wheel 15, which has the effect of rotating the train 2 around its vertical axis. This positive direction of the train 2 is aided by the differential torque applied to the two load wheels 5, and this is regulated by the carbon rheostat 16, that is to say automatically following the action of the torque applied to the mechanism. of management.
The carbon rheostat is shown on a larger scale in Figs. 2 and 3 and comprises two sleeve-type carbon resistors 20 and 21 capable of being compressed axially in a known manner to reduce their electrical resistance and mounted on a rod 22 which is connected to the steering wheel 15. The inner part of the steering column 23 is separated from rod 22 but is connected by keys, shims or otherwise, to the casing of the rheostat 24 and the positive steering torque is actually transmitted from the rod 22 to the casing 16 and from there to the steering mechanism.
The casing consists of two halves bolted to a middle plate 25, each half containing one of the carbon resistors, and as the arrangement of each half of the device is identical to that of the other, only one will be described. 'only one.
A pair of rollers 26 are mounted on pivots forming part of the collar 27 which is itself keyed to the rod 22 so as to be able to move axially along the rod, and are capable of rolling on the surface of the plate 25 This is provided with circumferential ramped cams 28 at diametrically opposed points on the plate, such that when the rod 22 rotates by a predetermined angle relative to the plate, the rollers 26 rise on the ramps. 28 and slide the collar 27 along the rod.
The carbon resistance 20 is enclosed between two insulating end plates 29 and isolated from the rod 22 by means of a sleeve.
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insulating chon 35 and bushings or ball bearings 30 are arranged between the end plates and the compression spring 31 and the collar 27, respectively
The cam ramps 28 on the other side of the middle plate 25, that is to say in the other half of the rheostat, are made on the opposite side from the normal neutral position of the rollers 26 and it will be seen that when the steering wheel is first rotated, the rollers 26 rise on the corresponding cam ramps and compress one or the other of the carbon resistors, depending on the direction in which the steering wheel is rotated.
When the rollers reach a stop 36 set at the end of each cam ramp 28 (or earlier if the differential component of the reaction to the rollers is sufficient) the carbon resistance is not compressed further and positive steering control is provided. transmitted to the lower part of the steering column 23 and therefore to the pillar 1 of the train.
The springs 31 at the outer ends of each resistor provide the rollers 26 and therefore the rod 22 and flywheel 15 with a self-centering action with respect to the casing 240.
Three slip rings 32, 33, 34 are fixed to column 23, the carbon resistors being connected between these rings by a common conductor, and the two resistors are mounted in the respective circuits of the two electric motors 6 which operate the wheels. steering gear carriers ,, The motors are coupled in parallel and therefore any reduction in the resistance mounted in a motor circuit causes an increase in torque on the corresponding wheel of the train and may also reduce the torque somewhat to l other wheel of the train;
in any case a differential control torque is applied to the two wheels, which assists the positive maneuvering of the steering gear.
The vehicle shown in FIG. 5 is supported at one end by two steering gears 50 each having a single wheel, mounted on central pillars 51, and at the other end by one or more wheels (not shown) mounted on a fixed horizontal axle The steered wheels 55 are independently operated by separate electric motors 56 and are steered in tandem by the steering wheel control 15. The positive steering mechanism, which in all other respects is of the normal type,
comprises a pivoting toothed sector engaged with a pinion at the lower end of the steering column and provided with arms which are respectively connected to arms fixed to the upper ends of the pillars 51 by connecting rods 52, and it comprises a carbon rheostat 16 similar to that described with reference to Figs. 2 and 3 and slip rings 32, 33, 34 by means of which the carbon resistors are mounted in the circuits of the two electric motors 56 coupled in parallel, as c ' is described above.
Thus the positive steering maneuver of the two steering gears is aided by a differential torque applied to the two wheels, which depends on the direction and the magnitude of the torque applied to the steering wheel 15, and which consequently creates a torque on the whole vehicle. tending to assist the maneuver of the management,
In a variant which, in all other respects, is similar to the arrangement which has just been described, the pillars 51 of the steering gears are each offset laterally by an equal amount in the opposite direction with respect to the verticals passing through the points contact between the wheels 55 and the sole Since the two trains are oriented in tandem, the torque resulting around the steering axis of each train is normally balanced by an equal and opposite torque applied to the other train,
but when differential torque is applied to the two steered wheels - the positive steering maneuvers are aided by the unbalanced torque applied to the steering mechanism ,,
The vehicle shown in Figs. 6 and 7 is in many respects similar to that already described with reference to FIG. 1.
