Brevet FR2683488A1 — publié le 19930514

i 2683488 La présente invention concerne un dispositif de suspension pour véhicule Elle est en outre relative à un type spécifique de suspension qui facilite le mouvement du véhicule sur les obstaclesr les terrains accidentés ou lors de l'escalade de marches et de bordures. La présente invention peut s'appliquer, et est destinée à l'être, à des véhicules à moteur, des véhicules tractés, des véhicules entraînés par la force de l'homme et des robots Des applications typiques concernent les diables, les véhicules de secours, les véhicules amphibies, les suspensions de robots mobiles, les fauteuils roulants, etc. La présente invention a pour objet principal un agencement permettant à un véhicule d'être entraîné sur les obstacles rencontrés éventuellement sur son trajet, tels que des gros cailloux dans une allée ou dans une zone non pavée, ou des marches que l'on veut faire escalader à un landau ou à une poussette. L'objet précédent ainsi que d'autres objets apparaîtront plus clairement au fur et à mesure de la description suivante. Selon la présente invention, plusieurs rouleaux sont montés sur un élément avec le même écartement entre eux, chacun étant situé à la même distance du centre de l'élément Chaque rouleau peut tourner autour d'un axe de rotation passant par son centre L'élément tourne autour d'un axe de rotation passant par son centre. Dans une réalisation possible, ledit élément comprend plusieurs rayons, chaque rouleau étant monté sur un rayon Ainsi, on appelera cet élément "système de rayons" Selon un mode de réalisation préféré, un système de rayons comporte 4 ou 3 rayons Le dispositif de suspension comporte en outre un corps de came, définissant un trajet pour les rouleaux; au moins un rouleau est engagé dans le corps à tout instant, des rouleaux différents étant engagés lors de la rotation du système de rouleaux. Lorsque le véhicule est en mouvement sous l'effet de la rotation du système de rayons, l'axe de 2 2683488 rotation de ce dernier est déplacé vers le haut et vers le bas (et également dans le sens de déplacement du véhicule). Lorsqu'un rouleau traverse le corps de came, ce dernier est amené à se déplacer, par rapport à l'axe de rotation du système de rayons, vers le haut ou vers le bas En dépit de ce déplacement relatif, le corps est conçu pour se trouver à une élévation presque constante par rapport au sol à un instant quelconque Le poids du véhicule est supporté par le corps Par conséquent, si le véhicule se meut sous l'effet de la rotation des rayons, il subit un déplacement vertical minimal par rapport au sol. Selon un mode de réalisation préféré, une roue est montée sur chaque rayon pour permettre le roulement du dispositif de suspension sur les roues Dans des réalisations différentes, les rouleaux eux-mêmes peuvent ou non agir à titre de roues. Un véhicule peut être équipé d'un ou plusieurs dispositifs de suspension selon la présente invention. La présente invention s'applique à des véhicules motorisés, des véhicules tractés, des véhicules entraînés par la force de l'homme et des robots. Un véhicule équipé de suspensions selon la présente invention peut avoir plusieurs modes de mouvement qui dépendent du profil de la route du véhicule et du fait que les rayons sont équipés ou non de roues. Lorsque le trajet ne comporte pas d'aspérités, chaque dispositif de suspension peut rouler sur une ou sur deux roues, comme dans le cas du mouvement d'un véhicule normal équipé de roues Si les roues ne sont pas montées, le véhicule peut se déplacer sous l'effet de la rotation du système de rayons, le corps de came maintenant le véhicule à une élévation presque constante par rapport au sol. Lorsqu'il rencontre un obstacle stoppant la roue en roulement, le système de rayons tournera et passera l'obstacle par le dessus, le mouvement vertical du centre de gravité du véhicule étant plus petit que dans le cas du roulement sur une roue. 3 2683488 Lorsqu'il rencontre une marche, le système de rayons roulera autour du bord de la marche. Lors d'un déplacement dans des terrains boueux ou sablonneux, le roulement du système de rayons peut avoir une action de barbotage, facilitant le mouvement du véhicule. