Brevet FR2714347A1 — publié le 19950630

DISPOSITIF DE FREINAGE CONTROLE POUR ENGIN DU TYPE A CHENILLE La présente invention concerne le domaine technique général des véhicules ou engins munis de skis à l'avant et tractés par une chenille et appelés couramment motoneiges ou scooter des neiges. L'objet de l'invention vise, plus particulièrement, les dispositifs de freinage équipant de tels engins à chenille. D'une manière classique, un tel engin comporte une structure porteuse délimitant un tunnel pour le passage d'une chenille entraînée en rotation à l'aide d'un moteur en général thermique placé à l'avant du véhicule. L'engin est équipé d'un guidon permettant de manoeuvrer deux skis placés à l'avant du véhicule. La structure porteuse est recouverte d'une carrosserie aménagée pour présenter un siège de réception pour un ou plusieurs passagers. Généralement, un tel véhicule est équipé d'un système de freinage plus ou moins sophistiqué agissant directement sur la transmission de la chenille. L'utilisation d'un tel dispositif de freinage s'avère suffisante lorsque le véhicule est utilisé sur une voie de circulation plane ou présentant un léger dénivelé. Cependant, il est apparu le besoin de pouvoir également utiliser un tel engin sur des voies présentant des pentes relativement abruptes. Dans de telles conditions d'utilisation, il a été constaté que le dispositif de freinage agissant sur la chenille ne permet pas d'arrêter le véhicule qui glisse, aussi bien en montée qu'en descente, sur des pentes raides. Cet engin s'avère ainsi particulièrement difficile à contrôler, de sorte qu'il représente un réel danger pour le ou les passagers embarqués ou les personnes situées à proximité de la zone d'évolution des engins. Pour tenter de remédier à ce problème, il a été proposé de monter sur la motoneige un frein de sécurité indépendant du dispositif de freinage de la chenille et constitué d'une bêche montée à la partie avant de l'engin et sollicitée en pivotement par un ressort commandé. Après l'actionnement d'un bouton de commande, la bêche est libérée pour venir s'enfoncer dans le sol et stopper le véhicule. Si un tel dispositif permet d'arrêter le véhicule, il s'avère que ce dispositif ne permet pas d'arrêter le véhicule lorsque ce dernier glisse dans le sens de marche arrière. De plus, le relèvement de la bêche constitue une opération délicate à mener à bien, dans la mesure où la bêche est enfoncée dans le sol et doit être remontée à l'aide d'une manivelle. I1 a été proposé, dans l'état de la technique, une autre solution consistant à équiper chacun des skis avant de la motoneige, d'une bêche portée par une structure articulée commandée en déplacement par l'intermédiaire d'un câble pour assurer le positionnement des bêches dans des positions escamotées et de freinage pour lesquelles les bêches s'étendent respectivement en dessus et en dessous du plan d'extension des skis. Ce frein de sécurité présente l'inconvénient de ne pas pouvoir être replié facilement lorsqu'un obstacle, tel qu'une corde ou un morceau de bois, vient s'intercaler entre la bêche et le ski. Par ailleurs, ce frein de sécurité ne peut pas assurer sa fonction de freinage, lorsque le véhicule glisse dans le sens de marche s arnère. La présente invention vise donc à remédier aux divers inconvénients énoncés ci-dessus en proposant un dispositif de freinage destiné à équiper un engin à chenille, le dispositif de freinage étant indépendant de la transmission de la chenille et adapté pour fonctionner aussi bien en marche avant qu'en marche arrière. L'objet de l'invention vise, également, à proposer un dispositif de freinage conçu pour constituer un frein de sécurité, mais également pour assurer un freinage contrôlé de l'engin par le pilotage de l'appui des bêches, ces dernières présentant la faculté de s'escamoter pour éviter leur détérioration en cas de contact avec un obstacle. