CA2532000C - Vehicule lourd - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un véhicule lourd (1) d'une masse supérieure à 500 tonnes, tel qu'un véhicule de transport ou un engin de « Génie Civil » équipé de pneumatiques (2,3,4) de structure radiale de diamètre supérieur à trois mètres cinquante présentant une largeur axiale supérieure à 37 pouces, comportant un train avant (7) muni d'au moins deux pneumatiques (4) et d'un train arrière (6) comportant au moins quatre pneumatiques (2,3) et par lequel est transmise au moins une partie de la motricité. Selon l'invention, au moins deux pneumatiques du train avant transmettent une partie de la motricité au moins lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne et au moins lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne, les pneumatiques d'un train transmettant au moins une partie de la motricité, présentent des vitesses de rotation différentes.
Description
VEHICULE LOURD
L'invention concerne un véhicule lourd tel qu'un véhicule de transport ou un engin de Génie Civil , d'une masse supérieure à 500 tonnes, équipé de pneumatiques de diamètre supérieur à trois mètres cinquante présentant une largeur axiale supérieure à
37 pouces.
De tels véhicules, destinés généralement à porter de lourdes charges, comprennent un train avant directeur comportant deux roues directrices et un train arrière, le plus souvent rigide, comportant quatre roues motrices réparties deux à deux de chaque côté.
Un train est défini comme un ensemble des éléments permettant de relier la structure fixe du véhicule au sol.
La direction axiale ou transversale du pneumatique est parallèle à l'axe de rotation du pneumatique.
La direction circonférentielle du pneumatique, ou direction longitudinale, est la direction correspondant à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement du pneumatique.
L'axe de rotation du pneumatique est l'axe autour duquel il tourne en utilisation normale.
Dans le cas de véhicules, notamment destinés à des usages dans des mines ou carrières pour le transport de charges, les difficultés d'accès et les exigences de rendement conduisent les fabriquants de ces véhicules à augmenter leur capacité de charge. Il s'ensuit que les véhicules sont de plus en plus grands et donc eux-mêmes de plus en plus lourds et peuvent transporter une charge de plus en plus importante. Les masses actuelles des ces véhicules peuvent atteindre plusieurs centaines de tonnes et il en est de même pour la charge à transporter ; la masse globale peut atteindre jusqu'à 600 tonnes.
L'invention concerne un véhicule lourd tel qu'un véhicule de transport ou un engin de Génie Civil , d'une masse supérieure à 500 tonnes, équipé de pneumatiques de diamètre supérieur à trois mètres cinquante présentant une largeur axiale supérieure à
37 pouces.
De tels véhicules, destinés généralement à porter de lourdes charges, comprennent un train avant directeur comportant deux roues directrices et un train arrière, le plus souvent rigide, comportant quatre roues motrices réparties deux à deux de chaque côté.
Un train est défini comme un ensemble des éléments permettant de relier la structure fixe du véhicule au sol.
La direction axiale ou transversale du pneumatique est parallèle à l'axe de rotation du pneumatique.
La direction circonférentielle du pneumatique, ou direction longitudinale, est la direction correspondant à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement du pneumatique.
L'axe de rotation du pneumatique est l'axe autour duquel il tourne en utilisation normale.
Dans le cas de véhicules, notamment destinés à des usages dans des mines ou carrières pour le transport de charges, les difficultés d'accès et les exigences de rendement conduisent les fabriquants de ces véhicules à augmenter leur capacité de charge. Il s'ensuit que les véhicules sont de plus en plus grands et donc eux-mêmes de plus en plus lourds et peuvent transporter une charge de plus en plus importante. Les masses actuelles des ces véhicules peuvent atteindre plusieurs centaines de tonnes et il en est de même pour la charge à transporter ; la masse globale peut atteindre jusqu'à 600 tonnes.
-2-Actuellement, comme énoncé précédemment, les véhicules de ce type, tels que les dumper utilisés dans les mines, comportent un train arrière moteur sur lequel sont montées quatre roues, jumelées deux à deux, pour répondre à ces exigences.
Par ailleurs, les dimensions de ces roues et en conséquence celles des pneumatiques et notamment la raideur des zones basses nécessitent que lesdites roues soient réalisées en plusieurs parties pour permettre le montage du pneumatique sur une jante. Le montage et le démontage de ces pneumatiques qui interviennent en cas de remplacement ou d'entretien nécessitent des manipulations longues et fastidieuses. Le nombre de pièces de serrage devant être manipulées lors de ces opérations peut être supérieur à 200, auquel s'associent des couples de serrage des ces pièces très importants.
Le temps de ces opérations est en conséquence long et donc nuisible à la productivité
recherchée dans le travail d'exploitation de ces mines.
La demande actuelle s'orientant toujours vers une hausse de la capacité de charge de ces engins, les différents paramètres énoncés précédemment ont conduit à un élargissement des pneumatiques de façon à augmenter le volume d'air de ceux-ci. Il est en effet quasi-impossible d'augmenter le diamètre des pneumatiques qui a été
atteint aujourd'hui, et qui est de l'ordre de 4 mètres, notamment pour des raisons de transport desdits pneumatiques. En effet, les dimensions de ces pneumatiques vont être limitées pour leur transport, notamment par les largeurs de route et par les hauteurs de passage sous les ponts. Il est également quasi-impossible de diminuer le diamètre de jante, celui-ci permettant notamment la mise en place du système de transmission de couple moteur et des systèmes de freinage.
