Brevet FR2499495A1 — publié le 19820813

Véhicule électrique pour enfants. La présente invention concerne un véhicule électrique pour enfants. Les véhicules pour enfants utilisés comme jouets doivent remplir deux conditions: d'une part leur construction et leur structure doivent être solides pour qu'ils soient capa- bles de résister aux traitements auxquels ils seront soumis, et d'autre part leur construction doit être simple et ils doivent être dotés de mécanismes simples faciles à compren- dre et à interpréter, pour doter le véhicule d'une grande souplesse d'utilisation et pour imiter le plus possible les caractéristiques des véhicules réels. Actuellement, il existe certains véhicules du type en ques- tion, mais l'obtention des caractéristiques de construction et surtout fonctionnelles désirées se fait au prix de frais d'entretien élevés et de mécanismes compliqués, ce qui fait que, bien qu'en principe et au moment de l'achat ces carac- téristiques peuvent être obtenues, les frais et les pannes qui se produisent au cours de l'utilisation ultérieure de ces véhicules les rendent impropres à l'utilisation prévue. La présente invention concerne un véhicule pour enfants, de fonctionnement électrique, qui, avec un entretien prati- quement nul, permet d'obtenir une grande souplesse d'utili- sation semblable aux modèles actuels tout en respectant leurs caractéristiques. A cet effet, le véhicule pour enfants préconisé comporte - une direction à crémaillère, avec vis sans fin et couronne; - une rotule de fixation du volant sur la carrosserie ou le chéssis du véhicule dans cette zone; - des fusées d'essieu montés sur coussinets de bronze auto- lubrifiant; - un moteur électrique, sans bobine, fonctionnant en courant continu, alimenté par des accumulateurs de type normal; - une transmission du mouvement à l'axe moteur par un réduc- teur différentiel, avec engrenages satellite et planétaire; - une transmission au moyen de deux cardans semi-rigides, un pour chacune des roues motrices; - une suspension basculante élastique; - un frein à poulie; - un bicône à train réducteur secondaire; - une commande des deux sens de marche (avec point mort in- termédiaire) par interrupteur électrique; - un chargeur de batterie ou accumulateur, avec interrupteur automatique. Le tout permet d'obtenir une grande souplesse et de réaliser des mouvements à des vitesses de déplacement relativement élevées, et donne lieu à la réalisation d'un véhicule d'en- tretien pratiquement nul puisqu'il est seulement nécessaire de brancher périodiquement le chargeur au réseau électrique, ce chargeur se débranchant automatiquement lorsque la batte- rie est chargée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 représente une vue générale du véhicule élec- trique pour enfants réalisé selon l'invention. La figure 2 représente une vue en plan de la partie inférieu- re du véhicule représenté dans la figure 1. La figure 3 représente une vue en coupe horizontale du dispositif de transmission du moteur au réducteur différen- tiel, par axe, satellite et planétaire. Dans cette figure, on voit également la réalisation du frein par une poulie bicône dans laquelle le sabot 35 actionné par la pédale du frein bloque la rotation de la poulie 34 et, par conséquent, bloque également la rotation de l'axe moteur 31 actionné par le moteur électrique. La figure 4 représente une vue en élévation du frein à poulie- bicOne dont est doté le véhicule électrique. La figure 5 représente une vue en coupe de la fixation entre le volant et la carrosserie du véhicule. Le véhicule électrique pour enfants qui constitue l'objet de la présente invention est constitué par une carrosserie 1 montée sur un châssis 2 à structure rigide, et qui com- porte tous les éléments constitutifs du véhicule. Ce châssis 2, formé de préférence par des profilés tubulai- res de section quadrangulaire, comporte une partie transver- sale 21 sur laquelle est fixée la carrosserie 1 du véhi- cule au moyen de longerons 22. Le longeron transversal 21 supporte l'axe de direction 23 au moyen duquel est réalisée l'orientation des roues 24, articulées également sur le profilé 21 du châssis au moyen des éléments 25 L'axe de direction 23 comporte, dans sa partie centrale, un dispositif 26 à vis sans fin et couronne, à partir du- quel part l'axe de direction 27 solidaire du volant 2E de façon que le mouvement de rotation du volant 28 soit transmis au dispositif à vis sans fin et couronne 26 au moyen de l'axe de direction 27 dans le but de produire au moyen de ce dispositif 26, avec la rotation de la cou- ronne, le déplacement longitudinal de l'axe de direction 23 par la vis sans fin, ce qui donne lieu à l'orientation cor- respondante des roues 24 du fait de la rotation de la partie 25 au moyen de laquelle les roues 24 sont arti- culées sur la pièce 21 de la structure tubulaire 2 du véhicule. Sur ce profilé 21 se trouve une tige 29, reliée à une transmission mécanique 30 qui agit sur le frein de poulie- bic8ne, en appliquant