FR2621276A1 - Train de roulement pour vehicule du type automobile - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne les trains de roulement pour véhicules du type automobiles. Le train selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il comporte au moins deux roues 2, 3 aptes à prendre contact avec un sol 4, des moyens pour associer les deux roues à un châssis 1 et les maintenir dans deux plans sensiblement parallèles 6, 7 constitués par une poutre unitaire 8, des moyens 9 pour immobiliser en rotation par rapport au châssis la poutre en un point 10 situé entre ses deux extrémités 11, 12, deux cames 13, 14, solidarisées, sensiblement à l'une de leurs extrémités, aux deux extrémités de la poutre, et des moyens pour monter rotatives les deux roues, respectivement aux deux secondes extrémités des cames.

Description

Train de roulement pour véhicule du type automobile
La présente invention concerne les trains de roulement pour véhicules du type automobiles tels que voitures, camions ou analogues.

Actuellement, un train de roulement pour véhicule automobile comprend, dans la majorité des cas, et essentiellement pour les camions, un ensemble d'éléments constitué par une barre rigide et solide, et donc d'un poids très élevé, deux fusées situées aux deux extrémités de la barre servant de support à différents éléments comme les tambours, freins, etc, et des moyens de liaison au sol, par exemple des pneumatiques montés sur des jantes. Un tel train comporte aussi des ressorts et des amortisseurs montés en parallèle entre la barre et le châssis du véhicule.

Par contre, p#our les automobiles qui sont plus légères, il existe des moyens que les techniciens dénomment "essieux à barres de torsion', celles-ci étant très schématiquement constituées par des manivelles, une pour chaque roue. Généralement réalisées en acier, elles sont encombrantes et ne donnent pas réellement satisfaction.

La présente invention a pour but de pallier certains des inconvénients mentionnés ci-dessus, mais surtout de réaliser un train de roulement pour véhicule automobile, qui soit adapté aussi bien aux véhicules légers comme les automobiles qu'aux véhicules lourds comme les camions, engins de travaux publics ou analogues, quelles que soient leurs application et/ou destination, et qui soit à la fois léger, peu encombrant et aussi performant, sinon plus, que ceux de l'art antérieur décrits ci-avant.

Plus précisément, la présente invention a pour objet un train de roulement pour véhicule, comprenant un châssis, au moins deux roues aptes à prendre contact avec un sol, des moyens pour associer les deux dites roues audit châssis et les maintenir dans deux plans sensiblement parallèles, caractérisé par le fait que les moyens pour associer les deux dites roues audit châssis et les maintenir dans deux plans sensiblement parallèles comportent une poutre unitaire, des moyens pour sensiblement immobiliser en rotation par rapport audit châssis ladite poutre sensiblement en un point situé entre ses deux extrémités, deux cames, les deux dites cames étant respectivement solidarisées, à une première de leurs extrémités, sensiblement aux deux extrémités de ladite poutre, et des moyens pour monter rotatives les deux dites roues respectivement sur les deux secondes extrémités desdites cames.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels :
Les figures 1 et 2 représentent respectivement deux vues en coupe suivant deux directions perpendiculaires, de dessus et de côté, d'un mode de réalisation d'un train de roulement selon l'invention, la coupe illustrée par la figure 1 étant référencée I-I sur la figure 2 et celle illustrée par la figure 2 étant référencée Il-Il sur la figure 1.

La figure 3 représente, sous forme schématique et partielle, un élément du mode de réalisation du train de roulement selon les figures i et 2.

Les figures 4 et 5 représentent les schémas de deux autres modes de réalisation d'un train de roulement selon l'invention.

Les figures 1 et 2 représentent un mode de réalisation d'un train de roulement, par exemple pour un camion. Ce train comporte un châssis l, deux roues 2, 3 aptes à prendre contact avec un sol 4 et des moyens 5 pour associer les deux roues 2, 3 au châssis 1 et les maintenir dans deux plans sensiblement parallèles 6, 7.

