WO2014179858A1 - Dispositif de braquage angulaire, systemes et ensembles correspondants, procédés de fabrication et utilisations correspondantes et actuateurs - Google Patents

Dispositif de braquage angulaire, systemes et ensembles correspondants, procédés de fabrication et utilisations correspondantes et actuateurs Download PDF

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WO2014179858A1
WO2014179858A1 PCT/CA2014/000388 CA2014000388W WO2014179858A1 WO 2014179858 A1 WO2014179858 A1 WO 2014179858A1 CA 2014000388 W CA2014000388 W CA 2014000388W WO 2014179858 A1 WO2014179858 A1 WO 2014179858A1
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steering
fixed
point
bearing structure
angular
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PCT/CA2014/000388
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Gérard NOËL
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Noël Gérard
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D9/00—Steering deflectable wheels not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/10—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of power unit
    • B62D5/12—Piston and cylinder
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/08—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle
    • B62D7/09—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels

Definitions

  • the present invention relates to the field of steering devices and in particular to that of axles for vehicles, their manufacturing processes and their uses. More particularly, the present invention relates to steered axles with progressive correction angular deflection system, processes allowing the manufacture and corresponding uses.
  • This invention relates to steering systems. More specifically, this invention relates to a steering assembly for orienting the wheels of a vehicle and to methods of operating such assemblies. This invention also relates to new types of actuators.
  • Trailers are usually used for the transportation of goods.
  • a trailer is usually connected and pulled by a motor vehicle such as a car or, for large trailers, a tractor truck.
  • the wheels of a trailer are mounted on a bearing shaft, attached to an intermediate structure that is connected to the trailer structure, or mounted directly to the trailer structure at specific locations.
  • the wheels are oriented parallel to the structure. This configuration is suitable for a trailer moving in a straight line, but it becomes problematic when a trailer tries to negotiate a turn.
  • the wheels become non-aligned with the center of the trajectory causing shifting between the wheels and the road.
  • Another means is a device provided with a carriage system being mounted on a pivoting structure under the trailer.
  • the carriage comprises a frame mounted on a set of wheels, generally interconnected by a rigid axle. While the wheels remain parallel to the plate, at any time, the carriage assembly can pivot relative to the trailer when it negotiates a turn.
  • this system does not have the ability to steer the wheels on the left side and the right side to the vehicle at different angles, the slip issue is not resolved.
  • the installation of a truck under the trailer raises the center of gravity of the trailer. This then increases the risk of the trailer tipping in turns.
  • WO 2010145030 discloses a steering assembly for steering a vehicle.
  • the steering assembly includes a first axle having a first wheel rotatably mounted thereto, a first pivoting mechanism for moving the first axle stub axle along a first arcuate trajectory and a first guide mechanism for pivoting the first stub axle when the first axle stub is moved along the first arcuate path to maintain the first wheel oriented tangentially to the first arcuate path.
  • Progressive correction angular steering devices comprising:
  • a first element being secured to the bearing structure and able to move in a circular path and whose radius of curvature is constant;
  • At least one second element fixed to the first element, and capable of only translating into space
  • Angle steering systems and corresponding progressive correction assemblies comprising at least two steering devices.
  • Mobile assembly resulting from the assembly of a system with a mobile structure and / or with a structure fixed to the body of an automaton.
  • Figure represents in perspective, according to a first embodiment of a steering device of the invention.
  • FIG. 2 shows a plan view, according to a second embodiment, a steering device comprising 2 left / right pivot arms linked by a T-structure.
  • Figure 3 shows a plan view of the T-structure, according to Figure 2, in counterclockwise motion.
  • Figure 4 shows a plan view of the T-structure, according to Figure 2, in time movement.
  • Figure 5 shows a perspective view of the T-structure shown in Figure 2 and connected with a pivot shaft about a pivot axis.
  • Figure 6 shows a plan view of the T-structure as shown in Figure 5.
  • Figure 7 shows a plan view of the anticlockwise movement of the system shown in Figure 3.
  • Figure 8 is a plan view of the time shift of the system shown in Figure 4.
  • Figure 9 shows a perspective view from below of a steering device (half axle) shown in Figures 2 to 8, centered and with the addition of a stirrup and its mechanism of angular displacement.
  • Figure 10 shows a plan view of the centered steering device shown in Figure 9.
  • Figure 11 shows a plan view of the steering device shown in FIG.
  • Figure 12 shows a plan view of the steering device shown in FIG.
  • Figure 3 shows a perspective bottom view of the steering device shown in Figure 9 with the addition of a drive chain for angular displacement and position.
  • Figure 14 is a rear perspective view of the top of the steering device shown in Figure 9 with the addition of a steering pulley mechanism in partial exploded view.
  • Figure 15 shows an inverse view of the steering device shown in Figure 14 and with the addition of drive chains providing the mechanical link.
  • Figure 16 shows the plan view of a 2-axle system (Left / Right), in a centered position, according to an embodiment of the invention shown in partial view in Figure 15.
  • Figure 7 shows the plan view of the system shown in Figure 16 with a right turn.
  • Figure 18 shows a perspective view of a mobile frame according to one embodiment of the invention.
  • Figure 19 is a plan view of the assembly of the movable frame shown in Figure 18 with the system shown in Figure 17 and with the addition of chain guard.
  • Figure 20 shows a sectional view of the system shown in Figure 19 in a plane below the top of the movable frame and below the steering mechanism.
  • FIG. 21 represents a perspective view of the axle system, represented in FIG. 19 supplemented in particular by the addition of the fixed structure, wheels and dampers, in a partially exploded view with respect to the elements added with respect to FIG. 19.
  • Figure 22 shows the system of Figure 21 in axles and suspension assembly form.
  • Figure 23 represents three different types of linear actuators, which can be used to move the direction of the systems of the invention, and identified as: actuator A, actuator B and actuator C.
  • Figure 24 represents the linear actuator A in three different positions or moving the drive chains of the direction: left, center and right.
  • Figure 25 represents the linear actuator B in three different positions either moving the drive chains of the direction: right, center and left.
  • Figure 26 represents the linear actuator C in three different positions or moving the drive chains of the direction: left, center and right. GENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • Axle is a tree placed transversely under the body of a wheeled vehicle. It supports by means of the rockets the wheels located at its extremities.
  • An axle can be simply carrier, or motor and / or director.
  • Turning radius The radius of the circle described by the outermost point of a vehicle during a maximum steering test.
  • Bearing structure structure consisting of one or more elements intended to be secured to a frame (example a trailer) serving as support points for translation and rotation of the steering device.
  • a first object of the present invention is constituted by progressive correction angular steering devices comprising:
  • a bearing structure traversed by a reference plane, said reference plane being defined by the fixed axis of rotation of a first element relative to the bearing structure and by a reference point located in the bearing structure and not located on the fixed axis of rotation;
  • said first element being secured to the bearing structure and able to move on a substantially circular path and whose radius of curvature is substantially constant;
  • At least one second element fixed to the first element, and being able to make only substantially the translation in space with respect to the bearing structure
  • At least one third element secured to the second element and moving in a substantially angular movement which is substantially proportional or substantially equal to the angular displacement of the first element
  • the progressive correction angular steering devices comprise: a bearing structure traversed by a reference plane, said reference plane being defined by the fixed axis of rotation of a first element relative to the bearing structure and by a reference point located in the bearing structure and not located on the fixed axis of rotation;
  • said first element being secured to the bearing structure and able to move in a circular path and whose radius of curvature is constant;
  • At least one second element fixed to the first element, and being able to make only the translation in space with respect to the bearing structure; and - at least one third element secured to the second element and moving in an angular movement which is substantially proportional or equal to the angular displacement of the first element, the first element, the second element and the third element moving in the same plane or in parallel planes perpendicular to the reference plane.
  • connection between the first element and the second element can be made at any point of the first and / or second element.
  • connection between the second and third element can be made at any point of the second and / or third element.
  • the point of attachment of the first element with the second element is advantageously distinct from the point of attachment of the second element with the third element.
  • the point of attachment of the first element with the second element is located at one end of the first element.
  • the point of attachment of the first element with the second element is located at one end of the second element.
  • the point of attachment of the second element with the third element is located at one end of the second element.
  • the point of solrdarization of the second element with the third element is located at one end of the third element.
  • the supporting structure is advantageously chosen from the group consisting of: an attachment point, a rigid structure, a pivot system, a frame, a pneumatic balloon connection, a frame, a plate, a metal structure, or a similar structure .
  • the first element is advantageously of the physical form type comprising 2 pivot points, said physical form being able for example to be an arm, a plate or a pivot beam.
  • the second element is advantageously a physical form comprising at least one pivot point, this physical form may for example be a T-shaped structure, L, M, or a plate.
  • the third element is secured to the second element preferably by a pivot point.
  • the steering devices of the invention are advantageously of the type: axle and / or robot mechanism type and / or steering mechanism in an airplane, in a boat, in a submarine, in a hydrofoil or in any other mechanism requiring control of the turning radius; preferably in the case of an axle the third element of the axle is equipped with a wheel axle.
  • the angular displacement of the third element generates the angular displacement of the first element.
  • the second element comprises at least one lateral extension, said at least one lateral extension being secured to the supporting structure via a second first element; said second first element being connected to one of its ends, by a pivot, at the free end of said at least one lateral extension and being connected at its second end, by a fixed pivot, to the supporting structure.
  • the second element comprises at least a second lateral extension, said second lateral extension being secured to the supporting structure via a third first element; said third first element being connected, at one of its ends, by a pivot at the free end of the second lateral extension and at the second of its ends, by a fixed pivot, to the supporting structure.
  • the second element advantageously has a T-type structure.
  • the first element is connected to the second T-element, the first element being provided with a first drive means, such as a fixed pulley, which has the same axis of rotation as that of the second element.
  • the third element is advantageously provided with a second driving element, such as a pulley, having the same pivot axis as that which secures the second element and the third element.
  • the steering devices are then advantageously provided with a coupling system of the first driving element with the second driving element, said coupling having the effect of creating a modulation of the angular ratio between the displacement angle of the first element and the angle of displacement of the third element.
  • the coupling system is advantageously constituted by two pulleys driven by a chain or a cardan or by multiple gears.
  • the steering devices comprise an angular correction device fixed to the supporting structure, said angular correction device having an axis of rotation which is parallel to the fixed axis of rotation of the first element relative to the bearing structure and said axis of rotation is not necessarily coincident with the fixed axis of rotation of the first element relative to the bearing structure.
  • At least one of the first elements comprises a third point of rotation positioned so as to initiate the angular displacement of said steering device.
  • the number of a third element is not limited for example in the case of a multi-wheel axle it can be from 2 to 3 axles on the same steering device.
  • a second object of the present invention is constituted by progressive correction angular steering systems comprising at least two steering devices of the type defined in the first object of; each device being symmetrical to the other with respect to a median plane, the two devices being secured to the same supporting structure.
  • the at least two steering devices are secured by a steering system whose particular function is to synchronize the movement of the two devices of said system.
  • the systems of the invention advantageously comprise an actuator device, preferably of linear type, secured to the common bearing structure and comprising a fixed part and at least one movable part, the function of the actuator being to manage the angular displacement of the 2 steering devices; the actuator can for example be implemented by a hydraulic force.
  • the supporting structure articulable or not, is advantageously provided with fixing means, preferably hinges, which make it possible to secure the system to a main frame, such as a trailer frame and, preferably, said supporting structure is provided with a damping device whose purpose is in particular to cushion shocks (for example the shocks generated by the holes in the road) that the bearing structure undergone from outside.
