Brevet FR2728478A1 — publié le 19960628

VEHICULE A PATINS A MOUVEMENT ALTERNATIF La présente invention concerne les véhicules permettant le déplacement sur terrain meuble, et comprenant un châssis porté par au moins une paire de patins support et au moins un autre patin support, les patins étant adaptés pour glisser sur le terrain. On connaît de tels engins à patins, tels que les vélos skis, dans lesquels un patin postérieur est fixe, et un patin antérieur directeur est articulé pour autoriser son pivotement autour d'un axe sensiblement vertical selon lequel il est solidarisé à un guidon. Le châssis, relié aux deux patins, comporte une selle sur laquelle l'utilisateur peut s'asseoir. Un tel engin est adapté pour la descente d'une pente enneigée. Au plat ou en montée, l'utilisateur doit mettre pied à terre pour pousser l'engin. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un nouvel engin à patins, dans lequel les patins ont une première fonction d'appui glissant, permettant par exemple une progression libre en descente, et une seconde fonction de propulsion, pour une progression au plat ou en montée. On imprime pour cela à au moins une paire de patins un mouvement longitudinal alternatif synchronisé en opposition, en appuyant sur le patin qui recule, et en déchargeant le patin qui avance. La surface de glisse des patins est avantageusement pourvue de moyens antirecul tels que des peaux de phoque, des écailles ou autres moyens habituellement utilisés sur les skis de fond. Mais la difficulté est de prévoir des moyens mécaniques conférant aux patins le mouvement longitudinal alternatif synchronisé en opposition. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, un véhicule pour déplacement sur terrain meuble selon l'invention comprend un châssis porté par au moins une paire de patins support et au moins un autre patin support adaptés pour glisser sur le terrain, et tel que - chaque patin de la paire de patins est relié au châssis par des moyens d'articulation et de guidage assurant le maintien du patin parallèlement à un plan longitudinal médian du châssis tout en autorisant le déplacement longitudinal du patin ainsi que le débattement vertical et le débattement en pivotement du patin autour d'un axe transversal, - les patins de la paire de patins sont reliés l'un à l'autre par un dispositif de liaison comportant un lien souple dont les extrémités sont fixées aux patins respectifs et dont une partie intermédiaire passe dans une poulie de renvoi tourillonnant autour d'un axe antérieur relié à un point fixe du châssis, tendant à conserver constante la somme des distances entre ledit point fixe de châssis et l'un et 1 'autre des patins, - le dispositif de liaison comprend des moyens élastiques autorisant une augmentation momentanée de ladite somme des distances entre ledit point fixe de châssis et les patins, - les patins de la paire de patins sont sollicités par un dispositif d' entraînement comprenant un arbre de rotation transversal, porté par le châssis, entraîné en rotation par des moyens d'entraînement, et portant deux demi-roues décalées angulairement d'un demi-tour et en prise chacune alternativement sur un chemin de roulement prévu sur la surface supérieure d'un patin respectif, de sorte que le châssis est en permanence en appui sur un seul des patins de la paire de patins, et le dispositif d'entraînement fait avancer le châssis sur ce patin reposant sur le sol pendant que le second patin de la paire de patins est déchargé et glisse sur le sol vers lavant du châssis sous l'action du dispositif de liaison. De préférence, chaque chemin de roulement a une longueur sensiblement égale à la circonférence utile de la demi-roue, et est prolongé vers l'avant du patin par une zone de dégagement comprenant une butée verticale support de châssis assurant le décollement de la demi-roue à l'écart de la surface de roulement, permettant la resynchronisation des demi-roues par rapport aux patins. Selon un premier mode de réalisation, les moyens élastiques sont interposés entre ledit point fixe du châssis et l'axe de la poulie de renvoi, autorisant le débattement longitudinal de l'axe de poulie de renvoi. Selon un autre mode de réalisation, les moyens élastiques sont interposés dans ou à la suite du lien souple. Le dispositif de liaison entre un patin et le châssis peut par exemple comprendre au moins une glissière supérieure longitudinale reliée aux patins par au moins une entretoise antérieure et une entretoise postérieure dont les extrémités inférieures sont solidaires du patin et dont les extrémités supérieures sont adaptées à coulissement dans ladite glissière supérieure longitudinale, ladite glissière supérieure longitudinale étant montée à coulissement sur au moins deux guides verticaux antérieur et postérieur solidaires du châssis, avec des butées de fin de course limitant les valeurs maximale et minimale d'écartement de la glissière par rapport au châssis. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule selon un mode de réalisation de la présente invention - la figure 2 illustre en perspective le mécanisme d'entraînement des patins, dans une première position extrême - la figure 3 illustre le mécanisme de la figure 2, dans la seconde position extrême - la figure 4 illustre en vue de côté la position de resynchronisation des patins, dans le mécanisme de la figure 2 - la figure 5 est une vue schématique de face en coupe d'un dispositif de liaison entre les patins et le châssis - la figure 6 illustre en vue de côté le dispositif de liaison de la figure 5 en première position extrême - la figure 7 illustre en vue de côté le dispositif de liaison de la figure 5 en seconde position extrême du patin - la figure 8 est une vue de côté du dispositif de liaison, montrant le débattement vertical possible des patins ; et - la figure 9 est une vue de côté du dispositif de liaison, montrant les possibilités d'oscillation du patin. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le véhicule selon I ' invention comprend un châssis 1, avec une selle 2 et un guidon 3. Le châssis 1 est porté par une première paire de patins 4 et une seconde paire de patins 5 disposées en partie arrière du châssis 1 de part et d'autre du plan longitudinal médian 6 ou plan vertical de progression passant par l'axe de progression du véhicule. Le châssis 1 est en outre porté par au moins un patin antérieur 7 directeur, articulé selon une colonne de direction 80 et solidaire du guidon 3. Selon un mode de réalisation avantageux, on peut prévoir deux patins antérieurs 7, décalés latéralement de part et d'autre de l'axe de progression 6, et sensiblement alignés respectivement avec la première paire de patins 4 et avec la seconde paire de patins 5.Dans ce cas, les patins directeurs antérieurs 7 font une trace sur la neige, facilitant la progression ultérieure des patins postérieurs des paires 4 et 5. Le véhicule comprend en outre un dispositif d' entraînement, pour entraîner en translation alternative longitudinale les patins des paires de patins 4 et S. Le dispositif d'entraînement comprend un arbre de rotation transversal 8, porté par le châssis 1, et entraîné en rotation par des moyens d'entraînement comprenant un pédalier 9 couplé à 1 'arbre de rotation transversal 8 par une transmission à chaîne : le pédalier 9 est solidaire d'un plateau 10 engrenant avec une chaîne 11 sollicitant en rotation un pignon 12 fixé sur l'arbre 8. Le dispositif d'entraînement de la première paire de patins 4 comprend deux premières demi-roues 13 et 14, écartées l'une de l'autre au droit des patins respectifs 17 et 18 de la première paire de patins 4, décalées d'un demi-tour l'une par rapport à l'autre, et en prise chacune alternativement pendant une demi-rotation sur un chemin de roulement respectif 15 ou 16 des patins respectifs 17 et 18. Les chemins de roulement 15 et 16 sont prévus sur les surfaces supérieures des patins respectifs 17 et 18. De même, le dispositif d'entraînement de la seconde paire de patins 5 comprend deux secondes demi-roues 19 et 20, solidaires de l'arbre transversal 8 et décalées d'un demi-tour l'une par rapport à l'autre, et en prise chacune alternativement pendant une demi-rotation sur un chemin de roulement respectif prévu sur la surface supérieure d'un patin respectif 21 ou 22 de la seconde paire de patins 5. Chaque patin de chaque paire de patins 4 et 5 est relié au châssis par des moyens d'articulation et de guidage assurant le maintien du patin parallèlement à un plan longitudinal médian du châssis 1 tout en autorisant le déplacement longitudinal du patin ainsi que le débattement vertical et le débattement en pivotement du patin autour d'un axe transversal. Un mode de réalisation des moyens d'articulation et de guidage sera décrit plus loin On a représenté