The vehicle is mounted on a steering gear 60 with two wheels, at one end, but is actuated at the other end by two wheels 61, 62 mounted on a central axle.
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fixed and independently operated, via a reduction gear, by separate electric motors 63, 64, The positive steering mechanism for train 60 is almost identical to that described with reference to Fig. . 1, and comprises a steering wheel 15, connected by appropriate conical gears to the worm and to the helical wheel mounted in the housing 12 and capable of turning the central pillar 65 of the train 60, The steering mechanism also comprises a carbon rheostat 16 identical to that described with reference to FIG.
2 and mounted in the circuits of the two electric motors 63, 64 by means of slip rings 32, 33, 34 at the lower end of the steering column. Thus, a differential torque is applied to the two fixed axle wheels 61 and 62 when the torque is applied to the steering wheel, and the steering maneuver of the vehicle is assisted as a whole, although the rotation of the steering gear in itself is not directly seconded as in the system according to FIG.
1.
It will be understood that any other type of variable electrical resistance or switch can replace the described carbon rheostat and that instead of the automatic operation resulting from its combination with the positive steering mechanism, the drive gear can be. operated by hand or foot independently of the steering wheel.
A changeover switch, preferably actuated by the reverse gear lever to be used for reverse gear, is normally provided to reverse the electrical connections between the electrical resistances and the motors, so as to assist the steering maneuver in the desired direction when the motors operate in reverse.
The vehicle shown in Figures 8 and 9 is supported at one end by four wheels 71 mounted on a fixed axle and at the other end by a two-wheel steering gear, the wheels 72 of the gear being actuated by a source. single energy through a differential (not shown) or alternatively, they can be actuated independently by separate motors and a contribution to the steering maneuver is provided by a differential braking torque applied to the two wheels.
The positive steering mechanism for the steering gear comprises a steering wheel (not shown) which transmits the steering maneuver via a steering column 73 and bevel gears 74, 75 to a shaft 76 provided with it. of a worm 77 meshing with a helical wheel 78 fixed to the upper end of a central pillar which supports the steering gear and it comprises an epicyclic differential 79 between the bevel gears and the worm with its wheel helical.
One element of the epicyclic differential is connected to the bevel gears and another element is connected to the shaft 76 which transmits the steering maneuver to the steering gear, while a third reaction element is combined, as described above. will now describe, with the device which controls, the operation of the vehicle brakes.
Hydraulically controlled brakes of a known type are placed on each load wheel and are therefore shown in the drawings schematically or not at all, the hydraulic fluid which operates the brakes being brought under pressure from one or the other of the two. three main cylinders 80, 81, 82.
The cylinders 81 and .82 are each connected respectively by hydraulic lines 83, 84, to one of the brakes of the wheels of the steering gear, while the cylinder 80 is connected to the brakes of the wheels mounted on the fixed axle. by hydraulic lines 85 and 86.
The operation of the cylinders will be better understood by examining Figs. 10 and 11. Each cylinder 80, 81, 82 contains a plunger or piston of known type which is actuated by a piston rod passing through a seal at one end of the cylinder. The piston rods of cylinders 81 and 82 are connected to sleeves 87 and 88 provided at their ends with collars 89, 90 which slide respectively on two rods 91, 92 each provided with spaced stops 93 on either side of the collars for
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providing a free-moving connection between the sleeves 87, 88 and the rods 910 92. These are connected by a push-pull system at diametrically opposed points of the reaction element of the epicycloidal differential 79.
A pedal 193 is connected to a compensating rudder 94 by a set of rods and articulated levers 95, 96, 97, 98, 99, so that when the pedal is lowered the compensating rudder is moved to the left in the direction of the arrow in FIG. 10, because it can pivot freely at the same time around its center 100 to which the pedal rod is connected. Push rods 101 and 102 are articulated at each end of the compensating beam, the other end of the rods being articulated to the push levers 103 and 104 respectively, which are also both articulated at a point 105 connected to the control rod. cylinder piston 80.
The free ends of the thrust levers 103 and 104 are capable of coming into contact with one or the other of the rollers 106e 107, or with these two rollers which are fixed to the ends of the sleeves 87 and 88 adjacent to their respective cylinders, so that when the compensating beam 94 is moved in the direction of the arrow, each push lever is forced by its push rod to pivot against the opposite reaction by the corresponding roller and the pivot 1050 Thus, the pressure exerted by the pedal 193 is distributed between the three piston rods to apply the brakes on all the wheels of the vehicle,
as shown in Fig. 10 The proportions and dimensions of the various connecting rods and the various cylinders are determined so as to provide exactly the required braking force on each wheel.