  • fixing means preferably hinges
  • damping device whose purpose is in particular to cushion shocks (for example the shocks generated by the holes in the road) that the bearing structure undergone from outside.
  • the damping device is advantageously constituted by suspension balls and dampers.
  • the steering devices of the invention are advantageously integrated into axle systems that make it possible to steer wheels located near a chassis at angles of more than 30 degrees.
  • the wheels can move by making arcs of circles improving the stability of the vehicle during turns.
  • the systems make it possible to adjust and correct the steering center gradually without increasing efforts to modify the desired angles.
  • the mechanism of the axle to which the wheels are connected is fixed to a movable frame whose one end is connected to a pivot and at the other end to a pneumatic balloon followed by a damper.
  • the displacement of the mechanism of the axle is ensured by a conversion of a linear displacement in angular movement such as a cylinder attached to pulleys and chains.
  • the developed steered axle system primarily allows one or more of the wheels in the vicinity of a chassis to orient and gradually adjust to significant angles with the turning center of the vehicle on which it is installed.
  • the wheels are adjusted by a simple movement of a linear mechanism that converts the latter into angular movement without increasing efforts for given angles.
  • the progressive correction angular steering systems of the invention comprising at least two symmetrical devices of the type defined in the first subject of the present invention, these 2 devices are advantageously positioned systemically and secured by a fifth element, also known as direction, which preferably consists of a pulley-chain system; said steering system including the function of synchronizing the movement of the 2 axles of said system.
  • each of the pulleys of the steering system is secured to the corresponding first element.
  • the attachment is performed eccentrically and preferably with the same degree of eccentricity as that of the driving system of each of the respective axles.
  • a third object of the present invention is constituted by mobile assemblies resulting from the assembly:
  • the third subject of the invention also consists of assemblies resulting from the assembly of a device according to the first object and / or of a system according to the second subject of the invention with a fixed structure which is for example a structure attached to a trailer or part of a trailer
  • a fourth object of the present invention is constituted by the methods of manufacturing a device, as defined in the first subject of the invention, of a system as defined in the second subject of the invention or a together as defined in the third subject of the invention by the assembly of the constituent parts, preferably by implementation of known assembly means.
  • Said known means being preferably selected from the group consisting of the techniques: folding, welding, riveting, gluing, and / or nesting.
  • a fifth object of the present invention is constituted by the uses of a device te! defined in the first subject of the present invention, or a system as defined in the second subject of the present invention, or an assembly as defined in the third subject of the present invention:
  • a vehicle particularly a self-propelled vehicle such as a trailer or semi-trailer; and or
  • a sixth object of the present invention is constituted by the family of coaxial multiple-cylinder linear actuators, comprising:
  • first cylinder composed of a first element 205 (rod with piston) and a second element 206 'coaxial (external cylindrical frame); and a second cylinder composed of the first element 206 '(cylindrical wall provided with an external piston) and a second element 206 which is a cylindrical frame,
  • the first and second cylinders having the particularity of sharing the common element 206 ', the cylinder 206 having at least one point of attachment to a drive device and the element 205 is configured to be fixed to the supporting structure of a steering device and to be fixed relative to the bearing structure of said steering device, and
  • the sixth object of the invention is also constituted by coaxial multiple-cylinder linear type actuators, comprising:
  • a first cylinder composed of a first element 206 (rod with piston) and a second element 206 'coaxial (external cylindrical frame);
  • a second cylinder composed of the first element 206 '(cylindrical wall provided with an external piston) and a second element 205 which is a cylindrical frame;
  • the first and second cylinders having the particularity of sharing the common element 206 ', the cylinder 206 having at least one point of attachment to a drive device and the element 205 is configured to be fixed to the supporting structure of a steering device and to be fixed relative to the bearing structure of said steering device, and
  • the actuators of the invention are characterized by the fact that in an emergency, the centering of a steering system equipped with at least one of the steering devices described in any one of the claims is functional and this, even in case of breakage of the operating sensors.
  • the actuators of the invention are advantageously characterized by their ability to make an automatic recalibration in case of misadjustment of the sensors under the effect of an external phenomenon such as temperature.
  • the actuators of the invention are advantageously used in the devices, systems and assemblies of the invention. DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the principle of the invention is explained progressively from the fundamental principle up to the global axle also including the mobile frame and the fixed frame.
  • the numbering on the right side of the axle is in the 100 series and is also applicable to the left side of the axle by replacing the first digit on the left or the 1 by a 3 to become the 300 series.
  • each of these first two elements being able to move on a substantially circular trajectory and whose radius of curvature is advantageously substantially constant;
  • each of the third elements being secured to the second element and to move in an angular movement which is proportional to the angular displacement of the first element.
  • the displacement of a first triplet is advantageously synchronized with the displacement of the second triplet (first element, second element identical to that mentioned in the first triplet, third element), but the angle formed by each of the third elements, with the reference plane, may be different.
  • the second member is a central T-shaped structure (101) having on each side a pair of first members constituted by members (102) and (103)
  • the first left chord (102) is attached to the left of the T-shaped structure. by a pivot point (104) and the second right chord (103) is fixed to the right of the T-structure by a pivot point (106).
  • the free end of the left chord advantageously comprises a fixed pivot point (104) and the free end of the right chord comprises a pivot point
  • the second element furthermore advantageously comprises: a pivot point
  • the central component (101) of the steering device is advantageously displaced to the left and the support shaft (110) is rotated counterclockwise.
  • the central component (101) is advantageously displaced to the right and the support shaft (110) which is rotated in the clockwise direction.
  • the steering devices of the invention advantageously comprise a fourth element which is an angular ratio modulator.
  • the steering devices advantageously comprise a stirrup (111) and a fixed multiplier arm or torsion arm (113), preferably at an anchoring point (114), with respect to the supporting structure.
  • the torsion arm (113) advantageously comprises a pulley (112) and the anchor point (1 4) of the torsion arm is positioned in the same reference plane or in a plane parallel to the reference plane; the distance between the axes of the pivots remaining the same.
  • the mechanism is advantageously in the upright position showing the shaft support (110) of the stirrup (111) vertically, the elements (101, 102 and 103) are in a position allowing a wheel to be fixed to the support shaft so that it is perpendicular to said axis support and parallel to the chassis.
  • the support shaft (110) has advantageously rotated counterclockwise.
  • the movement achieved by a wheel fixed to the support shaft advantageously corresponds to the movement of the point of attachment of the wheel at the end of the shaft (110).
  • the mechanical link (118) between the arm (113) and the stirrup (111), is preferably made with a chain (118) surrounding the pulley (120) and connected to the stirrup (111) by the dots. fasteners (115).
  • the supporting structure advantageously comprises an eccentric element (having offset axes), preferably an eccentric shaft such as an eccentric cylinder.
  • the two devices are positioned systemically and the two devices are secured by a fifth element, also called steering system, which preferably consists of a pulley-chain system (2 pulleys); said steering system including the function of synchronizing the movement of the two devices of said system.
  • a fifth element also called steering system, which preferably consists of a pulley-chain system (2 pulleys); said steering system including the function of synchronizing the movement of the two devices of said system.
  • the pulleys of the steering system are advantageously secured to the corresponding first element.
  • Each of the components of the device on the left is advantageously the mirror of a component of the right device.
  • the mechanism of the actuator is moved by the action of the cylinder frame (206) whose rod cylinder (205) does not move, because it is fixed relative to the structure (400) as shown in Figure 400 -at.
  • the steering angle of the device (the axle (300)) having its shaft (310) inclined at 1 with respect to the horizon is advantageously different from that of the right axle (100) with its shaft (110). ) inclined at an angle a2, since ⁇ 1> ⁇ 2 allows to orient the wheels (505) on the same steering point.
  • the principle of the invention is explained progressively from the fundamental principle up to the global axle also including the mobile frame and the fixed frame.
  • the numbering on the right side of the axle is in the 100 series and is also applicable to the left side of the axle by replacing the first digit on the left or the 1 by a 3 to become the 300 series.
  • FIG. 1 a simplified model of one of the basic principles of the angular mechanism is presented by the identification of the supporting structure (100) which is connected to a first element (102) by a fixed pivot point ( 104) allowing him to move his free end to describe arcs in a given plane.
  • the end of the first element (102) is connected by a pivot (105) allowing the second element (101) to move only in translation while maintaining its orientation in space.
  • the other end of the element (101) is connected to the third element (109) by the pivot point (108).
  • an attachment shaft (110) is present to connect it to another member such as a wheel, a shoe, a crawler, etc.
  • the angular displacement of the second element (101) relative to its first element (102) is directly related to the angular displacement of the second element (101) with the third element (109).
  • the angular displacement is zero
  • the bearing structure (100) is on the direction of the length of the displacement and that the angular displacement is zero, the bearing structure (100) will therefore be perpendicular to the plane P1 on said elements (101, 102 and 110 ).
  • FIG 1 shows a simplified form of the device
  • Figure 2 shows in more detail the relationship between each of the components.
  • a T-structure located in the center (101) of the figure, and on each side a chord (102) and (103).
  • the left chord (102) is secured to the base by a fixed pivot point (104) and another pivot point (105) connecting it to the center of the T-shaped structure (101).
  • the right chord (103) has a fixed pivot point (107) at its base and another pivot point (106) connecting it to the center chord (101).
  • the central frame (101) moves on the left by making a circular arc.
  • the left chord (104) rotates counterclockwise on the base pivot (104) while the component (103) rotates on its base (107).
  • Figure 6 shows a top view of Figure 5 which is an isometric view. The same elements are shown and have the same definitions.
  • Figure 7 shows Figure 6 moving to the left. It contains the elements (101, 102, 103 109 and 110) and the fixed pivot points (104, 107) which are at the base of the elements (102, 103) and the pivots in displacement (105, 106).
  • Figure 8 shows a displacement of the central component (101) to the right and the component showing the rotation shaft (1 0) which is rotated clockwise.
  • Figure 9 isometric view of the pivot arms (102, 103) and the stirrup (E) composed of the elements (109, 110 and 111) with its pivot axis (108).
  • the torsion arm (113) shows its pulley (112) and its anchor axis (114).
  • FIG. 10 View of the anchor points (115) of the yoke (111) and the anchor point (116) of the pulley (112) in Figure 10.
  • the mechanism is in an upright position showing the shaft (110) of the stirrup (111) vertically.
  • the elements (101, 102 and 103) are in a position so that the wheel which will be attached to the shaft (10) is parallel to the frame.
  • Figure 12 compares the movement of the mechanism with Figures 10 and 11.
  • the definitions are the same as in [0023] and [0024]. It makes it possible to understand the movement that the wheel can make by pointing the end of the shaft (110).
  • Figure 13 we see the link ie the chain (118), providing the mechanical link between the stirrup and the pulley (112), between the arm (113) identified in Figure 11 with the point d clip (116) which is connected to the stirrup (111) by the points of attachment (115) of Figure 11.
  • the chain provides a better understanding of the peculiarity of the movement of the mechanism.
  • Figure 14 adds the elements of the pipe (119, 120, 121 and 122) of the system.
  • the eccentric cylinder (119) is off-axis with respect to the axis (107).
  • the pulley (120) is fixed to the cylinder (119) and makes it possible to join the component (103) by the presence of the pivot (122) located on its top and held by the slide block (121) which is introduced into the base pulley (120).
  • FIG. 16 Top view of the steering with right axle (100) and left axle (300) in Figure 16.
  • Each of the components shown for the left axle (300) is the axle mirror of right (100), the number is 300 instead of 100, replacing the two decimal places.
  • the point of importance is noted at the anchoring points of the pulley placed on the left (204) and that placed on the right (207).
  • the chain (201) of the steering is connected to the mechanism of the right axle (100) and the chain (203) is connected to the left axle (203).
