Brevet FR2498147A1 — publié le 19820723

Le présente invention concerne parmi les groupes de la sous-classe B 62 B de la classification internationale ceux treitent des diverses sortes de cha- riots permettent de monter et descandre une volée d'escalier. Les dispositifs connus de ce genre peuvent être regroupée en deux grandes catégories:l'une utilisant des chenilles comme dans les brevets 1 302 329, i 434 602, 1 519 149, 1 572 515, 2 135 872 ou 2 177 329, l'autre utilisant des étoiles a trois branches ou plus,celles-ci étant munies de roulettes comme 4 dans les brevets 1 179 623, 1 208 170, 1 265 489, 1 328 648, 1 353 562, 1 471 296, 1 512 234, 1 531 1792 1 589 819, 2 050 542,ou 2 070 923. Les dispositifs a chenilles ne s'appuient que sur des rebords de marche et risquent de glisser si le chenille est lisse. Si elle comporte des aspérités pour mieux accrocher,slors elle n'est pas adaptée a toutes les dimensions de marches et devient inefficace si les marches n'ont plus de rebord anguleux. Ces dispositifs sont inutilisables dans une volée d'escalier en colimaçon, chaque chenille étant orientée dans le plan vertical de façon identique et fixa; en effet la pente de la chenille la plus proche de l'axe de rotation de l'escs- lier doit titre supérieure à la pente de la chenille la plus extérieur@. Enfin si les chenilles étaient orientables,elles devraient tout de même glisser pour tourner,ce qui rend précaire la progression dans une volée d'escalier en colimaçon. Mis à pert les brevets 1 179 623 et 2 050 542,dans les autres dispositifs connus utilisant des Ftoiles,celles-ci sont libres en rotation sur leur axe sans pouvoir titre freinées. Si elles permettent de mieux tourner dans un escalier en colimaçon,le progression est essurée par la seule traction humaine. De plus l'arrêt de la progression dans l'escalier ne peut se faire sans continuer de fournir un effort pour retenir le chariot. Bien qu'ayant des étoiles bloquées A l'arrat par un système roue-vis sans fin, le dispositif décrit dans le brevet 1 179 623 est dangereux dans un escalier en colimaçon si la charge portée est lourde,car le chariot doit etre maintenu en équilibre et les roulettes situés aux extrémités de l'étoile sont libres an rotation sur leur axe alors que l'une d'elles prend appui sur une marche très étroite du ceté intérieur. Le dispositif décrit dans le brevet 2 050 542 n'aurait pas les inconvénients décritsci-dessus si le moteur pouvait lui faire monter une seule marche; ce n' est pas le cas car lorsque l'une des roulettes rencontre la paroi verticale de la premiâre marche,il faudrait que l'axe de cette roulette soit maintenu immobile et que le moteur inverse son sens de rotation pour que l'étoile bascule. D'autres dispositifs connus de ce genre ne s'intègrent pas dans les deux grandes catégories précitées.C'e8t le cas du mécanisme suivant le brevet 1 344 059 qui ne peut gravir que des merches plus larges que heutes,et de l'appareil suivant le brevet 2 311 703 qui a les inconvénients des dispositifs b chenilles. L'appareil suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. En effet celui-ci associe les aventages suivants:-pouvoir tourner dens un escalier en colimaçon,-permettre à l'utilisateur de pouvoir se reposer en cours de progression et par la mens assurer le sécurité. A ces avantages peuvent en titre ajoutés d'autres,tals la motorisation du véhicule. Le dispositif,objet de l'invention,est un cheriot muni d'une paire d'étoiles (A) (voir fig.1). Sur chaque bras de celle-ci des roulettes (B) sont reliées 5 une roue centrale (C}. Un système de freinage permet de frainer et bloquer- les roulettes (B) ainsi que l'étoile (A). A titre d'exemple sur la fig.2,la roue centrale (C) est directement an con tact avec le roulettes (B) et leurs mouvements les unes par rapport aux autres sont obtenus par friction ou pas angrènement. Le -Freinage peut alors entre obta- nu simplement par friction du flanc de (A)contre le flanc de la roue (C).En effet lors d'un déplacement sur un plan horizontal,(A) est fixe par rapport