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joint, dans lesquels: la figure 1 est un dessin schématique d'un dispositif de suspension selon la présente invention (comportant quatre rayons); la figure l A est une projection de côté du dessin de la figure 1; la figure 2 est une vue schématique avant d'un dispositif de suspension selon la présente invention, comportant une roue motrice pour entraîner les roues; la figure 2 A est une projection de côté du dessin de la figure 2; la figure 3 est une vue de côté du déplacement d'un diable, comportant des dispositifs de suspension à 2, 3 rayons, selon la présente invention, juste avant de franchir un escalier; la figure 4 est une représentation schématique d'une vue de côté d'un petit véhicule tout terrain, comportant quatre dispositifs de suspension selon la présente invention, avec des roues motrices et des systèmes de rayons. Les figures 1 et l A représentent un dispositif de suspension selon la présente invention, qui comporte quatre rayons En figure 1, on a enlevé des composants 13 et 14 décrits ultérieurement pour rendre la figure plus claire. Dans ce mode de réalisation spécifique de l'invention, chaque rayon 1 est équipé d'une roue 2 et d'un rouleau 3 Le système de rayons peut tourner autour d'un axe 4 supporté par un élément 5. Lorsque le système de rayons tourne autour de l'axe 4, les rouleaux s'engagent dans un trajet en forme de came ménagé dans un corps de came 6 et le quittent Un composant 14 relie les partie supérieure et inférieure du corps de came Au moins un rouleau est toujours engagé dans le corps de came 6 Deux rouleaux ne sont engagés dans le corps de came que lorsqu'ils se trouvent à ses extrémités comme cela est représenté en figure 1. Lorsqu'un rouleau est animé d'un mouvement de roulement dans le corps 6, la distance entre le corps 6 et l'axe 4 varie Le mouvement du corps 6 est limité seulement à un déplacement vertical A cet effet, le corps 6 est muni de barres coulissantes 7 qui peuvent glisser dans des guides 8 reliés à l Télément 5 au moyen d'une partie 13, limitant le mouvement du corps de came à un déplacement vertical La masse principale du véhicule est supportée sur le corps de came par l'intermédiaire d'une partie 9 Le corps de came 6 peut être réalisé de façon que les changements de son élévation par rapport au sol, lors de la rotation du système de rayons autour de l'axe 4, soient pratiquement négligeables, rendant minimale la force nécessaire pour exécuter le déplacement du véhicule sous l'effet de la rotation du système de rayons. S'agissant du corps de came comme corps à élévation constante, sa réalisation dépend du nombre de rayons, du diamètre des rouleaux, de la longueur des rayons et de la distance des rouleaux par rapport à l'axe 4. L'étude d'un corps de came à élévation constante peut être effectuée graphiquement en dessinant une série de rayons avec leurs rouleaux, qu'on fait tourner autour de l'axe 4 et, pour chaque dessin de cette sorte, en ajoutant un dessin du corps de came qu'on déplace horizontalement avec l'axe 4. Le tracé graphique des rouleaux qu'on obtient ainsi sur le corps de came constitue le trajet du corps. Pour certaines applications, dans lesquelles le dispositif de suspension doit être supporté sur une roue (par exemple, pour obtenir une meilleure manoeuvrabilité), la distance verticale entre la partie centrale 10 du corps de came et sa partie latérale 11 peut être plus grande que dans un corps de came à élévation constante De cette façon, le 2683488 système à quatre rayons sera plus stable par rapport à une rotation autour de l'axe 4 avec support sur une roue. Les figures 2 et 2 A représentent un dispositif de suspension motorisé selon la présente invention, qui comporte quatre rayons, au moment o il roule sur une roue. En figure 2, les parties 13 et 14 ont été enlevées pour rendre la figure plus claire On remarquera que par rapport à la figure 1, l'élévation du corps de came 6 par rapport au sol n'a pas changé, bien que le corps se soit déplacé par rapport aux guides 8. Chacune des roues 2 peut être actionnée, freinée et commandée séparément à partir du système de rayons, en utilisant des roues motrices 12 qui sont reliées rigidement aux roues 2 Le système de rayons peut être actionné, freiné, commandé ou fixé dans un angle spécifique (comme en figure 2) par l'axe d'entraînement 4. En figure 2, on a représenté une roue de commande 21, ayant le même centre que l'axe 4, qui est en contact simultané avec toutes les roues motrices 12 pour les commander. La figure 3 représente dans une vue de côté le déplacement d'un diable équipé de deux dispositif de suspension à trois rayons selon la présente invention, juste avant de rencontrer un escalier Dans cette figure on n'a représenté que le système de rayons et le corps de came Le diable 36 et le manche 37 sont solidaires et peuvent tourner autour d'un axe 38 qui