  • the element (202) acts as a chain tensioner.
  • the chains (201 and 203) are connected to the cylinder frame (206) and the rod (205) is fixed relative to the structure (400) shown in FIG. 18.
  • the movable frame (400) is shown in FIG. 18.
  • Hinges (401) have been identified which allow the movable frame (400) to be retained at its end by the bases (402) whose balloons (503 in FIG. 21) will be fixed.
  • the components (404 and 405) overlap and protect the steering system (200) Figure 17.
  • the beam (406) allows to fix the pivot (14) of Figure 12 and it is the same for the pivot (314 not shown) of the left axle (300).
  • Figure 22 shows the assembled axle with identification of structures (400 and 501) and two wheels.
  • Figure 23 shows three different types of linear actuators that can be used for steering displacement.
  • the cylinder frame (206) was the fixed part of the linear actuator (206) and that the cylinder rod (205) was the moving part of the linear actuator (205). ).
  • actuator A actuator B
  • actuator C The part of the linear linear actuator 205, the moving part of the linear actuator 206 connected to the strings 201 and 203) and the second moving part of the actuator (206 ') in the case where it is present.
  • the displacement of the first actuator A of FIG. 23 is shown in FIG. 24.
  • the linear actuator A is represented in three different positions: on the left, on the center and right.
  • the chains (201 and 203) are identified as well as the fixed part of the actuator (205) and the moving part of the actuator (206).
  • the displacement of the first actuator B of FIG. 23 is shown in FIG. 25.
  • the linear actuator B is represented in three different positions: right, center and left.
  • the chains (201 and 203) are identified as well as the fixed part of the actuator (205) and the moving parts of the actuator (206 and 206 ').
  • the displacement of the first actuator C of FIG. 23 is shown in FIG. 26.
  • the linear actuator C is represented in three different positions: left, center and right.
  • the chains (201 and 203) are identified as well as the fixed part of the actuator (205) and the moving parts of the actuator (206 and 206 ').
  • the cylinder A shown in Fig. 23A is a double rod cylinder, both ends of the cylinder rod are attached to the bearing structure of the steering mechanism and the cylinder frame moves from left to right. Note that two attachment points are attached to the cylinder frame including an adjustable connector that is attached to each of them. A multi-sheet chain transfers the driving force to generate the displacement.
  • the piston is identified which is attached to the center of the cylinder rod.
  • Two hydraulic chambers are identified, the left one and the right one. If we add oil to the left and it is allowed to let the surplus oil on the right side, the frame of the cylinder will move to the left side and dragged the two chains.
  • Figure 24A-Right is a view of the double rod cylinder A showing the displacement of the frame which is moved completely to the right.
  • the cylinder B is shown in FIG. 23B by a view of the double-stemmed and double-walled cylinder with chain drive of the steering is at first. firstly a double rod double-walled cylinder whose rod is fixed to the bearing structure of the steering system.
  • Figure 23B-Center Sectional view of double-stemmed and double-walled cylinder in center position. In this view, one can easily identify two very visible hydraulic chambers and two others not visible at the moment. If the two highly visible chambers are at maximum, the cylinder is centered at 100%.
  • Figure 25B-Left above shows the displacement of the frame 206 to the left driving the chains of the direction of the steering system.
  • the displacement of the chains of the direction towards the left is possible by introduction of oil in the left chamber of the frame 206 and by the evacuation of oil of the room of right on the right side of the frame 206.
  • the cylinder can return to the central position by the introduction of oil in the right chamber of the frame 206 and the evacuation of oil in the left chamber of the frame 206.
  • Figure 25B-Right above shows the displacement of the frame 206 'to the right driving the chains of the steering system steering. Moving the chains of the direction to the right is possible by introducing oil into the right chamber of the frame 206 'and the oil outlet of the left chamber on the left side of the frame 206'. Note that there is no change in the volume of oil in each of the chambers of the frame 206. Note that the cylinder can return to the central position by introducing oil into the left chamber of the frame 206 and by the evacuation of the oil in the right chamber of the frame 206 '.
  • Cylinder C is shown in Figure 23C by the view of the double-stemmed and double-walled cylinder with drive chain drive
  • Cylinder C is at first a dual rod double-walled cylinder whose rod is movable and the frame 205 is fixed relative to the bearing structure of the steering system.
  • Figure 26C-Center above is a sectional view of the dual-rod cylinder and double walled in a centered position. On the view, one can easily identify two very visible hydraulic chambers and two others not visible at the moment. If the two highly visible chambers are at maximum, the cylinder is centered at 00%.
  • Figure 26C-Right above shows the movement of rod 206 to the right driving the chains of the steering system steering. Moving the chains of the direction to the right is possible by introducing oil into the right chamber of the frame 206 'and the oil outlet of the left chamber on the left side of the frame 206'. Note that there is no change in the volume of oil in each of the chambers of the frame 205. Note that the cylinder can return to the central position by introducing oil into the left chamber of the frame 206 and by the evacuation of the oil in the right chamber of the frame 206 '.
  • the actuator B has the properties of the A and addition allows to ensure a centering of the steering system, driven, in particular because in case of sensor failure it is always possible to center at 100% the system on its supports .
  • the actuator C has the properties of A and B and, additionally, to be centered on the force and thus to minimize the forces on the sealing points of the cylinders, which contributes to increasing the longevity of the actuator. Actuator B and actuator C allow in use to retain the ideal curvature which Actuator A can not usually guarantee.
  • the pneumatic suspension axle of the invention provides an improved distribution of the ground load. Moreover it is particularly adapted to the difficult climatic conditions of America. • The air suspension shown provides a smoother ride than known tandem axles.

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Abstract

Dispositifs de braquage angulaire à correction progressive comprenant une structure portante traversée par un plan de référence; un premier élément étant solidarisé avec la structure portante et pouvant se déplacer sur une trajectoire circulaire et dont le rayon de courbure est constant; au moins un deuxième élément, fixé au premier élément, et ne pouvant faire que de la translation dans l'espace; et au moins un troisième élément solidarisé avec le deuxième élément et se déplaçant selon un mouvement angulaire qui est sensiblement proportionnel ou égal au déplacement angulaire du premier élément, le premier élément, le deuxième élément et le troisième élément évoluant dans un même plan ou dans des plans parallèles perpendiculaires au plan de référence. Systèmes de braquage angulaire et ensembles à correction progressive correspondant comprenant au moins deux dispositifs de braquage. Ensemble mobile résultant de l'assemblage d'un système avec une structure mobile et/ou avec une structure fixée au corps d'un automate. Procédé de fabrication d'un dispositif, d'un système ou d'un ensemble et utilisations de ces derniers notamment pour améliorer le braquage dans le cas de braquages angulaires élevées. Actuateurs de type linéaire à cylindres multiples coaxiaux et utilisables notamment dans les dispositifs, systèmes et ensembles.

Description

DISPOSITIF DE BRAQUAGE ANGULAIRE . SYSTEMES ET ENSEMBLES
CORRESPONDANTS. PROCEDES DE FABRICATION. UTILISATIONS
CORRESPONDANTES ET ACTUATEURS DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention est relative au domaine des dispositifs de braquage et notamment à celui des essieux dirigés pour véhicules, leurs procédés de fabrication et leurs utilisations. Plus particulièrement la présente invention est relative aux essieux dirigés avec système de braquage angulaire à correction progressive, aux procédés en permettant la fabrication et aux utilisations correspondantes. Cette invention est en relation avec les systèmes de direction. Plus précisément, cette invention se rapporte à un ensemble de direction pour orienter les roues d'un véhicule et à des procédés de mise en œuvre de tels ensembles. Cette invention est également relative à de nouveaux types d'actuateurs.
ART ANTÉRIEUR
Les remorques sont habituellement utilisées pour le transport de biens. Une remorque est généralement reliée et tirée par un véhicule motorisé tel qu'une voiture ou, pour des remorques de grandes dimensions, un camion tracteur.
Typiquement, les roues d'une remorque sont montées sur un axe de roulements, fixé à une structure intermédiaire qui est reliée à la structure de la remorque, ou montée directement à la structure de la remorque à des localisations spécifiques.
Dans les deux cas, les roues sont orientées parallèlement à la structure. Cette configuration est adaptée à une remorque se déplaçant en ligne droite, mais ça devient problématique quand une remorque tente de négocier un virage. Les roues deviennent non-alignées avec le centre de la trajectoire causant ainsi du ripage entre les roues et la route.
Il est toutefois désirable d'avoir des roues bien alignées (i.e. tangentiellement) avec la trajectoire de la remorque. Toutefois, dans une courbe, les roues de chaque coté du véhicule n'ont pas le même rayon de braquage pour éviter le ripage, car elles doivent avoir le même centre de braquage. De ce fait, les roues de la remorque étant fixes, elles glissent sur la route et cela crée une usure prématurée des pneus tout en négociant des virages suivant des trajectoires différentes du véhicule tracteur, ce qui accroît le risque d'accidents.
Dans l'espoir de surmonter ces inconvénients, certains appareils permettant d'orienter les roues sur une remorque ont été proposés. Dans un tel appareil, les roues sont montées sur un essieu et sont reliées à l'aide d'un système à crémaillère et pignon, qui est largement utilisé dans les voitures modernes, et donc bien connus dans l'art. Malheureusement, ce système ne permet pas aux roues du côté gauche et droit de la remorque d'être tournées à des angles différents, donc on ne résout pas le problème du patinage des roues.
En outre, en se référant aux lois de la plupart des juridictions, on recherche une distance maximale entre les roues du côté gauche et du côté droit du véhicule. Les roues sont donc positionnées relativement proche du cadre sur une remorque. Cette configuration empêche ainsi les roues de tourner à des angles prononcés, sans contact avec le châssis de la remorque.
Un autre moyen est un appareil muni d'un système de chariot étant monté sur une structure pivotante sous la remorque. Le chariot comprend un châssis monté sur un ensemble de roues, généralement reliées entre elles par un essieu rigide. Tandis que les roues restent parallèles au plateau, à tout moment, l'ensemble chariot peut pivoter par rapport à la remorque lorsque celle-ci négocie un virage. Une fois de plus, parce que ce système n'a pas la capacité d'orienter les roues sur le côté gauche et le côté droit au véhicule à des angles différents, la question de glissement n'est pas résolue. En outre, l'installation d'un chariot sous la remorque soulève le centre de gravité de la remorque. Cela augmente alors le risque de la remorque de basculer dans les virages.
D'autres appareils impliquant des circuits hydrauliques complexes ont été proposés, mais ils sont souvent trop compliqués, lourds et sont sujets à des fuites, ce qui serait le moins souhaitable, particulièrement si la remorque se déplace à grande vitesse. Il existe donc un besoin pour un appareil qui permettra de surmonter au moins l'un des inconvénients identifiés ci-dessus.
WO 2010145030 décrit un ensemble de direction pour diriger un véhicule. L'ensemble de direction comprend un premier d'essieu présentant une première roue montée de façon rotative à celui-ci, un premier mécanisme de pivotement pour permettre le déplacement de la première fusée d'essieu le long d'une première trajectoire arquée et un premier mécanisme de guidage pour faire pivoter le premier porte-fusée lorsque la première fusée d'essieu est déplacée le long de la première trajectoire arquée, afin de maintenir la première roue orientée tangentieilement par rapport au premier trajet en arc de cercle.
Il existait donc un besoin pour un dispositif de braquage dépourvu d'au moins inconvénients etfou limitations des systèmes de braquage de l'art antérieur. Il existait plus particulièrement un besoin pour un dispositif de braquage présentant au moins une des propriétés suivantes:
- un braquage se rapprochant de la courbe idéale;
- un accroissement de la stabilité par l'augmentation du rayon de braquage; et
- une diminution des phénomènes de glissement indésirables tel que du ripage.
