Brevet FR2586619A1 — publié le 19870306

L'invention concerne les véhicules dont le braquage des trains directeurs est commandé par le déplacement du centre de gravité de l'usager, entrainant une inclinaison correspondante du plancher du véhicule considéré. Il existe de nombreux véhicules de ce genre. Les plus connus sont des patins à roulettes, des planches à roulettes (encore appelées du nom anglais de "skateboard"), des karts sans volant, des chars à voile, des luges artieuléesv etc. I1 ressort de cette énumération que les trains orientables dont il est question peuvent aussi bien être équipés de roulettes que de patins ou de skis. Presque toujours, le véhicule est muni de deux trains orientables montés pivotants, à l'encontre de l'action d'un organe élastique de rappel, dans deux supports rendus solidaire9 du véhicule, autour de deux axes obliques par rapport à la surface sur laquelle se déplace le véhicule, les prolongements de ces deux axes convergeant vers le bas entre les deux trains, de manière qu'une inclinaison des supports entraîne un pivotement des deux trains en sens inverse, le véhicule se comportant alors comme un véhicule à quatre organes porteurs directeurs. L'invention vise plus particulièrement ces véhicules à deux trains orientables, mais toutefois, au moins certaines des dispositions revendiquées peuvent être appliquées aux véhicules dont un seul des trains est orientable. Très souvent, sur les véhicules du genre considéré, pour chaque train orientable, l'axe de liaison des deux organes porteurs (l'essieu s'il s'agit de roues) est porté par une pièce rigide dite bascule, qui comporte, d'une part, le pivot, perpendiculaire à l'axe de liaison, dont lt extrémité est engagée dans un alésage ou un alvéole du plancher ou d'une pièce rapportée rigidement sur la face inférieure du véhicule et, d'autre part, une platine parallèle à l'axe de liaison. La bascule est reliée à la face inférieure du véhicule par un boulon à tête, vissé sur ladite face, directement ou non, après avoir traversé successivement un premier bloc tubulaire en matière élastiquement déformable, un ajour de la platine, un second bloc élastiquement déformable et une coupelle de base prenant appui, directement ou non, sur la face inférieure du véhicule. Les blocs tubulaires élastiques ont un diamètre intérieur conjugué du diamètre de l'axe, tandis que l'ajour de la platine a un diamètre supérieur. Les blocs déformables constituent l'organe élastique de rappel et jouent, en outre, le rôle d'amortisseur. Il est clair que lorsqu'on incline latéralement le plancher du véhicule, la bascule et par conséquent l'axe de liaison des organes porteurs tournent autour du pivot, la platine se déplaçant par rapport au boulon de fixation grâce au Jeu existant entre ledit boulon et le bord de l'ajour, ce qui entrain une déformation par écrasement transversal de la paroi des blocs tubulaires élastiques. Lorsque la contrainte cesse, les blocs reprennent élastiquement leur forme initiale et ramènent ainsi l'axe de liaison dans sa position perpendiculaire au plan longitudinal de symétrie du véhicule. Cependant, lors du rappel, les différents éléments de l'empilage, blocs et platine, peuvent ne pas reprendre exactement leur position co-axiale, l'ajour de la platine restant légèrement excentré par rapport au boulon de fixation et la bascule présentant alors un très léger braquage résiduel, qui nuit à la stabilité directionnelle, surtout s'il y a deux trains directeurs présentant des déplacements résiduels différents, voire inverses. Les utilisateurs tentent de pallier cet inconvénient en serrant au maximum la platine entre les deux blocs déformables, mais cela ne peut se faire qu'en écrasant, et donc en durcissant, lesdits blocs ce qui diminue notablement leur pouvoir d'amortisseur. Selon l'invention, les surfaces de portée de deux éléments successifs de l'empilage sont tronconiques ou hémisphériques. On assure ainsi, au moment du rappel élastique, un recentrage exact et précis des divers éléments. Pour les véhicules