Brevet FR2706547A1 — publié le 19941223

La présente invention a pour objet un procédé d'articulation entre deux éléments rigides, et qui est plus particulièrement destiné à faire varier la hauteur relative entre un châssis de véhicule. ou de machine et au moins un organe, tel que roue, hélice, outil agricole, etc... dont est pourvu ledit véhicule ou ladite machine. L'invention concerne également les ensembles pour la mise en oeuvre de ce procédé ainsi que les véhicules et machines équipés de tels ensembles. Dans la suite, on se réfèrera aux véhicules amphibies mais il est bien entendu qu'il ne s'agit là que d'un exemple de mise oeuvre particulier de l'invention parmi de nombreux autres possibles. Dans les véhicules amphibies actuellement connus, lorsque l'on passe de l'utilisation "sur terre" à l'utilisation "sur eau", on n' escamote pas les roues de sorte qu'elles font saillie à l'extérieur de la coque qu'est devenu le châssis et qu'il en résulte un effet de traînée nuisible. On sait cependant faire varier la hauteur relative du châssis d'un véhicule par rapport à ses roues, autrement dit "la garde au sol", en jouant sur les amortisseurs du véhicule qui servent alors de vérins de levage. Cependant, lorsque le véhicule est ainsi en position haute, la fonction d'amortissement desdits amortisseurs est très réduite. L'un des buts de la présente invention est de faire varier la position relative des roues par rapport au châssis sans mettre les amortisseurs du véhicule à contribution. Un autre but de l'invention est de permettre l'escamotage total d'un organe, tel que roue ou hélice, hors des périodes d'utilisation. Ces buts sont atteints en ce sens que l'invention propose un procédé d'articulation d'un premier élément rigide (qui correspond, dans l'exemple pris, audit châssis) par rapport à un second élément rigide (qui correspond, dans ce même exemple, à un bras dont dépend une roue) monté articulé sur ledit premier élément et susceptible d'occuper diverses positions angulaires par rapport audit premier élément sous l'effet d'un moyen moteur solidaire dudit premier élément, caractérisé en ce que l'on crée, dans la courbe d'effort délivré par le moyen moteur, en fonction de l'angle de pivotement d'un arbre entraîné par ledit moyen moteur, dit "arbre moteur", au moins deux zones d'effort maximum, ou "pics", où la pente de ladite courbe s'inverse, zones à chacune desquelles correspond une position angulaire relative instable dudit second élément par rapport au premier et de part et d'autre de laquelle sont créées deux positions angulaires stables. Ces deux positions angulaires stables correspondent respectivement, à la position "roues relevées ou escamotées", propre à la navigation, et "roues abaissées" propre à la circulation. Chaque position angulaire stable correspond, dans ladite courbe d'effort, à une zone d'effort minimum, ou "cuvette", où la pente de la courbe s'inverse. On comprend que de telles cuvettes correspondent à des positions stables puisque que tout système a naturellement tendance à se maintenir dans, ou à revenir vers, un situation d'effort minimum. Dans un mode de mise en oeuvre préféré, l'une au moins des zones d'effort minimum est créée, dans ladite courbe, au voisinage immédiat d'un desdits pics, avec pour résultat une plus courte transition entre la position instable et la position stable. De préférence, chaque zone angulaire stable correspond à une mise en butée mécanique, comme on le verra plus loin. L'ensemble pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans l'application évoquée plus haut, comprend, d'une part, un composant (disque ou levier) monté rotatif autour dudit arbre moteur, lequel composant sert de support à au moins un axe, dit premier axe, monté à l'écart dudit arbre moteur et, d'autre part, une bielle articulée à l'une de ses deux extrémités autour dudit premier axe et à son autre extrémité autour d'un second axe monté sur un levier solidaire dudit bras articulé sur ledit châssis et supportant ledit organe (tel qu'une roue) dont la hauteur relative, par rapport audit châssis, est à faire varier, la position relative des deux axes et de l'arbre moteur déterminant cette hauteur. L'alignement des extrémités de ladite bielle et dudit arbre moteur correspond à un pic dans ladite courbe. Dans une forme