Brevet FR2755092A1 — publié le 19980430

L'invention a pour objet la propulsion nautique d'engins routiers pouvant flotter, avec le maximum de rendement de leurs puissances motrices, sans transformation de ceuxci, ni pour la transmission de puissance, ni éventuellement, pour la commande de ce type de propulsion (marche avant, arrière, arrêt et demi-tour). Les engins routiers pouvant flotter sont dits amphibies, qualification que nous utiliserons dorénavant, malgré la limitation que cela impose, car des véhicules non prévus pour flotter, mais guéables , aménager avec des flotteurs rajoutés peuvent être aussi équiper avec des dispositifs objets de l'invention. Les dispositifs conforment à l'invention utilisent la puissance transmise par les roues du véhicule, ce qui permet pour les amphibies à roues directrices motrices de régler sans problème la question de leur pilotage en direction, en marche avant ou arrière. On connaît déjà des dispositifs basés sur le principe de la roue à aubes qui ont équipé soit des bateaux motorisés avec des groupes moteur, boîtes de vitesses différentielles (bloquées) de voitures, dans les années 1950-1960, soit des véhicules à roues assistés de coussins d'air, toutes ces propulsions travaillaient en surfaces. Les dispositifs conforme à l'invention sont différents par le fait qu'ils travaillent en immersion, ce qui leur donne de bonne qualité en mer, et surtout qu'ils sont montables et démontables très rapidement sur n'importe quelle roue motrice de véhicule, avec le minimum d'outillage (par exemple une simple clef de serrage de boulons), et ne nécessite aucune opération sur la structure ou la caisse du véhicule pour leur pilotage depuis l'intérieur de ce dernier. De plus ces dispositifs peuvent fournir même dans des conditions de navigation difficile (fort clapot par exemple) une poussée spécifique (kilos de poussée par cheval) équivalente à celle d'un chalutier (12 à 14 kg/cv). Les Fig 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 montrent les caractéristiques et degrés de nouveautés des dispositifs de propulsion amphibies auxiliaires revendiqué par l'invention: Fiv. 1: Roue de véhicule avec dispositif propulseur à pales propulsives périphérique, vue en coupe axiale. Fig. 2: Vue en coupe radiale du même ensemble avec détails de la partie éjectionpropulsion. Fig. 3 : Vue en coupe axiale de la fixation par broche à bille du propulseur sur la roue du véhicule amphibie. Fig. 4 : Coupe axiale (vue de dessus ou dessous la roue du véhicule) d'un autre dispositif propulsif conforme à l'invention équipant une jante de roue dont la section annulaire extérieur est transformée en turbine à aube quasi-perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue. Fig. 5: Coupe radiale du même dispositif. Fig.6: Coupe axiale du dispositif de la figure 4 vue du côté de la section 23. Fig. 7: Détail d'un dispositif anti-vireur à tube(s) coulissant(s) et tournant(s) centré sur le point de pivotement directionnel d'une roue motrice directrice. Fig. 8: Vue en coupe axiale de la fixation rapide par broche à billes du dispositif de propulsion décrit figures 4, 5 et 6. Fig. 9: Mobilité possible avec les dispositifs conforme à l'invention orientés à près de 45" d'éjection par rapport l'axe d'avance du véhicule. Dans la figure 1, la roue 1 du véhicule amphibies porte, par exemple, fixé à (ou quelques uns) de ses boulons 2 fixation jante-moyeu. Une plaque circulaire 3 portant à sa périphérie des ailettes 4 inclinées selon un angle propulsif (Fig. 2), pour une rotation 5 (marche avant 6 de la roue 1), cette plaque 3 porte à son centre un axe plein 9 sur lequel tourillonne librement un axe creux 10 d'où partent des rayons 8 qui portent le carter 7 qui enveloppe au plus près le bord de fuites des ailettes 4 de la plaque 3. Ce carter 7 est caractérisé en ce que toute sa demi-circonférence arrière est ouverte et, surtout prolongé par une section circulaire ouverte aussi et munie d'ailettes correctrices de jet 12 (fig. 2) linéarisant les jets d'eau issus (flèches 13 fig. 1) de la partie centrale ouverte de 7, flèche 13 des ailettes 4, lorsque le carter 7 est immobilisé dans une position (Fig. 2). Par contre, libre en rotation, le carter 7 tourne sous la pousséé de l'eau induite par les ailettes correctrices 12. L'alimentation en eau des ailettes 4 se fait par la surface ouverte du carter 7 délimitée par le cercle formé par les bords d'attaque des ailettes 4, l'axe de carter 10, et les rayons 8. Une caractéristique essentielle de l'invention est le dispositif de blocage en position marche avant, marche arrière (ou éventuellement en position intermédiaire: écartement des vases du fond aquatique tout en propulsant). Ce dispositif, dans le cas de la figure 1 consiste en: Un bras 14 pivote sur le palier 10 dont il est prisonnier axialement en 15. ll porte un dispositif d'indexage 16 à deux doigts 32 (minimum) qui peut être, par exemple préféré actionnées électromagnétiquement. Ce bras 14 est prolongé par un tube 18 pivotant uniquement dans le plan de la figure 1 (flèche 19). Ce tube 18 coulisse dans une noix 20 oscillante dans un support 21 de fixation à un point haut de la carrosserie ou caisse du