le sabot 35 contre la poulie 34 et en interrompant le mouvement de rotation, obtenu élec- triquement, de l'axe 36 et des roues motrices 37 du véhi- cule, comme il sera expliqué plus loin. L'axe de direction 27 est reçu dans la carrosserie i du véhicule, au moyen d'une bille-rotule de fixation 11 per- forée diamétralement, et à travers lorifice central de la- quelle passe l'axe de direction 27. Le montage du groupe ainsi décrit est réalisé en introduisant la bille 1i dans un orifice 12 que comporte à cet effet la carrosserie 1, en le maintenant par des couvercles 13 qui, situés des deux côtés de la carrosserie i dans cette zone, sont dotés de demi-alvéoles qui dans ce cas les tra- versent complètement, dont le diamètre intérieur coïncide avec le diamètre extérieur de la bille hi, la fixation des cou- Z499495 vercles entre eux et sur la carrosserie 1 du véhicule étant réalisée par des moyens conventionnels - non repré- sentés - qui compriment les deux couvercles 13 et la car- rosserie J, lorsqu'on les introduit dans les orifices 14 Ceci permet d'obtenir une fixation ferme de l'axe de direc- tion, sans porter préjudice à ses possibilités de rotation du fait que celle-ci s'effectue par frottement contre les parois de l'orifice central de la bille 11 avec un coeffi- cient de frottement très réduit. Pour compléter la construction du train avant décrit, il a été prévu deux coussinets de bronze auto-lubrifiants 15 qui supportent les fusées d'essieu 23, de façon que celles- ci n'exigent aucun graissage ni entretien malgré de longues périodes de fonctionnement du véhicule. Le châssis 2 comporte aussi différents profilés transver- saux 16 dans sa partie arrière. Ces profilés transversaux 16 supportent, respectivement, la batterie 4 qui alimente le moteur électrique 5 qui fonctionne en courant continu et est à aimant permanent et qui est incorporé ou monté sur un bottier 6 à l'intérieur de laquelle se trouve le réduc- teur différentiel, avec engrenage satellite et engrenage pla- nétaire, ainsi que l'axe moteur 36, sur lequel sont montées les roues motrices 37. Le montage de ce train arrière ainsi constitué se fait en dotant le boîtier 6 dans sa zone centrale supérieure, d'un axe 7 monté sur les profilés transversaux 16 de la struc- ture 2 et qui peut tourner librement. Les extrémités de ce bottier 6 sont situées sur des éléments en forme de "U" 8, fermés, qui se trouvent dans la structure proprement dite 2 et des deux côtés de celle-ci, dans une zone proche aux roues motrices 37, le montage étant complé- té par des joints élastiques 9 qui, montés dans des zones proches de ces éléments 8, tendent à maintenir l'axe moteur 36, le boîtier 6 et les roues 37 dans une position de rotation. Avec ce montage, en présence d'un obstacle éventuel, devant l'une des roues 37, tout le train arrière réalise un bas- culemeut autour de l'axe 7, dans un même plan vertical, grâce aux guides des éléments 8 ce qui produit une réduc- tion de la longueur de l'un des tenseurs ou joints élastiques 9 (c'est-àdire celui qui correspond au côté de la roue 37 qui est en contact avec l'obstacle et qui tend à mon- ter pour le franchir) tandis que l'autre joint élastique 9 est tiré et que la roue correspondante 37 descend de ce côté sur une distance égale à celle de la montée de l'au- tre roue en raison de l'effet de l'obstacle. En tous cas, il existe une position limite qui est déterminée par la par- tie la plus basse de l'élément 8 correspondant. A l'intérieur du boîtier 6 se trouve unréducteur différen- tiel qui, au moyen de l'axe satellite 61 et des engrenages planétaires 62 transmet le mouvement à partir de l'axe d'en- traînement 31 du moteur électrique 5 à l'axe moteur 36 qui fait tourner finalement les roues motrices 37 avec com- pensation différentielle des parcours de ces dernières dans les courbes. CDmme il est représenté dans la figure 3, l'axe 31 est mon- té sur le boîtier ou carter 6 au moyen d'un roulement 63 doté d'une denture 64 dans sa zone extrême. Cette denture 64 engrène avec une roue dentée 65 montée sur l'axe satel- lite 61 qui, à son tour, peut tourner librement sur des roulements 66 au moyen desquels il est monté dans une autre zone différente du carter 6 Cet axe 61 présente dans sa zone centrale un pignon denté 67 avec lequel engrène un engrenage satellite proprement dit 68 qui, accompagné par les engrenages planétaires 62 mentionnés plus haut et qui sont solidaires de l'axe moteur 36, sont également montés sur le carter au moyen de roulements 69, de façon que lorsque l'axe 31 tourne sous l'action du moteur électrique 5, le mouvement soit transmis finalement à l'axe moteur 36 et aux roues mo- trices 37 solidaires de celui-ci, avec compensation dif- férentielle de la vitesse angulaire de ces roues 37 dans les courbes, mais avec la même vitesse angulaire lorsque le véhicule se déplace en ligne droite. L'axe 61, comme on peut le voir dans la figure 3, se pro- longe à l'extérieur du carter 6 et supporte, par son ex- trémité libre, une