munis de deux trains orientables, pour des raisons évidentes d'économie, les trains sont généralement identiques et montés de façon symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule. I1 en résulte que l'un des trains est "tiré", c'est à dire que l'axe de liaison de ses deux organes porteurs est disposés par rapport au sens de l'avancement, derrière l'axe de pivotement dudit train9 tandis que l'autre est "poussé", c'est à dire disposé devant l'axe de pivotement. Cette disposition entraîne, elle aussi, une instabilité directionnelle, Car le train poussé a tendance à "flotter", à osciller autour de la position neutre vers laquelle il est sollicité par l'organe élastique de rappel. Pour supprimer cette cause d'instabilité, le brevet CH-A- 624852 (et son homologue US-A-4245848) au nom du "cme inventeur, prévoit deux trains tirés, mais alors les diverses pièces constituant cas trains sont presques toutes différentes d'un train à l'autre, ce qui accroît le volume de stockage et done le coût de revient. L'invention prévoit une structure telle que toutes les pièces, sauf éventuellement 7a bascule sont identiques pour les deux trains avant et arrière Pour cela, il suffit que le prolongement de l'axe de pivotement coupe le plan vertical passant par l'axe de liaison des deux organes porteurs au-dessus dudit axe de liaison pour le train arrière et en dessous pour le train avant Cette disposition n'est pas incompatible avec des blocs déformables identiques à 19avant et å l'arrière si les implantations, sur la platine, du pivot et de l'axe de liaison des organes porteurs sont situés respectivement, à l'avant et à l'arrière de ladite platine pour le train avant et tous deux à l'arrière de la platine pour le train arrière Une disposition particulièrement avantageuse consiste alors à prévoir sur la platine, pour l'implantation de 1, axe de liaison des organes porteurs, deux Banchons situés, respectivement, du mens côté que le pivot et du coté opposé Les deux bascules peuvent alors être identiques et e'est au montage que l'axe de liaison sera disposé dans us manchon ou dans l'autre pour constituer un train avant ou un train arrière. Avec un tel arrangement, on peut placer sur l'un au moins des trains, deux essieux portant chacun deux roues, le train considéré devenant ainsi un véritable bogie avec les avantage que cela représente: meilleure répartition de la charge et grande stabilité à vitesse élevée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 7 est une vue de profil d'un patin à roulettes, muni de trains orientables selon l'invention, avec coupe longitudinale de la semelle et de la bascule avant, - la figure 2 est une vue, en coupe longitudinale éclatée, de la bascule du train avant, - la figure 3 montre une disposition avec bascule permettant son montage indifféremment à l'avant ou à l'arrière. Sur les dessins, l'invention est appliquée à un patin à roulettes, mais, comme il a été dit ci-avant, elle est applicable à tout véhicule dont l'orientation est eommandée par déplacement du centre de gravité de l'usager, qu'il s'agisse de patins à roulettes, de planche à roulettes, de luge articulée, de kart sans volant, de char à voile, etc. Les organes porteurs peuvent donc être des roulettes, des patins ou des skis et si dans l'exemple décrit, on utilise le mot "essieu", il faut noter que ce vocable englobe tout axe de liaison entre les deux organes porteurs d'un même train. Aux figures 1 et 2, chacun des essieux avant 10 et arrière 11 d'un patin équipé de roulettes 12, destiné à se déplacer dans le sens de la flèche F, est porté par une pièce rigide appelée bascule, 13 respectivement iii. Chaque bascule comporte une platine 15 (respectivement 16) parallèle à l'essieu et un pivot 17 (respectivement 18) orthogonal audit essieu. Selon une disposition connue par le brevet FR-A1489079, au nom du même inventeur, l'extrémité libre du pivot s'engage de manière à pouvoir tourner et glisser axialement dans un ajour ou logement 19 (respectivement 20) ménagé dans la face inférieure du patin à