d'exécution particulière de l'invention, ledit composant rotatif sert de support à deux axes diamétralement opposés, dits chacun "premier axe", et sur chacun desquels est articulée l'une des extrémités d'une bielle dont l'autre extrémité est articulée autour d'axes, dits chacun "second axe", et monté chacun sur un levier solidaire d'un bras articulé sur le châssis et supportant un organe dont la hauteur relative, par rapport audit châssis, est à faire varier, de sorte la rotation du composant rotatif commande simultanément la hauteur relative de deux organes. Avantageusement, l'ensemble selon l'invention est associé à un ensemble identique, les composants rotatifs appartenant respectivement aux deux ensembles pouvant être soumis simultanément ou séparément audit moyen moteur de sorte que la hauteur relative de deux organes ou de deux paires d'organes peut être variée simultanément ou séparément. Les organes seront avantageusement manoeuvrés simultanément s'il s'agit de roues d'un véhicule amphibie que l'on pourra ainsi escamoter ou remettre en service simultanément. On peut également envisager de manoeuvrer simultanément les roues de l'un des deux côtés seulement d'un véhicule pour augmenter la garde au sol d'un seul côté et compenser ainsi la pente transversale à la direction de déplacement du véhicule lorsque l'on circule sur une piste en devers. On peut également coupler l'escamotage des roues d'un véhicule amphibie et la descente d'une hélice et, inversement, l'escamotage de l'hélice et la descente des roues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un véhicule amphibie selon l'invention, en position "sur terre", - -la figure 2 représente le véhicule de la figure 1 en position "sur eau", - la figure 3 est un schéma illustrant la capacité de franchissement maximale du véhicule selon les figures 1 et 2 sur terre", - les figures 4a-f sont des schémas illustrant les positions relatives possibles d'une roue par rapport au châssis, - la figure 5 est une courbe de l'effort en fonction de la position de l'arbre moteur. Comme on le voit d'après les figures 1 et 2, le véhicule amphibie selon l'invention comporte un châssis 1 et deux paires de roues avant 2 et arrière 3. Le véhicule est également pourvu d'une hélice 4 portée par un support approprié 5. A la figure 1, le véhicule est en position "sur terre". Autrement dit, l'hélice 4 et son support 5 sont relevés et reçus dans une cavité ménagée à cet effet dans le châssis 1, tandis que les roues 2 et 3 se projettent depuis ledit châssis 1 et sont en contact avec le sol S. Le tracé 2a montre une position intermédiaire des roues 2 en cours d'escamotage et le tracé 2b la position d'escamotage stable qui correspond à la situation de la figure 2. La position 2d montre elle, une position de garde au sol maximale. A la figure 2, le véhicule est en position "sur eau". Cette fois, l'hélice 4 et son support 5 sont abaissés et les roues 2 et 3 sont escamotées et reçues dans des cavités ménagées à cet effet dans le châssis 1. On voit que, dans cette position, les roues ne nuisent aucunement au profil de la coque d'embarcation qu'est devenu -le châssis 1 et qui flotte sur l'eau E. La figure 3 montre une position que peuvent prendre les roues avant 2 et arrière 3 du véhicule sur sol accidenté S. La roue 2 est montée rotative autour d'un axe 14 supporté par l'une des extrémités d'un bras 6 dont l'autre extrémité est articulée en 7 sur le châssis 1. Le bras 6 est soumis à un levier 8 lui-même monté pivotant autour d'un axe 9. Cet axe 9 est supporté par l'une des extrémités d'une bielle 10 dont l'autre extrémité est articulée autour d'un axe 11 supporté par un disque 12 monté rotatif autour d'un axe 13 dit "arbre moteur". La bielle 10 intègre un amortisseur 16. Le montage de la roue 3 est le même, les différences pièces étant désignées par les mêmes références suivies du signe prime. Sur la roue avant 2, l'amortisseur 16 est comprimé, tandis que l'amortisseur 16' de la roue arrière 3 ne l'est pas. Cela montre que les capacités des amortisseurs sont indépendantes de la garde au sol du véhicule selon l'invention. Comme il ressort encore de la figure 3, une paire de butées 15 est prévue sur la bielle 10, butées qui sont adaptées à coopérer avec l'arbre moteur 13 comme on le verra plus loin. Ces butées peuvent