Durant leurs études, les inventeurs ont su mettre en évidence que ces pneumatiques élargis permettent effectivement d'autoriser une augmentation de la charge transportée mais présentent différents inconvénients. Les essais ont en effet montré que la résistance à l'usure de ces pneumatiques diminue, notamment en ce qui concerne les pneumatiques axialement extérieurs montés sur le train arrière, du fait notamment de phénomènes de couples induits entre les pneumatiques apparaissant notamment dans les passages de courbes. Des changements de pneumatiques plus fréquents conduisent à une diminution des rendements de ces véhicules. Les véhicules
Par ailleurs, les dimensions de ces roues et en conséquence celles des pneumatiques et notamment la raideur des zones basses nécessitent que lesdites roues soient réalisées en plusieurs parties pour permettre le montage du pneumatique sur une jante. Le montage et le démontage de ces pneumatiques qui interviennent en cas de remplacement ou d'entretien nécessitent des manipulations longues et fastidieuses. Le nombre de pièces de serrage devant être manipulées lors de ces opérations peut être supérieur à 200, auquel s'associent des couples de serrage des ces pièces très importants.
Le temps de ces opérations est en conséquence long et donc nuisible à la productivité
recherchée dans le travail d'exploitation de ces mines.
La demande actuelle s'orientant toujours vers une hausse de la capacité de charge de ces engins, les différents paramètres énoncés précédemment ont conduit à un élargissement des pneumatiques de façon à augmenter le volume d'air de ceux-ci. Il est en effet quasi-impossible d'augmenter le diamètre des pneumatiques qui a été
atteint aujourd'hui, et qui est de l'ordre de 4 mètres, notamment pour des raisons de transport desdits pneumatiques. En effet, les dimensions de ces pneumatiques vont être limitées pour leur transport, notamment par les largeurs de route et par les hauteurs de passage sous les ponts. Il est également quasi-impossible de diminuer le diamètre de jante, celui-ci permettant notamment la mise en place du système de transmission de couple moteur et des systèmes de freinage.
Durant leurs études, les inventeurs ont su mettre en évidence que ces pneumatiques élargis permettent effectivement d'autoriser une augmentation de la charge transportée mais présentent différents inconvénients. Les essais ont en effet montré que la résistance à l'usure de ces pneumatiques diminue, notamment en ce qui concerne les pneumatiques axialement extérieurs montés sur le train arrière, du fait notamment de phénomènes de couples induits entre les pneumatiques apparaissant notamment dans les passages de courbes. Des changements de pneumatiques plus fréquents conduisent à une diminution des rendements de ces véhicules. Les véhicules
3 actuels sont équipés de différentiels entre les roues d'un même train disposées de part et d'autre d'un axe de symétrie dudit train pour atténuer ces phénomènes.
En outre, ils ont mis en évidence que dans certaines conditions de roulage avec une certaine charge, la maniabilité du véhicule, notamment dans les trajectoires courbes est fortement diminuée. En effet, lorsque les pneumatiques du train avant sont braqués, notamment lorsque le véhicule est chargé et pour le passage de courbes à
rayons de courbures relativement faibles, il est possible que le véhicule poursuive une trajectoire sensiblement rectiligne. Il apparaît en effet que, dans certaines conditions de charge et de roulage, la maniabilité d'un tel véhicule selon une trajectoire en courbe équipé de quatre pneumatiques tels que décrits précédemment sur le train arrière, est très difficile voire impossible, le véhicule ne répondant pas au braquage imposé par les pneumatiques du train avant. Ces conditions peuvent en outre conduire au clivage et à la destruction des pneumatiques du train avant et donc encore une fois à des changements de pneumatiques plus fréquents.
Par ailleurs, la demande de brevet WO 00/71365 a décrit une technique permettant de simplifier ale montage des pneumatiques ceux étant montés directement sur le moyeu, faisant alors office de jante. Des anneaux indépendants jouent alors le rôle des sièges de jante et sont maintenus en place par des anneaux de blocage qui se solidarisent au moyeu du fait notamment de profils complémentaires.
Les inventeurs se sont ainsi donnés pour mission d'améliorer les propriétés des pneumatiques de ces véhicules lourds en termes d'usure par rapport à celles des pneumatiques actuels, notamment en vue d'améliorer le rendement des véhicules et en outre d'améliorer les conditions de maniabilité de ces véhicules quelles que soient les conditions d'utilisation et de roulage.
Ce but a été atteint selon l'invention par un véhicule lourd d'une masse supérieure à 500 tonnes, équipé de pneumatiques de diamètre supérieur à trois mètres et cinquante centimètres présentant une largeur axiale supérieure à 37
En outre, ils ont mis en évidence que dans certaines conditions de roulage avec une certaine charge, la maniabilité du véhicule, notamment dans les trajectoires courbes est fortement diminuée. En effet, lorsque les pneumatiques du train avant sont braqués, notamment lorsque le véhicule est chargé et pour le passage de courbes à
rayons de courbures relativement faibles, il est possible que le véhicule poursuive une trajectoire sensiblement rectiligne. Il apparaît en effet que, dans certaines conditions de charge et de roulage, la maniabilité d'un tel véhicule selon une trajectoire en courbe équipé de quatre pneumatiques tels que décrits précédemment sur le train arrière, est très difficile voire impossible, le véhicule ne répondant pas au braquage imposé par les pneumatiques du train avant. Ces conditions peuvent en outre conduire au clivage et à la destruction des pneumatiques du train avant et donc encore une fois à des changements de pneumatiques plus fréquents.
Par ailleurs, la demande de brevet WO 00/71365 a décrit une technique permettant de simplifier ale montage des pneumatiques ceux étant montés directement sur le moyeu, faisant alors office de jante. Des anneaux indépendants jouent alors le rôle des sièges de jante et sont maintenus en place par des anneaux de blocage qui se solidarisent au moyeu du fait notamment de profils complémentaires.