Ces moyens 5 pour associer les deux roues 2, 3 au châssis et les maintenir dans les deux plans 6, 7 comportent une poutre unitaire 8, c'est-à-dire une poutre réalisée d'un seul tenant, ctest-à-dire d'une seule pièce ou en plusieurs morceaux assemblés ensuite bout à bout. Ils comportent aussi des moyens 9 pour immobiliser au moins en rotation par rapport au châssis cette poutre 8, en un point 10 situé entre ses deux extrémités 11, 12, ce point étant en fait situé sensiblement au milieu de la poutre, pour obtenir un train de roulement homogène présentant une fonction symétrique, ne serait-ce que pour la sécurité de conduite du véhicule pouvant comprendre un tel train. A chacune de ses deux extrémités 11, 12, le train comporte en plus deux cames 13, 14.

Les deux cames sont respectivement solidarisées, sensiblement à l'une de leurs extrémités 15, 16, aux deux extrémités 11, 12 de la poutre 8 et les deux roues sont montées en rotation respectivement sur les deux secondes extrémités 17, 18 des cames.

Dans l'exemple de réalisation illustré, les moyens pour monter ces roues rotatives sur les cames sont constitués par des porte segments de freins à tambour 19, 20 relié à l'extrémité 17, 18 des cames avec un axe 21, 22 constituant la partie centrale 23, 24 d'un roulement 25, 26, par exemple du type à billes ou analogue, dont la roue est solidaire de la bague extérieure 27, 28. Dans un autre mode de réalisation pratique, l'extrémité de la came pourra être reliée au support de pince de frein à disque. Ces moyens étant connus en eux-mêmes, ils ne seront pas plus amplement décrits ici.

Cependant, selon le matériau dans lequel est réalisée la poutre, il est avantageux que le train comporte en outre des moyens pour maintenir les deux extrémités 11, 12 de la poutre sensiblement sur un axe 29 fixe par rapport au châssis 1.

Ces moyens pour maintenir les deux extrémités de la poutre sur l'axe 29 fixe par rapport au châssis 1 peuvent comporter, pour chaque extrémité, un palier du type à roulement-à billes 30, 31, ou même un palier lisse ou analogue, dont la bague intérieure 32, 33 est reliée fixement à l'extrémité 11, 12 de la poutre ou 15, 16 de la came, et dont la bague extérieure 34, 35 est fixée solidairement au châssis 1. La figure 1 illustre un mode de réalisation de ces moyens de maintien des extrémités de la poutre. Il peut cependant être envisagé que la poutre constitue directement la partie centrale du palier, par exemple la bague centrale du roulement 32, 33.

Dans la pratique, les deux roues sont situées sur un même axe 39, pour obtenir, comme cela sera explicité ci-après, un bon fonctionnement du train de roulement. Dans ce cas, les deux parties 36, 37 de la poutre situées de part et d'autre du point 10 de fixation avec le châssis, sont réalisées en un matériau ayant, pour chacune d'elles, une élasticité anisotrope de torsion opposée à celle de l'autre. De cette façon, les forces de torsion qui sont appliquées sur les deux parties 36, 37 de la poutre, vues par les deux extrémités de la poutre en regardant son point de fixation 10, sont, pour l'une, dans le sens senestrorsum, en l'occurrence pour la roue 2, et, pour l'autre, dans le sens dextrorsum, en l'occurrence pour, la roue 3.

Dans un mode de réalisation avantageux la poutre est réalisée comme schématisé sur la figure 3, en un matériau composite et préférentiellement de forme cylindrique de révolution, comportant des pluralités d'enroulements de fibres 38 en spirale, dans un sens 40 pour la partie 36 de la poutre 8, et dans l'autre sens 41 pour la seconde partie 37. Dans ces conditions, si la poutre est immobilisée au moins en rotation en son point milieu 10, la rotation senestrorsum schématisée par la flêche 42 travaillant en torsion va pouvoir être contrôlée dans les meilleures conditions, puisque les fibres 38 de l'enroulement 40 vont avoir tendance à être mises en traction et donc à contrôler très efficacement la torsion. Il en est de même pour la rotation dextrorsum schématisée en 43 de l'autre extrémité.