est relié au corps de came 33 Lors d'un déplacement sur un trajet exempt d'aspérités, le dispositif de suspension peut prendre n'importe quelle position Dans le dessin, on a représenté une position 31. Dans la position 31, le dispositif se déplace sur des roues 41 et 43 et le corps de came 33 est supporté par le rouleau se trouvant sur le même rayon 40 que la roue 42. Lorsqu'on tracte le véhicule équipé de cette suspension (vers la droite de la figure) dans la direction des marches et que la roue 41 ne peut aller plus loin, les rayons tourneront autour de l'axe 34 pour prendre la position 32 La poursuite de la traction provoquera la 6 2683488 rotation de l'ensemble qui roulera sur les roues 42 et 41 autour du bord de l'escalier. Ce dessin n'a été fait qu'à une échelle grossière, représentant une marche d'une hauteur h de 17,5 cm Ce dispositif de suspension peut s'immobiliser sur une marche d'une largeur 1 inférieure à 23 cm Vers cette réalisation spécifique, le rayon des roues ( 41, 42 et 43) est de 7 cm et la longueur des rayons de 9 cm Le corps de came diminue le mouvement vertical du véhicule (à cause d'une rotation éventuelle du système de rayons sur une route horizontale) de 4,5 cm en l'absence du corps de came à moins de 0,5 cm en présence de ce corps de came. La figure 4 est une vue de côté d'un petit véhicule motorisé tout terrain, équipé des dispositifs de suspension de la figure 2 (on a enlevé les parties 13 et 14 pour rendre la figure plus claire) et se déplaçant sur un trajet accidenté 48 Dans ce mode de réalisation de l'invention, chacune des roues et les systèmes de rayons sont entraînés séparément Le châssis 45 du véhicule est relié aux parties 9 au moyen d'axes 46 et 47, ce qui permet de diriger tous les dispositifs de suspension. Lorsque le véhicule ne peut pas se déplacer sous l'effet du roulement de ses roues, comme cela est représenté en figure 4 dans laquelle on suppose un déplacement vers la gauche, le système de rayons tourne et les roues roulent autour de l'obstacle Toutes les roues sont entraînées et freinées ensemble au moyen de la roue de commande 21, la puissance étant transférée aux roues 2 au moyen des roues motrices 12 La figure 4 a été dessinée à l'échelle indiquée Dans ce dessin, les roues ont un diamètre de 24 cm et la distance entre les centres de rouleaux opposés est de cm Lorsque ce système se déplace sur une surface exempte d'aspérités sous l'effet de la rotation des rayons, le déplacement vertical de l'axe des rayons est supérieur à 5,8 cm, mais le mouvement vertical de la partie 9 et avec lui le déplacement du véhicule, est inférieur alors à 0,5 cm, le petit saut se produisant lorsqu'un nouveau rouleau s'engage dans le corps de came Avec une telle réalisation, ce véhicule peut être entraîné sur des marche de 40 cm. 8 2683488 REVENDICATIONS 1 Dispositif de suspension pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: un système de rayons ( 1) destiné à tourner dans un plan vertical autour d'un axe de rotation ( 4) passant par son centre; plusieurs rouleaux ( 3) étant montés sur le système de rayons, tous étant situés à la même distance du centre du système de rayons, et à un angle constant les uns des autres par rapport au système de rayons; un corps de came ( 6) destiné à guider les rouleaux, lorsque ceux-ci passent dans son intérieur, ledit corps supportant le véhicule; un corps supporté par l'axe de rotation du système de rayons, ce corps étant muni de moyens de guidage ( 8), le moyen de guidage limitant le mouvement du corps de came à un déplacement vertical par rapport au corps; 2 Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de came ( 6) est conçu pour maintenir son déplacement vertical à une faible valeur. 3 Dispositif de suspension selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: plusieurs roues ( 2) montées sur le système de rayons, chaque roue pouvant tourner autour d'un axe de rotation passant par son centre, toutes les roues étant montées à la même distance du centre de système de rayons, et étant disposées autour du système de rayons avec la même symétrie rotationnelle que les rouleaux ( 3). 4 Dispositif de suspension selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre: un moyen de roue motrice ( 12) relié à chacune des roues ( 2), chaque moyen de roue motrice transférant l'énergie à chacune des roues. Dispositif de suspension selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: 9 2683488 un moyen de roue de commande ( 21), ce moyen pouvant tranférer l'énergie à tous les moyens de roue motrice ( 12).