plus en détail, sur les figures 2, 3 et 4, le mode de réalisation du dispositif d'entraînement des patins en translation alternative longitudinale synchronisée en opposition.Sur ces figures, on retrouve les patins 17 et 18 de la première paire de patins 4, avec leurs chemins de roulement respectifs 15 et 16 sur lesquels viennent alternativement en prise les deux demi-roues 13 et 14 portées par 1 'arbre de rotation transversal 8 solidaire du châssis 1. Les patins 17 et 18 de la première paire de patins 4 sont reliés l'un à l'autre par un dispositif de liaison comportant un lien souple 23 dont les extrémités 24 et 25 sont fixées aux patins respectifs 17 et 18, et dont une partie intermédiaire passe dans une poulie de renvoi 26 tourillonnant autour d'un axe antérieur 27 relié à un point fixe 28 antérieur du châssis 1. Le lien souple 23 tend à conserver constante la somme des distances entre ledit point fixe 28 de châssis 1 et l'un et l'autre des patins 17 et 18. Le dispositif de liaison comprend en outre des moyens élastiques autorisant une augmentation momentanée de la somme des distances entre ledit point fixe 28 de châssis 1 et les patins 17 et 18. Dans le mode de réalisation représenté, les moyens élastiques sont sous la forme d'un ressort de traction 29 interposé entre ledit point fixe 28 du châssis 1 et l'axe 27 de la poulie de renvoi 26, autorisant ainsi le débattement longitudinal de l'axe 27 de la poulie 26 le long du châssis 1. Chaque chemin de roulement 15 ou 16 a une longueur sensiblement égale à la circonférence utile de la demi-roue correspondante 13 ou 14. A l'avant de chaque chemin de roulement 15 ou 16, on prévoit une zone de dégagement 30 ou 31, comprenant une butée respective verticale 32 ou 33 sur laquelle peut venir porter une colonne d'appui respective telle que la colonne 35 du châssis 1 lorsque la demi-roue correspondante 13 ou 14 a quitté le chemin de roulement respectif 15 ou 16, la colonne d'appui 35 étant telle que la demi-roue correspondante 14 est alors décollée à l'écart de la surface supérieure du ski 18. Cette disposition assure la resynchronisation des patins 17 et 18 par rapport aux demi-roues 13 et 14, pour supprimer le décalage résultant par exemple d'un patinage de 1 'une des demi-roues sur le patin correspondant.En effet, la demi-roue 14, illustrée en position de décollement sur la figure 2, tourne librement sans entraîner le second patin 18, tandis que la demi-roue 13 peut pivoter jusqu'à venir porter par sa circonférence utile sur le début du chemin de roulement 15 du premier patin 17. La position de décollement de la demi-roue est également représentée sur la figure 4, sur laquelle on distingue le châssis 1 en appui par la colonne d'appui 35 sur la butée verticale 33 du patin 18, de sorte que la demi-roue correspondante 14 est à l'écart de la surface supérieure du patin 18, jusqu'à ce que la demi-roue 13 puisse venir engrener sur le chemin de roulement 15 du patin 17. Sur la figure 2, la demi-roue 13 est en début d'engrènement sur le chemin de roulement 15. La rotation de l'arbre d'entraînement transversal 8 provoque la rotation de la demi-roue 13 dans le sens indiqué par la flèche 36. Cette rotation provoque le recul relatif du premier patin 17 de la première paire de patins 4. La seconde demi-roue 14 se trouve alors dans les positions dans lesquelles elle est dégagée du chemin de roulement 16 du second patin 18. Le second patin 18 se trouve alors tiré vers l'avant par le lien souple 23 passant dans la poulie de renvoi 26 et attaché au premier patin 17. En fin de recul relatif du premier patin 17, le dispositif se trouve dans la position illustrée par la figure 3, dans laquelle la première demi-roue 13 a quitté le premier chemin de roulement 15 et se trouve dans la zone de dégagement 30.La seconde demiroue 14 vient alors en prise sur le second chemin de roulement 16 du second patin 18, et tire alors le second patin 18 vers l'arrière du châssis 1 en provoquant l'avance simultanée du premier patin 17 par l'action du lien souple 23 jusqu'à retourner en position illustrée sur la figure 2. Comme on le voit, pendant le recul relatif d'un patin par rapport au châssis, le châssis 1 porte par la demi-roue correspondante sur le patin qui recule, tandis que la seconde demi-roue est dégagée du second patin qui avance en étant déchargé. Ainsi, le patin qui recule par rapport au châssis adhère sur