Il existait également un besoin pour des systèmes et des ensembles de braquage dépourvus d'au moins un des inconvénients des systèmes et ensembles de l'invention. Il existait également un besoin pour des procédés efficaces permettant la fabrication des dispositifs, systèmes et ensembles de l'invention.
Il existait aussi un besoin pour des utilisations de dispositifs de braquage efficaces et améliorant plusieurs propriétés mécaniques des systèmes et ensembles mécaniques dans lesquels ils sont incorporés.
II existait également un besoin pour des actuateurs dépourvus des inconvénients de l'art antérieur et permettant notamment un centrage amélioré ou un centrage maintenu même en cas de bris des capteurs de positionnement.
ABBRÉGÉ DESCRIPTIF
Dispositifs de braquage angulaire à correction progressive comprenant:
- une structure portante traversée par un plan de référence;
- un premier élément étant solidarisé avec la structure portante et pouvant se déplacer sur une trajectoire circulaire et dont le rayon de courbure est constant;
- au moins un deuxième élément, fixé au premier élément, et ne pouvant faire que de la translation dans l'espace; et
- au moins un troisième élément solidarisé avec le deuxième élément et se déplaçant selon un mouvement angulaire qui est sensiblement proportionnel ou égal au déplacement angulaire du premier élément, le premier élément, le deuxième élément et le troisième élément évoluant dans un même plan ou dans des plans parallèles perpendiculaires au plan de référence.
Systèmes de braquage angulaire et ensembles à correction progressive correspondant comprenant au moins deux dispositifs de braquage. Ensemble mobile résultant de l'assemblage d'un système avec une structure mobile et/ou avec une structure fixée au corps d'un automate. Procédé de fabrication d'un dispositif, d'un système ou d'un ensemble et utilisations de ces derniers notamment pour améliorer le braquage dans le cas de braquages angulaires élevées. Actuateurs de type linéaire à cylindres multiples coaxiaux et utilisables notamment dans les dispositifs, systèmes et ensembles. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS JOINTS
Figure : représente en perspective, selon un premier mode de réalisation d'un dispositif de braquage de l'invention.
Figure 2: représente en vue de plan, selon un deuxième mode de réalisation, un dispositif de braquage comportant 2 bras pivots Gauche/Droite liés par une structure en T.
Figure 3: représente une vue en plan de la structure en T, selon la Figure 2, en mouvement antihoraire.
Figure 4: représente une vue en plan de la structure en T, selon la Figure 2, en mouvement horaire.
Figure 5: représente une vue en perspective de la structure en T représentée dans la Figure 2 et connectée avec un arbre pivot autours d'un axe de pivot.
Figure 6: représente une vue en plan de la structure en T telle que représentée sur la Figure 5.
Figure 7: représente une vue en plan du déplacement antihoraire du système représenté sur la Figure 3.
Figure 8: représente une vue en plan du déplacement horaire du système représenté sur la Figure 4.
Figure 9: représente une vue en perspective du dessous d'un dispositif de braquage (demi essieu) représenté dans les Figures 2 à 8, centré et avec ajout d'un étrier et de son mécanisme de déplacement angulaire.
Figure 10: représente une vue en plan du dispositif de braquage centré représenté dans la Figure 9.
Figure 11: représente une vue en plan du dispositif de braquage représenté dans la
Figure 10 mais en mouvement antihoraire.
Figure 12: représente une vue en plan du dispositif de braquage représenté dans la
Figure 10 mais en mouvement dans un sens horaire.
Figure 3 : représente une vue de dessous en perspective du dispositif de braquage représenté dans la Figure 9 avec ajout d'une chaîne d'entraînement pour le déplacement angulaire et en position. Figure 14: représente une vue en perspective arrière du dessus du dispositi de braquage montré en Figure 9 avec l'ajout d'un mécanisme de poulie de direction en vue partielle éclatée.
Figure 15: représente une vue inverse du dispositif de braquage représenté sur la Figure 14 et avec ajout des chaînes d'entraînement assurant le lien mécanique.
Figure 16: représente la vue en plan d'un système à 2 essieux (Gauche/Droit), en position centrée, selon un mode de réalisation de l'invention présenté en vue partielle sur la Figure 15.
Figure 7: représente la vue en plan du système représenté sur la Figure 16 avec un braquage à droite.
Figure 18: représente une vue en perspective d'un châssis mobile selon un mode de réalisation de l'invention.
Figure 19: représente une vue en plan de l'assemblage du châssis mobile représenté sur la Figure 18 avec le système représenté sur la Figure 17 et avec ajout de gardes de protection des chaînes.
Figure 20: représente une vue en coupe du système représenté sur la Figure 19 selon un plan situé au-dessous de la partie supérieure du châssis mobile et en dessous du mécanisme de direction.
Figure 21 : représente une vue en perspective du système, essieu, représenté dans la Figure 19 complété notamment par l'addition de la structure fixe, de roues et d'amortisseurs, en vue partiellement éclatée par rapport aux éléments ajoutés par rapport à la Figure 19.
Figure 22: représente le système de la Figure 21 sous forme assemblée essieux et suspension.
Figure 23: représente trois différents types d'actuateurs linéaires, pouvant être utilisés pour le déplacement de la direction des systèmes de l'invention, et identifiés comme: actuateur A, actuateur B et actuateur C.
Figure 24: représente l'actuateur linéaire A dans trois différentes positions soit en déplacement des chaînes d'entraînement de la direction: à gauche, au centre et à droite.
Figure 25: représente l'actuateur linéaire B dans trois différentes positions soit en déplacement des chaînes d'entraînement de la direction: à droite, au centre et à gauche.
Figure 26: représente l'actuateur linéaire C dans trois différentes positions soit en déplacement des chaînes d'entraînement de la direction: à gauche, au centre et à droite. DESCRIPTION GÉNÉRALE DE L'INVENTION
Définitions préliminaires:
Essieu : est un arbre placé transversalement sous la caisse d'un véhicule à roues. Il supporte par l'intermédiaire des fusées les roues situées à ses extrémités. Un essieu peut être simplement porteur, ou moteur et/ou directeur.
Rayon de braquage: rayon du cercle décrit par le point le plus extérieur d'un véhicule au cours d'un essai de braquage maximal.
Structure portante: structure constitué d'un ou plusieurs éléments destiné(s) à être solidarisé(s) avec un châssis (exemple une remorque) servant de points d'appuis de translation et de rotation du dispositif de braquage.
Un premier objet de la présente invention est constitué par des dispositifs de braquage angulaire à correction progressive comprenant:
- une structure portante traversée par un plan de référence, ledit plan de référence étant défini par l'axe fixe de rotation d'un premier élément par rapport à la structure portante et par un point de référence se trouvant dans la structure portante et non situé sur l'axe fixe de rotation;
- ledit premier élément étant solidarisé avec la structure portante et pouvant se déplacer sur une trajectoire sensiblement circulaire et dont le rayon de courbure est sensiblement constant;
- au moins un deuxième élément, fixé au premier élément, et ne pouvant faire sensiblement que de ia translation dans l'espace par rapport à la structure portante; et
- au moins un troisième élément solidarisé avec le deuxième élément et se déplaçant selon un mouvement sensiblement angulaire qui est sensiblement proportionnel ou sensiblement égal au déplacement angulaire du premier élément,
le premier élément, le deuxième élément et le troisième élément évoluant sensiblement dans un même plan ou dans des plans sensiblement parallèles perpendiculaires au plan de référence. Avantageusement, les dispositifs de braquage angulaire à correction progressive comprennent: - une structure portante traversée par un plan de référence, ledit plan de référence étant défini par l'axe fixe de rotation d'un premier élément par rapport à la structure portante et par un point de référence se trouvant dans la structure portante et non situé sur l'axe fixe de rotation;
- ledit premier élément étant solidarisé avec la structure portante et pouvant se déplacer sur une trajectoire circulaire et dont le rayon de courbure est constant;
- au moins un deuxième élément, fixé au premier élément, et ne pouvant faire que de la translation dans l'espace par rapport à la structure portante; et - au moins un troisième élément solidarisé avec le deuxième élément et se déplaçant selon un mouvement angulaire qui est sensiblement proportionnel ou égal au déplacement angulaire du premier élément, le premier élément, le deuxième élément et le troisième élément évoluant dans un même plan ou dans des plans parallèles perpendiculaires au plan de référence.
La solidarisation entre le premier élément et le second élément peut être réalisée en un point quelconque du premier et/ ou du deuxième élément. La solidarisation entre le deuxième et le troisième élément peut être réalisée en un point quelconque du deuxième et/ou du troisième élément.
Le point de solidarisation du premier élément avec le deuxième élément est avantageusement distinct du point de solidarisation du deuxième élément avec le troisième élément.
Selon un mode préférentiel de réalisation des dispositifs de l'invention, le point de solidarisation du premier élément avec le deuxième élément est situé à une des extrémités du premier élément.
Selon un autre mode préférentiel, le point de solidarisation du premier élément avec le deuxième élément est situé à une des extrémités du deuxième élément.
Selon un autre mode préférentiel, le point de solidarisation du deuxième élément avec le troisième élément est situé à une des extrémités du deuxième élément. Selon un autre mode préférentiel, le point de solrdarisation du deuxième élément avec le troisième élément est situé à une des extrémités du troisième élément.
La structure portante est avantageusement choisie dans le groupe constitué par: un point d'attache, une structure rigide, un système de pivot, un cadre, un raccordement par ballons pneumatiques, un châssis, une plaque, une structure métallique, ou une structure similaire.
Le premier élément est avantageusement de type forme physique comportant 2 points pivots, ladite forme physique pouvant par exemple être un bras, une plaque ou une poutre pivot.
Le deuxième élément est avantageusement une forme physique comportant au moins un point pivot, cette forme physique pouvant par exemple être une structure en T, en L, en M, ou une plaque.
Le troisième élément est solidarisé au deuxième élément de préférence par un point de pivot. Selon un mode avantageux de réalisation des dispositifs de braquage de l'invention, est fixé sur le troisième élément: une hélice, une roue, une poulie, un patin, un guide, une chenille, un élément mécanique articulé ou non, tel qu'un engrenage, un bras, un étrier. Les dispositifs de braquage de l'invention sont avantageusement de type: essieu et/ou de type mécanisme de robot et/ou mécanisme de gouverne dans un avion, dans un bateau, dans un sous-marin, dans un hydroglisseur ou dans tout autre mécanisme nécessitant un contrôle du rayon de braquage; de préférence dans le cas d'un essieu le troisième élément de l'essieu est équipé d'un axe de roue.
Avantageusement, le déplacement angulaire du troisième élément génère le déplacement angulaire du premier élément.
Selon un mode avantageux de réalisation des dispositifs de braquage de l'invention, le deuxième élément comporte au moins un prolongement latéral, ledit au moins un prolongement latéral étant solidarisé à la structure portante par l'intermédiaire d'un deuxième premier élément; ledit deuxième premier élément étant relié à une de ses extrémités, par un pivot, à l'extrémité libre dudit au moins un prolongement latéral et étant relié à sa deuxième extrémité, par un pivot fixe, à la structure portante.
De préférence, le deuxième élément comporte au moins un deuxième prolongement latéral, ledit deuxième prolongement latéral étant solidarisé à la structure portante par l'intermédiaire d'un troisième premier élément; ledit troisième premier élément étant relié, à une de ses extrémités, par un pivot à l'extrémité libre du deuxième prolongement latéral et à la deuxième de ses extrémités, par un pivot fixe, à la structure portante. Le deuxième élément a avantageusement une structure de type en T.
