Brevet FR2755933A1 — publié le 19980522

DISPOS1IIF DE STABILISATION POUR SCOOTERS La présente invention concerne un dispositif stabilisateur à deux organes d'appui, doté de moyens de correction d'assiette et de réglage en hauteur, de systèmes de direction et de suspension, conçu sous fondue de kit adaptable à la base du cadre, et au plus près du centre de gravité d'un scooter ou autres motocycles à propulsion par moteur thermique, électrique ou hybride, conférent à l'engin un confort et une sécurité comparables à ceux de l'automobile tout en gardant la souplesse et l'agrément de conduite du deux roues avec un poids et un encombrement réduits des trois quarts, facilitant le transport individuel et le stationnement urbains à moindre coût, d'autre part la motolisation des roues stabilisatrices apporte à l'engin une aptitude au déplacement sur parcours glissants ou accidentés. Cette invention se décline en un concept de véhicule utilitaire ou ludique grace à une architecture évolutive. L'adaptation aux véhicules de moyens de stabilisation, de correction d'assiette, de réglage en hauteur de suspension ou de guidage d'essieu a fait l'objet de nombreuses recherches, on notera plus particufièrement - les véhicules de franchissement d'obstacles : la publication FE 2700501 décrit une suspension hydrocinétique à grand débattement Sm chacune des quatre roues. - les véhicules a trois roues - la publication EPO 606191À décrit un systhème de stabilisation avec essieu oscillant et balancier articulé. - la publication WO 93/01965 décrit un cadre articulé avec essieu oscillant entrainé par deux transmissions à roues dentées et chaines, accouplées par cardans. En revanche la présente invention apporte des améliorations dans le domaine de la sécurité des scooters par la stabilité à I'arrêt, dans les virages ou SU1' chaussée glissante ou accidentée en permettant à la machine de s'incliner latéralement et ce proportionnellement à la vitesse tout en décrivant la trajectoire imposée par le conducteur. D'autre part la réalisation particulière des organes de liaison berceau essieu autorise le franchissement d'obstacles tels que ralentisseurs, trottoirs.... et son positionnement au centre de gravité de l'engin permet un transfert de charge sm la roue avant ou la roue altière, autolisant les déplacements sui deux, trois ou quatre roues, avec une, deux ou trois roues motrices. La description ci-après, précise le principe d'exécution de la présente invention et fait apparaitre à titre d'exemples non limitatifs différents aspects, fonctionnalités et modes d'utilisation, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe latérale du dispositif - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif complétée par une transmission à motorisation hybride - les fi=a,vues 3A à 3J illustrent les différentes possibilités d'utilisation du véhicule la Fig. 3A est une vue d'ensemble latérale d'un scooter équipé du dispositif stabilisateur. la Fig. 3B illustre schématiquement la position des roues stabilisatrice s en trajectoire courbe. la Fig. 3C est une vue d'ensemble de face sur appui horizontal. la Fig. 3D montre la position inclinée du dispositif sur route en dévers. les Fig. 3E, 3F sont des vues latérales en franchissement de ralentisseur. la Fig. 3G représente le véhicule lancé, le dispositif stabilisateur peut alors etre relevé. les Fig.3H, 31 montrent le scooter soulevé, supporté principalement par le dispositif stabilisateur, et la roue rizière ou la roue avant. la Fig. 3J illustre schématiquement la position des roues en virage serré, obtenue par inversion de direction du dispositif, la manoeuvre étant effectuée dans la configuration 31. Le dispositif de stabilisation 1 suivant l'invention qui est représenté sur les figuiers 1 et 2, comporte deux roues 2a 2b reliées par une traverse 3 oscillante autour d'un pivot central caractérisé en ce qu'il est constitué d'une double articulation solidaire de la traverse 3 par un moyeu 4 et un axe 5a sécant orthogonalement au point "A" milieu de la ligne des axes de roues 2a 2b et surlequel axe 5a, s'articule un bras 6a inclinable dans un plan vertical d'environ 45" autour de la tête d'une fusée en T 7 orientant ainsi l'axe 5a par rotation autour de l'axe 