la neige, tandis que le patin qui avance glisse aisément sur la neige, ] 'ensemble assurant une force de propulsion du véhicule vers l'avant. Les moyens de synchronisation, constitués par les zones de dégagement 30, 31 et les butées verticales 32 et 33, permettent de resynchroniser les patins d'une paire de patins par rapport aux demi-roues correspondantes. Lors d'une telle resynchronisation, les patins ne sont plus entraînés, de sorte qu'il n'y a alors plus de force de propulsion. Pour éviter un tel trou de propulsion, on peut conserver un décalage angulaire entre les demi-roues 13 et 14 d'une première paire de patins 4 et les demi-roues 19 et 20 de la seconde paire de patins 5. De préférence, . les extrémités antérieures des chemins de roulement sont surbaissées, ou les extrémités de fin de roulement des demi-roues ont un rayon réduit. Par exemple, on a représenté sur les figures 6 et 7 une extrémité antérieure 37 du chemin de roulement 16. Cette extrémité antérieure 37 surbaissée ou inclinée favorise le dégagement progressif de la demi-roue correspondante 14 de son chemin de roulement 16, et favorise ainsi l'accrochage de l'autre demi-roue 13 sur son chemin de roulement respectif 15. Le même effet peut être obtenu en prévoyant, à l'extrémité de fin de roulement de la demi-roue 14, un rayon réduit qui favorise le dégagement par rapport au chemin de roulement 16. On a représenté, sur les figures 5 à 9, un mode de réalisation du dispositif de liaison des patins par rapport au châssis 1. Le dispositif de liaison du patin 18 au châssis 1 comprend deux glissières supérieures longitudinales 38 et 39 reliées chacune au patin 18 par au moins une entretoise antérieure 40 et une entretoise postérieure 41 dont les extrémités inférieures sont solidaires du patin 18 et dont les extrémités supérieures respectives 42 et 43 sont adaptées à coulissement dans ladite glissière longitudinale 38 ou 39. Chaque glissière longitudinale supérieure 38 ou 39 est montée à coulissement vertical sur au moins deux guides verticaux antérieur 44 et postérieur 45 solidaires du châssis 1, avec des butées de fin de course 46 et 47 limitant l'écartement de la glissière 38 par rapport au châssis 1.Les butées de fin de course limitent le débattement vertical de la glissière 38, c'est-à-dire le mouvement dans lequel la glissière 38 reste parallèle au châssis 1 comme illustré sur la figure 8. Le coulissement vertical indépendant de la glissière 38 sur les guides verticaux 44 et 45 permet en outre le débattement de la glissière 38 en pivotement autour d'un axe transversal, comme illustré sur la figure 9, permettant ainsi le même débattement en pivotement du patin correspondant 18. Sur les figures 6, 7 et 9, la demi-roue 14 est en appui sur le chemin de roulement 16, de sorte que la demi-roue 14 transmet l'effort vertical entre le patin 18 et le châssis 1. Dans cette position d'appui, il est encore possible de faire osciller le patin et la glissière 38 autour d'un axe transversal horizontal, de sorte que le patin 18 peut s'adapter à la conformation du terrain sur lequel évolue le véhicule. Dans la position de la figure 8, la demi-roue 14 est orientée vers le haut, de sorte que la glissière 38 et le patin correspondant 18 peuvent librement remonter vers le haut. Ainsi, aucun effort d'appui n'est conservé entre le châssis 1 et le patin 18, lors de l'avance relative de ce patin 18. De préférence, des butées de fin course longitudinale, par exemple illustrées par les ressorts 48 et 49 des figures 6 et 7, limitent le déplacement relatif des patins tels que le patin 18 vers l'avant et vers l'arrière du châssis 1. La présente invention nest pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. RGVENDICATIONS 1 - Véhicule pour déplacement sur terrain meuble, comprenant un châssis (1) porté par au moins une paire de patins supports (4, 5) et au moins un autre patin support (7) adaptés pour glisser sur le terrain, caractérisé en ce que : - chaque patin (17, 18) de la paire de patins (4) est relié au châssis (1) par des moyens d'articulation et de guidage (38, 40, 41, 44, 45) assurant le maintien du patin (18) parallèlement à un plan longitudinal médian (6) du châssis (1) tout en autorisant le déplacement longitudinal du patin (18) ainsi que le débattement vertical et le débattement en pivotement du patin (18) autour d'un axe transversal, - les patins (17, 18) de la paire