poulie 34 présentant une gorge périphé- rique. Sur l'un des côtés de cette poulie 34 est situé un sabot 35 en forme de "V" qui correspond à la forme de la gorge de cette poulie 34, ce sabot 35 pouvant se dépla- cer vers l'axe sous la poussée du dispositif mécanique 30 qui produit ce déplacement lorsque l'on appuie sur la pédale de frein du véhicule. Ce sabot 35 est monté également sur le carter proprement dit 6 au moyen d'une plaque de montage 60 qui, à son tour, comporte les éléments nécessaires pour le montage de la transmission mécanique 30 qui donnera lieu au déplace- ment du sabot 35 au moment de l'actionnement du frein. Le véhicule électrique pour enfants qui constitue l'objet de la présente invention est complété par un interrupteur électrique qui donne au véhicule deux vitesses - sens de déplacement - différents, avec point mort intermédiaire selon la position de l'interrupteur électrique dans une position active, une position inactive, ou la position active contrai- re, ce qui permet d'inverser la polarité du courant et par conséquent la rotation du moteur 5. Le véhicule est égale- ment complété par un chargeur de batterie 4 pourvu d'un interrupteur automatique de façon que l'on puisse obtenir la marche avant, la marche arrière ou le point mort du véhi- cule et la charge de la batterie simplement en branchant un càble extensible (incorporé également dans le véhicule), au réseau électrique. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications. 1. Véhicule électrique pour enfants, avec frein, accéléra- teur et deux vitesses en sens inverse avec point mort par interrupteur électrique, caractérisé en ce que sur une struc- ture de support (2) de la carrosserie (1) du véhicule, est montée, dans le train avant, une direction à crémaillère du type de vis sans fin et couronne (26) et dans le train arriè- re un moteur électrique (5) à courant continu, sans bobine, qui, alimenté par une batterie, transmet son mouvement à un réducteur différentiel (6) et aux roues arrière (37), le tout étant monté sur la structure du châssis par un axe centré et des anneaux élastiques à la hauteur des roues de façon que l'on obtienne une suspension basculante élastique des roues motrices, entre deux points extrêmes délimités par des butées de la structure du châssis. 2. Véhicule électrique pour enfants, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe moteur est doté à son extré- mité d'un pignon coaxial (67) solidaire d'un axe monté de façon à pouvoir tourner dans des roulements compris dans le carter; ce pignon transmet son mouvement au réducteur différentiel proprement dit (61, 62, 68) sur le côté duquel frottent des plateaux solidaires, respectivement, d'axes entraînés (36) sur lesquels sont montées les roues motrices de façon que, lorsque le véhicule se déplace en ligne droite, les deux roues motrices (37) tournent à la même vitesse angu- laire, tandis que, lorsque le véhicule effectue un changement de direction, les roues motrices tournent à des vitesses an- gulaires différentes, avec compensation différentielle des distances à parcourir. 3. Véhicule électrique pour enfants, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe (61) qui supporte la roue dentée (65) et le pignon solidaire (67) est prolongé à l'ex- térieur du carter (6), étant relié à une poulie (34) dans la gorge de laquelle peut s'adapter un sabot de frein (35), de façon que lorsque l'on agit sur la pédale de frein, le mouvement de rapprochement du sabot soit transmis mécanique- ment pour empêcher la rotation de la poulie, de l'axe et fi- nalement du moteur, dans le but de freiner le véhicule. 4. Véhicule électrique pour enfants, selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (5) est un moteur à aimant permanent. 5. Véhicule électrique pour enfants, selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fusées d'essieu (23) du train avant sont montées sur des coussinets de bronze auto-lubrifiants (15). 6. Véhicule électrique pour enfants, selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fixation du volant (28) sur la carrosserie du véhicule s'ef- fectue au moyen de couvercle (13-) qui, situés des deux cOtés de la carrosserie (1), dans laquelle a été réalisé dans cette zone un orifice (12) qui la traverse, présentent chacun un chapeau sphérique dans lequel s'adapte une bille (ll),elle- même perforée en son centre pour donner passage à l'axe (27) du volant, de telle façon que cette rotule à bille permette un léger déplacement du volant dans toutes les directions, en présence de forces éventuelles non angulaires. 7. Véhicule électrique pour enfants selon l'une des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte égale- ment un chargeur de batterie (4) avec interrupteur automati- que, de façon que, en cas de décharge éventuelle de la batte- rie, il suffise de relier le chargeur à un réseau d'alimenta- tion auxiliaire pour accumuler une nouvelle quantité d'éner- gie durant un temps limité par l'interrupteur automatique.