Brevet FR2271855A1 — publié le 19751219

L'invention concerne un nouveau mode de sustentation et d- propulsion associés pour petits véhicules de manèges forains tels qu'auto@ tamponneuses ou véhicules pour circuit en anneau ; il stagit d'une sustentation par coussin d'air. On c@nnaît le mode de sustentation et de propulsion classique des utotaraponneuses . quatre petites roues métalliques assurent simultanément la sustentation et l'équilibre du véhicule, s prolialsion et son orientation, L'invention se pro-ose d'une part, de dissocier ces différentes nonctions, certaines d'entre elles n'étant plus assu rées par les roues, dans le but de minimiser les aspects inconfor tables du jeu, d'autre part, d'améliorer l'tiret cinématique désire pour le pilote du véhicule et, partant, l'intérêt du jeu. Les moyens mis en oeuvre pour ce faire consistent à assu rer chacune des trois fonctions principales, à savoir : sustenta ion, propulsion, et alimentation, par trois types d'organes dif férents. La sustentation et l'équilibre du véhicule sont réalisés au moyen de le technique du coussin d'air ; la propulsion et l'o- rientation du véhicule restent dévolus aux roues qui sont réduites au nombre d deux et qui ne supportent plus qlie le poids des moto- réducteurs de translation ; l'alimentation électrique se fait soit de façon classique, soit de préférence selon le mode d'alimentation décrit dans la demande de brevet conjoint déposée ce même jour sous le titre : "@limentation électrique en basse tension d'engins mo teurs mobiles à partir d'un seul plan".Un tel dispositif permet un meilleur confort et une plus grande maniabilité ; d'autre part, pou:: augmenter l'effet de déplacement dû par exemple à un choc, des moyens actionnables par le pilote sont prévus pour relever les roues selon un mouvement do soulèvement afin de supprimer toute adhérence sinon le frottement des balais d'alimentation éventuels. I1 est à noter que le revêtement dn sol destiné à recevoir de tels véhicules est considérablement allégé par rapport à celui qui reçoit les voi tures connues. L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures an nexecs et de la description d'un exemple de réalisation La figure 1 représente en plan une vue d'ensemble de l'im- plantation du groupe moto-ventilateur, des quatre ventouses de sus tentation et des deux groupes moto-réducteurs sous le plancher du véhicule Les figures 2, 3 et 4 représentent des couSes partielles indiquées sur la figure 1 suivant CC, ÀA et 33 Les figures 5 et 6 représentent en plan et de profil l'aménagement intérieur de la voiture ; La figure 7 représente l'action dc la pédale S La figure 8 représente le variateur électro-mécanique de vitesse par le volant ; La figure 9 illustre les déplacements possibles du véhicule ;; La figure 10 représente un exemple de schéma des circuits électriques d'une voiture. Sur les figures 1 et 2, on voit 10) Un châssis constitué de un cadre en tôle pliée (13) posé d'une part sur les quatre ventouses de sustentation (telles que S), et d'autre part, supportant les groupes moto-réducteurs (3) un plancher en contreplaqué (10, figure 2) supportant le siège du conducteur (14, figures 5 et 6) et l'anneau de protection (i, figure 1) contre les chocs du type delta de préférence. 20) Un systeme de sustentation constitué de - un groupe moto-ventilateur (n s 6 et 7, planche 1) composé de : - un moteur (Mr, n 7, planche 1) à courant continu 24 volts, de puissance 736 watts à 4000 trïmn - deux ventilateurs centrifuges (n 6, planche 1) ébitant chacun 900 î/mn sous une pression de 800mm de colonne d'eau. - une liaison entre le moteur et les ventilateurs-par courrroies (N 5, planche 1). 4 4 ventouses de sustentation d'un diamètre extérieur de 450 mm (n4 8, figures 1 et 2) ; ces ventouses sont attachées uni quement en leur centre (n 9, figures 2 et 3) par des rotules afin de minimiser les fuites d'air dûes aux inégalités du sol des tuyauteries de liaison (n 2, figures 1 et 2) entre les ventilateurs et les ventouses ; chaque ventilateur alimente deux ventouses, l'un les deux ventouses avant supportant le groupe de ventilation et une partie du châssis, l'autre les deux ventouses arrières supportant le passager et une partie du ckSssis ; l'arrivée d'air sur une ventouse a lieu en deux points précis (n 12, figure 1). 