Selon un mode avantageux, le premier élément est relié au deuxième élément en T, le premier élément étant muni d'un premier moyen d'entraînement, tel une poulie fixe, qui possède le même axe de rotation que celui du deuxième élément.
Le troisième élément est avantageusement muni d'un deuxième élément d'entraînement, tel une poulie, ayant le même axe pivot que celui qui solidarise le deuxième élément et le troisième élément. Les dispositifs de braquage sont alors avantageusement munis d'un système de couplage du premier élément d'entraînement avec le deuxième élément d'entraînement, ledit couplage ayant pour effet de créer une modulation du ratio angulaire entre l'angle de déplacement du premier élément et l'angle de déplacement du troisième élément. Le système de couplage est avantageusement constitué par deux poulies entraînées par une chaîne ou par un cardan ou par des engrenages multiples.
Selon un autre mode avantageux de réalisation, les dispositifs de braquage comportent un dispositif de correction angulaire fixé à la structure portante, ledit dispositif de correction angulaire ayant un axe de rotation qui est parallèle à l'axe fixe de rotation du premier élément par rapport à la structure portante et ledit axe de rotation n'est pas nécessairement confondu avec l'axe fixe de rotation du premier élément par rapport à la structure portante.
Avantageusement, au moins un des premiers éléments comporte un troisième point de rotation positionné de façon à amorcer le déplacement angulaire dudit dispositif de braquage. Dans les dispositifs de l'invention, le nombre d'un troisième élément n'est pas limité par exemple dans le cas d'un essieu à roues multiples il peut être de 2 à 3 essieux sur le même dispositif de braquage.
Un deuxième objet de la présente invention est constitué par des systèmes de braquage angulaire à correction progressive comprenant au moins deux dispositifs de braquage du type défini dans le premier objet de; chacun des dispositifs étant le symétrique de l'autre par rapport à un plan médian, les deux dispositifs étant solidarisés à la même structure portante.
Les au moins 2 dispositifs de braquage sont solidarisés par un système de direction ayant notamment pour fonction de synchroniser le déplacement des 2 dispositifs dudit système.
Les systèmes de l'invention comportent avantageusement un dispositif actuateur, de préférence de type linéaire, solidarisé à la structure portante commune et comportant une partie fixe et au moins une partie mobile, la fonction de l'actuateur étant de gérer le déplacement angulaire des 2 dispositifs de braquage; l'actuateur pouvant par exemple être mis en œuvre par une force hydraulique.
La structure portante, articulable ou non, est avantageusement munie de moyens de fixation, de préférence de pentures, qui permettent de solidariser le système à un châssis principal, tel qu'un châssis de remorque et, préférentiel lement ladite structure portante est munie d'un dispositif d'amortissement dont la finalité est notamment d'amortir les chocs (par exemple les chocs générés par les trous dans la route) que la structure portante subie de l'extérieur.
Le dispositif d'amortissement est avantageusement constitué par des ballons de suspension et par des amortisseurs.
Les dispositifs de braquage de l'invention sont avantageusement intégrés dans des systèmes d'essieu qui permettent de braquer des roues situées à proximité d'un châssis à des angles de plus de 30 degrés. Les roues peuvent se déplacer en effectuant des arcs de cercles en améliorant la stabilité du véhicule lors des virages. Les systèmes permettent d'ajuster et de corriger le centre de braquage progressivement sans accroître les efforts pour modifier les angles désirés. Le mécanisme de l'essieu auquel les roues sont reliées est fixé à un châssis mobile dont une extrémité est reliée à un pivot et à l'autre extrémité à un ballon pneumatique suivi d'un amortisseur. Le déplacement du mécanisme de l'essieu est assuré par une conversion d'un déplacement linéaire en mouvement angulaire tel qu'un cylindre rattaché à des poulies et chaînes.
Le système d'essieu dirigé développé permet principalement à une ou à plusieurs des roues situées à proximité d'un châssis de s'orienter et de s'ajuster progressivement à des angles importants avec le centre de braquage du véhicule sur lequel il est installé. Les roues s'ajustent par un simple mouvement d'un mécanisme linéaire qui convertit celui-ci en mouvement angulaire sans en accroître les efforts pour des angles donnés.
Les systèmes de braquage angulaire à correction progressive de l'invention comprenant au moins deux dispositifs symétriques du type définis dans le premier objet de la présente invention, ces 2 dispositifs sont avantageusement positionnés de façon systémique et solidarisés par un cinquième élément, aussi appelé système de direction, qui est de préférence constitué d'un système poulies-chaîne; ledit système de direction ayant notamment pour fonction de synchroniser le déplacement des 2 essieux dudit système.
Avantageusement chacune des poulies du système de direction est solidarisée avec le premier élément correspondant. Selon un mode préférentiel, la solidarisation est réalisée de façon excentrique et, de préférence avec le même degré d'excentricité que celui du système de conduite de chacun des essieux respectifs.
Un troisième objet de la présente invention est constitué par des ensembles mobiles résultant de l'assemblage:
- d'un dispositif de braquage, tel que défini dans le premier objet de l'invention; ou
- d'un système de braquage angulaire tel que défini dans le deuxième objet, avec une structure mobile qui est avantageusement une remorque, une semi- remorque ou un train routier. Le troisième objet de l'invention est également constitué des ensembles résultant de l'assemblage d'un dispositif selon le premier objet et/ou d'un système selon le deuxième objet de l'invention avec une structure fixe qui est par exemple une structure fixée à une remorque ou partie d'une remorque
Un quatrième objet de la présente invention est constitué par les procédés de fabrication d'un dispositif, tel que défini dans le premier objet de l'invention, d'un système tel que défini dans le deuxième objet de l'invention ou d'un ensemble tel que défini dans ie troisième objet de l'invention par l'assemblage des pièces constitutives, de préférence par mise en œuvre de moyens connus d'assemblage.
Lesdits moyens connus étant préférablement choisis dans le groupe constitué par les techniques : de pliage, de soudage, de rivetage, de collage, et/ou d'emboitage.
Un cinquième objet de la présente invention est constitué par les utilisations d'un dispositif te! que défini dans le premier objet de la présente invention, ou d'un système tei que défini dans le deuxième objet de la présente invention, ou d'un ensemble tel que défini dans le troisième objet de la présente invention:
- dans le cas d'un essieu, pour:
- diminuer le phénomène de ripage notamment de ripage des pneus dans une semi-remorque; et/ou
- diminuer la consommation de carburant dans un véhicule; et/ou
- accroître la manœuvrabilité d'un véhicule, en particulier d'un véhicule autotracté tel une remorque ou une semi-remorque; et/ou
- réduire le rayon de braquage d'un véhicule.
- dans le cas d'un robot ou automate, pour accroître:
la simplicité mécanique; et/ou
- l'efficacité et linéarité dans la transmission des forces; et/ou
- l'efficacité énergétique.
Un sixième objet de la présente invention est constitué par la famille des actuateurs de type linéaire à cylindres multiples coaxiaux, comportant :
- un premier cylindre composé d'un premier élément 205 (tige avec piston) et d'un deuxième élément 206' coaxial (bâti cylindrique externe); et - un deuxième cylindre composé du premier élément 206' (paroi cylindrique munie d'un piston externe) et d'un deuxième élément 206 qui est un bâti cylindrique,
le premier et le deuxième cylindre ayant la particularité de partager l'élément commun 206', le cylindre 206 comportant au moins un point d'attachement à un dispositif d'entraînement et l'élément 205 est configuré pour être fixé à la structure portante d'un dispositif de braquage et pour être fixe par rapport à la structure portante dudit dispositif de braquage, et
la partie externe qui se déplace avec le dispositif d'entraînement.
Le sixième objet de l'invention est également constitué par les actuateurs de type linéaire à cylindres multiples coaxiaux, comportant :
- un premier cylindre composé d'un premier élément 206 (tige avec piston) et d'un deuxième élément 206' coaxial (bâti cylindrique externe); et
- un deuxième cylindre composé du premier élément 206' {paroi cylindrique munie d'un piston externe) et d'un deuxième élément 205 qui est un bâti cylindrique,
le premier et le deuxième cylindre ayant la particularité de partager l'élément commun 206', le cylindre 206 comportant au moins un point d'attachement à un dispositif d'entraînement et l'élément 205 est configuré pour être fixé à la structure portante d'un dispositif de braquage et pour être fixe par rapport à la structure portante dudit dispositif de braquage, et
la tige se déplace sous l'effet du dispositif d'entraînement. Avantageusement, les actuateurs de l'invention sont caractérisés par le fait, qu'en situation d'urgence, le centrage d'un système de braquage équipé avec au moins un des dispositifs de braquage décrit dans l'une quelconque des revendications est fonctionnel et ce, même en cas de bris des capteurs de fonctionnement. Les actuateurs de l'invention sont avantageusement caractérisés par leur capacité à faire un recalibrage automatique en cas de désajustement des capteurs sous l'effet d'un phénomène externe tel que la température.
Les actuateurs de l'invention sont avantageusement utilisés dans les dispositifs, systèmes et ensembles de l'invention. DESCRIPTION DE MODES PRÉFÉRENTIELS DE RÉALISATION DE L'INVENTION
Les modes de réalisation ci-après décrits constituent des modes illustratifs seulement d'un mode de réalisation de la présente invention, mais ne sauraient en aucun cas être interprétés comme amenant une quelconque limitation de l'objet de la présente invention.
Le principe de l'invention est expliqué progressivement en partant du principe fondamental allant jusqu'à l'essieu global incluant aussi le châssis mobile et le châssis fixe.
La numérotation du coté droit de l'essieu est dans la série 100 et est aussi applicable au coté gauche de l'essieu en remplaçant le premier chiffre de gauche soit le 1 par un 3 pour devenir la série 300.
Un mode préférentiel est constitué par les dispositifs de braquage comportant:
- une structure portante traversée par un plan de référence ;
- deux premiers éléments solidarisés avec la structure portante, chacun de ces deux premiers éléments pouvant se déplacer sur une trajectoire sensiblement circulaire et dont le rayon de courbure est avantageusement sensiblement constant;
- un deuxième élément fixé à chacun des deux premiers éléments et ne pouvant faire que de la translation dans l'espace par rapport à la structure portante; et
- au moins deux troisièmes éléments, chacun des troisièmes éléments étant solidarisé avec le deuxième élément et devant se déplacer selon un mouvement angulaire qui est proportionnel au déplacement angulaire du premier élément.
Le déplacement d'un premier triplet (premier élément, deuxième élément, troisième élément) est avantageusement synchronisé avec le déplacement du deuxième triplet (premier élément, deuxième élément identique à celui mentionné dans le premier triplé, troisième élément), mais l'angle formé par chacun des troisièmes éléments, avec le plan de référence, peut être différent. Lorsque le deuxième élément est une structure en T (101) centrale comportant de chaque côté une paire de premiers éléments constituée par des membrures (102) et (103), la première membrure gauche (102) est fixée à gauche de la structure en T par un point pivot (104) et la seconde membrure droite (103) est fixée à droite de la structure en T par un point pivot (106).