Les inventeurs se sont ainsi donnés pour mission d'améliorer les propriétés des pneumatiques de ces véhicules lourds en termes d'usure par rapport à celles des pneumatiques actuels, notamment en vue d'améliorer le rendement des véhicules et en outre d'améliorer les conditions de maniabilité de ces véhicules quelles que soient les conditions d'utilisation et de roulage.
Ce but a été atteint selon l'invention par un véhicule lourd d'une masse supérieure à 500 tonnes, équipé de pneumatiques de diamètre supérieur à trois mètres et cinquante centimètres présentant une largeur axiale supérieure à 37
4 pouces, comportant un train avant muni d'au moins deux pneumatiques et d'un train arrière comportant au moins deux pneumatiques et par lequel est transmise au moins une partie de la motricité, au moins deux pneumatiques du train avant transmettant une partie de la motricité au moins lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne et, au moins lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne, les pneumatiques d'un train transmettant au moins une partie de la motricité, présentant des vitesses de rotation différentes.
Le véhicule lourd selon l'invention est par exemple un véhicule de transport ou un engin de "Génie Civil".
Selon une réalisation avantageuse de l'invention, au moins deux pneumatiques du train avant transmettent une partie de la motricité en permanence.
Les inventeurs ont su mettre en évidence que le couplage des pneumatiques équipant le train arrière conduit à des contraintes dans les pneumatiques qui d'une part accentue l'usure desdits pneumatiques et, plus spécifiquement des pneumatiques axialement extérieurs, lorsque le véhicule suit une trajectoire courbe et d'autre part crée des contraintes qui s'opposent à la maniabilité du véhicule selon ces trajectoires.
L'intervention de deux pneumatiques du train avant transmettant une partie de la motricité va favoriser la maniabilité du véhicule et contribuer à une diminution de l'usure des pneumatiques du train arrière, notamment lorsque la partie de la motricité
transmise par ces pneumatiques est diminuée du fait de l'intervention des pneumatiques du train avant sur la transmission de la motricité.
Une diminution de l'usure des pneumatiques équipant le train avant a également été observée, notamment en passage de courbe. Les inventeurs ont su expliquer cette diminution de l'usure des pneumatiques équipant le train avant du fait notamment de la diminution des transferts de charges et des efforts transversaux ; les inventeurs ont mis en évidence que, selon l'invention, la motricité génère des forces directionnelles au train 4a avant avant une situation de blocage due aux forces de poussée du train arrière et aux forces d'inertie à vitesses relativement élevées. La situation de blocage correspond à une situation évoquée précédemment dans laquelle le véhicule poursuit une trajectoire sensiblement rectiligne malgré le braquage des roues du train avant.
Ce type de situation de blocage augmentant avec la charge du véhicule et la vitesse de celui-ci, il apparaît que le véhicule selon l'invention va permettre de garantir la possibilité de tourner, le véhicule présentant une charge supérieure et/ou se déplaçant à
des vitesses plus élevées et/ou le rayon de courbure de la trajectoire à
suivre étant plus petit, au regard de la situation actuelle.
En outre, les vitesses de rotation différentes de tous les pneumatiques d'un même train transmettant au moins une partie de la motricité contribuent également à
une diminution de l'usure desdits pneumatiques, les phénomènes de couples induits entre les différents pneumatiques d'un même train, apparaissant notamment dans les trajectoires non rectilignes, pouvant être atténués.
Selon une réalisation avantageuse de l'invention, le train avant comporte quatre pneumatiques, au moins deux pneumatiques dudit train avant transmettant une partie de la motricité, comme évoqué précédemment dans le cas du train arrière.
De préférence, les deux pneumatiques axialement intérieurs étant de préférence les pneumatiques transmettant la motricité.
Selon une telle réalisation, l'invention prévoit en outre avantageusement de combiner le véhicule tel que défini précédemment à un montage sans roue sur le train avant, les pneumatiques étant mis en place sur le moyeu prévu à cet effet par l'intermédiaire de premiers anneaux de montage formant les sièges des bourrelets des pneumatiques et de seconds anneaux de blocage garantissant la mise en place desdits premiers anneaux et donc des pneumatiques. Un montage de ce type a déjà
été décrit dans la demande de brevet WO 00/71365 citée précédemment.
L'invention requiert selon cette réalisation de prévoir sur le moyeu des évidements pour recevoir les anneaux de blocage, la mise en place de deux de ces anneaux étant nécessaire par pneumatique.
De préférence, selon une variante de réalisation de l'invention, le train arrière comporte quatre pneumatiques, associés par deux de part et d'autre du train, au plus deux de ces pneumatiques transmettant la motricité en permanence.
Selon une réalisation préférée de l'invention, les pneumatiques axialement intérieurs montés sur le train arrière transmettent au moins une partie de la motricité
en permanence.
De préférence, selon cette variante de réalisation de l'invention, le train arrière comporte au moins deux pneumatiques et de préférence les deux pneumatiques axialement extérieurs du train arrière qui ne transmettent avantageusement pas la motricité et n'ont pour fonction essentielle que de porter une partie de la charge. Un tel mode de réalisation va permettre de diminuer les contraintes longitudinales, dues aux couples induits entre les pneumatiques, apparaissant notamment lorsque le véhicule suit le tracé d'une courbe. En effet, lorsqu'un véhicule comportant au moins des pneumatiques jumelées suit le tracé d'une courbe, les pneumatiques axialement le plus à l'extérieur parcourent une distance plus importante pour celui qui est à
l'extérieur de la courbe et moins importante pour celui qui est à l'intérieur de la courbe. Ce phénomène est amplifié dans le cadre de l'invention du fait de la largeur des pneumatiques. Une telle réalisation va donc permettre de diminuer encore les causes d'usure prématurée des ces pneumatiques.