30) Des moyns de propulsion constitués de deux groupes moto-réducteurs (n 3, Figure 1) situés de part et d'autre @e l'axe longitudinal du véhicule portant chacun à l'extérieur un@ roue ayant un axe parallèle au leur, l'ensemble étant relevable ; l'axe commun des deux roues a une position transversale fixe par rapport au véhicule en fonctionnement. Ch@cun de ces deux groupes est lui-même constitué de : - un moteur à courant c@ntinu 24 V, de 184 watts, tournant à 2800 tr/mn ; - un réducteur planétaire permettant une vitesse de sortie de l'arbre lent de 202 tr/mn ; - deux roues (n 4, planche 1) de 150 mm de diamètre, appliquées au sel par le poids des groupes moto-réducteurs afin de trans mettre le couple nécessaire au déplacement du véhicule ; - deux pédales P et S (figure 5), l'une, P, permettant la commande électrique marche avant ou marche arrière des roues de translation, l'autre, S (figures 5 et 7a), appelée pédale de relevage qui permet le relèvement de ces groupes afin de les décoller du sol et de supprimer totalement l'adhérence. Les figures 7a et 7b illustrent un exemple de réalisation du relevage des groupes ; la pédale S articulée en 21 est enfoncée en position S' ; elle agit ainsi en traction sur un câble 20 à travers un support 19 ; le retrait du câble est transmis au support 17 de chaque groupe en des points d'attache 13 à travers une pièce 26 liée au châssis comportant des glissières schématisées en 10 ; l'enconstitué par le semble / groupe représenté 3 en position basse, la roue représentée 4 en position basse et 4' en position haute et/support 17 représenté par son plan supérieur 15 en position basse et 15' en position haute est ainsi soulevé du sol 16 d'une hauteur e, /ensemble étant guidé par les glissières 10. Le moyen de propulsion par deux groupe moto-réducteurs à courant continu a été choisi afin de permettre la dir@ction du véhicule .-. s@ns rotation de organes de propulsion Par rapport a ce dernier, ce qui permet une grande simplicité mécanique ; l@ direction du véhicule est obtenue uniquement en faisant varier la vitesse d'un groupe par rapport à l'autre à partir d'un volant 25 (figure 8) qui agit mécaniquement sur un variateur de - tension Y selon un axe schématisé en 22 (figure 8) ; tous les déplacements habituels représentés par les quatre flèches d'origine O (figure 9) peuvent être ainsi obtenus ; par exemple, la marche arrière avec rotation dans le sens direc-t s'obtient en commandant les deux roues en rotation arrière (P appuyée côté marche arrière) et le volant étant tourné vers droite (ce qui a poir effet de fair; tourner la roue gauche plus vite que la droite) ; en plus de ces déplacements qu l'on peut considérer comme normaux, on obtient des déplacements particuliers à ce système, à savoir - rotation autour du point d'application d'une roue à vitesse nulle sur le sol, l'autre étant à vitesse maximum en marche avant ou en marche arrière ; - rotation du véhicule sur lui-même dans le sens direct ou le sens rétrograde (les moyens mis en oeuvre pour commander ces deux types de déplacement sont examinés plus loin) ; - déplacements obtenus par la suppression du moyen de propulsion:: d@s l'instant où, par action sur la pédale de r@levage S, l'effet du moyen de propulsion a été supprimé, le véhicule n'est plus soumis q@ qu'à sa force dtinertie et ne se déplace lus qu'en fonction @ l'énergie cinétique acquise antérieurement ou sous l'e- fet d'un choc provoqué par la rencontre avec un autre véhicule ou autres obstacles. L'ensemble du dispositif offre, de par sa constitution mê- me, une sécurité pour les groupes moto-réducteurs. n effet, si en cours de manoeuvres un véhicule se trouve bloqué, les roues et le moteur peuvent continuer à tourner sans surcharge excessive pour ce dernier. Cela est dû au fait que la masse dhérente du véhicule est uniquement celle des groupes moto-réducteurs et, en cas de blocage du véhicule, les roues peuvent patiner ; en effet, la force tangentielle de frottement n'excède pas quelques kilogrammes-force (force suffisante pour propulsèr le véhicule en marche normale), ce qui si gnifie mi couple sur l'arbre moteur inférieur au couple maximum dont ce dernier est capable.Il 