être réalisées par exemple, chacune, sous la forme d'un ensemble de relief et creux appariés prévus respectivement sur la bielle 10 et sur l'arbre moteur 13, ou inversement, ledit relief étant de préférence garni d'un matelas élastique. A la figure 4a, la roue 2 est en position d'escamotage stable : cette stabilité résulte du fait que l'axe 11, dit "premier axe" dans l'introduction de la présente description, est situé au-dessous de la droite XX'joignant le second axe 9 et l'arbre moteur 13, la perpendiculaire abaissée depuis ledit premier axe 11 sur ladite droite XX' l'intersectant à l'extérieur du segment délimité par lesdits second axe 9 et arbre moteur 13, et l'arbre moteur 13 étant situé entre le second axe 9 et ledit point d'intersection. Il en résulte un blocage par effet de genouillère. Cette position correspond à un minimum d'effort se traduisant par la présence d d'une inversion dans la pente de la courbe de l'effort en fonction de la position angulaire de l'arbre moteur 13, comme on le voit à la figure 5. Plus précisément, la pente de la courbe d'effort qui est au départ verticale, passe par un minimum à la rupture de la butée. On comprend que, dans cette position qui est la même que celle de la figure 2 (véhicule en état de navigation), la masse de la roue tend à entraîner en rotation le bras 6 et le levier 8 et que le levier 8 exerce, de ce fait, une traction sur la bielle 10. La direction de cette traction passe par les deux points de fixation de la bielle 10, ctest-à-dire par les deux axes 9 et 11 et l'effet de traction met le système en butée. Si l'on fait tourner le disque 12 dans le sens de la flèche, on arrive à la position illustrée à la figure 4b : la roue 2 est "sur-escamotée". Cette position est une position d'équilibre précaire car elle correspond à un alignement de l'axe 9, de l'arbre moteur 13 et de l'axe 11, dans cet ordre, ce qui, dans la courbe de l'effort, correspond à un pic, comme on le voit à la figure 5. De part et d'autre de ce pic, la courbe est symétrique par rapport à la perpendiculaire abaissée sur l'abscisse. Le système ne demande qu a quitter cette position pour passer à une situation d'effort moindre. Si l'on poursuit la rotation du disque 12 pour ramener le véhicule dans l'état représenté à la figure 1, c' est-à-dire en état de circulation sur terre, on passe tout d'abord par la situation illustrée à la figure 4c qui montre l'abaissement des roues jusqu' à venir en contact avec le sol S, puis à la situation illustrée la figure 4d qui montre le relevage du châssis. Cette position est, comme précédemment et pour la même raison, une position d'équilibre précaire : elle correspond à un alignement des deux axes et de l'arbre moteur, mais cette fois dans l'ordre 9, 11 et 13, ce qui, dans la courbe de l'effort, correspond à un deuxième pic asymétrique, comme on le voit à la figure 5. Là encore, le système ne demande qu'à quitter cette position pour passer à une situation d'effort moindre qu'il atteint (Figure 4e) lorsque se poursuit la rotation du disque 12 : le premier axe 11 est alors situé au-dessous de la droite XX' joignant le second et axe 9 et l'arbre moteur 13, la perpendiculaire abaissée depuis ledit premier axe 11 sur ladite droite XX' intersectant le segment délimité par lesdits second axe 9 et arbre moteur 13. Cette position de la figure 4e correspond à une cuvette dans la courbe comme on le voit à la figure 5. Dans cette position, c'est la masse du châssis qui entraîne en rotation le bras 6 et le levier 8, d'où il résulte que le levier 8 met la bielle 10 en compression, laquelle bielle vient en butée mécanique 15 sur l'arbre moteur 13. La figure 5 montrer en outre, une position 4f qui ne correspond à aucune figure 4 mais qui a pour but d'illustrer l'effet, sur la courbe de l'effort, de l'écrasement du matelas élastique garnissant la butée. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'articulation d'un premier élément rigide (1) par rapport à un second élément rigide (6) monté articulé sur ledit premier élément (1) et susceptible d'occuper diverses positions angulaires par rapport audit premier élément (1) sous l'effet d'un moyen moteur solidaire dudit premier élément (1), caractérisé en ce que l'on crée, dans la courbe d'effort délivré par le moyen moteur, en fonction de l'angle de pivotement d'un arbre (13) entraîné par ledit moyen moteur, dit "arbre moteur", au moins deux zones d'effort maximum, ou "pics", où la pente de ladite courbe s inverse, zones à chacune desquelles correspond une position angulaire relative instable dudit second élément (6) par rapport au premier(l) et de part et d'autre de laquelle sont créées deux positions angulaires stables. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque position angulaire stable correspond, dans ladite courbe, à une zone d'effort minimum, ou "cuvette", où la pente de la courbe s'inverse. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une zone d'effort minimum est créée, dans ladite courbe, au voisinage immédiat d'un desdits pics. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que à une zone angulaire stable correspond une mise en butée mécanique (15,13). 5 Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 à la réalisation d'un ensemble permettant de faire varier la hauteur relative entre un châssis (1) de véhicule ou de machine (lequel châssis forme ledit premier élément rigide) et au moins un organe, tel que roue (2,3), hélice (4), outil agricole, etc., dépendant d'un bras (6,6',5) (lequel bras forme ledit second élément rigide). 6 - Ensemble pour l'application selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, un composant (12) entraîné en rotation par ledit arbre moteur (13), lequel composant rotatif sert de support à au moins un axe (11,11'), dit premier axe, monté à l'écart de l'arbre moteur (13) et, d'autre part, une bielle (10,10') articulée à l'une de ses deux extrémités autour dudit premier axe (11,11') et à son autre extrémité autour d'un second axe (9,9') monté sur un levier (8,8') solidaire dudit bras (6,6') articulé sur ledit châssis (1) et supportant ledit organe (2,3) dont la hauteur relative, par rapport audit châssis (1), est à faire varier, la position relative des deux axes (9,11; 9',li') et de l'arbre moteur (13) déterminant cette hauteur. 7 - Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que le composant rotatif (12) sert de support à deux axes (11,11') diamétralement opposés, dits chacun "premier axe", et sur chacun desquels est articulée l'une des extrémités d'une bielle (10,10') dont l'autre extrémité est articulée autour d'axes (9,9'), dits chacun "second axe", et monté chacun sur un levier (8,8') solidaire d'un bras (6,6') articulé sur le châssis et supportant un organe (2,3) dont la hauteur relative, par rapport audit châssis (1), est à faire varier, de sorte la rotation du composant rotatif (12) commande simultanément la hauteur relative de deux organes (2,3). 8 - Ensemble selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est associé à un ensemble identique, les composants rotatifs appartenant respectivement aux deux ensembles pouvant être soumis simultanément ou séparément audit moyen moteur de sorte que la hauteur relative de deux organes ou de deux paires d'organes peut être variée simultanément ou séparément. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 appliqué à la manoeuvre de l'ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'alignement des extrémités de ladite bielle (10,10') et dudit arbre moteur (13) correspond à un pic dans ladite courbe. 10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste, pour faire passer l'organe (2) en position relevée stable par rapport au châssis (1), à positionner le premier axe (11) au-dessous de la droite (XX') joignant le second axe (9) et l'arbre moteur (13), la perpendiculaire abaissée depuis ledit premier axe (11) sur ladite droite (XX') l'intersectant à l'extérieur du segment délimité par lesdits second axe (9) et arbre moteur (13), et le arbre moteur (13) étant situé entre le second axe (9) et ledit point d'intersection. 11 - Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il consiste, pour faire passer l'organe (2) en position abaissée stable par rapport au châssis (1), à positionner ledit premier axe (11) au-dessous de la droite (XX') joignant le second axe (9) et ledit arbre moteur (13), la perpendiculaire abaissée depuis ledit premier axe (11) sur ladite droite (XX') intersectant le segment délimité par lesdits second axe (9) et arbre moteur (13). 12 - Véhicule ou machine équipé d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 8.