Il apparaît par ailleurs que l'utilisation de quatre pneumatiques sur le train arrière n'est pas favorable au rendement lorsqu'il est nécessaire de remplacer un pneumatique, dès lors que ceux-ci sont montés sur des roues indépendantes. En effet, notamment lorsqu'il est nécessaire de changer un pneumatique qui se trouve axialement à l'intérieur par rapport aux deux autres, il est nécessaire de démonter les deux premières roues pour accéder à la troisième avant d'engager la procédure de remplacement ; cela entraîne donc des manipulations importantes et n'est donc pas favorable au rendement du véhicule.
L'invention propose ainsi avantageusement comme décrit précédemment dans le cas du train avant, que les pneumatiques sont montés sans roue, lesdits pneumatiques étant mis en place sur le moyeu prévu à cet effet par l'intermédiaire de premiers anneaux de montage formant les sièges des bourrelets des pneumatiques et de seconds anneaux de blocage garantissant la mise en place desdits premiers anneaux et donc des pneumatiques, selon une technique telle que décrite dans la demande de brevet WO 00/71365 citée précédemment. L'invention requiert selon cette réalisation de prévoir sur le moyeu arrière quatre évidements de part et d'autre pour recevoir les anneaux de blocage, la mise en place de deux de ces anneaux étant nécessaire par pneumatique.
De préférence, une autre variante de réalisation de l'invention prévoit qu'au moins deux pneumatiques du train arrière, et de préférence les pneumatiques du train arrière axialement à l'extérieur, ne transmettent pas la motricité
uniquement lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne, ou de préférence lorsqu'il suit une courbe dont le rayon de courbure est inférieur à une valeur prédéterminée.
Une telle réalisation peut être obtenue par un dispositif de découplage entre lesdits pneumatiques et les organes transmettant la motricité. Un tel dispositif peut être piloté par les organes directionnels du véhicule selon tout moyen connu de l'homme de l'homme du métier.
De la même façon, l'invention prévoit avantageusement qu'au moins deux pneumatiques du train avant ne transmettent une partie de la motricité que lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne, ou de préférence lorsqu'il suit une courbe dont le rayon de courbure est inférieur à une valeur prédéterminée.
De préférence, selon d'autres variantes de réalisation de l'invention et conformément à celle-ci, lorsque l'ensemble des pneumatiques d'un même train transmet au moins une partie de la motricité, en plus du différentiel précédemment évoqué, le train est équipé d'un dispositif conférant aux différents pneumatiques des vitesses de rotation différentes adaptées pour atténuer l'usure des différents pneumatiques notamment lors des passages de courbes.
De préférence, l'invention prévoit encore le cas d'un véhicule tel que décrit précédemment dont chacun des pneumatiques est associé à un moteur électrique, par exemple incorporé dans la roue associée au pneumatique ou dans le moyeu du train à proximité d'un pneumatique dans le cas d'une réalisation selon la technique décrite dans le document WO 00/71365, cité précédemment.
Selon cette réalisation, l'utilisation de moteurs électriques associés à un pneumatique va notamment permettre des répartitions de la motricité variable en fonction des pneumatiques et de la trajectoire suivie.
De préférence, de la même façon, l'invention prévoit encore qu'une partie seulement des pneumatiques transmettant la motricité est pilotée par des moteurs 7a électriques ; il peut s'agir par exemple des pneumatiques du train avant, ceux du train arrière étant associés à une motorisation et une transmission classiques.
De préférence, l'invention prévoit également lorsque la motricité n'est due qu'à
des moteurs électriques, que seuls certains pneumatiques soient associés à de tels moteurs électriques et que les autres pneumatiques n'aient pour fonction essentielle que le portage de la charge.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, il est toujours avantageusement prévu que tous les pneumatiques restent individuellement associés à un dispositif de freinage de façon à pouvoir ralentir ou arrêter ce type de véhicule dans les meilleures conditions.
D'autres détails et caractéristiques avantageux de l'invention ressortiront ci-après de la description d'exemples de réalisation de l'invention en référence aux figures 1 et 2 qui représentent :
- figure 1, un schéma vu du dessus d'un véhicule selon l'invention, - figure 2, un schéma vu du dessus d'un véhicule selon un second mode de réalisation de l'invention, Les figures ne sont pas, représentées à l'échelle pour en simplifier la compréhension. Les figures ne représentent que la moitié des véhicules qui se prolongent de manière symétrique par rapport à l'axe XX' qui représente le plan médian longitudinal du véhicule.
Sur la figure 1, est représenté de manière schématique un demi-véhicule 1 réalisé conformément à l'invention qui comporte quatre pneumatiques sur le train arrière 6 et deux pneumatiques directionnels sur le train avant 7. La figure n'illustrant qu'une moitié du véhicule seuls deux pneumatiques 2, 3 sont représentés sur le train arrière 6 et un pneumatique 4 sur le train avant 7.
Le véhicule 1 schématisé sur cette figure 1 est un véhicule lourd présentant un poids total en charge de l'ordre de 630 tonnes.
Les pneumatiques équipant le véhicule sont des pneumatiques de grande dimension dont le rapport de forme H/S est égal à 0,80, H étant la hauteur du pneumatique sur jante et S la largeur axiale maximale du pneumatique, lorsque ce dernier est monté sur sa jante de service et gonflé à sa pression recommandée. Il s'agit de pneumatiques de dimension 59/80R63.
Ces pneumatiques comprennent une armature de carcasse radiale composée de câbles métalliques inextensibles en acier orientés radialement, ancrés dans chaque bourrelet des pneumatiques.