Dans cette configuration, le train de roulement fonctionne de la façon suivante
Lorsqu'il se déplace sur un sol, un véhicule muni d'un tel train de roulement est susceptible de rencontrer des obstacles qui doivent être surmontés et absorbés en étant transmis au châssis avec le moins d'effet possible, tout en permettant aux roues de conserver l'adhérence au sol. Lorsqu'une roue rencontre donc un obstacle, le choc crée sur elle un déplacement en rotation autour de l'axe de la poutre, ce déplacement étant transmis par la liaison de la came qui agit comme bras de levier. Cependant, la poutre étant immobilisée en rotation en l'un de ses- points, avantageusement en son milieu, et étant réalisée en un matériau présentant une élasticité de torsion anisotrope, en particulier dans le cas d'une réalisation en un matériau composite à enroulements de fibres, l'effet de torsion imposé par le choc fait naître dans la poutre un effort de réaction très intense et croissant assez rapidement pour contrôler cet effet de torsion en un temps très court. La roue est donc ramenée à sa position d'équilibre d'origine, c'est-à-dire quand le poids du véhicule appliqué sur elle est compensé par la torsion exercée sur la portion de poutre reliée à elle par la came.

Cette configuration de poutre unitaire permet de réaliser des trains compacts qui présentent un minimum d'encombrement. De plus, la nature du matériau dans lequel est réalisée la poutre et le petit nombre d'éléments qui les constitue permettent d'obtenir des trains de roulement beaucoup plus légers que ceux de l'art antérieur, ce qui est le but recherché pour améliorer le rendement des véhicules automobiles.

Bien entendu, à une telle poutre, sont associés des moyens d'amortissement. Ceux-ci étant connus en eux-mêmes, ne seront pas décrits ici.

Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, il est mentionné que les cames sont solidaires des deux extrémités de la poutre 8. Dans certains cas, les moyens de solidarisation peuvent comporter des moyens de liaison avec au moins un degré de liberté en rotation autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au sol sur lequel est apte à se déplacer le véhicule comportant un tel train de roulement. Ces moyens permettent de régler ce que les techniciens appellent le "parallélisme des roues et peuvent être constitués, par exemple, par une articulation en chappe ayant son axe de rotation perpendiculaire au sol. Ils comportent aussi des moyens de blocage de cette liaison lorsque la rotation voulue est obtenue.Le train de roulement peut aussi comporter une articulation, éventuellement du même type, aux autres extrémités 17, 18 de la came, afin d'obtenir des rotations des deux roues autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au sol, pour pouvoir diriger le véhicule comportant un tel train.

Le mode de réalisation illustré sur les figures 1à 3 est avantageux pour un train de roulement comportant une roue de chaque côté du châssis, et pour illustrer le fait que les moyens pour immobiliser en rotation la poutre par rapport au châssis peuvent être constitués par des moyens matériels comme ceux décrits dans le Brevet
FR 2576993 quand la poutre est réalisée, par exemple, en un matériau composite. Cependant, l'invention peut trouver une application avantageuse pour des trains de roulement comportant plusieurs roues situées les unes derrière les autres, comme celles que l'on trouve sur les camions ou véhicules analogues, dans lesquels ces moyens pour immobiliser en rotation la poutre sensiblement en son milieu, par rapport au chassis, sont obtenus de façon indirecte.

La figure 4 représente, vu de côté, un premier mode de réalisation d'un train de roulement comportant quatre roues 50-53 montées deux par deux de chaque côté du châssis 54, sensiblement dans deux plans parallèles. Le train comporte alors également deux poutres unitaires 55, 56 avec bien entendu, comme pour le train selon le mode décrit ci-avant, des moyens pour les maintenir, par leurs deux extrémités, sensiblement sur un axe. Mais ce mode de réalisation ne comporte aucun moyen de liaison matériel direct entre le point milieu des poutres et le châssis.

