Brevet FR2541195A1 — publié le 19840824

ORGANE DE ROULEMENT POUR VERMICULES FRESPNTANT UNE GRANDE ADHERENCE SUR TOUS TERRAINS Les déplacements des véhicules lourds, tels que les tracteurs agricoles ou de travaux publics de grande puissance, présentent des difficultés lorsqu ils manoeuvrent sur des terrains ne présentant pas eux-mêmes une parfaite cohésion. il est alors connu de réduire la pression des pneumatiques afin d'augmenter leur surface d'adhérence au sol, qui se trouve ainsi ne plus être limitée au seul plan tangent au pneu, mais atteint pratiquement la surface correspondant a un plan passant par une corde de la circonférence du pneu, corde d'autant plus longue que la pression du pneu est plus basse. Il est évident que cette méthode n'est applicable que dans une certaine limite, car on ne peut abaisser la pression du pneu sans nuire à la stabilité et à la sécurité de conduite du véhicule C'est dans ce but que les engins agricoles ou de travaux publics de grande puissance ont été dotés de chenilles. Mais un tel système est particuliorement onéreux et absorbe par lui-même une puissance non négligeable par suite des frottements qui lui sont propres, En outre, un tel dispositif ne peut convenir qu'à des engins spécialisés et ne peut être utilisé sur des engins polyvalents qui peuvent aussi bien assurer la traction routière que des travaux sur chantiers. Le dispositif objet de la présente invention permet d'éviter ces inconvénients. Il peut en effet être monté sur tout tracteur à roues en remplacement de ses roues motrices pneumatiques, ce qui conserve à ce véhicule ses possibilités de traction routière tout en permettant à cet engin de présenter une grande adhérence en tous terrains, grâce à l'augmentation automatique de surface que le dispositif objet de la présente invention permet, en fonction précisément de la charge supportée par le tracteur et du couple qu'il a à transmettre Gracie en effet à ce dispositif, le plan de traction au sol, normalement tangent à la roue motrice, se déplace automatiquement vers le centre de cette roue passé par une corde de sa circonférence d'autant plus grande que l'effort demandé est lui-même plus important et sans que la stabilité ni la conduite de l'engin s'en trouvent affectées, la rigidité du dispositif n'étant pas altérée malgré sa grande déformation radiale cyclique pour cela, le dispositif est constitué par des patins métalli- ques distribués de façon régulière à la périphérie d'un cercle fictif qui peut cotre considéré comme le cercle théorique de roulement, cha cun de ces patins étant situé à l'extrémité d'un dispositif radial élastique de telle manière qu'au cours de la rotation de la roue d'un engin ainsi équipé et soumis à une charge importante. il y ait constamment au moins deux patins en contact avec le sol, qui se trouvent ainsi alignés selon une corde de ladite circonférence de roulement Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple seulement, montrent un mode de réalisation de l'objet de la présente invention ainsi que de réalisations équivalentes. La figure 1 est une vue schématique en élévation du dispo itif objet de la présente invention La figure 2 est une vu shématique du meme dispositif selon un autre mode de réalisation. La figure 3 est une vue schématique partielle dtune réalisation équivalente. La figure 4 est une vue schématique du meme dispositif selon un quatrième mode de réalisation. Tel qu'il est représenté (figure 1) le dispositif comporte les patins 1 situés de façon articulée à l'extrémité des bras radiaux 2 capables de se mouvoir longitudinalement dans les alésages radiaux 3 prévus à cet effet dans le noyau central 4 de la roue ainsi constituée, de telle manière que dans leur déplacement longitudinal, ils se trouvent constamment immobilisés en rotation par tout moyen connu. Un ressort à compression 5 placé à l'intérieur de chaque logement 3 exerce une force centrifuge sur chacun des bras 2, muni à son extrémité intérieure d'une butée amortisseur 15. Et chacun des patins 1 est relié aux deux patins voisins par les ressorts à traction 6 qui assurent leur maintien dans les limites d'une circonférence fictive. Lorsqu'une telle roue ne supporte aucun poids, ni aucun effort, les forces auxquelles se trouve soumis chacun des patins 1 sur la totalité de la circonférence sont la résultante des forces antagonistes des ressorts 5 d'une part et 6 d'autre part. Tous les patms se trouvent ainsi dans un état d 'équilibre et forment ensemble la circonférence fictive de la roue Mais lorsque celle-ci supporte le poids de l'engin sur lequel elle est montée à la place de la roue motrice munie de pneumatique, et à fortiori lorsque cette roue est soumise à un couple de traction important, les ressorts 5 des bras 2 qui sont orientés vers le sol se compriment, ramenant l'articulation 7 des patins correspondants vers le centre de la roue, dans la proportion où l'effort transmis comprime le ressort 3. .Et les patins 1 articulés sur ces-bras se placent automatiquement parallèles au sol en alignement l'un de l'autre, formant une semelle quasi-continue qui se situe constamment selon une corde de la circonférence théorique de roulement, sans que la rlgidité du système s'en trouve affectée, chaque élément mécanique qui le compose se trouvant