1 faut remarquer que le patinage se produit de façon systématique à chaque démarrage et à chaque arrêt du véhicule, eu égard à la faible adhérence de ce deriier par rapport à sa sa masse. Ce patinage joue le rôle d' mi embrayage, offrant plus de douceur à la conduite ; en conséquence, le matériau constituant le bandage des roues est choisi particulièrement résistant à l'usure, pur exemple un matériau désigné sous le nom commercial de "Vulkoklan". D'autre part, des moyens connus non représentés sont prévus pour soutenir le véhicule à l'arrêt lorsque le groupe motoventilateur ne fonctionne pas. L'exemple choisi pour illustrer l'invention décrit aussi (voir figure 10) le circuit électrique d'alimentation du moteur du groupe moto-ventilateur (Ml) et du moteur de chaque groupe moto réducteur (Md et Mg), circuit dent le schéma de montage est le suivant Aux deux bornes d'entrée d'un circuit alimenté en 24 V en parallèle alternatif monophasé sont branchés les éléments suivants : - un contact travail F1 à automaintien en parallèle sur un contact à bouton poussoir M, l'un et l'autre en série avec une bobine de relais FT ; - une bobine de relais Id commandée par l'une ou l'autre de feu. branches en parallèle, cn série avec elle ; dans une de ces branches agissent deux contacts @ctionnés mécaniquement : le contact travail D1 et le contact repos Par 2 ; dans l'autre branche agiss@nt deux contacts actionnés mécaniquement : le contact repos D2 solidaire de D1 et le contact travail Par 3 solidaire de Par 2 - un bobine Ce relais T ilimentée de façon identique à Id, les contacts correspondants étant respectivement G1, 2 pour D@ @ et Par 4 5 pour Par 2 3 . il f@@t @@@@@ @@@ l@@ @@@@@@@@@@ D1 2 et Par 4, 5 pour Par 2, 3 ; il faut noter que les contacts Par 4, 5 sont solidaires des contacts Par 2, 3 ; - un ont redresseur n diodes (31) dont la sortie est connectée au moteur @ courant continu M1 faisant partie du groupe motoventilateur - le primaire d'un transformateur (34). Sur l'une des branches du circuit d'alimentation sont montés en série les contacts suivants - entre les bobines Id et FT, le contact travail F2 commandé par F; - entre le pont redresseur (31) et le primaire du transformateur (34), la paire de contacts trava-l Pav et 2ar 1, actionnés mécaniquement, agissant s-r les mêmes bornes de contact, les contacts Par 1, 2, 3, 4, 5 étant solidaires mécaniquement. Aux bornes du secondaire du transformateur 34 sont montés en série deux ponts redresseurs à diode 32 et 33 ayant une borne d'alimentation commune (37) ; cette borne 37 est reliée à un enroulement 36 branché en parallèle sur le secondaire du transformateur 34, par mie branche terminée par un curseur (35) qui peut décrire entièrement le secondaire du transformateur (34), et comportant un contact repos (R1) actionné mécaniquement ; en parallèle sur la branche précédente, un@ autre branche reli@ la borne 37 au point milieu de l'enroulement 36 t comporte un contact travail R2, actionné mécaniquement et solidaire de R1 A la sortie du pont redresseur 32 est connectée l'entrée du moteur à courant continu Md actionnant la roue droite du véhicule, par l'intermédiaire d'un inverseur commandé par des contacts de relais (Id1, 2, 3, 4) solidaires, actionnés par Id' Id1,2 étant des contacts repos et Id3,4 des contacts travail réalisant l'inversion d'alimentations Le moteur (Mg) actionnant la roue gauche est monté symétriquement à Md aux bornes du pont redresseur 33, les contacts Ig1,2,3,4 correspondant aux contacts Id1,2,3,4' étant actionnés par la bobine I g Le fonctionnement de ce circuit est le suivant Le circuit étant supposé alimenté sous 24 v alternatif, on démarre le moteur ML par action sur le bouton poussoir M ; en efft, ce bouton pressé tablit le courant dans la bobine de relais FT, ce qui ferme les contacts F1 d'auto-maintien et F2 qui établit le contact aux ornes de ML par l'intermédiaire du pont redresseur à diodes 31 place en amont ; le contact Fl est temporise la retombée afin de pallier les coupures de courant passagères de l'ordre d'un dixième de seconde.Par action sur la pédale P (P avant ou P arrière, voir figure 5), on alimente simultanément les moteurs Md et Mg en établissant l'un ou l'autre des contacts Pav ou Par par