When a torque is applied to the steering mechanism, the reaction element of the epicyclic differential acts in push-pull on the rods 91 and 92 and through the free-motion connections it actuates one or the other of the cylinders. main 81, 82, which has the effect of applying one of the steering brakes 108, 109 on the wheels of the steering gear o In Figo 11, the cylinder 82 is shown in action, while the cylinder 81 is at rest and as the brake pedal 193 has not been lowered, the cylinder 80 is also at rest and the sleeves 87 and 88 do not undergo the action of the thrust levers 103,
1040
It will be understood, however, that the steering brake and the foot brake can both be applied simultaneously or in any order without adversely affecting the proper functioning of either braking system. Compensating rudder bar 94 and compression levers 103, 104, pressure can be exerted on all load wheels of the vehicle, to effect braking and at the same time when torque is applied to the steering wheel, the reaction element of the The epicyclic differential will increase the pressure of one of the main steering cylinders 81, 82 or reduce the pressure of the other, thus providing general braking of the vehicle and differential braking torque on the steered wheels.
To obtain a contribution to the maneuvering of the steering in the desired direction when the vehicle is reversing, use is made of a reversing valve 110 mounted in the hydraulic line between the main cylinders 81, 82 of the steering and the brakes 108. , 109 of the wheels of the train, and placed under the control of the main reverse gear lever 111.
The valve reverses only the connections between the cylinders and the brakes.
The vehicle shown in Figs 12 and 13 is supported at one end by four wheels 121 mounted on a common fixed axle and at the other end by two separate single-wheel steering gear 122, 123, each wheel 140, 141 being operated independently by separate electric motors 124, 125 but oriented in tandem with the other wheel by the steering wheel 1280
The positive steering mechanism comprises a vertical steering column provided at its lower end with a pinion which engages a toothed sector 130, pivoting at 131 and connected by means of a pair of arms 132, 133 to the rods. direction 134, 135 who are themselves re-
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linked to the steering arms 136,
137 attached to the upper ends of the pillars 138, 139 which support the steering trains and transmit the positive steering torque to the wheels 140 and 1410 The pillars 138, 139 are offset somewhat towards the other with respect to the centers of the contact surfaces between the wheels 140, 141 and the ground, and when equal driving torques are applied to the wheels, corresponding equal and opposite torques are applied to the pillars such that the steering rods 134, 135 normally act as a spreader bar to keep the two steered wheels parallel to each other.
The steering mechanism comprises an epicyclic differential 142, the reaction element of which is connected by connecting rods 143, 144 to the working plungers of two main hydraulic cylinders 145, 146, The cylinders are connected by hydraulic lines 147 , 148 to the hydraulic brakes (not shown) with which each steering wheel is provided, and a third main cylinder 149 is connected by hydraulic lines 150, 151 to the other hydraulic brakes with which the load wheels 121 mounted on the fixed axis.
A pedal 152 is connected to a compensating rudder 153, by a system of rods and articulated levers 154, 155, 156, and the operation of the three main cylinders as a result of the movements of the pedal and the application of an applied torque. steering wheel is done exactly as described with reference to figs. 10 and 11. In other words, when a torque is applied to the steering wheel 128, the rods 143, 140 act in push-pull on the cylinders 145 and 146 to apply one or the other of the brakes. steered wheels, thereby reducing the engine torque to the wheel whose brake is applied.
As a result of the above-mentioned offset of the pillars 138, 139, the differential driving torque on the steered wheels generates an unbalanced force acting on the spacer bar 134, 135 and capable of assisting the positive steering maneuver and therefore contribute to making the steering gears turn relative to the vehicle On the other hand, when the pedal 152 is depressed, all the brakes of the vehicle are applied, regardless of whether the steering brakes are applied or not .
If the brakes are both applied together, at the same time as torque is applied to the steering wheel general braking results from the application of braking force to all load wheels, and further differential braking of the two steered wheels second the maneuvering of the steering gears.,
A reversing valve 157 actuated by the main reverse control 158 is interposed in the hydraulic steering lines to assist the steering maneuver in the correct direction when the control motors are in reverse.
The vehicle shown in Fig. 14 is supported at one end by two wheels 170, 171, with fixed axles, independently operated by separate electric motors 172, 173,
and at the other end by a two-wheeled steering train 1740
The arrangement is in many respects similar to that shown in Figs. 8 and 9, but in this case the drive motors are connected to the fixed axle wheels instead of the steered wheels, although the braking devices for all the wheels are identical to the previous devices, which eliminates the need to describe them in detail.