L'extrémité libre de la membrure de gauche comporte avantageusement un point pivot (104) fixe et l'extrémité libre de la membrure de droite comporte un point pivot
(107) fixe. Dans la configuration où la membrure centrale du deuxième élément (101) a été déplacée sur la gauche en effectuant un arc de cercle; la membrure de gauche (104) effectue alors avantageusement une rotation en sens antihoraire autours du point pivot fixe (104) alors que la membrure de droite (103) a effectué une rotation antihoraire autours du point pivot fixe (107). Dans une configuration où la membrure centrale du deuxième élément (101) a été déplacée sur la droite en effectuant un arc de cercle; la membrure de gauche (104) effectue alors avantageusement une rotation en sens horaire autours du point de pivot fixe (104) alors que la membrure de droite (103) a effectué une rotation horaire autours du point pivot fixe (107). Le deuxième élément comporte additionnel lement avantageusement: un point pivot
(108) situé au centre de la membrure centrale en T et à sa base et qui relie le troisième élément (109), de préférence un étrier, avec le deuxième élément et qui permet d'effectuer la jonction du troisième élément avec un arbre support (110).
En déplacement vers la gauche, la composante centrale (101) du dispositif de braquage est avantageusement déplacée vers la gauche et l'arbre support (110) est pivoté dans le sens antihoraire.
En déplacement vers la droite, la composante centrale (101) est avantageusement déplacée vers la droite et l'arbre support (110) qui est pivoté dans le sens horaire.
Les dispositifs de braquage de l'invention comportent additionellement avantageusement un quatrième élément qui est un modulateur de ratio angulaire. Les dispositifs de braquage comportent avantageusement d'un étrier (111) et d'un bras multiplicateur ou bras de torsion (113) fixe, de préférence en un point d'ancrage (114), par rapport à la structure portante.
Le bras de torsion (113) comporte avantageusement une poulie (112) et le point d'ancrage (1 4) du bras de torsion est positionné dans le même plan de référence ou dans un plan parallèle au plan de référence; la distance entre les axes des pivots restant la même.
Dans une configuration dans laquelle les dispositifs comportent des points d'ancrages (115) de l'étrier (111) et du point d'ancrage (116) de la poulie (112), le mécanisme est avantageusement en position droite montrant l'arbre support (110) de l'étrier (111) à la verticale, les éléments (101 ,102 et 103) sont dans une position permettant qu'une roue soit fixée à l'arbre support de façon qu'elle soit perpendiculaire au dit axe support et parallèle au châssis.
Dans une position ou l'élément central (101) a été déplacé vers la gauche, l'arbre support (110) a pivoté avantageusement en sens antihoraire.
Dans une position où l'élément central (101) a été déplacé vers la droite tandis que l'arbre support (110) a pivoté en sens horaire.
Le mouvement que réalise une roue fixée à l'arbre support correspond avantageusement au mouvement du point d'attache de la roue à l'extrémité de l'arbre (110).
Le lien mécanique (118) entre le bras (113) et l'étrier (111), est de préférence réalisé avec une chaîne (118) entourant la poulie (120) et reliée à l'étrier (111) par les points d'attaches (115). La structure portante comporte avantageusement un élément excentrique (ayant des axes décalés), de préférence un arbre excentrique tel qu'un un cylindre excentrique
(119) qui est désaxé par rapport à l'axe du pivot (107); la poulie (120), fixée au cylindre (119), permettant au mécanisme de la direction d'être solidarisé avec la composante (103) par la présence du pivot (122) situé sur le premier élément et sur un axe parallèle à l'axe d'ancrage de son plan de référence et de préférence maintenu par un bloc coulisseau (121) qui est introduit dans la base de la poulie
(120) . Selon un mode préférentiel, les 2 dispositifs sont positionnés de façon systémique et les 2 dispositifs sont solidarisés par un cinquième élément, aussi appelé système de direction, qui est de préférence constitué d'un système poulies-chaîne (2 poulies); ledit système de direction ayant notamment pour fonction de synchroniser le déplacement des 2 dispositifs dudit système.
Les poulies du système de direction sont avantageusement solidarisées avec le premier élément correspondant. D'un intérêt particulier, les systèmes de braquage obtenus lorsque la solidarisation est réalisée de façon excentrique par un désaxage de l'ancrage du premier élément avec la poulie, de préférence avec le même degré d'excentricité que celui du système de conduite de chacun des dispositifs respectifs; du fait du couplage désaxé entre le premier élément et la poulie et du fait que la poulie est reliée au premier élément, les mouvements angulaires de chaque dispositif sont différents respectivement en sens horaire et en sens antihoraire.
Chacune des composantes du dispositif de gauche est avantageusement le miroir d'une composante du dispositif de droite.
Les points d'ancrage de la poulie placée à gauche (204) et celle placée à droite (207), la chaîne (201 ) est reliée au mécanisme du dispositif de droite (100) et la chaîne (203) est reliée au dispositif de gauche (300), l'élément (202) qui agit comme tendeur de chaîne, les chaînes (201 et 203) sont reliées au bâti du cylindre (206) et la tige (205) est fixe par rapport à la structure (400).
Le mécanisme de l'actuateur est déplacé par l'action du bâti du cylindre (206) dont la tige du cylindre (205) ne bouge pas, car elle est fixe par rapport à la structure (400) tel que montré à la figure 400-a.
L'angle de braquage du dispositif (l'essieu (300)) ayant son arbre (310) incliné de a 1 par rapport à l'horizon est avantageusement différent de celui de l'essieu de droite (100) avec son arbre (110) incliné d'un angle a2, étant donné que σ1>α2 permet d'orienter les roues (505) sur le même point de braquage. Dans cette section du document, le principe de l'invention est expliqué progressivement en partant du principe fondamental allant jusqu'à l'essieu global incluant aussi le châssis mobile et le châssis fixe. La numérotation du coté droit de l'essieu est dans la série 100 et est aussi applicable au coté gauche de l'essieu en remplaçant le premier chiffre de gauche soit le 1 par un 3 pour devenir la série 300.
En se référant à la Figure 1 , on présente un modèle simplifié d'un des principe de base du mécanisme angulaire par l'identification de la structure portante (100) qui est relié à un premier élément (102) par un point pivot fixe (104) lui permettant de déplacer son extrémité libre pour décrire des arcs de cercle dans un plan donné. L'extrémité du premier élément (102) est reliée par un pivot (105) permettant au deuxième élément (101 ) de se déplacer uniquement en translation tout en conservant son orientation dans l'espace. L'autre extrémité de l'élément (101 ) est reliée au troisième élément (109) par le point pivot (108). À l'extrémité du troisième élément (109), un arbre de fixation (110) est présent pour relié celui-ci à un autre élément tel une roue, un patin, une chenille, etc. Le déplacement angulaire du deuxième élément (101 ) par rapport à son premier élément (102) est en relation directe avec le déplacement angulaire du deuxième élément (101 ) avec le troisième élément (109). Quand on dit que le déplacement angulaire est zéro, on a la situation où les plans formés par les pivots (104, 105 et 108) et l'extrémité de l'élément (110) sur chacun des éléments (101 , 102 et 110) sont alignés les uns par rapport aux autres. Dans le cas où la structure portante (100) est sur le sens de la longueur du déplacement et que le déplacement angulaire est de zéro, la structure portante (100) sera donc perpendiculaire au plan P1 sur les dits éléments (101 , 102 et 110).
La Figure 1 représente une forme simplifiée du dispositif, la Figure 2 montre plus en détail la relation entre chacune des composantes. En se référant à la Figure 2, on identifie une structure en T située au centre (101 ) de la figure, et de chaque côté une membrure (102) et (103). La membrure de gauche (102) est fixée à la base par un point pivot fixe (104) et par un autre point pivot (105) le reliant au centre de la structure en T (101 ). La membrure de droite (103) a un point pivot fixe (107) à sa base et un autre point pivot (106) le reliant à la membrure du centre (101 ).
En référence à la Figure 3, la membrure centrale (101) se déplace sur la gauche en effectuant un arc de cercle. La membrure de gauche (104) effectue une rotation en sens antihoraire sur le pivot de base (104) tandis que la composante (103) effectue une rotation sur sa base (107).
Selon la Figure 4, la rotation se fait vers la droite au lieu de la gauche. Les points pivots (104,107) sont maintenus fixes. La Figure 5 introduit trois nouveaux éléments, le point pivot (108) situé au pied entre de la membrure centrale en T, à sa base. Le point pivot (108) relie l'élément (109) qui permet d'effectuer la jonction avec un élément qui lui est relié à l'arbre (1 0).
La Figure 6 montre une vue du dessus de la figure 5 qui est une vue isométrique. Les mêmes éléments sont montrés et ont les mêmes définitions. La Figure 7 montre la Figure 6 en déplacement vers la gauche. On y retrouve les éléments (101 , 102, 103 109 et 110) et les points pivots fixes (104, 107) qui sont à la base des éléments (102, 103) et les pivots en déplacement (105,106).
Tel qu'il est défini à la Figure 7, la Figure 8 montre un déplacement de la composante centrale (101) vers la droite et la composante montrant l'arbre de rotation (1 0) qui est pivoté dans le sens horaire.
La Figure 9 permet de visualiser en isométrique les bras pivots (102, 103) et l'étrier (E) composé des éléments (109, 110 et 111) avec son axe pivot (108). Le bras de torsion (113) montre sa poulie (112) et son axe ancrage (114).
Vue des points d'ancrages (115) de l'étrier (111 ) et du point d'ancrage (116) de la poulie (112) à la Figure 10. Le mécanisme est en position droite montrant l'arbre (110) de l'étrier (111) à la verticale. Les éléments (101,102 et 103) sont dans une position pour que la roue qui sera fixée à l'arbre ( 10) soit parallèle au châssis.
Le mécanisme à la Figure 11 permet de visualiser le mouvement désiré quand l'élément central (101) se déplace vers la gauche tandis que l'arbre (110) pivote en sens antihoraire. Chacun des autres éléments sont les mêmes que ceux identifiés dans les paragraphes précédents.
La Figure 12 permet de comparer le mouvement du mécanisme avec les figures 10 et 11. Les définitions sont les mêmes qu'en [0023] et [0024]. Elle permet de comprendre le mouvement que la roue peut faire en pointant l'extrémité de l'arbre (110). Comme tout élément en mouvement, en Figure 13 on voit le lien i.e. la chaîne (118), assurant le lien mécanique entre l'étrier et la poulie (112), entre le bras (113) identifié à la figure 11 avec comme point d'attache (116) qui est relié à l'étrier (111) par les points d'attaches (115) de la figure 11. La chaîne permet de mieux comprendre la particularité du mouvement du mécanisme.
La Figure 14 ajoute les éléments de la conduite (119, 120, 121 et 122) du système. Le cylindre excentrique (119) est désaxé par rapport à l'axe (107). La poulie (120) est fixée au cylindre (119) et permet de se joindre à la composante (103) par la présence du pivot (122) situé sur son dessus et maintenu par le bloc coulisseau (121) qui est introduit dans la base de la poulie (120).
Maintenant que l'essieu de droite est complété dans sa définition, on introduit une chaîne (201) au mécanisme pour joindre la direction à la Figure 15.
Vue du dessus de la direction avec l'essieu de droite (100) et l'essieu de gauche (300) sur la Figure 16. Chacune des composantes montrées pour l'essieu de gauche (300) est le miroir de l'essieu de droite (100), le numéro est de la série 300 au lieu de la série 100 en remplaçant les deux décimales. On note le point d'importance aux points d'ancrage de la poulie placée à gauche (204) et celle placée à droite (207). La chaîne (201) de la direction est reliée au mécanisme de l'essieu de droite (100) et la chaîne (203) est reliée à l'essieu de gauche (203). L'élément (202) agit comme tendeur de chaîne. Les chaînes (201 et 203) sont reliées au bâti du cylindre (206) et la tige (205) qui est fixe par rapport à la structure (400) montrée en Figure 18.
Comme apparent sur la Figure 17, le mécanisme est déplacé par l'action du bâti du cylindre (206) qui se déplace dont la tige du cylindre (205) ne bouge pas, car elle est fixe à la structure (400) tel que montré sur la Figure 18.