5b situé sur la perpendiculaire de Sa à partir de "A" à environ 40 nini en avant de celui-ci, de la position oblique représentée figure 1 à la position verticale sous l'action d'une biellette 6b et d'un vérin 21 articulé sur les axes lOb et 10c. Ce mouvement provoque une variation d'amplitude de l'inclinaison latérale du scooter dans les virages accompagnée d'une vaiiation de la force d'appui des roues 2a, 2b par compression de la suspension 15, la stabilisation devenant maximale à jarret, l'axe Sa étant alors vertical. Un palier 9 solidaire du triangle 12 guide l'axe de la fusée en T 7 positionné angulairement par un levier 10a muni d'un axe 10e sous l'action d'un vérin à double tige 22 articulé sur les pattes 11b solidaires du triangle 12. D'autre part, le levier 10a supporte un palonnier 8a verrouillé par l'axe 10e et l'axe à oeil 10b sur lequel s'articule également le fonds du vérin 21. Le palonnier 8a équipé en extrémités de cale-pieds 8b 8c prolongés par des pédales 8d 8e basculantes latéralement, commandées par la pointe du pied du conducteur. Chacune des pédales agit sur un potentiomètre qui active les électro-distributeurs des vélins 21, 23a et 23b, la correction d'assiette étant effectuée par le conducteur en enfonçant l'un ou l'autre des cale-pieds, le vérin 22 est alors isolé, circuit interne en boucle. Ce mode d'utilisation complète le mode automatique décrit plus loin. Le triangle oscillant 12 assure la liaison des organes décrits précédemment avec le cadre du scooter gracie à un berceau 13 qui conipoi-te en partie supérieure une chape 14 qui recoit le fonds de la suspension élastique 15, dont la tige s'articule sur un balancier 16 retenu par les pattes ila solidaires du triangle 12 actionné par les vélins 23a 23b. Les différentes articulations s'effectuent autour des axes 17a 17b et 17c monté sur la potence 18. Les fonctions décrites ci-dessus, sont effectuées hydrauliquement par une microcentrale électrique 19, accumulateurs 20b et électrodistributeurs 20a qui alimentent: - un vélin 21 qui règle la position angulaire de l'axe 5a - à 45 tel que représenté fi,me 1 pour la vitesse maximale - à la verticale pour les vitesses lentes, ou nulle, position qui provoque une compression de la suspension 15 et améliore ainsi la stabilité. - un vérin 22 a double tige qui corrige l'assiette en actionnant le levier lova. La correction d'assiette est activée principalement sur chaussée bombée ou accidentée mais également à l'arrêt pour faciliter l'installation du conducteur sur la selle ou en descendre, ce même effet peut être obtenu en manoeuvrant le guidon, l'axe 5a étant en position oblique et la roue 2b du stabilisateur dégagée vers l'airière. - deux vérins 23a 23b assemblés par les fonds commandent un balancier 16 qui agit sur la suspension élastique 15 et provoque le soulèvement du scooter ou le relevage du dispositif stabilisateur. En circulation stabilisée le vérin 23a, alimenté en basse pression par un accumulateur individuel, fonctionne en suspension hydrocinétique, assurant ainsi une pression optimale sur le dispositif stabilisateur. Des capteurs de pression et de position équipent chacun des véiins et un sélecteur 24 commandé à partir du guidon par le conducteur, la gestion d'ensemble étant assurée par une carte électronique. L'ensemble des moyens de réglage permet trois modes d'utilisation a - Position de route, véhicule stabilisé le vélin 23a est alimenté en basse pression. b - Position de route véhicule lancé, stabilisateur releve les vélins 21 23a 23b sont complllllés. c - Position de franchissement: le vélin 22 est inopérant, circuit interne en boucle les vélins 21, 23a et 23b sont commandés par le conducteur en position assise, ou debout sur les cale-pieds 8b 8c à l'aide des des pédales 8d se. La direction de la traverse 3, est assurée par une transmission composée d'un cabestan 25 fixé en partie supérieure de la fourche avant du scooter, d'un cable primaire 26 retenu aux extrémités par des tirants à ressort 27 guidé par des galets 28 enroulé sur une poulie de renvoi primaire 29 et bloqué sur la spire complète par une vis aietoir 30. Une poulie de renvoi secondaire 31 entraine un cable secondaire 32 bloqué par une vis arretoir 30 et retenu aux extrémités