toujours guidé de la même manière, quelle que soit sa position par rapport au centre de la roue Et on remarque qu'au cours de la rotation d'une roue ainsi constituée, chacun des patins prendra automatiquement et successivement la position des patins 8 et 9 qui, eux-memes, reprendront leur position d'équilibre aux limites de la circonférence de la roue aussi t3t qu'ils auront quitté le contact avec le sol On comprend qu'ainsi cette surface se trouve considérablement accrue par rapport à la surface de contact d'un pneumatique, ce qui facilite le cheminement et la traction sur tous -terrains dont la cohésion est incertaine. Selon un autre mode de réalisation (figure 2) les brasretractiles 2 et leur ressort 5 sont remplacés par des lames de ressort 10 incurvées selon une forme spiralée et rendues solidaires à espace régulier de la périphérie du moyeu il étant logées dans des évidements adéquats du noyau 4, solidaire lui-meme du moyeu 11 Les patins 1 sont articulés à l'extrémité libre de chacune de ces lames et sont aussi reliés entre eux par les ressorts à extension 6, qui dans ce cas font participer tous les patins de la roue à l'effort supporté par ceux qui sont en contact avec le sol On comprend que dans ce cas aussi, lors de la rotation de la roue, chacun des patins 1, dans la mesure où il supportera une charge importante et transmettra un couple élevé, prendra successivement la position des patins 8 et 9, par exemple, qui est facilitée par l'articulation 7 qui relie chacun d'eux à la lame flexible 10 correspondante qui ploie elle-meme, dans la proportion de l'effort qu'telle supporte, et se place ainsi automatiquement sur la corde de la circonférence de roulement sur laquelle le couple de traction se - trouve équilibrer le couple résistant. On remarque que la flexibilité des lames 10 les fait participer à la suspension du véhicule, assurant de la meme manière que les ressorts 5 précédents (figure 1) la continuité du mouvement en absorbant les ressauts que provoquerait le passage su-ccessif de chaque patin en l'absence de ces éléments élastiques. Selon la figure 3 le même mouvement mécanique que celui provoqué par chacune des lames flexibles 8 peut etre obtenu en substituant à chacune d'ellc le dispositif constitué par la bielle 13 articulée à I'une de ses extrémités sur le noyau 12 de la roue et portant le patin 1 articulé à son extrémité libre, le ressort de compression 14 assurant l'élasticité du système et les patins tant reliés entre eux pèriphériquement par les ressorts 6 qui jouent le rôle précédemment décrit. Selon un autre mode de réalisation représenté par la figure 4 la flexibilité des lames 16 est utilisée pour assurer l'entière liberté de chacun des patins périphériques dans la limite de leurs mouvements nécessaires, sans qu'ils soient articulés sur lesdites lames, C'est ainsi que chacun des patins est rendu solidaire de façon fixe de l'extrémité libre des lames 16, ce qui simplifie la construction et permet d'abaisser le prix de revient. De même que, dans un meme but de simplification, le noyau 12 sur lequel sont fixées lesdites lames est polygonal, chacune des lames 16 étant fixée sur chacune de ses faces périphériques.Ce dernier mode de réalisation présente l'avantage d'une absence totale d'articulation, ce qui réduit considéra blement les risques d'usure et la nécessité d'entretien. On remarque que dans chacun des modes de réalisation représentés par lesfigures 2, 3 et 4,les ressorts 6 qui réunissent entre eux chacun des patins permettent aussi de répartir partiellement l'effort de traction sur la totalité des lames flexibles qui portent les patins. Par ailleurs, dans chacun des modes de réalisation cités, chaque patin peut être muni sur sa face extérieure, soit d'aspérités diverses métalliques, soit d'une plaque de caoutchouc présentant aussi différents dessins en relief, en vue d'assurer une plus grande adhérence encore suivant les terrains sur lesquels l'engin doit évoluer. Un engin étant ainsi équipé de l'un quelconque de ces modes de réalisation, on comprend que, pour la même largeur qu'un pneumatique, il présentera toujours au.niveau du contact avec le sol une plus grande surface. pour présenter en effet une même surface de contact, qui supposerait une très grande déformation de sa carcasse, un pneumatique devrait etre amené à une pression très inférieure a sa pression nominale, ce qui nuirait à sa longévité, aussi bien qu'à La stabilité et à la conduite de l'engin. par ailleurs, on remarque que, quel que soit le mode de réalisation adopté, le couple moteur augmente dans la proportion OJ le couple résistant est lui-même plus élevé, puisque l'accroissement de ce dernier a pour effet de provoquer la réduction du rayon utile de la roue motrice, à condition que l'adhérence au sol soit maintenue, ce qui est le cas, grâce au dispositif objet de la présente invention, puisque dans le même temps, la surface de contact est elle-même accrue. Cela a pour effet de protéger les organes moteurs tels que le pont arrière et la boite de vitesse de l'engin, qui sont de ce fait eux-mêmes soumis à des couples instantanés moins importants. I1 est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à. l'exemple ou aux exemples qui en ont été décrits, toute variante, considérée comme équivalence, ne