Pour immobiliser en rotation les deux poutres sensiblement en leur milieu, le train de roulement comporte deux manivelles 61, 63 respectivement associées aux deux poutres 55, 56 suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de chaque poutre, et en ayant deux parties situées de part et d'autre de cet axe, les extrémités des deux parties d'une manivelle associée à une poutre étant respectivement reliées par une bielle 65, 67 aux extrémités des deux parties d'une manivelle associée à l'autre poutre. Ces deux manivelles 61, 63 sont respectivement fixées aux deux poutres 55, 56 aux points qui doivent être immobilisés en rotation par rapport au châssis, c'est-à-dire, pour chaque poutre, le point milieu 10 défini sur la poutre 8 dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1.Les deux manivelles sont donc situées dans un plan perpendiculaire aux axes des deux poutres et passant par les deux points d'immobilisation.

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, les deux roues 50, 52 situées l'une derrière l'autre dans un même plan sont de part et d'autre de la position des deux poutres et celles-ci sont réalisées en un matériau composite et telles que les portions de poutres se trouvant d'un même côte du plan défini ci-dessus passant par les deux manivelles aient une élasticité anisotrope opposée. Avec cette configuration, les deux manivelles 61, 63 et les deux bielles 65, 67 forment un quadrilatère convexe.

Ainsi, il n'est plus nécessaire de 'lier directement les points milieux des poutres au châssis. En effet, cette liaison est indirectement obtenue par l'action des deux paires de couples de forces s'exerçant aux deux extrémités des poutres sous le poids du châssis, plus exactement du véhicule comportant un tel train de roulement, et la réaction des roues 50-53 sur le sol, ces couples étant compensés par les liaisons en opposition exercées par les bielles. Les deux paires de roues 50-53 vont alors prendre une position d'équilibre sous la charge du châssis transmise aux poutres par les paliers de roulement situés à leurs extrémités.

Le train de roulement selon la figure 4 fonctionne, pour chaque poutre, de la même façon que celle décrite en regard de la figure 1. Par contre, avec cette réalisation, il est très facilement possible de régler l'assiette du châssis par rapport au sol. En effet, les bielles 65, 67 sont avantageusement commandables en longueur, par exemple comme des vérins. Cette configuration permet de prépositionner angulairement les poutres d'une valeur d'angle facilement déterminable et, avec cette rotation relative des deux poutres, il est possible de faire varier l'orientation des cames 57-60, et donc la distance des poutres par rapport au sol, c'est-à-dire de commander l'assiette du véhicule.

Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, les deux roues situées sur un même côté du châssis l'une derrière l'autre sont situées à une certaine distance relativement importante l'une de l'autre, bien que les cames reliant les roues aux poutres soient de courte longueur, ce qui peut être, dans certains cas, un mode de réalisation qui n'est pas possible.

Le mode de réalisation illustré sur la figure 5 permet de disposer les roues très proches l'une derrière l'autre et d'un même côté par rapport aux deux poutres, les portions de poutres en regard ayant, dans ce cas, des élasticités anisotropes de mêmes sens.

Dans ce mode de réalisation, les manivelles 70, 72 associées respectivement aux deux poutres 74, 75 sont reliées par des bielles 76, 78 formant avec elles un quadrilatère croisé. Ce mode de réalisation ne pose pas de problème quant à son fonctionnement et ses avantages, ceux-ci se déduisant facilement de ceux décrits ci-avant en regard de la figure 4.

Les modes de réalisation illustrés sur les figures 4 et 5 trouvent une application particulièrement avantageuse dans le cas d'un train de roulement en tridem, c'est-à-dire un train comportant trois paires de roues situées les unes derrière les autres de chaque côté du châssis. Dans ce cas, les trois poutres de liaison entre deux roues situées de chaque côté du châssis peuvent être reliées par un ensemble de bielles-manivelles selon une combinaison des réalisations illustrées sur les figures 4 et 5, ou une série de deux réalisations illustrées sur la figure 5. Une série de deux réalisations telles qu'illustrées sur la figure 4 pourrait présenter des inconvénients, notamment quant à la longueur des bielles nécessaires pour l'une des liaisons.Néanmoins, dans le cadre d'un tridem, la structure du train selon l'invention permet très aisément sa transformation en tandem.