au châssis et les roulettes (B) tournent par rapport à (A);lors d'une montée ou d'une descente dans une volée d'escalier on constats le mouvement supplémentaire suivant:(A) tourne autour de l'axe (D) de (B) (voir fig.2),lorsque celleci est immobile; il est équivalent de dire que (B) tourne par rapport à (A). Or si (C) et (A) sont fixés l'un à l'autre,(B) ne peut tourner par rapport à (A). Donc dans un déplacement du chariot,(C) tourne toujours par rapport à (A) et il suffira de les faire frotter l'un contre l'outre pour freiner. La réalisation technique du système de freinage possède une commande manuelle (E) et l'obtention du contact entre 1C) et (A) est similaire à celle décrite par ailleurs pour les embrsyages. Suivant d'autres modes de réalisation selon l'invention,(A) et (C) peuvent kre reliée à une disques (comme an fig.3):(A) su disque (F),et (C) au disque (G). Le freinage pouvant être essuré par contact entre aux comme ci-dessus,ou chaque disque indépendemment avec des éléments (1) liés au bâti (H) du chariot, un ecaple étant proposé en fig.3,jou encore par contact antre les deux disque8 et un élément (1) lié au bâti du chariot,un exemple étant proposé en fig.4. Les éléments (I) évoqués ci-dessus sont similaires à ceux décrits par ailleurs dans les systèmes de freinage. Suivant d'autres types de réalisation selon l'invention,les liaisons entre roulettes (B) et la roue centrale (C) peuvent ne pas être directes. Ces liai- sons peuvent titre indépendsntes,c'est à dire réalisées par autant de trans- missions que de roulettes (B),ces transmissions n'ayant entre elles que la roua centrale comme élément commun.Ces tranemissions pourront se composer soit de pignons (J) à denture extérieure ou intérieure en nombre quelconque,un exemple de réalisation avec une seule roulette (B) étant représenté par la fig.5 , soit de chaines ou courroies (K) devant ou non passer sur des galets (L),un exemple de réalisation avec une seule roulette (B) étant représenté par la fig.6 ,ou encore se composer d'une combinaison des élémente ci-desaus évoqués. Ces liaison. entre (B) et (C) peuvent également ne pas être indépendantea,iaia comporter en plus de (C) ume ou plusieurs chaînes ou courroies communes reliant oit deux roulettes (B) é (C),un exemple de réalisation étant présenté par la fig.7, soit plus de deux roulettes (B) à (C),deux exemples de réalisation étant présentés par les fig.8 et 9; des galets assurent le positionnement adéquat de la chaine ou courroie (K). Ces types de liaison à chaine ou courroie commune pour relier (C) avec plusieurs (B) peuvent comporter un ou plusieurs pignons an contact ou non avec (C),deux exemples de réalisation étant présentés par les fig.10 et 11. Suivant d'autres modes de réalisation selon l'invention,les roulettes (B) sont libres et l'axe de l'étoile ne porte pas de roue centrale (C). Le freinage des roulettes (B) est assure par frottement de (B) contre une flasque (M) mobile axialement et solidaire en rotation de (A);le freinage de (A) est obtenu par frottement d'un élément lié u son axe sur un élément (N) immobile an rotation et lié au b ti (H),un exemple étant schématisé an fig.12. Dans d'autres réalisations selon l'invention,la sécurité apportée par la possibilité de freinage est renforcée par l'adjonction de système cliquet-roue à rochet,pouvant remplir leur fonction de blocage lors de le montée dans une volée d'escalier. L'axe du cliquet est fixé au blti (H) et la roue à rochet a (A) ou inversement si le cliquet est maintenu an contact avec le rochet b l'aide d'un ressort par exemple. Pour permettra un arrêt plus sOr an cours de descente,on peut disposer à côté de la commande manuelle du frein,une manette assurant le contact du cliquet avec la roue A rochet.Il n'est pas possible de mettre un tel système de blocage en rotation antre (C) et,soit (H),soit (A), car lors du basculement de (A),(C) tourne en sens inverse de son sens da rotation lors d'un déplacement horizontal; d'où la nécessité de relier la roue centrale et l'étoile comme suit. D'autres types de