l'intermédiaire du transformateur 34 et des ponts redresseurs 32 et 33, et la voiture démarre dans le sens choisi. Dans le cas de la marche avant, les contacts de relais Id1,2,3,4 et 1g1,2,3,4 sont tels que représentés au repos figure 10 ; ces contacts sont commandés respec tivement par les bobines de relais 1d et I ; ces bobines travaillent g dans le cas de la marche arrière, en colncidence avec l'établisse- ment du contact Par1' lequel entraîne l'établissement des contacts Par3 et Par5, de telle manière qu'elles inversent les contacts Id et Ig' en établissant Id3,4 et Ig3,4 et en supprimant Id1,2 et Ig1,2 Ceci a pour effet d'inverser les polarités aux bornes des mo teurs Md et M alimentés en courant continu. après redressement par g les ponts de diodes 32 et 33 respectivement. Le changement de direction se fait en tournant le volant dans l'un ou l'autre sens ; cette manoeuvre a pour effet de faire varier en sens inverse la tension d'alimentation de-chatue moteur par action du curseur 35 sur l'enroulement 36, la somme de ces deux tensions restant sensiblement constante. @ la la limite, le moteur droit (resp. gauche) tourne deux fois plus vite qu'au départ, le gauche (resp. le droit) étant à vitesse nulle, et ceci aussi bien en marche avant qu'en marche arrière. Il est même prévu de pouvoir faire tourner le véhicule sur lui-même, les roues tournant dans des sens opposés à vitesse égale. Cet effet est obtenu mécaniquement par action de la came 24 de fin de course du volant (figure 8). Prenons l'un quelconque des quatre cas de figure possibles, par exemple marche avant volant en fin de course à droite ; les contacts qui sont établis sont les suivants : Pav, Par2' Par4' D1' G2 et par suite Id3,4 et Ig1,2 Les contacts qui sont supprimés sont : Par1' Par3' Par5' D2' G1 et par suite Id1,2 et Ig3,4 Nous som@es don@ dans le cas désiré où la roue droite tourne en marche arrière (après passage à vitesse nulle), la roue gauche tournant toujours en marche avant. D'autre part, l'égalité des vitesses sur les deux roues tournant en sens inverse est obtenue dans les quatre cas de figure possibles, toujours par action mécanique e la came 23 de fin de course du volant figure 8), par suppres sion du contact 1, , et tablîssement d@ contact R2' ce qui a pour effet d'alimenter la borne commune 37 des ponts redresseurs 32 et 33 à partir du point milieu de l'enroulement 36. REVENDICATIONS 1. Voiture pour manège lcrain dite auto tamponneuse, caractérisée en ce que sa sustentation cs-t réalisée par coussin d'air au moyen de ventouses juxtaposées et articulées au véhicule, alimentées par un groupe moto-ventilateur, des moyens étant prévus pour propulser et orienter le véhicule par l'intermédiaire de roues. 2. Voiture pour manège forain selon la revendication 7 dans laquelle lesdits moyens comportent des organes moteurs électriques, caractérisée en ce que le sens de rotation des roues est sélectionné par commande du seins de marche desdits organes moteurs obtenue par une action mécanique exercée par le conducteur sur un organe de commutation. 3. Voiture pour manège forain selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens mécaniques aptes à soulever les roues pendant la marche du vehicule. 4. Voiture pour manège forain selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisée par @eux roues disposées latéralement, dont chacune est solidaire d'un groupe moto-réducteur, l'axe commun des deux roues ayant une direction transversale fixe par rapport au véhicule en fonctionnement, chacune d'elles possédant une commande séparée de vitesse. 5. Voiture pour manège forain selon les revendications 2 et 4, caractérisée en ce que la variation de vitesse des roues est fonction de la rotation du volant de telle manière que, un sens de rotation des roues étant sélectionné, leurs vitesses soient égales et de même sens lorsque le volant est eii position neutre correspon dant à un déplacement en ligne droite et que leurs vitesses soient gales et sens opposés lorsque le volant est en fin de course mécanique dans l'un ou l'autre sens de rotation. -6. Voiture pour manège forain selon les revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que le bandage des roues est constitué d'un matériau particulièrement résistant à