L'angle de braquage de l'essieu (300) ayant son arbre (310) incliné de crt par rapport à l'horizon est différent de celui de l'essieu de droite (100) avec son arbre (110) incliné d'un angle a2. À noter que α1>α2, ce qui permet d'orienter les roues (505) sur le même point de braquage tel que montré à la Figure 22. Par ailleurs: la définition des angles 1 et 2 ainsi que leur positionnement et valeurs relatives peuvent être représentés/formulés comme suit :
Figure imgf000022_0001
β = 0.5 x 45 = 22.5 degrés
Le châssis mobile (400) est montré à la Figure 18. On a identifié les pentures (401) qui permettent au châssis mobile (400) d'être retenu à son extrémité par les socles (402) dont les ballons (503 de la Figure 21 ) seront fixés. Les composantes (404 et 405) recouvrent le système de direction (200) Figure 17, et le protège. À noter que la poutre (406) permet de fixer le pivot ( 14) de la Figure 12 et il en est de même pour le pivot (314 non montré) de l'essieu de gauche (300).
Identification du châssis mobile (403) à la Figure 19 avec les composantes de l'essieu de droite (100) et de l'essieu de gauche (300). Cette vue permet de visualiser la présence de gardes de protection (124 et 324) et des éléments rotatifs (123 et 323) des roues (505) montré en Figure 22. Les membrures des essieux (102, 103, 302, 303) ainsi que les axes d'ancrages des pivots (104, 107, 304 et 307). En Figure 21 , on ajoute la présence de la structure fixe (501) comprenant les pentures (502) de jonction aux pentures (401) de la structure mobile (400). Les ballons (503) de la suspension et des amortisseurs (504) sont montrés à l'arrière de la suspension.
En Figure 22, sont représentés l'essieu assemblé avec identification des structures (400 et 501) et des deux roues.
La Figure 23 représente trois différents types d'actuateurs linéaires pouvant être utilisé pour le déplacement de la direction. À la Figure 17, on avait précisé que le bâti du cylindre (206) était la partie fixe de l'actuateur linéaire (206) et que la tige du cylindre (205) était en faite la partie mobile de l'actuateur linéaire (205). Pour faciliter la compréhension on identifiera sur cette figure: actuateur A, actuateur B et actuateur C. On identifiera la partie de l'actuateur linéaire fixe (205), la partie mobile de l'actuateur linéaire (206) reliée aux chaînes (201 et 203) et la seconde partie mobile de l'actuateur (206') dans le cas échéant où elle est présente.
Le déplacement du premier actuateur A de la figure 23 est montré à la Figure 24. On représente l'actuateur linéaire A dans trois différentes positions soit: à gauche, au centre et à droite. Les chaînes (201 et 203) sont identifiées de même que la partie fixe de l'actuateur (205) et la partie mobile de l'actuateur (206).
Le déplacement du premier actuateur B de la figure 23 est montré à la Figure 25. On représente l'actuateur linéaire B dans trois différentes positions soit: à droite, au centre et à gauche. Les chaînes (201 et 203) sont identifiées de même que la partie fixe de l'actuateur (205) et les parties mobiles de l'actuateur (206 et 206').
Le déplacement du premier actuateur C de la figure 23 est montré à la figure 26. On représente l'actuateur linéaire C dans trois différentes positions soit: à gauche, au centre et à droite. Les chaînes (201 et 203) sont identifiées de même que la partie fixe de l'actuateur (205) et les parties mobiles de l'actuateur (206 et 206').
Principe de fonctionnement du cylindre de direction (actuateur)
Le cylindre A représenté sur la Figure 23A est un cylindre à double tiges, les deux extrémités de la tige du cylindre sont fixées à la structure portante du mécanisme de braquage et le bâti du cylindre se déplace de gauche à droite. À noter que deux points de fixations sont fixés au bâti du cylindre dont un connecteur ajustable qui est fixé à chacun d'eux. Une chaîne multi-feuilles permet de transférer la force d'entraînement our générer le déplacement.
Figure imgf000023_0001
Afin de bien comprendre le fonctionnement du cylindre A, une vue en coupe du cylindre A à double tige a été réalisée, il s'agit de la Figure 24A-Centre suivante qui est une vue en coupe du cylindre à double tige utilisé dans le système de braquage.
Figure imgf000024_0001
À partir de la Figure 24A-Centre, on identifie le piston qui est fixé au centre de la tige du cylindre. On identifie deux chambres hydrauliques, soit celle de gauche et celle de droite. Si on ajoute de l'huile dans celle de gauche et qu'il est permis de laisser évacuer le surplus d'huile du coté droit, le bâti du cylindre va se déplacer du coté gauche et entraîné les deux chaînes.
Figure imgf000024_0002
Sur la Figure 24A-Gauche, il est apparent que le bâti du cylindre est déplacé complètement à gauche, entraînant la chaîne de braquage. À l'inverse si on ajoute de l'huile dans la chambre coté gauche du cylindre et qu'on laisse évacuer l'huile de la chambre de gauche, le bâti du cylindre se déplacera vers la droite entraînant la ainsi les chaînes de la direction.
Figure imgf000024_0003
La Figure 24A-Droite est une vue du cylindre A à double tige montrant le déplacement du bâti qui est déplacé complètement à droite.
Le cylindre B est représenté sur la Figure 23B par une vue du cylindre à double tiges et à double parois avec entraînement des chaînes de la direction est au premier abord un cylindre double tiges et à double parois dont la tige est fixée à la structure portante du système du braquage.
Po
du
Figure imgf000025_0001
Figure 23B-Centre: Vue en coupe du cylindre à double tiges et à double parois en position centre. Sur cette vue, on peut identifier facilement deux chambres hydrauliques très visibles et deux autres non visibles pour le moment. Si les deux chambres très visibles sont au maximum, le cylindre est centré à 100%.
Figure imgf000025_0002
La Figure 25B-Gauche ci-dessus montre le déplacement du bâti 206 vers la gauche entraînant les chaînes de la direction du système de braquage. Le déplacement des chaînes de la direction vers la gauche est possible par introduction d'huile dans la chambre de gauche du bâti 206 et par l'évacuation d'huile de la chambre de droite du coté droit du bâti 206. À remarquer qu'il n'y a aucune variation du volume d'huile dans chacune des chambres du bâti 206'. À noter aussi que le cylindre peut revenir à la position centrale par l'introduction d'huile dans la chambre de droite du bâti 206 et par l'évacuation de l'huile dans la chambre gauche du bâti 206.
Figure imgf000026_0001
La Figure 25B-Droite ci-dessus montre le déplacement du bâti 206' vers la droite entraînant les chaînes de la direction du système de braquage. Le déplacement des chaînes de la direction vers la droite est possible par introduction d'huile dans la chambre de droite du bâti 206' et par l'évacuation d'huile de la chambre de gauche du coté gauche du bâti 206'. À remarquer qu'il n'y a aucune variation du volume d'huile dans chacune des chambres du bâti 206. À noter que le cylindre peut revenir à la position centrale par l'introduction d'huile dans la chambre de gauche du bâti 206' et par l'évacuation de l'huile dans la chambre droite du bâti 206'.
Cylindre C: est représenté sur la Figure 23C par la vue du cylindre à double tiges et à double parois avec entraînement des chaînes de la direction
Le cylindre C est au premier abord un cylindre double tiges et à double parois dont la tige est mobile et le bâti 205 est fixe par rapport à la structure portante du système du braquage.
Figure imgf000026_0002
Pour bien comprendre le fonctionnement de ce type de cylindre, nous vous prése
Figure imgf000026_0003
La Figure 26C-Centre ci-dessus est une vue en coupe du cylindre à double tiges et à double parois en position centrée. Sur la vue, on peut identifier facilement deux chambres hydrauliques très visibles et deux autres non visibles pour le moment. Si les deux chambres très visibles sont au maximum, le cylindre est centré à 00%.
Figure imgf000027_0001
Sur la Figure 26C-Gauche ci-dessus on voit le déplacement du bâti 206' vers la gauche qui entraîne les chaînes de la direction du système de braquage. Le déplacement des chaînes de la direction vers la gauche est possible par introduction d'huile dans la chambre de droite du bâti 205 et par l'évacuation d'huile de la chambre de droite du coté droit du bâti 205. À remarquer qu'il n'y a aucune variation du volume d'huile dans chacune des chambres du bâti 206'. À noter que le cylindre peut revenir à la position centrale par l'introduction d'huile dans la chambre de gauche du bâti 205 et par l'évacuation de l'huile dans la chambre droite du bâti 205.
Figure imgf000027_0002
La Figure 26C-Droite ci-dessus montre le déplacement de la tige 206 vers la droite entraînant les chaînes de la direction du système de braquage. Le déplacement des chaînes de la direction vers la droite est possible par introduction d'huile dans la chambre de droite du bâti 206' et par l'évacuation d'huile de la chambre de gauche du coté gauche du bâti 206'. À remarquer qu'il n'y a aucune variation du volume d'huile dans chacune des chambres du bâti 205. À noter que le cylindre peut revenir à la position centrale par l'introduction d'huile dans la chambre de gauche du bâti 206' et par l'évacuation de l'huile dans la chambre droite du bâti 206'.
Les avantages apportés par ces différents types d'actuateur sont:
- pour l'actuateur A: déjà disponible sur le marché mais ne permet d'être certain du centrage de la direction;
- pour l'actuateur B: a les propriétés du A et additionnement permet d'assurer un centrage du système de braquage, conduite, notamment parce que en cas de défaillance de capteur il est toujours possible de centrer à 100 % le système sur ses appuis. - pour l'actuateur C: a les propriétés de A et de B et, additionneliement d'être centré sur l'effort et ainsi de minimiser les efforts sur les points d'étanchéité des cylindres ce qui contribue à augmenter la longévité de l'actuateur. L'actuateur B et l'actuateur C permettent en utilisation de conserver la courbure idéale chose que l'Actuateur A ne peut habituellement pas garantir.
AVANTAGES INNATENDUS DES ESSIEUX SELON LA PRESENTE INVENTION
• Les améliorations présentées permettent de dissocier les types d'efforts présents dans le système de braquage. Le ratio angulaire du mécanisme de la roue est bien défini par rapport à la structure.
• La relation directe entre les deux cotés de la conduite permet de réduire les énergies requises pour effectuer un braquage. L'effet du freinage a moins d'effet sur l'énergie requise pour maintenir les composantes en positions ce qui contribue à avoir un système moins énergivore.
• Le principe du mécanisme en T du type penture multiple permet de réduire le dimensionnement des composantes tout en transférant les efforts aux extrémités de la suspension.
• Le fait de convertir un mouvement angulaire en mouvement linéaire au niveau de la conduite permet par une relation directe de contrôler plus facilement les autres essieux qui sont positionnés à des endroits différents.
• Il n'est plus requis de maintenir un lot de composantes différentes pour tenir compte du positionnement de l'essieu par rapport à la longueur de la semi- remorque ou de la remorque pour le maintien de la correction du braquage à chacune des roues.
• L'ajustement du centrage de chacune des roues peut se faire de façon individuelle pour la valeur du zéro de référence et l'ajustement du centrage de la conduite se fait aussi facilement.
• Lorsque la suspension est soumise à des mouvements du aux hasards de la route, le cylindre de la conduite est soumis à un minimum de mouvement puisqu'il est près du point pivot de la suspension. Les joints à l'intérieur du cylindre sont moins soumis aux efforts occasionnés par la vibration.