réalisations salon l'invention ont la roue centrale (C) et l'étoile (A) fixées chacune à un des trois éléments suivant, d'un train épicycloïdal:planétaire,couronne et axe du satellite. Ce système de transmission est conditionné par la système d'équations suivant:: (R+r)# -r# =R # ## =(l-k)# +k # où R est le rayon de la couronne, " r " " " du planétaire, " # ast la vitasse angulaire du planétainre, " # " " " " de la couronne, " # " " " de l'axa du satellite autour de celui du plané- " # " r r " des roulettes (B), où i est la vitesse angulaire de l'étoile (A), n ; n n " " de le roue centrale (C), " k est le rapport de transmission entre (B) et (C),rapport défini comme suit: lorsque l'étoile est immobile:si #=O , k= Les vitesses ci-dassus sont définies par rapport à un même repère fixe. Les solutions du système sont condensées dans le tableau suivant: 'vit.roue libre t ' Lt, I tf j e i e Liaisons i t 9 . & e6 0 ô : t 9 . ' Le I I I I I I I I I I ki I . I I 0= ' e= 'e= = : = = I I I I I I I I I e I I I I I I I I I 'valeur de k ; ' j I I I I Il I I - I I I I I, N1 -R/r ' fig.l1 M r/(R+r) I I I | R/(R+r) t I I j : I I I ; fig.16 2 X +"U I . I I I I I . I I I I + co - 1 , I I D'autres types de réalisation selon l'invention ont la roue centrale (C) et l'étoile (A) fixées chacune à un des trois éléments suivants d'un différentiel: l'axe du satellite et les axes des deux planétaires. Ce système de transmission est conditionné par le système d'équations suivants # + # =2 # # =(1-k) # +k # où # est la vitesse angulaire de l'axe du satallite autour de celui des plané tiares où # et # sont les vitesses des planétaires. Les définitions concernant la seconde équation sont les mêmes que dans le système précédent. Il en est de mêmspour les définitions de toutes les vitesses per rapport à un repère fixe. Les solutions de ce système sont condensées dans le tableau de la page suivante La manière de lire les tableaux est identique. Pour exemple de lecture,considérons la première colonne du premier tableau. t est la vitesse de la roue libre donc il s'agit de la couronne du tain épicycloïdal. Pour toutes les réalisations dont les daractéristiques figurent dans les deux tableaux,les roues dites libres sont les roues qui seront freinées pour obtenir l'arret du chariot. # = @ indique que le planétaire du train épicycloidal dont Y est la vitesse est fixé à la roue centrale (C) dont # est la vitesse. De même O = # indique la liaison entre le support de l'axe du satellite et l'étoile (A). La fig.13 représente un exemple de réalisation pour k I I e I . I I I vit. roue libre ' w ' I X ~ Liaisons 2 q " s j i t S' S é,6 t t 8 = p zen , p t valeur de k I I | t I I I t 2 fig.l9 2 \ \ \ \ S fig.19 I'2lI"ÀM:IMÀN,::I I I I I I I I I I fig.21 +00 I I I La partis hachurée ne représente pas une impossibilité de réelisation,mais lorsque k > -r/R,la roue libre (la couronne du train épicycloldal) tourne en sens inverse lorsque (A) bascule autour de l'exe (D) d'une roulette (B)tcette réalisation ne présente donc pas d'avantage par rapport aux réalisations pré cXdentes,si ce n'est que d'avoir à freiner seulement cette couronne pour stopper les rotations de (B) et (A).Par contre,dans les domaines de valeurs de k pour lesquelles les figures sont dessinées,la roue libre tourne toujours dans le même sens,que le chaiiot se déplace sur un plen horizontel ou dans une volée d'escalier,pourvu que ces déplacements se fassent dans le même sens. Ceci permet d'installer entre le châssis et la roue libre un système tel que cliquet-roue à rochat (voir fig.13),bloquant dans un seul sens la rotation de la roue libre. Ainsi eux avantages déjà évoqués s'ajoute celui d'une meilleure sécurité par action du système de blocage sur l étoile (A) et en plus sur les roulettes (B). On obtient un outre avantage si on multiplie par 2 les valeurs de k des tableaux; an effet les réalisations des fi9.13,14,15,16,17,18, 19,20 et 21 deviennent motorisebles puisque la démultiplication pour obtenir le basculement de (A) est supérieure à celle assurant la rotation