Cette transformation s'effectua en commandant la longueur des bielles pour soulever par rapport au sol l'une des paires de roues associée à une poutre. Ce type de train de roulement trouve une application particulièrement intéressante sur des camions ou remorques pouvant transporter des charges très lourdes, car il leur permet de rouler en tandem lorsqu'ils ne sont pas trop chargés.

Il est en outre à remarquer que, dans un train de roulement ne comportant qu'une seule poutre unitaire, les moyens pour immobiliser en rotation le point central de la poutre par rapport au châssis peuvent être constitués par une manivelle solidarisée à la poutre en ce point et par une bielle de longueur variable reliant l'extrémité de la manivelle au châssis. En conséquence, en commandant la longueur de cette bielle, il est possible, de même que décrit précédemment, de pouvoir ajuster l'assiette du véhicule.

Comme décrit en regard des figures 4 et 5, les deux extrémités des manivelles respectivement liées à deux poutres sont reliées par deux bielles de longueur variable. Cependant, dans certains cas, pour immobiliser en rotation le point central de chaque poutre, il est possible de n'utiliser qu'une seule bielle réunissant les deux manivelles, la stabilisation étant obtenue par la force de réaction exercée sur les roues par le sol sous l'action du poids du véhicule comportant un tel train de roulement. Par exemple, dans le cas de la réalisation selon la figure 4, il serait possible de supprimer l'une des deux bielles, par exemple la bielle 67. Il serait alors avantageusement nécessaire de prévoir un palier de réaction situé à proximité de l'ancrage de la manivelle sur la poutre, pour lui permettre de rotuler dans un alésage et d'absorber ainsi les efforts de déformation qui sont appliqués à la poutre.

De plus, dans un mode de réalisation avantageux, aussi bien dans le cas d'un train de roulement comportant une seule poutre que dans celui en comportant plusieurs, chaque manivelle associée à chaque poutre peut être reliée au châssis 54 par un vérin, et l'alimentation an énergie de chaque vérin peut être commandée, par exemple, par une centrale d'élaboration d'ordres, afin de pouvoir adapter sa longueur, et donc la position angulaire de la poutre, pour obtenir, notamment, une correction de l'assiette de charge du véhicule.

Claims (15)

R E V E N D I C A T I O N S

1. Train de roulement pour véhicule, comportant un châssis (1), au moins deux roues (2,3) aptes à prendre contact avec un sol (4), des moyens (5) pour associer les deux dites roues audit châssis et les maintenir dans deux plans (6,7) sensiblement parallèles, caractérisé par le fait que les moyens pour associer les deux dites roues audit châssis et les maintenir dans deux plans sensiblement parallèles comportent une poutre unitaire (8), des moyens (9) pour sensiblement immobiliser en rotation par rapport audit châssis ladite poutre sensiblement en un point (10) situé entre ses deux extrémités (11,12), deux cames (13,14), les deux dites cames étant respectivement solidarisées, sensiblement à l'une de leurs extrémités, aux deux extrémités de ladite poutre, et des moyens pour monter rotatives les deux dites roues respectivement aux deux secondes extrémités desdites cames.

2. Train de roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (30,31) pour maintenir les deux extrémités (11 > 12) de ladite poutre sensiblement sur un axe (29) fixe par rapport audit châssis (1).

3. Train de roulement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour maintenir les deux extrémités de ladite poutre sensiblement sur un axe fixe par rapport audit châssis comportent au moins un roulement du type à billes ou à palier lisse ou analogue (30,31) dont la bague extérieure (34,35) est reliée audit châssis (1).

4. Train de roulement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux parties (36,37) de la poutre (8) situées de part et d'autre dudit point situé entre les deux extrémités de la poutre sont en un matériau ayant, pour chacune d'elles, une élasticité de torsion anisotrope (42,43) opposée à celle de l'autre partie.