Les pneumatiques 2, 3 et 4 sont montés selon la technique décrite dans la demande de brevet WO 00/71365. Selon cette technique, les trains 6 et 7 du véhicule sont prévus pour recevoir les pneumatiques 2, 3 et 4 par l'intermédiaire d'anneaux présentant une surface formant le siège de réception des bourrelets des pneumatiques. La surface de ces anneaux est avantageusement de forme tronconique. Les anneaux de réception sont eux-mêmes bloqués sur les moyeux des trains par l'intermédiaire d'anneaux de blocage dont une partie de leur surface est complémentaire de la forme d'évidements prévus sur lesdits moyeux dans lesquels lesdits anneaux de blocage sont insérés.
Les pneumatiques 2 et 3 assurent la transmission d'une partie de la motricité, ceux-ci étant animés avec des vitesses de rotation différentes, au moins lors des passages de courbes.
Selon l'invention, le pneumatique 4 monté sur le train avant 7 participe également à la transmission de la motricité. Le fait que le pneumatique 4 transmette une partie de la motricité améliore la maniabilité du véhicule dans les trajectoires courbes. En effet, une motricité transmise partiellement par les pneumatiques du train avant facilite le suivi de la trajectoire lorsque ces mêmes pneumatiques sont braqués, notamment lorsque le véhicule est chargé. Il apparaît en effet, que dans certaines conditions de charge et de roulage, la maniabilité d'un tel véhicule selon une trajectoire en courbe équipé de quatre pneumatiques 2, 3 tels que décrits précédemment sur le train arrière 6, transmettant la motricité, est très difficile voire impossible, le véhicule ne répondant pas au braquage imposé par les pneumatiques du train avant. Ces conditions peuvent en outre conduire au clivage et à la destruction des pneumatiques du train avant. L'invention autorise en outre une amélioration de l'usure des pneumatiques du train avant.
Selon une variante de réalisation de l'invention, le pneumatique 3 n'a pour fonction essentielle que le portage et ne participe pas à la transmission de la motricité.
Une telle réalisation consiste à fixer le pneumatique 3 sur un système du type roulement libre qui autorise la rotation libre dudit pneumatique 3. Cette réalisation permet lorsque le véhicule suit un tracé en courbe, et notamment dans des virages à faible rayon de courbure de suivre son parcours sans subir de contraintes complémentaires dues uniquement à sa position sur le train qui le conduit à suivre une trajectoire plus longue ou plus courte que les pneumatiques 2.
Des essais ont été réalisés avec deux véhicules. Le premier véhicule comporte quatre pneumatiques montés sur le train arrière et transmettant la motricité, les pneumatiques du train avant n'étant pas motorisés. Le second véhicule comporte conformément à l'invention quatre pneumatiques montés sur le train arrière, seuls les deux pneumatiques axialement intérieurs transmettant une partie de la motricité, et deux pneumatiques montés sur le train avant transmettant une partie de la motricité.
Les deux véhicules ont suivi les mêmes parcours dans les mêmes conditions de charge. Il s'est avéré que le véhicule selon l'invention présente une maniabilité fortement améliorée, notamment pour suivre des trajectoires courbes présentant des rayons de courbure relativement faibles.
Par ailleurs, en termes d'usure, les pneumatiques du train arrière du véhicule conforme à l'invention présentaient un meilleur aspect que ceux du véhicule classique.
Une observation du même type a été faite pour les pneumatiques du train avant, les pneumatiques d'un train avant motorisés conformément à l'invention, présentant en effet une usure moindre.
Une autre variante de l'invention prévoit que les pneumatiques 4 du train avant 7 participant à la transmission de la motricité sont pilotés individuellement par des moteurs électriques. Une telle réalisation peut permettre de faciliter une transmission variable, éventuellement progressive, de motricité par l'intermédiaire de ces pneumatiques 4 en fonction de la trajectoire suivie et de l'état de charge dudit véhicule.
Il est encore possible selon l'invention d'équiper l'ensemble des pneumatiques 2, 3 et 4 du véhicule de moteurs électriques pour permettre une transmission variable, éventuellement progressive, de motricité par l'intermédiaire de chacun des pneumatiques en fonction de la trajectoire suivie et de l'état de charge dudit véhicule.
La figure 2 illustre un autre mode de réalisation d'un véhicule l' selon l'invention, qui se différencie du précédent par la présence d'un pneumatique
Le véhicule lourd selon l'invention est par exemple un véhicule de transport ou un engin de "Génie Civil".
Selon une réalisation avantageuse de l'invention, au moins deux pneumatiques du train avant transmettent une partie de la motricité en permanence.
Les inventeurs ont su mettre en évidence que le couplage des pneumatiques équipant le train arrière conduit à des contraintes dans les pneumatiques qui d'une part accentue l'usure desdits pneumatiques et, plus spécifiquement des pneumatiques axialement extérieurs, lorsque le véhicule suit une trajectoire courbe et d'autre part crée des contraintes qui s'opposent à la maniabilité du véhicule selon ces trajectoires.
L'intervention de deux pneumatiques du train avant transmettant une partie de la motricité va favoriser la maniabilité du véhicule et contribuer à une diminution de l'usure des pneumatiques du train arrière, notamment lorsque la partie de la motricité
transmise par ces pneumatiques est diminuée du fait de l'intervention des pneumatiques du train avant sur la transmission de la motricité.
Une diminution de l'usure des pneumatiques équipant le train avant a également été observée, notamment en passage de courbe. Les inventeurs ont su expliquer cette diminution de l'usure des pneumatiques équipant le train avant du fait notamment de la diminution des transferts de charges et des efforts transversaux ; les inventeurs ont mis en évidence que, selon l'invention, la motricité génère des forces directionnelles au train 4a avant avant une situation de blocage due aux forces de poussée du train arrière et aux forces d'inertie à vitesses relativement élevées. La situation de blocage correspond à une situation évoquée précédemment dans laquelle le véhicule poursuit une trajectoire sensiblement rectiligne malgré le braquage des roues du train avant.