par des tirants à ressort 27 montés sur des guide cables 33 articulés sur des axes à oeil 34 qui sont allignés sur l'axe 5b de part et d'autre de celui-ci, et retenus par des pattes 35 soudées sur la traverse 3. Chacune des poulies 29, 31 comporte une couronne conique 36 qui engrène avec deux pignons satellites 37 dont l'arbre 38 supporte un levier d'indexage 39 qui commande, sur une extrémité une broche 42, la liaison des poulies 29, 31 dans la position représentée Fig. 1 et assure l'orientation des roues 2a 2b telle que représentée Fig.3B. Le basculement du levier 39 sous l'action d'un cable à ressort 40 et d'une pédale 41 soulève la broche 42 et désolidarise les poulies 29, 31 après indexage complet du levier 39 dans une encoche pratiquée dans un masque 43, l'arbre porte satellites est alors immobilisé et la rotation inverse des poulies 29, 31 assure l'olientation des roues 2a 2b telle que représentée Fig.3J, praticable dans la confiburation de la Fig.3I. Un ressort de rappel ramène le levier 39 à sa position initiale après solidalisation du levier 39 et de la poulie 29 par un ergot, l'enfoncement complet de la broche 42 pouvant alors s'effectuer. La poulie de renvoi secondaire 31 peut être entraînée directement par un vérin hydraulique rotatif, sans sortir du cadre de l'invention. Un dispositif anti rebonds de la traverse 3 est constitué d'une barrie de torsion - flexion 44 cintrée en demi cercle et retenue aux extrémités par les axes 34. La partie médiane de la balle 44 coulisse entre deux paires de galets 45 supportés par les pattes 46 soudés au triangle 12. Le dispositif assure également un durcissement de l'inclinaison de l'engin l'appui se faisant alors principalement sur la roue intérieure au virage. Un réglage d'écartement des deux paires de galets est envisageable sans sortir du cadre de l'invention. Des organes de transmission du dispositif de stabilisation sont représentés plus particulièrement sur la Fig.2. Un renvoi d'angle flottant 47 soutenu par deux pattes 48 soudées sur la traverse 3 est immobilisé par un bras de réaction articulé 49. En extrémité du bras 49 un galet sphérique 50 qui se déplace dans un guide tubulaire fendu 51, fixé siu- le carter de la boite de transfèrt 54, oliente le renvoi d'angle 47 vers l'axe de celle-ci. Le renvoi d'angle 47 entraine l'arbre 52 et les roues 2a 2b par l'intei-niédiaù-e d'une transmission télescopique à cardans 53 et d'une boite de transfert 54 installée sur le bras oscillant du scooter. La boite de transfert 54 contient un pignon conique 55 et un pignon débrayable 56 de rapport identique au couple 47. Un crabot 57 coulissant sur un arbre partiellement cannelé 58 par l'action d'une fourchette 59 commandée par un levier extérieur 60 qui indexe le crabot 57 en position: - enSénée avec le pignon 56 qui est normalement fou sui l'arbre 58 - engrenée avec un moteur électlique 61 flasqué sur la boite 54 - intermédiaire, ou point mort. Le pignon 62 calé sur l'arbre 58 est entrainé par une transmission à chaine 63 et un pignon 64 greffé sur la poulie 65 qui entraine la roue carrière du scooter. En conclusion, le concept proposé par l'invention apporte des fonctionnalités qui assure au scooter de meilleures conditions de sécurité et de confort en circulation urbaine ou sur routes niême accidentées ou glissantes et penn et le développement d'engins de loisirs tels, kart, quad, engins de franchissement ou certains jouets.. la liste étant non exhaustive. D'autre part, la conception en kit du dispositif permet d'installer tout ou partie des fonctionnalités suivant le mode d'utilisation et le type de scooter: a - utilisation en circulation urbaine scooter à motorisation électrique : le dispositif comporte des roues libres et la marche arlière est obtenue par inversion de rotation du moteur. scooter à motorisation thermique: le dispositif comporte des roues libres équipées d'un système de freinage à commandes indépendantes : le blocage alternatif des roues permet d'effectuer de courts déplacements avant / arrière à l'aide du guidon. b - utilisation tous parcours scooters à motorisation thermique : tel que représenté FIg.1 et Fig:2, le véhicule dispose d'une motolisation hyblide, et peut etre propulsé par une, deux ou trois