des roulettes (B). Suivant d'autres modes de réalisation selon l'invention,on pourra utiliser à la place des trains épicycloïdaux et différentiels précédemment évoqués des systèmes épicycloidaux et différentiels possédant des satellites à deux diamètres comme représenté par les figures 22 et 23 ou encore des ensembles de roues remplaçant les satellites; ceci pour feciliter l'obtention des rapports, lorsque c'est difficile techniquement avec un simple train épicycloidal ou un simple différentiel. Suivant d'autres types de réalisation selon l'invention,l'adhérence au sol peut être améliorée en augmentant la surface de contact par l'utilisation de chenille ou de courroie (P) passant sur les roulettes (B) et sur un tendeur (Q) fixé sur (H) (voir fig.24),et permettant à (P) d'épouser le forme des marches. En contact avec les roulettes (B),et équivalent à une roue déformable,(P) res- plit des fonctions similaires à celles de (C) qui peut etre ainsi supprimé comme dens les fabrications suivantes. D'autres modèles de réalisation selon l'invention n'ont pas de roue centrale (C) mais une chenille ou courroie (P) passant sur un tendeur (Q) et en plus sur une roue annexe (R),un exemple de fabrication étant présenté en fig.25. Le freinage peut entre obtenu simplement en agissant seulement sur (R) si (P) est suffisamment extensible; en effet si le coefficient de frottement est suffi- sommant grand,(P) est coincée contre le sol par une roulette (B) elle-même immobilisée contre une marche lors du basculement de (A) dans une descente dt escalier,et (A) est immobilisé si (P) l'est par le truchement de (R). La réa- lisation technique du système de freinage de (R) est similaire à celle précé- demment évoquée. Ce type de transmission n'est pas intégr dans las descriptions précédentes d'étoile avec roue centrale (C) cas il comporte la particularité cinématique suivante:qe le chariot se déplace dans une vole d'escalier ou sur un plan horizontal dans la même sens,(R) 3 le même sens de rotation. Ceci permet sans complication de motoriser (R) pour certains types de fabrication et de disposer entre le châssis (H) et (R) un système tel que cliquet-reue à rochet,bloquant efficacement dans un seul sens le déplacement du chariot. Suivant l'emplacement de (R) sur (H)kl'arêt de (A) dans certaines positions peut réclamer un effort trop important;on mettra alors soit un système de frai- nage,soit un système tel que cliquet-roue à rochet,ou les deux,agissant sur (A),le système de freinage étant ou non coordonné evec celui agissant sur R). On paut également mettre une transmission quelconque entre (R) et une roue tour- nant sur l'axe de (A),ou entre (A) et une roue tournant sur l'axe de (R), et disposer un système de freinage comas décrit dans l'exemple lié aux Fig.2 3 et 4. De la même manière,dans certaines positions de (A), la couple réclamé au moteur sera trop important,ce qui conduit @ anvisager les constructions qui auivent. (R) et (A) pourront être,indépendemment ou par des transmissions quelconques, liés en totation à deux des trois éléments d'un système épicycloïdal ou différentiel comme évoqué précédemment,l'élément restant libre sera celui qui sera motorisé et freiné. Dans d'autres réalisations selon l'invention,les étoiles (A) situées de part et d'autre du chariot seront reliées par leur axe pour que leur rotation soit identique. En effet,dans une volée d'escalier un colimoçon,si les étoiles (A) sont indépendantes,la plus proche de l'axe de l'escalier risque de ne pas basculer à chaque degré,ce qui diminue l'efficacité du freinage;les marches n9 étant pas assez larges,la roulette (B),en attaquant le degré supérieur,touchera la paroi verticale du degré suivant avant que l'étoile (A) ait tourné d'un angle suffisant (360 degrés divisé par le nombre de branches de (A) et les forces s'appliquant sur l'axe de (A) maintiennent celle-ci dans la position représentés par la fig.26. Suivant d'autres modes de réalisation selon l'invention, les étoiles peuvent avoir un nombre quelconque de branches mais de préférence 