travers un bague 21 en matière plastique dont l'évidement est en forme de diabolo. La platine est prise en sandwich entre deux blocs tubulaires 22 et 23 en matière élastiquement déformable.Une coupelle 24 coiffe cet empilage et la bascule est reliée au patin par un boulon 26 dont la tête 27 prend appui sur le bloc 22 et qui traverse ledit bloc 22, la platine 15 (ou 16i avec un jeu suffisant à travers un ajour central 28, le bloc 23 et la coupelle 24 pour venir se visser sur la semelle du patin. Un écrou 29 interposé entre la coupelle 24 et la semelle du patin permet de boquer, après réglage, la précontrainte des blocs tubulaires. De façon connue, l'inclinaison latérale de la semelle du patin entratne le braquage des trains de roulement avec déformation des blocs tubulaires et rotation des pivots 17 et 18. Les prolongements des axes des pivots 17 et 18 convergent vers le bas entre les deux trains et de ce fait, les trains pivotent dans des sens opposés. Lorsque la semelle du patin reprend sa position initiale parallèle au plan de roulement, les blocs 22 et 23 reprennent élastiquement leur forme première et les essieux 10 et 11 sont ramenés dans leur position perpendiculaire au plan longitudinal de symétrie. I1 faut encore noter que l'élasticité des blocs 22 et 23, jointe au mode de guidage des pivots 17 et 18, assure une certaine suspension élastique qui permet l'absorption de petits obstacles sans vibration ni blocage. Selon l'invention, pour que le retour des essieux dans leur direction initiale s'effectue de façon très précise lorsque la contrainte sur la semelle cesse, les surfaces en contact des différents éléments de l'empilage constitué par la tête du boulon 26, le bloc 22, la platine 15 (ou 16) et le bloc 23, sont tronconiques (comme représenté) ou en forme de zones sphériques. I1 est à noter que cette disposition qui assure un rappel directionnel précis, permet de réduire le serrage des blocs 22 et 23, ce qui améliore l'élasticité de la suspension. Les blocs 22 et 23 peuvent être moulés avec des résines plastiques. I1 est avantageux de prévoir des duretés shore différentes, c'est à dire très dure bien que déformable pour le bloc 22 en contact avec la tête de boulon 27 et plus souple et très élastique pour le bloc 23 disposé entre la coupelle et la platine. Pour avoir une bonne stabilité directionnelle, il faut que les deux trains soient tirés, c'est à dire que le prolongement de l'axe du pivot 17 (ou 18) coupe le plan vertical passant par l'essieu correspondant 10 (ou 11) en un point situé en dessous dudit essieu pour le train avant et au-dessus pour le train arrière. I1 est toutefois possible d'avoir des blocs 22 et 23 indentiques à l'avant et à l'arrière en prenant soin de prévoir pour la platine 15 avant, des manchons 30 et 31 d'implantation pour le pivot et pour l'essieu situés respectivement à l'avant et à l'arrière, et pour pour la platine arrière 16, des manchons 32 et 33 situés tous deux à l'arrière, comme cela est représenté à la figure 1. A la figure 3, on a représenté un patin avec des bascules dont la platine 37 comporte deux manchons 34 et 35 pour l'implantation de l'essieu disposés de part et d'autre du plan diamètral du pivot 36 parallèle à 11 essieu et étant sensiblement équidistants de l'axe de l'ajour de la platine. I1 est clair que les deux trains avant et arrière sont interchangeables par retournement et déplacement de l'essieu d'un manchon dans l'autre. On obtient ainsi des trains réalisés avec des pièces identiques pour l'avant et pour l'arrière, ce qui permet une réelle économie, tant à la fabrication qu'au stockage. Notons encore que le manchon 34, inoccupé dans le train avant permet la fixation d'un frein avec une simple broche. En outre, ce mode de réalisation permet d'équiper l'un au moins des trains avec deux essieux portant chacun deux roues avec des voies égales ou différentes et de diamètres égaux ou différents, pour constituer un véritable bogie, ce qui détermine une meilleure répartition de la charge et une plus grande stabilité à vitesse