A steering column 175 transmits a positive steering maneuver to the steering gear 174 and at the same time acts through the feedback element of the epicyclic differential 176 to apply either of the steering brakes. on the steered wheels, while a pedal 177 acts in concert to apply all the vehicle's brakes when necessary. The device considered is distinguished mainly by the use of differential braking applied to the steered wheels instead of a differential motor torque to assist the steering maneuver, and it is obvious that the vehicle must be running for "qu 'some contribution to the steering maneuver by the differential brakes is obtained.
The vehicle shown in Figs. 15 and 16 has four wheels
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steerers, two of which are operated via a differential, and the steering contribution is obtained by applying a differential braking force to the two controlled wheels.
The positive steering mechanism includes a steering lever 200, a vertical steering column 201, a linkage rod 202 connected to an arm at the lower end of the steering column, and another hinged arm 203. at a point adjacent to the middle of the axle 204 which supports the controlled load wheels 205, 206 Rods 207, 208 connected to the arm 203 on either side of the latter transmit the steering control to arms 209, 210 fixed to the pivots 211, 212 of the controlled wheels.
Another linkage bar 213 extends from the arm 203 to an elbow lever 214 articulated at a point 215 and disposed back to back with respect to the lever 203, as seen in the drawing, so as to transmit the movement. steering required for rods 216, 217 and arms 218, 219 attached to stub axles 220,221 of steered wheels 222, 2230
The vehicle is powered by the wheels 205, 206 by means of an electric motor 224 acting through a differential 225 of a well known type, and controlled in a normal manner by a number of levers 2260
Hydraulic brakes (not shown) are provided at each of the wheels 205, 206 and receive pressurized hydraulic fluid from two main cylinders 227, 228 via hydraulic lines 229, 230,
the operation of the brakes being consecutive both to the movements of the pedal 231 and to the torque applied to the steering lever 200, as will be described, to ensure the ordinary braking of the vehicle and / or the differential braking assisting the steering maneuver .
The positive steering column 201 has an epicyclic differential 260, the reaction element of which is connected at diametrically opposed points to two reciprocating push-pull rods 233, 234, while the pedal 231 is connected by a system. hinged levers and connecting rods to the rod 235 in such a way that when the pedal is lowered, the rod 235 is moved in the direction of the arrow in Figo 17, the way in which these three rods act on the two master cylinders better visible in Figo 17, Each rod 233, 234 is fixed to a fork 236, 237, each arm of which is provided at its end with a longitudinal groove 238, 2390 In a similar manner, each piston rod conjugates with the cylinders is attached to a fork 240,
241 capable of fitting between the arms of the corresponding fork 236, 237, and provided at the end of each of its arms with a longitudinal groove. The respective pairs of forks are interconnected by pins 242, 243 passing through the grooves of the ends of the forks, thus forming free-moving connections between the piston rods of the two master cylinders and the two master cylinders. rods 233, 234 actuated by the reaction element of the epicyclic differential. When a torque is applied to the steering lever 200, either of the two master cylinders 227, 228 therefore comes into action to apply the corresponding wheel brake.
The rod 235, actuated by the pedal, is fixed to a compensating lifter 244, pivoting around a pin 245 which slides in a groove 246 made in a fixed plate 247. The lifter is articulated at each end 250,251 to a connecting rod grooved 248., 249 fitting between the arms of the forks 240, 241, the grooves of each of these connecting rods 248, 249 being crossed by the pins 242, 2430 Thus, when the pedal 231 is lowered the rudder 244 is moved in the direction of the arrow and, assuming no steering maneuver is performed, the two master cylinders are subjected to equal forces and the two brakes are applied evenly ,.
However, if a steering maneuver does take place, the pushing and pulling forces exerted on the rods 233, 234 act to increase the pressure on one cylinder or decrease the pressure on the other cylinder, thereby ensuring a normal braking and differential braking combined.
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A reversing valve 261 controlled by the main reverse lever 262, is mounted in the hydraulic lines between the master cylinders and the brakes, so that the contribution to the steering maneuver is made in the desired direction when the vehicle is in position. backwards.
It is understood that although in the devices described exclusively hydraulic braking has been used, any other braking can be used, mechanical or electrical for example, with or without a booster mechanism actuated by servomotors.
CLAIMS. lo- Mobile crane or other vehicle supported by three wheels or more, at least one of which is carried by a steerable steering gear and at least two of which are in substantially parallel planes spaced apart from each other, characterized in that it comprises a positive steering mechanism for rotating the train or each steering train about its steering axis and a device for applying differential torque or braking to the two wheels which are in spaced parallel planes .