• L'essieu à suspension pneumatique de l'invention donne une répartition améliorée de la charge au sol. De plus cette dernière est particulièrement adaptée aux conditions climatiques difficiles d'Amérique. • La suspension pneumatique présentée offre une plus grande douceur de roulement que dans le cas des essieux tandem connus.
• Finalement, l'espacement entre les essieux est à la liberté du concepteur pour offrir une meilleur répartition de charge au sol en utilisant le nombre d'essieux désiré.
Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en œuvre spécifiques, il est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux dites mises en œuvre, et la présente invention vise à couvrir de telles modifications, usages ou adaptations de la présente invention suivant en général, les principes de l'invention et incluant toute variation de la présente description qui deviendra connue ou conventionnelle dans le champ d'activité dans lequel se retrouve la présente invention, et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci-haut, en accord avec la portée des revendications suivantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de braquage angulaire à correction progressive comprenant:
- une structure portante traversée par un plan de référence, ledit plan de référence étant défini par l'axe fixe de rotation d'un premier élément par rapport à la structure portante et par un point de référence se trouvant dans la structure portante et non situé sur l'axe fixe de rotation;
- ledit premier élément étant solidarisé avec la structure portante et pouvant se déplacer sur une trajectoire circulaire et dont le rayon de courbure est constant;
- au moins un deuxième élément, fixé au premier élément, et ne pouvant faire que de la translation dans l'espace par rapport à la structure portante; et
- au moins un troisième élément solidarisé avec le deuxième élément et se déplaçant selon un mouvement angulaire qui est sensiblement proportionnel ou égal au déplacement angulaire du premier élément, le premier élément, le deuxième élément et le troisième élément évoluant dans un même plan ou dans des plans parallèles perpendiculaires au plan de référence.
2. Dispositif de braquage, selon la revendication 1 , dans lequel la solidarisation entre le premier élément et le second élément est réalisée en un point quelconque du premier et/ ou du deuxième élément.
3. Dispositif de braquage, selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel la solidarisation entre le deuxième et le troisième élément est réalisée en un point quelconque du deuxième et/ou du troisième élément.
4. Dispositif de braquage, selon l'une quelquonque des revendications 1 à 3, dans lequel le point de solidarisation du premier élément avec le deuxième élément est distinct du point de solidarisation du deuxième élément avec le troisième élément.
5. Dispositif de braquage, selon l'une quelquonque des revendications 1 à 4, dans lequel le point de solidarisation du premier élément avec le deuxième élément est situé à une des extrémités du premier élément.
6. Dispositif de braquage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le point de solidarisation du premier élément avec le deuxième élément est situe à une des extrémités du deuxième élément.
7. Dispositif de braquage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le point de solidarisation du deuxième élément avec le troisième élément est situé à une des extrémités du deuxième élément.
8. Dispositif de braquage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le point de solidarisation du deuxième élément avec le troisième élément est situé à une des extrémités du troisième élément.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la structure portante est choisie dans le groupe constitué par: un point d'attache, une structure rigide, un système de pivot, un cadre, un raccordement par ballons pneumatiques, un châssis, une plaque, une structure métallique, ou une structure similaire.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le premier élément est de type forme physique comportant 2 points pivots, ladite forme physique pouvant par exemple être un bras, une plaque ou une poutre pivot.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le deuxième élément est une forme physique comportant au moins un point pivot, cette forme physique pouvant par exemple être une structure en T, en L, en M, ou une plaque.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , dans lequel le troisième élément est solidarisé au deuxième élément de préférence par un point de pivot.
13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel est fixé sur le troisième élément: une hélice, une roue, une poulie, un patin, un guide, une chenille, un élément mécanique articulé ou non, tel qu'un engrenage, un bras, un étrier.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 de type: essieu et/ou de type mécanisme de robot et/ou mécanisme de gouverne dans un avion, dans un bateau, dans un sous-marin, dans un hydroglisseur ou dans tout autre mécanisme nécessitant un contrôle du rayon de braquage; de préférence dans le cas d'un essieu le troisième élément de l'essieu est équipé d'un axe de roue.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel le déplacement angulaire du troisième élément génère le déplacement angulaire du premier élément.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel le deuxième élément comporte au moins un prolongement latéral, ledit au moins un prolongement latéral étant solidarisé à la structure portante par l'intermédiaire d'un deuxième premier élément; ledit deuxième premier élément étant relié à une de ses extrémités, par un pivot, à l'extrémité libre dudit au moins un prolongement latéral et étant relié à sa deuxième extrémité, par un pivot fixe, à la structure portante.
17. Dispositif selon la revendication 16, dans lequel le deuxième élément comporte au moins un deuxième prolongement latéral, ledit deuxième prolongement latéral étant solidarisé à la structure portante par l'intermédiaire d'un troisième premier élément; ledit troisième premier élément étant relié, à une de ses extrémités, par un pivot à l'extrémité libre du deuxième prolongement latéral et à la deuxième de ses extrémités, par un pivot fixe, à la structure portante.
18. Dispositif selon la revendication 17, dans lequel le deuxième élément est une structure de type en T.
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, dans lequel le premier élément est relié au deuxième élément en T, le premier élément étant muni d'un premier moyen d'entraînement, tel une poulie fixe, qui possède le même axe de rotation que celui du deuxième élément.
20. Dispositif selon la revendication 19, dans lequel le troisième élément est muni d'un deuxième moyen d'entraînement, tel une poulie, ayant le même axe pivot que celui qui solidarise le deuxième élément et le troisième élément.
21. Dispositif, selon la revendication 20, muni d'un système de couplage du premier élément d'entraînement avec le deuxième élément d'entraînement, ledit couplage ayant pour effet de créer une modulation du ratio angulaire entre l'angle de déplacement du premier élément et l'angle de déplacement du troisième élément.
22. Dispositif selon la revendication 21 , dans lequel le système de couplage est constitué par deux poulies entraînées par une chaîne ou par un cardan ou par des engrenages multiples.
23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, comportant un dispositif de correction angulaire fixé à la structure portante, ledit dispositif de correction angulaire ayant un axe de rotation qui est parallèle à l'axe fixe de rotation du premier élément par rapport à la structure portante et ledit axe de rotation n'est pas nécessairement confondu avec l'axe fixe de rotation du premier élément par rapport à la structure portante.
24. Dispositif selon la revendication 23, dans lequel au moins un des premiers éléments comporte un troisième point de rotation positionné de façon à amorcer le déplacement angulaire dudit dispositif de braquage.
25. Système de braquage angulaire à correction progressive comprenant deux dispositifs de braquage du type défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 24; chacun des dispositifs étant le symétrique de l'autre par rapport à un plan médian, les deux dispositifs étant solidarisés à la même structure portante.
26. Système selon la revendication 25, dans lequel les au moins 2 dispositifs de braquage sont solidarisés par un système de direction ayant notamment pour fonction de synchroniser le déplacement des 2 dispositifs dudit système.
27. Système selon la revendication 25 ou 26, comportant un dispositif actuateur, de préférence de type linéaire, solidarisé à la structure portante commune et comportant une partie fixe et au moins une partie mobile, la fonction de l'actuateur étant de gérer le déplacement angulaire des 2 dispositifs de braquage; l'actuateur pouvant par exemple être mis en œuvre par une force hydraulique.
28. Système selon l'une quelconque des revendications 25 à 27, dans lequel la structure portante, articulable ou non, est munie de moyens de fixation, de préférence de pentures, qui permettent de solidariser le système à un châssis principal, tel qu'un châssis de remorque et, préférentiellement ladite structure portante est munie d'un dispositif d'amortissement dont la finalité est notamment d'amortir les chocs (par exemple les chocs générés par les trous dans la route) que la structure portante subie de l'extérieur.
29. Système selon la revendication 28, dans lequel le dispositif d'amortissement est constitué par des ballons de suspension et par des amortisseurs.
30. Ensemble mobile résultant de l'assemblage d'un système, tel que défini dans l'une quelconque des revendications 25 à 29, avec une structure mobile et/ou avec une structure fixée au corps d'un automate.
31. Ensemble mobile selon la revendication 30, dans lequel la structure mobile est une remorque, une semi-remorque ou un train routier.
32. Procédé de fabrication d'un dispositif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 24, par l'assemblage des pièces constitutives par la mise en oeuvre de moyens connus, lesdits moyens connus étant préférabiement choisis dans le groupe constitué par les techniques : de pliage, de soudage, de rivetage, de collage, et/ou d'emboîtage.
33. Procédé de fabrication d'un système tel que défini dans l'une quelconque des revendications 25 à 29, par l'assemblage des pièces constitutives par la mise en œuvre de moyens connus, lesdits moyens connus étant préférabiement choisis dans le groupe constitué par les techniques : de pliage, soudage, rivetage, collage, et/ou emboîtage.
34. Procédé de fabrication d'un ensemble tel que défini dans l'une quelconque des revendications 30 ou 31, par la mise en œuvre de moyens connus, lesdits moyens connus étant préférabiement choisis dans le groupe constitué par les techniques : de pliage, soudage, rivetage, collage, et/ou emboîtage.
35. Utilisation d'un dispositif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 25, pour
- diminuer le phénomène de ripage notamment de ripage des pneus dans un semi-remorque; et/ou
- diminuer la consommation de carburant dans un véhicule; et/ou
- accroître la manceuvrabilité d'un véhicule, en particulier d'un véhicule autotracté tel une remorque ou une semi-remorque; et/ou
- réduire le rayon de braquage d'un véhicule.
36. Utilisation d'un dispositif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 25, pour accroître dans un système mécanique de type robot ou automate:
- la simplicité mécanique; et/ou
- l'efficacité et linéarité dans la transmission des forces; et/ou
- l'efficacité énergétique.
37. Actuateur de type linéaire à cylindres multiples coaxiaux, comportant :
- un premier cylindre composé d'un premier élément 205 (tige avec piston) et d'un deuxième élément 206' coaxial (bâti cylindrique externe); et
- un deuxième cylindre composé du premier élément 206' (paroi cylindrique munie d'un piston externe) et d'un deuxième élément 206 qui est un bâti cylindrique,
le premier et le deuxième cylindre ayant la particularité de partager l'élément commun 206', le cylindre 206 comportant au moins un point d'attachement à un dispositif d'entraînement et l'élément 205 est configuré pour être fixé à la structure portante d'un dispositif de braquage et pour être fixe par rapport à la structure portante dudit dispositif de braquage, et
la partie externe qui se déplace avec le dispositif d'entraînement.
38. Actuateur de type linéaire à cylindres multiples coaxiaux, comportant :
- un premier cylindre composé d'un premier élément 206 (tige avec piston) et d'un deuxième élément 206' coaxial (bâti cylindrique externe); et
- un deuxième cylindre composé du premier élément 206' (paroi cylindrique munie d'un piston externe) et d'un deuxième élément 205 qui est un bâti cylindrique,
le premier et le deuxième cylindre ayant la particularité de partager l'élément commun 206', le cylindre 206 comportant au moins un point d'attachement à un dispositif d'entraînement et l'élément 205 est configuré pour être fixé à la structure portante d'un dispositif de braquage et pour être fixe par rapport à la structure portante dudit dispositif de braquage, et
la tige se déplace sous l'effet du dispositif d'entraînement.
39. Actuateur selon la revendication 37 ou 38, caractérisé par le fait, qu'en situation d'urgence, le centrage d'un système de braquage équipé avec au moins un des dispositifs de braquage décrit dans l'une quelconque des revendications 1 à 24, est fonctionnel même en cas de bris des capteurs de fonctionnement
40. Actuateur selon la revendication 39, caractérisé par la capacité à faire un recalibrage automatique en cas de désajustement des capteurs sous l'effet d'un phénomène externe tel que la température.
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