Ce type de situation de blocage augmentant avec la charge du véhicule et la vitesse de celui-ci, il apparaît que le véhicule selon l'invention va permettre de garantir la possibilité de tourner, le véhicule présentant une charge supérieure et/ou se déplaçant à
des vitesses plus élevées et/ou le rayon de courbure de la trajectoire à
suivre étant plus petit, au regard de la situation actuelle.
En outre, les vitesses de rotation différentes de tous les pneumatiques d'un même train transmettant au moins une partie de la motricité contribuent également à
une diminution de l'usure desdits pneumatiques, les phénomènes de couples induits entre les différents pneumatiques d'un même train, apparaissant notamment dans les trajectoires non rectilignes, pouvant être atténués.
Selon une réalisation avantageuse de l'invention, le train avant comporte quatre pneumatiques, au moins deux pneumatiques dudit train avant transmettant une partie de la motricité, comme évoqué précédemment dans le cas du train arrière.
De préférence, les deux pneumatiques axialement intérieurs étant de préférence les pneumatiques transmettant la motricité.
Selon une telle réalisation, l'invention prévoit en outre avantageusement de combiner le véhicule tel que défini précédemment à un montage sans roue sur le train avant, les pneumatiques étant mis en place sur le moyeu prévu à cet effet par l'intermédiaire de premiers anneaux de montage formant les sièges des bourrelets des pneumatiques et de seconds anneaux de blocage garantissant la mise en place desdits premiers anneaux et donc des pneumatiques. Un montage de ce type a déjà
été décrit dans la demande de brevet WO 00/71365 citée précédemment.
L'invention requiert selon cette réalisation de prévoir sur le moyeu des évidements pour recevoir les anneaux de blocage, la mise en place de deux de ces anneaux étant nécessaire par pneumatique.
De préférence, selon une variante de réalisation de l'invention, le train arrière comporte quatre pneumatiques, associés par deux de part et d'autre du train, au plus deux de ces pneumatiques transmettant la motricité en permanence.
Selon une réalisation préférée de l'invention, les pneumatiques axialement intérieurs montés sur le train arrière transmettent au moins une partie de la motricité
en permanence.
De préférence, selon cette variante de réalisation de l'invention, le train arrière comporte au moins deux pneumatiques et de préférence les deux pneumatiques axialement extérieurs du train arrière qui ne transmettent avantageusement pas la motricité et n'ont pour fonction essentielle que de porter une partie de la charge. Un tel mode de réalisation va permettre de diminuer les contraintes longitudinales, dues aux couples induits entre les pneumatiques, apparaissant notamment lorsque le véhicule suit le tracé d'une courbe. En effet, lorsqu'un véhicule comportant au moins des pneumatiques jumelées suit le tracé d'une courbe, les pneumatiques axialement le plus à l'extérieur parcourent une distance plus importante pour celui qui est à
l'extérieur de la courbe et moins importante pour celui qui est à l'intérieur de la courbe. Ce phénomène est amplifié dans le cadre de l'invention du fait de la largeur des pneumatiques. Une telle réalisation va donc permettre de diminuer encore les causes d'usure prématurée des ces pneumatiques.
Il apparaît par ailleurs que l'utilisation de quatre pneumatiques sur le train arrière n'est pas favorable au rendement lorsqu'il est nécessaire de remplacer un pneumatique, dès lors que ceux-ci sont montés sur des roues indépendantes. En effet, notamment lorsqu'il est nécessaire de changer un pneumatique qui se trouve axialement à l'intérieur par rapport aux deux autres, il est nécessaire de démonter les deux premières roues pour accéder à la troisième avant d'engager la procédure de remplacement ; cela entraîne donc des manipulations importantes et n'est donc pas favorable au rendement du véhicule.
L'invention propose ainsi avantageusement comme décrit précédemment dans le cas du train avant, que les pneumatiques sont montés sans roue, lesdits pneumatiques étant mis en place sur le moyeu prévu à cet effet par l'intermédiaire de premiers anneaux de montage formant les sièges des bourrelets des pneumatiques et de seconds anneaux de blocage garantissant la mise en place desdits premiers anneaux et donc des pneumatiques, selon une technique telle que décrite dans la demande de brevet WO 00/71365 citée précédemment. L'invention requiert selon cette réalisation de prévoir sur le moyeu arrière quatre évidements de part et d'autre pour recevoir les anneaux de blocage, la mise en place de deux de ces anneaux étant nécessaire par pneumatique.
De préférence, une autre variante de réalisation de l'invention prévoit qu'au moins deux pneumatiques du train arrière, et de préférence les pneumatiques du train arrière axialement à l'extérieur, ne transmettent pas la motricité
uniquement lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne, ou de préférence lorsqu'il suit une courbe dont le rayon de courbure est inférieur à une valeur prédéterminée.
Une telle réalisation peut être obtenue par un dispositif de découplage entre lesdits pneumatiques et les organes transmettant la motricité. Un tel dispositif peut être piloté par les organes directionnels du véhicule selon tout moyen connu de l'homme de l'homme du métier.
De la même façon, l'invention prévoit avantageusement qu'au moins deux pneumatiques du train avant ne transmettent une partie de la motricité que lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne, ou de préférence lorsqu'il suit une courbe dont le rayon de courbure est inférieur à une valeur prédéterminée.
De préférence, selon d'autres variantes de réalisation de l'invention et conformément à celle-ci, lorsque l'ensemble des pneumatiques d'un même train transmet au moins une partie de la motricité, en plus du différentiel précédemment évoqué, le train est équipé d'un dispositif conférant aux différents pneumatiques des vitesses de rotation différentes adaptées pour atténuer l'usure des différents pneumatiques notamment lors des passages de courbes.