élevée. On peut également concevoir un patin avec un bogie à l'avant ou à l'arrière et une seule roue à l'opposé. Des modifications peuvent etre apportées quant a la forme et à l'emplacement des divers organes, sans pour autant sortir du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1) Train orientable de véhicule dont le braquage est commandé par le déplaeemen't du centre de gravité de l'usager et qui comprend, d'une part, une bascule rigide (13) portant l'axe de liaison (10) des organes porteurs (12), un pivot (18) orthogonal audit axe et présentant une platine (15) parallèle à l'axe de liaison et, d'autre part, une fixation sur la face inférieure du véhicule, constituée par un boulon à tête (26) vissé sur cette face après avoir traversé un premier bloc tubulaire (22) en matière élastiquement déformable, la platine (15) à travers un ajour (28) avec un Jeu suffisant, un second bloc élastiquement déformable (23) et une coupelle de basc 24), caractérisé en ce que les surfaces de portée de deux éléments successifs de l'empilage constituant la fixation, à savoir, la tête (27) du boulon (26), les deux portées du bloc (22), les deux portées de la platine (15) entourant l'ajour (28) et la face de portée du bloc (23) sont tronconiques ou en forme de zones sphériques. 2) Train orientable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux blocs déformables (22) et (23) d'une même fixation présentent des duretés shore différentes, le bloc (22) recevant la tête (27) de boulon étant plus dur bien que déformable et le bloc (23) restant plus souple et plus élastique. 3) Véhicule comportant deux trains orientables dont le braquage est commandé par le déplacement du centre de gravité de l'usager et qui comprend, d'une part, une bascule rigide (13) portant l'axe de liaison (10) des organes porteurs (12), un pivot (18) orthogonal audit axe et présentant une platine (15) parallèle à l'axe de liaison et, d'autre part, une fixation sur la face inférieure du véhicule constituée par un boulon à tête (26) vissé sur cette face après avoir traversé un premier bloc tubulaire (22) en matière élastiquement déformable, la platine (15) à travers l'ajour (28) avec un Jeu suffisant, un second bloc élastiquement déformable (23) et une coupelle de base (24), caractérisé en ce que, pour le train avant, le prolongement de l'axe de pivotement (17) coupe le plan vertical passant par l'axe de liaison (10) des organes porteurs (12) en dessous dudit axe et les implantations (30) du pivot et (31) de l'axe de liaison sur la platine (15) sont situées, respectivement, à l'avant et à l'arrière de ladite platine, tandis que pour le train arrière, le prolongement de l'axe de pivotement (18) coupe le plan vertical passant par l'axe de liaison (11) des organes porteurs au-dessus dudit axe et les implantations (32) du pivot et (33) de l'axe de liaison sur la platine (16) sont situées toutes les deux à 17arrière de la platine. 4) Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que tous les éléments constituant un train orientable, à l'exception de la bascule, sont identiques à l'avant et à l'arrière. 5) Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque platine, avant et arrière, comporte deux manchons (31) et 35) pour l'implantation de l1axe de liaison des organes porteurs, disposés de part et d'autre du plan diamétral du pivot (36) parallèle à l'axe de liaison et étant sensiblemènt équidistants de l'axe de l'ajour de la platine. 6) Véhicule selon la revendication 5 et destiné à recevoir des roulettes comme organes porteurs, caractérisé en ce que pour au moins l'un des trains, la platine (37) reçoit un essieu dans chacun de ses manchons (34 et 35) de manière à constituer un bogie, le diamètre et la voie des roulettes équipant un essieu pouvant être différents de ceux des roulettes équipant l'autre essieu. 7) Patin à roulettes selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le manchon avant (34) de la platine avant constitue le logement d'une broche permettant de fixer un frein sur le train orientable.