de patins (4) sont reliés l'un à l'autre par un dispositif de liaison comportant un lien souple (23) dont les extrémités (24, 25) sont fixées aux patins respectifs (17, 18) et dont une partie intermédiaire passe dans une poulie de renvoi (26) tourillonnant autour d'un axe antérieur (27) relié à un point fixe (28) du châssis (1), tendant à conserver constante la somme des distances entre ledit point fixe (28) de châssis (1) et l'un et l'autre des patins (17, 18), - le dispositif de liaison comprend des moyens élastiques (29) autorisant une augmentation momentanée de ladite somme des distances entre ledit point fixe (28) de châssis (1) et les patins (17, 18), - les patins (17, 18) de la paire de patins (4) sont sollicités par un dispositif d'entraînement comprenant un arbre de rotation transversal (8), porté par le châssis (1), entraîné en rotation par des moyens d'entraînement (9, 10, 11, 12), et portant deux demi-roues (13, 14) décalées angulairement d'un demi-tour et en prise chacune alternativement sur un chemin de roulement (15, 16) prévu sur la surface supérieure deun patin respectif (17, 18), de sorte que le châssis (1) est en permanence en appui sur un seul des patins (17, 18) de la paire de patins (4), et le dispositif d'entraînement fait avancer le châssis (1) sur ce patin reposant sur le sol pendant que le second patin de la paire de patins (4) est déchargé et glisse sur le sol vers l'avant du châssis (1) sous l'action du dispositif de liaison (23, 26). 2 - Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque chemin de roulement (15, 16) a une longueur sensiblement égale à la circonférence utile de la demi-roue (13, 14), et est prolongé vers l'avant du patin par une zone de dégagement (30, 31) comprenant une butée verticale (32, 33) support de châssis assurant le décollement de la demiroue (13, 14) à l'écart de la surface de roulement, permettant la resynchronisation des demi-roues (13, 14) par rapport aux patins (17, 18). 3 - Véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques (29) sont interposés entre ledit point fixe (28) du châssis (1) et l'axe (27) de la poulie de renvoi (26), autorisant le débattement longitudinal de l'axe (27) de la poulie de renvoi (26). 4 - Véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont interposés dans ou à la suite du lien souple (23). 5 - Véhicule selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le châssis (1) est porté par deux paires de patins (4, 5) disposées en arrière du châssis (1) de part et d'autre du plan longitudinal médian (6), et par au moins un patin antérieur (7) directeur. 6 - Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d' entraînement comprennent un pédalier (9) couplé à 1' arbre transversal (8) par une transmission à chaîne (10, 11, 12). 7 - Véhicule selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'un décalage angulaire est conservé entre les demi-roues (13, 14) d'une première paire de patins (4) et les demi-roues (19, 20) de la seconde paire de patins (5). 8 - Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les extrémités antérieures (37) des chemins de roulement (15, 16) sont surbaissés, ou les extrémités de fin de roulement des demi-roues (13, 14) ont un rayon réduit, pour favoriser un dégagement progressif de la demi-roue (13, 14) correspondante de son chemin de roulement (15, 16) et favoriser l'accrochage de l'autre demi-roue sur son chemin de roulement respectif. 9 - Véhicule selon lune quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de liaison comprend au moins une glissière supérieure longitudinale (38, 39) reliée au patin (18) par au moins une entretoise antérieure (40) et une entretoise postérieure (41) dont les extrémités inférieures sont solidaires du patin (18) et dont les extrémités supérieures (42, 43) sont adaptées à coulissement dans ladite glissière supérieure longitudinale (38, 39), ladite glissière supérieure longitudinale (38, 39) étant montée à coulissement sur au moins deux guides verticaux antérieur (44) et postérieur (45) solidaires du châssis (1), avec des butées de fin de course (46, 47) limitant l'écartement de la glissière (38) par rapport au châssis (1). 10 - Véhicule selon 1 une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que des butées de fin de course longitudinale (48, 49) limitent le déplacement relatif des patins (17, 18) vers l'avant et vers l'arrière du châssis (1).