5. Train de roulement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit matériau est un matériau composite comportant des enroulements en spirale de fibres (38), lesdits enroulements des

deux parties de la poutre étant en sens opposés.

6. Train de roulement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit point (10) en lequel ladite poutre (8) est immobilisée en rotation par rapport audit châssis (1) est situé sensiblement au milieu de ladite poutre.

7. Train de roulement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens pour immobiliser en rotation ladite poutre par rapport audit châssis sensiblement en un point comportent une manivelle (61,63;70,72) fixée solidairement à ladite poutre (55,56;74,75), sensiblement audit point de celle-ci.

8. Train de roulement selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite manivelle est située dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de ladite poutre.

9. Train de roulement selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (65,67) pour relier l'extrémité de ladite manivelle opposée à celle reliée à ladite poutre à un point de référence, ledit point de référence étant constitué par l'un des éléments suivants, châssis et l'extrémité d'une autre manivelle liée à une autre poutre.

10. Train de roulement selon la revendication 9, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour relier l'extrémité de ladite manivelle opposée à celle reliée à ladite poutre à un point de référence sont constitués par une bielle (65,67;76,78).

11. Train de roulement selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ladite bielle est de longueur réglable.

12. Train selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite poutre a la forme d'un cylindrique de révolution.

13. Train de roulement pour véhicule, comportant un châssis (54), au moins quatre roues (50-53) aptes à prendre contact avec un sol, des moyens pour associer lesdites roues audit châssis deux par deux et les maintenir sensiblement dans deux plans sensiblement parallèles, cesdits moyens pour associer lesdites roues deux par deux audit châssis et les maintenir respectivement sensiblement dans deux plans parallèles comportant deux poutres unitaires (55,56;;74,75), des moyens pour maintenir les extrémités des deux poutres respectivement sur deux axes sensiblement parallèles, des moyens pour immobiliser en rotation par rapport audit châssis chacune desdites poutres sensiblement en un point situé entre leurs deux extrémités, deux paires de cames (57-60), les deux dites cames d'une paire étant solidarisées, sensiblement à l'une de leurs extrémités, aux deux extrémités d'une des deux dites poutres, et des moyens pour monter rotatives lesdites roues respectivement aux deux secondes extrémités desdites cames, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour immobiliser en rotation par rapport audit châssis chacune desdites poutres sensiblement en un point situé entre ses deux extrémités sont constitués par une manivelle (61,63;;70,72) associée à ladite poutre sensiblement en cedit point suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de ladite poutre, l'extrémité d'une manivelle (61,70) associée à une première poutre (55,74) étant reliée par une bielle (65,67;76,78) à l'extrémité de l'autre manivelle (63 > 72) associée à la seconde poutre (56,75).

14. Train de roulement selon la revendication 13, caractérisé par le fait que chaque manivelle comporte deux parties situées de part et d'autre dudit axe de la poutre, les extrémités des parties d'une manivelle (61) associée à une première poutre (55) étant respectivement reliées par une bielle (65,67) aux extrémités des parties de l'autre manivelle (63) associée à la seconde poutre (56), les portions de poutres situées d'un même côté du plan passant par les deux dites manivelles ayant des élasticités anisotropes opposées, lesdites bielles (65,67) et manivelles (61,63) formant alors un quadrilatère convexe.

15. Train de roulement selon la revendication 13, caractérisé par le fait que chaque manivelle comporte deux parties situées de part et d'autre dudit axe de la poutre, les extrémités des parties d'une manivelle (61) associée à une première poutre (55) étant respectivement reliées par une bielle (65 > 67) aux extrémités des parties de l'autre manivelle (63) associée à la seconde poutre (56),les portions de poutres situées d'un même côté du plan passant par les deux dites manivelles ayant des élasticités anisotropes de mêmes sens, lesdites bielles (65,67) et manivelles (61,63) formant alors un quadrilatère croisé.