De préférence, l'invention prévoit encore le cas d'un véhicule tel que décrit précédemment dont chacun des pneumatiques est associé à un moteur électrique, par exemple incorporé dans la roue associée au pneumatique ou dans le moyeu du train à proximité d'un pneumatique dans le cas d'une réalisation selon la technique décrite dans le document WO 00/71365, cité précédemment.
Selon cette réalisation, l'utilisation de moteurs électriques associés à un pneumatique va notamment permettre des répartitions de la motricité variable en fonction des pneumatiques et de la trajectoire suivie.
De préférence, de la même façon, l'invention prévoit encore qu'une partie seulement des pneumatiques transmettant la motricité est pilotée par des moteurs 7a électriques ; il peut s'agir par exemple des pneumatiques du train avant, ceux du train arrière étant associés à une motorisation et une transmission classiques.
De préférence, l'invention prévoit également lorsque la motricité n'est due qu'à
des moteurs électriques, que seuls certains pneumatiques soient associés à de tels moteurs électriques et que les autres pneumatiques n'aient pour fonction essentielle que le portage de la charge.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, il est toujours avantageusement prévu que tous les pneumatiques restent individuellement associés à un dispositif de freinage de façon à pouvoir ralentir ou arrêter ce type de véhicule dans les meilleures conditions.
D'autres détails et caractéristiques avantageux de l'invention ressortiront ci-après de la description d'exemples de réalisation de l'invention en référence aux figures 1 et 2 qui représentent :
- figure 1, un schéma vu du dessus d'un véhicule selon l'invention, - figure 2, un schéma vu du dessus d'un véhicule selon un second mode de réalisation de l'invention, Les figures ne sont pas, représentées à l'échelle pour en simplifier la compréhension. Les figures ne représentent que la moitié des véhicules qui se prolongent de manière symétrique par rapport à l'axe XX' qui représente le plan médian longitudinal du véhicule.
Sur la figure 1, est représenté de manière schématique un demi-véhicule 1 réalisé conformément à l'invention qui comporte quatre pneumatiques sur le train arrière 6 et deux pneumatiques directionnels sur le train avant 7. La figure n'illustrant qu'une moitié du véhicule seuls deux pneumatiques 2, 3 sont représentés sur le train arrière 6 et un pneumatique 4 sur le train avant 7.
Le véhicule 1 schématisé sur cette figure 1 est un véhicule lourd présentant un poids total en charge de l'ordre de 630 tonnes.
Les pneumatiques équipant le véhicule sont des pneumatiques de grande dimension dont le rapport de forme H/S est égal à 0,80, H étant la hauteur du pneumatique sur jante et S la largeur axiale maximale du pneumatique, lorsque ce dernier est monté sur sa jante de service et gonflé à sa pression recommandée. Il s'agit de pneumatiques de dimension 59/80R63.
Ces pneumatiques comprennent une armature de carcasse radiale composée de câbles métalliques inextensibles en acier orientés radialement, ancrés dans chaque bourrelet des pneumatiques.
Les pneumatiques 2, 3 et 4 sont montés selon la technique décrite dans la demande de brevet WO 00/71365. Selon cette technique, les trains 6 et 7 du véhicule sont prévus pour recevoir les pneumatiques 2, 3 et 4 par l'intermédiaire d'anneaux présentant une surface formant le siège de réception des bourrelets des pneumatiques. La surface de ces anneaux est avantageusement de forme tronconique. Les anneaux de réception sont eux-mêmes bloqués sur les moyeux des trains par l'intermédiaire d'anneaux de blocage dont une partie de leur surface est complémentaire de la forme d'évidements prévus sur lesdits moyeux dans lesquels lesdits anneaux de blocage sont insérés.
Les pneumatiques 2 et 3 assurent la transmission d'une partie de la motricité, ceux-ci étant animés avec des vitesses de rotation différentes, au moins lors des passages de courbes.
Selon l'invention, le pneumatique 4 monté sur le train avant 7 participe également à la transmission de la motricité. Le fait que le pneumatique 4 transmette une partie de la motricité améliore la maniabilité du véhicule dans les trajectoires courbes. En effet, une motricité transmise partiellement par les pneumatiques du train avant facilite le suivi de la trajectoire lorsque ces mêmes pneumatiques sont braqués, notamment lorsque le véhicule est chargé. Il apparaît en effet, que dans certaines conditions de charge et de roulage, la maniabilité d'un tel véhicule selon une trajectoire en courbe équipé de quatre pneumatiques 2, 3 tels que décrits précédemment sur le train arrière 6, transmettant la motricité, est très difficile voire impossible, le véhicule ne répondant pas au braquage imposé par les pneumatiques du train avant. Ces conditions peuvent en outre conduire au clivage et à la destruction des pneumatiques du train avant. L'invention autorise en outre une amélioration de l'usure des pneumatiques du train avant.
Selon une variante de réalisation de l'invention, le pneumatique 3 n'a pour fonction essentielle que le portage et ne participe pas à la transmission de la motricité.
Une telle réalisation consiste à fixer le pneumatique 3 sur un système du type roulement libre qui autorise la rotation libre dudit pneumatique 3. Cette réalisation permet lorsque le véhicule suit un tracé en courbe, et notamment dans des virages à faible rayon de courbure de suivre son parcours sans subir de contraintes complémentaires dues uniquement à sa position sur le train qui le conduit à suivre une trajectoire plus longue ou plus courte que les pneumatiques 2.