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le dispositif de freinage selon l'invention comporte au moins deux bêches portées chacune par une structure articulée commandée en déplacement pour assurer le positionnement des bêches dans des positions escamotée et de freinage pour lesquelles les bêches s'étendent respectivement en dessus et en dessous du plan d'extension de la chenille. Selon l'invention, le dispositif de freinage comporte - des structures articulées aménagées pour être fixées sur l'engin de part et d'autre de la chenille, - des organes moteurs assurant le déplacement des structures articulées et pilotés par un circuit de commande permettant de placer les bêches dans une position intermédiaire stable, à partir d'une position escamotée jusqu'à une position de freinage maximale et inversement, en vue d'obtenir un freinage contrôlé, - et au moins un dispositif adapté pour assurer l'escamotage accidentel de la ou des bêches sur laquelle ou sur lesquelles s'exerce un effort dépassant une valeur de seuil. L'objet de l'invention vise, également, à proposer un engin du type à chenille comportant un dispositif de freinage selon l'invention. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. Les fig. 1 et 2 sont des vues en élévation montrant un engin du type à chenille équipé d'un dispositif de freinage selon l'invention, respectivement en position escamotée et en position de freinage. Les fig. 3 et 4 sont des vues en coupe transversale prises sensiblement selon les lignes III-III et IV-IV respectivement des fig. 1 et 2. La fig. 5 est une vue, à plus grande échelle, d'un détail caractéristique du dispositif de freinage selon l'invention. La fig. 6 est un schéma simplifié montrant un exemple de réalisation d'un circuit de commande du dispositif de freinage selon l'invention. La fig. 7 est un schéma simplifié d'une autre variante de réalisation d'une caractéristique selon l'invention. Tel que cela apparaît plus précisément aux fig. 1 à 4, le dispositif de freinage 1 selon l'invention est destiné à équiper un engin ou un véhicule 2 équipé d'au moins une chenille 3 entraînée en déplacement par un moteur non représenté, mais généralement placé dans la partie avant de l'engin. Le véhicule 2 constitue, de préférence mais non exclusivement, un véhicule appelé habituellement motoneige ou scooter des neiges. Le véhicule 2 comporte une coque ou une carrosserie 4 aménagée pour délimiter, sur une partie longitudinale de l'engin, un tunnel 5 adapté pour recevoir partiellement la chenille 3. La carrosserie 4 est aménagée pour présenter, sur sa partie supérieure, un siège 6 de réception d'un ou de plusieurs passagers. D'une manière classique, la carrosserie 4 est conformée pour présenter un marchepied 7, de part et d'autre du tunnel en s'étendant à un niveau inférieur par rapport au siège 6. Le véhicule 2 comporte, également, un guidon 8 de manoeuvre pour des skis 9 montés à l'avant du véhicule. Tel que cela ressort plus précisément des fig. 3 et 4, le dispositif de freinage 1 selon l'invention comporte au moins un couple de structures articulées 13 supportant chacune un élément d'ancrage, de pénétration ou d'appui tel qu'une bêche 15 destinée à s'enfoncer dans le sol 17 sur lequel reposent la chenille 3 et les skis 9. Les structures articulées 13 sont aménagées pour être fixées sur l'engin 2, de part et d'autre de la chenille 3. De préférence, les structures articulées 13 sont fixées sur la face inférieure des marchepieds 7. Selon une variante préférée de réalisation, les structures articulées 13 sont placées sensiblement au niveau du centre de gravité de l'engin 2 considéré en pleine charge, c'est-à-dire avec son passager. Tel que cela ressort plus précisément sur les fig. 1 et 2, les structures articulées 13 s'étendent ainsi sensiblement à l'aplomb du siège 6 du véhicule. Dans l'exemple illustré plus précisément sur les fig. 1 à 5, chaque structure articulée 13 est constituée d'une paire de biellettes 18 dont une de leurs extrémités 19 est articulée, tandis que les extrémités opposées des biellettes 18 sont articulées sur un axe 21 sur lequel une bêche 15 est montée pivotante. La structure articulée 13 comporte, également, une bielle 22 dont une extrémité 23 est articulée, tandis que l'extrémité opposée est articulée autour d'un axe 24 porté par la bêche 15. La structure articulée 13 définit ainsi deux charnières délimitées respectivement par les biellettes 18 et la bêche 15 et la bielle 22 et la bêche 15. Selon une caractéristique préférée de l'invention, les extrémités articulées 19 et 23 des biellettes et de la bielle sont