3 ou 4 pour que l'axe des étoiles ne s'écarte pas trop de le ligne fictive joignant les rebords de marches;ceci pour limiter le porte-à-faux de la charge et par conséquent la difficulté du freinage. flans d'autres types de réalisation selon l'invention,lo frottement par glis- sement transversal de (P) ou des roulettes (B) sur le sol,du b la rotation du chariot autour d'un axe vertical,peut être moindre en fixant sous le chSssis des roulettes (S) dont la position est approximativement celle représentée sur la fig.27 et définie comme suitîloraque le chariot est incliné pour progresser dans une volée d'escalior,(S) ne touche une marche que lorsque l'étoile (A) finit de basculerpour reposer aur celle-ci par deux de ses roulettes (B).(S) surélèvera alors faiblement l'axe de (A) pour que la charge repose sur l'axe de (S). Une des roulettes (B) ou une portion de (P) pourra toucher le sol mais sans supporter le poids. Les roulettes (S) pourront être freinées pour compenser le fait que le système de freinage de (B) ou (P) est inefficace lorsque le poids est supporté par (B). D'autres modèle de réalisation selon l'invention comporteront un harnais -ou des courroies (T)-(voir fig.1) lié au châssis Le dispositif,objet da l'invention,peut être utilisé dans tous les cas où l'on doit déplacer une charge sur un parcours comportant des escaliers ou des obstacles et tout particulièrement lorsque la progression deit se faire dans une volée d'escalier en colimaçon. La possibilité de motoriser le système lui permet d'être utilisé sur des véhicules dits automobiles et tout-terrain. Des applications particulièrement intéressantes peuvent être le déménage- ment dans des immeubles ne comportant pas de monte-charge,des appareils élec tro-ménagera par ex exemple puisqu'ils ont un encombrement similaire et présentent des difficultés de préhension. REVENDICATIONS 1. Chariot constitué d'un châssis (H) reposant sur au moins un axe autour duquel peuvent tourner des étoiles (A) ayant sur leurs branches des roulettes (B),caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de freinage des étoiles (A) et des roulettes (B),ces moyens pouvant être ou non indépendants les uns des autres. 2. Chariot selon la revendication l,caractérisé en ce que le freinage peut être obtenu par l'action d'une ou plusieurs commandes manuelles. Chariot caractérisé par le fait que les étoiles (A) peuvent être freinées par contact avec le bêti (H),le contact étant direct ou obtenu par l'intermédiaire d'éléments solidaires an rotation soit de l'étoile (A),soit du bêti (H),soit de chacun d'eux. Chariot caractérisé en ce qu'il peut comporter des moyens de blocage dans un seul sens de rotation des étoiles (A) par rapport eu bêti (H), tels que système cliquet-rouc à rochet à titre d'exemple;ces moyens de blocage peuvent être actionnés par des commandes manuelles.Chariot caractérisé par le qéométrique fait que les étoiles (A) de chaque cdté du chariot et de même Bxe/peuvent être solidaires dans leur rotation,soit par leur arbre commun,soit par une trans mission reliant leurs arbres. Chariot caeactérisé en ce que les étoiles (A) peuvent avoir un nombre quelconque de branches. Chariot caractérisé en ce qu' il peut comporter un harnais ou des courroies (T) fixés au châssis pour permettra à l'utilisateur de tirer le chariot. Chariot caractérisé en ce-qu'il peut comporter des roulettes (U) dont le positionnement des axes sur le châs- sis permet b celui-ci ou à son chargement de ne pas endommager les parois ver- ticales.Chariot caractérisé par le feit qu'il peut comporter des roulettes (S) dont les axes sont positionnés sur le châssis le plus près possible des étoiles (A) de telle façon que lors du basculement des étoiles (A) pour gravir une marche,les roulettes (S) ne touchent cette marche que lorsque le basculement se termine,afin de surélever l'axe de l'étoile,pour que le poids du cha- riot ne soit pas supporté par les roulettes (B) de l'étoile mais par les roulettes (S),qui de ce fait élimineront les frottements des roulettes (B) sur le sol lorsque le chariot vire sur une surfece planeSces roulettes (S) pourront ou non subir l'action d'un moyen de freinage. 