pouvant en modifier la portée. L'invention peut être utilisée pour assurer une bonne adhérence en tous terrains des tracteurs agricoles ou engins de chantier de grande puissance qui sont normalement munis de roues pneumatiques, le dispositif objet de l'invention pouvant se substituer à chacune des roues motrices dudit engin pour l'exécution de certains travaux sans qutil ne soit rien changé à la structure du véhicule, ce qui permet de l'équiper à nouveau de ses roues à pneumatiques chaque fois qu'il est nécessaire, étant précisé que le nombre de patins 1 dépend du diamètre de la roue et est au moins égal à six pour assurer une certaine continuité du roulement. REVENDICATIONS 10) - Dispositif permettant d'augmenter la surface d'adhérence des roues motrices d'engins tels que tracteurs agricoles ou de travaux publics, Caractérisé par le fait que la bande de roulement par laquelle la roue motrice du véhicule prend contact avec le sol est constituée par une succession de patins métalliques situés à l'extrémité d'éléments métalliques, extensibles, capables de permettre le déplacement radial desdits patins par rapport au centre de la roue, lesdits éléments extensibles étant entrainés par le noyau 4 de la roue dont ils sont solidaires, en nombre au moins égal à six 20) - Dispositif selon la revendication I, Caractérisé par le fait que les patins périphériques 1 sont librement articulés à l'extrémité des bras 2 qui, immobilisés en rotation autour de leur axe, circulent longitudinalement et librement à l'intérieur des alésages radiaux 3 pratiqués dans le- noyau 4 de la roue motrice et régulièrement répartis autour de celle-ci, lesdits bras 2 étant constamment sollicités vers l'extérieur de la roue par les ressorts à compression 5 contenus dans chacun des alésages 3, chacun des patins 1, en dehors de sa position effort, se trouvant ainsi toujours dans sa position d'équilibre entre la poussée centrifuge qu'il subit de la part du ressort 5 par l'intermédiaire du bras 2 sur lequel il est articulé et la réaction des ressorts 6 qui retiennent uniformément l'ensemble des patins entre eux à la périphérie du dispositif, leur articulation permettant à chacun de se placer, lorsqu'il entre e-L contact avec le sol, en prolongement du patin précédent, selon une corde de la circonférence extérieure qui contient lesdits patins. 30) - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que les patins périphériques 1 sont librement articulés à l'extrémité libre des lames métalliques élastiques 10 qui forment chacune une portion de spirale rendue solidaire du noyau 4 de la roue motrice ainsi équipée et régulièrement répartis autour de celle-ci, lesdits patins étant constamment sollicités vers l'extérieur de la roue par la tension desdites lames élastiques 10, chacun des patins 1, en dehors de sa position d'effort, se trouvant ainsi toujours dans sa position d'équilibre entre la poussée centrifuge qu'il subit de la part de la lame élastique 10 à l'extrémité de laquelle il est articulé et la réaction des ressorts 6 qui relient uniformément entre eux l'ensemble des patins à la périphérie ?u dls- positif, leur articulation permettant à chacun de se placer. lorsqu'il entre en contact avec le soi, en prolongement du patin pre'cér%ent. selon une corde de la circonférence extérieure qui Contint lesdits patins. 40) - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que les patins périphériques sont librement articulés à ltextrémite libre des bielles 13, articulées elles- mêmes au niveau de leur extrémité sur le noyau 4 de la roue motrice et régulièrement réparties autour de celui-ci, chacune desdites bielles étant individuellement soumises à la poussée centrifuge d'un ressort à compression 14, chacun des pct-tins 1, en dehors de sa position d'effort, se trouvant ainsi toujours dans sa position d'équilibre entre la poussée centrifuge qu'il subit de la part du ressort 14 par l'intermédiaire de la bielle 13 sur laquelle il est articulé et la réaction des ressorts 6 qui retiennent uniformément l'ensemble des patins entre eux à la périphérie du dispositif, leur articulation permettant à chacun de se placer, lorsqu'il entre en contact avec le sol, en prolongement du patin précédent, selon une corde de la circonférence extérieure qui contient lesdits patins. 5 ") - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que les patins périphériques J sont sont solidaires de façon fixe de l'extrémité libre des lames élastiques 16 incurvées, fixées sur chacune des faces périphériques du noyau polygonal 12 de la roue motrice ainsi équipée et régulièrement réparties autour de celle-ci, lesdits patins étant constamment sol.licités vers l'extérieur de la roue par la tension desdites lames élastiques, chacun des patins 1, en dehors de sa position d'effort, se trouvant ainsi toujours dans sa position d'équilibre entre la poussée centrifuge qu'il subit de la part de la lame élastique 16 à ltextremité de laquelle il est fixé et la reaction des ressorts 6 qui relient uniformément l'ensemble des patins entre eux à la périphérie du dispositif, ltélas- ticité des lames 16 permettant à chacun de se placer, lorsqu'il entre en contact avec le sol, en prolongement du patin précèdent, selon une corde de la circonférence extérieure qui contrent lesdits patins.