Des essais ont été réalisés avec deux véhicules. Le premier véhicule comporte quatre pneumatiques montés sur le train arrière et transmettant la motricité, les pneumatiques du train avant n'étant pas motorisés. Le second véhicule comporte conformément à l'invention quatre pneumatiques montés sur le train arrière, seuls les deux pneumatiques axialement intérieurs transmettant une partie de la motricité, et deux pneumatiques montés sur le train avant transmettant une partie de la motricité.
Les deux véhicules ont suivi les mêmes parcours dans les mêmes conditions de charge. Il s'est avéré que le véhicule selon l'invention présente une maniabilité fortement améliorée, notamment pour suivre des trajectoires courbes présentant des rayons de courbure relativement faibles.
Par ailleurs, en termes d'usure, les pneumatiques du train arrière du véhicule conforme à l'invention présentaient un meilleur aspect que ceux du véhicule classique.
Une observation du même type a été faite pour les pneumatiques du train avant, les pneumatiques d'un train avant motorisés conformément à l'invention, présentant en effet une usure moindre.
Une autre variante de l'invention prévoit que les pneumatiques 4 du train avant 7 participant à la transmission de la motricité sont pilotés individuellement par des moteurs électriques. Une telle réalisation peut permettre de faciliter une transmission variable, éventuellement progressive, de motricité par l'intermédiaire de ces pneumatiques 4 en fonction de la trajectoire suivie et de l'état de charge dudit véhicule.
Il est encore possible selon l'invention d'équiper l'ensemble des pneumatiques 2, 3 et 4 du véhicule de moteurs électriques pour permettre une transmission variable, éventuellement progressive, de motricité par l'intermédiaire de chacun des pneumatiques en fonction de la trajectoire suivie et de l'état de charge dudit véhicule.
La figure 2 illustre un autre mode de réalisation d'un véhicule l' selon l'invention, qui se différencie du précédent par la présence d'un pneumatique
5' complémentaire monté sur le train avant 7' et donc directeur. L'adjonction de ce pneumatique 5' peut permettre une répartition de la charge sur plus de pneumatiques.
Une telle réalisation peut permettre par exemple d'augmenter encore la capacité de charge ou bien d'autoriser une diminution de la dimension des pneumatiques.
Une telle configuration selon l'invention peut notamment conduire à une capacité de charge de l'ordre de 840 tonnes.
La réalisation selon la figure 2 peut également permettre d'améliorer la maniabilité du véhicule dans des conditions telles que celles évoquées précédemment pouvant conduire au clivage des pneumatiques directeurs du train avant 7'. En effet, l'augmentation du nombre de pneumatiques va permettre de mieux résister aux contraintes conduisant à ce clivage et ainsi réussir à imposer le changement de direction.
La réalisation d'un tel véhicule l' peut prévoir que le pneumatique 5' a pour unique fonction le portage d'une partie de la charge. Selon d'autres variantes de réalisation, le pneumatique 5' peut participer à la transmission de la motricité soit de manière permanente soit de manière temporaire telle qu'évoquée précédemment, soit encore de manière variable, par exemple par l'utilisation de moteurs électriques.
Conformément à l'invention, lorsque les pneumatiques 4' et 5' participent à la transmission de la motricité, ceux-ci sont animés avec des vitesses de rotation différentes, au moins lors des passages de courbes.
Une telle réalisation peut permettre par exemple d'augmenter encore la capacité de charge ou bien d'autoriser une diminution de la dimension des pneumatiques.
Une telle configuration selon l'invention peut notamment conduire à une capacité de charge de l'ordre de 840 tonnes.
La réalisation selon la figure 2 peut également permettre d'améliorer la maniabilité du véhicule dans des conditions telles que celles évoquées précédemment pouvant conduire au clivage des pneumatiques directeurs du train avant 7'. En effet, l'augmentation du nombre de pneumatiques va permettre de mieux résister aux contraintes conduisant à ce clivage et ainsi réussir à imposer le changement de direction.
La réalisation d'un tel véhicule l' peut prévoir que le pneumatique 5' a pour unique fonction le portage d'une partie de la charge. Selon d'autres variantes de réalisation, le pneumatique 5' peut participer à la transmission de la motricité soit de manière permanente soit de manière temporaire telle qu'évoquée précédemment, soit encore de manière variable, par exemple par l'utilisation de moteurs électriques.
Conformément à l'invention, lorsque les pneumatiques 4' et 5' participent à la transmission de la motricité, ceux-ci sont animés avec des vitesses de rotation différentes, au moins lors des passages de courbes.
Claims (6)
1. Véhicule lourd d'une masse supérieure à 500 tonnes, équipé de pneumatiques de structure radiale de diamètre supérieur à trois mètres et cinquante centimètres présentant une largeur axiale supérieure à 37 pouces, comportant un train avant muni d'au moins deux pneumatiques et d'un train arrière comportant au moins quatre pneumatiques et par lequel est transmise au moins une partie de la motricité caractérisé en ce qu'au moins deux pneumatiques du train avant transmettent une partie de la motricité au moins lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne et en ce qu'au moins lorsque le véhicule suit une trajectoire non rectiligne, les pneumatiques d'un train transmettant au moins une partie de la motricité, présentent des vitesses de rotation différentes.
2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins deux pneumatiques du train avant transmettent une partie de la motricité en permanence.
3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que deux pneumatiques du train arrière transmettent une partie de la motricité.
4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le train avant comporte au moins quatre pneumatiques et en ce qu'au moins les deux pneumatiques axialement intérieurs transmettent la motricité.
5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pneumatiques transmettant la motricité sont pilotés par un moteur électrique.
6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pneumatiques sont montés sur un moyeu par l'intermédiaire de premiers anneaux de montage formant des sieges des bourrelets des pneumatiques et de seconds anneaux de blocage garantissant la mise en place desdits premiers anneaux qui se solidarisent au moyeu du fait de profils complémentaires à des évidements prévus sur le moyeu.
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