roues motrices. Il offre un large éventail d'utilisation : utilitaires, ludiques, sportives. Enfin l'adjonction d'lm arceau de sécurité permet de clore le véhicule et de l'équiper d'une ceinture à enrouleur, un dispositif d'accrochage aménagé sur la traverse supérieure de l'arceau autorise le parking mécanisé par convoyeur aérien. REVENDICATIONS 1) Dispositif de stabilisation (1) comportant un berceau i 13) adaptable à la base du cadre d'un scooter. supportant un triangle (12), prolongé par un palier (9), deux roues (2a 2b) solidaires d'un arbre de transmission (52) et d'une traverse oscillante (31 dont la direction est assurée par une transmission à cable (26 > à partir du pivot de la fourche avant du scooter, des organes de suspension (15 > et un pivot central caractérisé en ce qu'il est constitué d'un bras (6ai, dont les deux ases orthogonaux s'articulent au milieu de l'essieu (3) sur le moyeu (4) avec l'axe (5a) orienté perpendiculairement au centre (A) de la ligne des axes de roues (2a 2b) d'une pal t, et sur la tete de la fusée en T (7) avec l'axe (5b i situé sur la perpendiculaire de (5a) à partir de (A) à environ 40 mm en avant de celui-ci d'autre part, et décrit un angle d'environ 4O depuis la position oblique, à la position verticale de (5a) sous l'action d'une biellette i6b) et d'un vérin (21). 2) Dispositif de stabilisation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la rotation alternée de la tige de la fusée en T (7 s'effectue sous l'action d'un vérin à double tige (22) et du levier (lOai qui supporte le palonnier (8a) et retient le fonds du vélin (21). 3 > Dispositif de stabilisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le balancier (16) applique à la traverse (3 > un débattement vertical variable par rapport au berceau il3i sous l'action des vélins (23a 23b > et de la suspension élastique (15) 4) Dispositif de stabilisation suivant la revendication 1! caractérisé en ce que les axes à oeil (34!, montés sur les pattes (35) et soudées sur la traverse (3) sont allignées sur l'axe (5b) à égales distances et de part et d'autres du point (A). 5) Dispositif de stabilisation suivant les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que la barre de torsion - flexion semi-circulaire (44) s'articule sur les axes à oeil (84) et coulisse entre deux paires de galets (45) supportés par le triangle (12). 6) Dispositif de stabilisation suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les moyens de réglage d'inclinaison, de collection d'assiette et de débattement en hauteur de la suspension élastique (15 et de la traverse (3 > comportent une micro- centrale hydraulique (19) des électro-vannes (20a!, des accumulateurs oléopneulllatiques i Ob) quatre vérins (21, 22, 23a, 23b > équipés de capteurs de position et de pression, d'une carte électronique et d'un sélecteur (24) placé au guidon. 7) Dispositif de stabilisation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le palonnier (8a) est équipé de cale-pieds (8b, Sc! et de pédales i 8d, 8e) permettant au conducteur d'agir physiquement sur la correction d'assiette, et simultanément de commander les vérins i21, 23a et 23b) à partir des pédales (8d, 8e). 8) Dispositif de stabilisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission de direction de la traverse (3), commandée à partir du guidon, est relayée par les poulies i29, 31 > dotées d'un mécanisme différentiel (36, 37, 38), d'un levier (39) et d'une broche (42) qui assure l'accouplement des poulies (29, 31 > , en fin de basculement le levier (39) indexé dans l'encoche du masque (43) immobilise l'arbre porte- satellites (38) et provoque une rotation de sens inverse des poulies (29, 31) lune par rapport à l'autre. 9) Dispositif de stabilisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de roues (52) est entrainé par un renvoi d'angle flottant (47) orienté vers l'axe de la boite de transfert (54 > par un bras de réaction articulé (49, 50, 519. 10) Dispositif de stabilisation suivant les revendications 1 et 9, caractérisé en ce que la boite de transfert (54) est équipé d'un système de crabotage (57, 58, 59, 60 > qui permet d'embrayer avec le pignon (56), ou le moteur électrique (611, la position intermédiaire étant le point mort.