3. Chariot selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les roulettes (B) sont indépendantes dans leur rotation. Le freinage de celles-ci sera assuré par un élément (M) ou plusieurs éléments,solidaires en rotation avec l'étoile (A) et venant en contact avec les roulettes (B) par un déplacement axial. Chariot caractérisé en ce qu'il peut comporter des chenilles ou courroies (P) passant sur plusieurs roulettes (B) ainsi que sur des tendeurs(Q). 4. Chariot selon les revendications 1 et 29 caractérisé en ce que les roulettes (B) d'une étoile (A) sont soit chacune reliée indépendemment à une roue (C) de même axe que (A),soit toutes ou plusieurs d'entre elles reliées indépendemmant à une chaatne ou courroie (K) commune,elle-mflma reliéeauna roue (C) de mSme axe que (A).Les liaisons antre chaque roulette (B) et la roue ou la channe ou courroie (K) seront soit directes par friction ou engrènenent, soit indirectes par des transmissions composéas de roues dentées ou non (J) en nombre quelconque,ou cornposées de chetnes ou courzoies,ou encore composées dune combinaison de cas éléments:chaînes ou courroies et roue (J). Les liaisons entre les chaînes ou courroies (K) et la roue (C) de même axe que (A) sont soit directes par friction ou angrènement,soit indirecte. par des transmissions composées de roues dentées DU non en nombre quelconque. Le freinage des roulettes (B) sera assure per celui de la roue (C).Chariot caractérisé en ce qu' il peut comporter des chenilles ou courruies (P) passant sur plusieurs roulettes (B) ainsi que des tendeurs (Q). 5. Chariot selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'une chenille ou courroie (P) passe sur plusieurs roulettes (B) d'une étoile (A) ainsi que sur un tendeur (Q) et sur une roue (R) dont l'axe est lié au bSti (H). Le freinage des roulettes (B) sera essuré par celui de la roue (R). Chariot caractérisé en ce qu'il peut comporter des moyens de blocage,dans un seul sens de rotation,des roues (R) par rapport au bâti (H) tels que des systèmes cliquetroue à rochet à titre d'exemple. Chariot caractérisé en ce qu'il peut comporter un ou plusieurs moteurs actinnnant les roues (R)lorsque l'utilisateur le désire. 6. Chariot selon les revendications 1 et 2,caractérisé en ce que les roues (C) selon la revendication 4,ou les roues (R) selon la revendication 5 sont reliées à un élémentou sont un élément d'un système épicycloïdel : ou différentiel:soit un plan6taire,soit un support d'axe de satellite,soit respectivement une couronne ou un deuxième planétaire suivant qu'il s'agit d'un sys- tème épicycloidal ou d'un système différentiel;un deuxième de ces éléments est l'étoile (A) ou lui est ralié;;le troisième appelé ci-dessous roue libre est 1' élément qui sera freiné pour obtenir l'arrSt des roulettes (B) et 6ventuelle- ment celui de l'étoile (A). Chariot caractérisé en ce qu'il peut comporter des moyens de blocage,dans un seul sens de rotation,des roues libres par rapport au bSti (H) tels que des systèmes cliquet-roue à rochet à titre d'exemple. Chariot caractérisé en ce qu'il peut comporter un ou plusieurs moteurs actionnant les roues libres lorsque l'utilisateur le désire. Chariot caractérisé en ce que les systèmes épicycloïdaux et différentiels peuvent comporter à la place de leur setellite,des satalites à deux diamètres ou des ensembles quelconques de roues ayant les memes fonctions que le satellite remplacé. 7. Chariot selon les revendications 1 et 2,caractérisé en ce que les roues (C),ou (R),ou dites libres selon respectivement les revendications 4,5 et 6 sont directement ou par l'intermédiaire d'éléments solidaires en rotation de ces soues mis en contact soit avec les étoiles (A),soit avec le bâti (H), soit avec les étoiles (A) et le bSti (H),directement ou par l'intermédiaire d'éléments solidaires en rotation des étoiles ou du bâti (H),pour obtenir le freinage de roulettes (B) et éventuellement celui des étoiles (A).