montées sur un support de montage 25 se présentant sous la forme d'une équerre destinée à être fixée sur la face inférieure du marchepied 7 et sur une partie intérieure de la face verticale de la carrosserie délimitant le tunnel 5. Dans la variante de réalisation illustrée, chaque bêche 15 est composée de deux leviers 26 réunis à leur partie inférieure par un plat 27 dans lequel est ménagée une entaille 28 en V laissant subsister deux dents de pénétration. Bien entendu, il peut être envisagé que les bêches 15 comportent un nombre différent de dents présentant une forme et une position relatives différentes de l'exemple illustré sur les dessins. Chaque structure articulée 13 est commandée en déplacement par un organe moteur 30 adapté pour assurer le positionnement des bêches 15 dans une position repliée ou escamotée représentée aux fig. 1 et 3, et dans une position de freinage représentée par les fig. 2 et 4. En position de freinage, les bêches 15 sont commandées pour s'étendre au-delà du plan d'extension de la chenille, considéré comme le plan d'appui de la chenille sur le sol 17. Dans l'exemple illustré sur les dessins, chaque organe moteur 30 est constitué par un vérin hydraulique à double effet dont le corps 31 est articulé sur le support 25. Le vérin 30 comporte une tige de piston 32 dont l'extrémité est articulée sur l'axe 21 portée par les biellettes 18. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes moteurs 30 sont pilotés par un circuit de commande 35 (fig. 6) permettant de placer les bêches 15 dans des positions intermédiaires stables à partir d'une position escamotée jusqu'à une position de freinage maximale et inversement, de manière à obtenir un freinage contrôlé. Dans l'exemple illustré, le circuit de commande 35 comporte un distributeur 36 pourvu, d'une part, d'une canalisation 37 reliée aux premières chambres 30a des organes moteurs 30 et, d'autre part, par une canalisation 38 aux secondes chambres 30b des organes moteurs 30. Le distributeur 36 est commandé pour permettre le raccordement des canalisations 37, 38 à un réservoir de fluide 40 et à une pompe hydraulique 41 pilotée par un moteur 42. Un interrupteur 44, dit de descente des bêches, permet de commander simultanément le distributeur 36 et le moteur 42 de la pompe, de manière à assurer l'alimentation en fluide des chambres 30a des vérins 30, en vue d'obtenir la sortie des bêches 15. Un interrupteur de commande 45, dit de montée des bêches, commande le moteur 42 et le distributeur 36, de manière à permettre l'alimentation en fluide des chambres 30b des vérins 30, en vue d'obtenir la rentrée des bêches 15. Selon une caractéristique de l'invention, les organes moteurs 30 assurent le déplacement des structures articulées 13 pour permettre le passage des bêches 15 d'une position extrême escamotée pour laquelle les bêches 15 sont sensiblement parallèles au plan d'extension de la chenille 3, à une position de freinage maximale pour laquelle les bêches forment un angle a de l'ordre de 135 par rapport au plan d'extension de la chenille, pris dans le sens contre-horaire, comme cela apparaît à la fig. 2. En position de freinage maximale, les bêches 15 sont orientées en direction de la partie avant du véhicule. La position de freinage maximale est déterminée soit par la mise en butée du piston contre la paroi transversale avant du corps, soit par une butée mécanique aménagée sur les structures articulées, soit par une commande déterminée agissant sur le circuit de commande 35. De préférence, pour obtenir un freinage maximal, chaque bêche 15 forme un angle a compris entre 90" et 115 et, de préférence, de l'ordre de 115 pour arrêter le véhicule se déplaçant selon le sens f1, et entre 65" et 90" et, de préférence de l'ordre de 65" pour stopper le véhicule se déplaçant selon le sens contraire f2. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de freinage 1 comporte au moins dispositif 50 adapté pour assurer l'escamotage accidentel de la ou des bêches 15 sur laquelle ou lesquelles s'exerce un effort dépassant une valeur de seuil. Le dispositif 50 évite ainsi une détérioration de la ou des bêches rencontrant un obstacle dur. De préférence, le dispositif 50 permet le retour de la ou des bêches 15 à leur position intermédiaire stable, dès que l'effort appliqué sur la ou les bêches est inférieur ou égal à la valeur de seuil. Dans l'exemple illustré, le dispositif 50 est constitué par un accumulateur hydropneumatique 51 monté sur la canalisation d'amenée 37 en parallèle avec les chambres 30a. L'accumulateur 51 comporte une chambre 52 reliée à la canalisation 37 et délimitée par une membrane déformable 53 sollicitée par un ressort 54 constitué, de préférence, par un gaz compressible. Bien entendu, il peut être envisagé de mettre en oeuvre d'autres moyens pour assurer l'escamotage des bêches. Ainsi, le dispositif 50 peut être constitué, dans le cas où les organes moteurs sont des vérins à simple effet, par les ressorts de rappel montés à l'intérieur du vérin et sollicitant le piston. Le fonctionnement du dispositif de freinage 1 selon l'invention découle directement de la description qui précède. Un appui sur les interrupteurs de commande 44, 45 permet de piloter la position de pénétration des bêches 15 par rapport au sol pour contrôler le freinage du véhicule, en vue d'obtenir un freinage progressif. Le dispositif selon l'invention offre également l'avantage de constituer un frein de sécurité ou d'urgence autorisant un arrêt rapide et complet du véhicule. A cet effet, les vérins 30 sont commandés par les interrupteurs 44, 45, de manière à placer les bêches 15 en position de freinage maximale, c'est-à-dire en formant un angle a de l'ordre de 65" ou de 115 respectivement pour l'arrêt du véhicule se déplaçant selon les flèches f2 et f,. Le véhicule est freiné d'une manière efficace dans la mesure où, par effet de coin, le dispositif de freinage augmente l'adhérence de la chenille grâce à l'accroissement de son appui sur le sol. Par ailleurs, lorsque le véhicule se déplace selon la flèche f1, il est à noter que si l'une et/ou l'autre des bêches 15 rencontre un obstacle, I'une et/ou l'autre des bêches 15 s'escamote dans le sens horaire (fig. 2), lorsque l'effort appliqué dépasse une valeur de seuil prédéterminée. L'escamotage accidentel de la ou des bêches 15 est obtenu pour une valeur de seuil qui est définie par la valeur de tarage du ressort 54 de la membrane qui se déforme à la suite de l'introduction de fluide dans la chambre 52 provenant des premières chambres 30a. Lorsque l'effort accidentel disparaît sur la ou les bêches, ces dernières retrouvent leur position intermédiaire initiale leur permettant de continuer à exercer leur fonction. Il est à noter que le dispositif de compensation 50 présente l'avantage d'assurer l'escamotage d'une bêche indépendamment de l'autre bêche. Avantageusement, le dispositif de freinage selon l'invention est équipé d'un interrupteur d'urgence 55 permettant d'actionner les bêches 15 en position de freinage, notamment en cas de chute du conducteur. L'interrupteur 55, qui est d'une manière classique actionné à la suite du retrait d'un organe relié par un fil au conducteur, permet de commander le distributeur 36 et le moteur 42 pour placer les vérins 30 en position de freinage. De préférence, l'interrupteur d'urgence 55 est associé à une temporisation 56 permettant de couper le moteur 42 de la pompe au bout d'un temps prédéterminé, au terme duquel les bêches 15 sont placées en position de freinage maximale. Dans l'exemple illustré sur les fig. 1 à 5, chaque bêche 15 est montée sur la structure articulée 13, de manière à passer d'une position escamotée orientée vers l'arrière de l'engin à une position de freinage maximale où la bêche est orientée vers l'avant du véhicule. Un tel déplacement est assuré en garantissant l'ouverture de la charnière formée par la biellette 18 et la bêche 15 et la fermeture de la charnière constituée par la bielle 22 et la bêche 15. Bien entendu, il peut être envisagé une structure articulée 13 présentant une cinématique de développement différente. Dans le même sens, il peut être prévu que la structure articulée soit équipée d'une bêche 15 de nature différente. A titre d'exemple, la fig. 7 illustre une autre variante de réalisation dans laquelle chaque structure articulée 13 est composée de deux bielles 60, 61 articulées à la carrosserie 4 et à une biellette commune 62. La structure articulée 13 forme ainsi un quadrilatère déformable selon trois côtés. Selon cet exemple, la bêche 15 est montée sur la bielle 61 à proximité de l'articulation inférieure 61, 62 dont la fermeture et l'ouverture sont assurées à l'aide d'un organe moteur 30', tel qu'un câble commandé en traction par un moteur. L'autre articulation 60, 62 de la structure est reliée à un dispositif d'absorption 50, tel qu'un vérin à gaz permettant l'escamotage accidentel des bêches 15. Bien entendu, il peut être envisagé de mettre en oeuvre des structures 13 de déplacement des bêches présentant un nombre différent de charnières formées à partir de bielles et de biellettes. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Dispositif de freinage destiné à équiper un engin (2) du type à chenille (3), le dispositif comportant au moins deux bêches (15) portées chacune par une structure articulée (13) commandée en déplacement pour assurer le positionnement des bêches (15) dans des positions escamotée et de freinage pour lesquelles les bêches s'étendent respectivement en dessus et en dessous du plan d'extension de la chenille, caractérisé en ce qu'il comporte - des structures articulées (13) aménagées pour être fixées sur l'engin de part et d'autre de la chenille (3), - des organes moteurs (30, 30') assurant le déplacement des structures articulées (13) et pilotés par un circuit de commande (35) permettant de placer les bêches (15) dans une position intermédiaire stable, à partir d'une position escamotée jusqu'à une position de freinage maximale et inversement, en vue d'obtenir un freinage contrôlé, - et au moins un dispositif (50) adapté pour assurer l'escamotage accidentel de la ou des bêches (15) sur laquelle ou sur lesquelles s'exerce un effort dépassant une valeur de seuil. 2 - Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (50) permet, également, le retour de la ou des bêches (15) à leur position stable dès que l'effort appliqué sur la ou les bêches est inférieur ou égal à la valeur de seuil. 3 - Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes moteurs (30) assurent le déplacement des structures articulées (13), selon une plage angulaire de 0 à 135 et, de préférence, de O à 115 par rapport au plan d'extension de la chenille. 4 - Dispositif de freinage selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que les organes moteurs (30) sont constitués chacun par un vérin hydraulique à double effet. 5 - Dispositif de freinage selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le dispositif (50) est constitué par un accumulateur (51) placé sur le circuit hydraulique de commande des vérins (30), en parallèle avec les chambres (30a) qui permettent de placer les bêches (15) dans la position de freinage. 6 - Dispositif de freinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque structure articulée (13) est composée de bielles et/ou biellettes agencées pour former au moins deux charnières sur l'une de laquelle s'exerce l'organe moteur (30). 7 - Dispositif de freinage selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque structure articulée (13) est constituée d'au moins une biellette (18) dont l'une des extrémités (19) est destinée à être montée articulée et dont l'autre extrémité porte un axe (21) d'articulation pour l'organe moteur (30) et la bêche (15), cette dernière étant pourvue d'un axe d'articulation (24) pour l'une des extrémités d'une bielle (22) dont l'autre extrémité (23) est destinée à être articulée. 8 - Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande (35) permet de placer les bêches en position de freinage maximale, lorsqu'un interrupteur d'urgence (55) est actionné. 9 - Dispositif de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'interrupteur d'urgence (55) est associé à une temporisation (56) permettant, après le positionnement des bêches en position de freinage maximale, de couper l'alimentation en fluide des organe moteurs. 10 - Engin du type à chenille, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de freinage (1) conforme à la revendication 1. 11 - Engin selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de freinage (1) comporte des structures articulées (13) supportant les bêches (15), montées de part et d'autre de la chenille sensiblement au niveau du centre de gravité de l'engin chargé.