véhicule. Ce support 21 comporte par exemple non limitatif comme moyeu de fixation rapide un étrier serrable par une vis 22 sur une partie adéquates 23 (par exemple section de garde boue) du véhicule. Dans le cas simple de marche avant, marche arrière, le carter 7 porte, face aux deux poussoirs de 16 deux butées d'arrêts 31 placées de telles façons que, selon le poussoir de 16 mis en service la rotation de 7 induite par l'éjection des palettes 4 sur les ailettes 12 s'arrête pour que l'éjection d'eau redressée 23 par les ailettes 12 donne la marche avant, ou arrière. Naturellement cette éjection propulsive 23 peut être déviée vers l'extérieure par la partie 1 1 du carter 7 pour éviter d'être perturbée par le pneumatique du véhicule, si celui-ci est proéminent dans le sens de l'éjection. A titre d'exemple préféré tel que schématisé figure 1 la commande du dispositif d'indexage 16 se fait soit par signal radio codé à très courte portée grâce à une antenne 24 dépassant de la flottaison (1 code par roue ou couple de roue gauche et droite) soit par ultrason. L'autonomie en énergie électrique côté récepteur actionneur 16 est réalisé par un petit générateur électrique dont les éléments magnétique (aimants) se trouvent par exemple sur l'axe 15 et les bobinages récepteurs sur la partie de 14 entourant 15. Le tout après redressement éventuel passant par une batterie dite Flash à charge rapide (compromis entre batterie classique et un condensateur. Produit existant dans le domaine public). Naturellement cette commande d'indexage du carter 7 pourrait aussi être faite directement par des câbles électriques ou fibres optiques issus du véhicule, mais l'exemple présenté illustre bien le but principal de l'invention qui est la transformation d'un véhicule flottant en engins motorisé amphibie très rapidement et sans usinage ou perçage sur le véhicule. La figure 3 montre un dispositif de fixation instantanée des sous ensemble 3, 7 et 14 par une simple broche à bille sur une pièce 24 possédant un axe creux 25, et, fixée sur la jante de la roue 1 par les écrous d'origine 2. La plaque 3 est percée d'autant de trous qu'il y a de boulons 2, et assez large pour ne pas poser de problème à l'installation de l'ensemble 3, 7 et 14. Dans le cas de la figure 3 on donne aux écrous 2 le rôle d'entraînement du flasque 3 générateur de pression d'eau, ceci est une caractéristique de l'invention, non limitatrice. Cette facilité de montage et démontage très rapide, ainsi que le pilotage à distance, sans commande matérielle (par radio, ultrason, etc) a aussi l'avantage de pouvoir aisément équiper un véhicule de propulseurs à grandes surfaces d'éjection, donc poussée spécifique élevée, sans que se pose le problème du hors gabarit routier. Les figures 4, 5 et 6 montrent une coupe selon le plan de la propulsion nautique, côté extérieur de la roue, et une coupe selon l'axe de la roue d'un autre dispositif conforme l'invention et à ses caractéristiques principales caractérisées en ce qu'il est plus intégré dans la roue. Une partie, ou la totalitée de la jante de cette dernière 1 est rayonnée en ailettes propulsives aspirant l'eau en 13 et, la rejetant en 23 (Fig. 4) selon un angle de déviation donnant une surface de sortie sensiblement égale à la surface d'entrée en 13, mais ne dépassant pas 450. Cette déviation est donnée par des ailettes 12 fixées dans une pyramide tronquée 26 formant tuyère (Fig. 4, 5 et 6). Des ailettes de redressement 27, perpendiculaire aux ailettes 12 améliorent la qualité du jet d'eau issus de la roue ailetée 1, permettent (très important) de travailler avec ces incidences élevées pour les ailettes de 1, et aussi de retrouver les caractéristiques du propulseur selon l'invention de la figure 1 d'induire à la tuyere 26 un mouvement de rotation (sens de rotation de la roue) qui permet par un dispositif d'indexage 16 mis sur un bras anti-couple 14 comme dans le cas des propulseurs figure 1, et de commander à distance la propulsion vent, arrière ou la roue libre . La fixation de la tuyère 26 peut se faire rapidement par une broche à billes 28 (Fig. 8), comme pour le cas de la figure 1. On notera que, dans ce cas l'intégration totale est possible dans la largeur extérieur maximale de la roue (avec son pneu). Dans ce cas de figure le bras 14 servant d'anti-dériveur peut épouser la forme du pneu (Fig.6) et par sa partie cylindrique 18 (Fig. 7) coulissant dans un tube 29 fixé à la caisse interne du véhicule par un dispositif souple type par exemple silent block (Fig. 7) le tout en remplacement, non limitatif de l'étrier 21 avec sa noix coulissant 20 du cas de la figure 1. Le montage de l'anti-vireur 14 selon la figure 7, est très avantageux pour les roues motrices et directrices. Cette configuration de propulseurs mis sur les roues, conforme à l'invention est une solution plus intégré entre autre de monter l'anti-dériveur 14 en cavalier 7 autour de la partie supérieure de la roue (sur 1200 la où il y a le plus de possibilité), lié directement à l'essieu ou à ce qui en tient compte comme point fixe par rapport au pivotage de la roue directrice. Bien entendu, conformément à l'invention ce montage fixe comprendra une partie démontable aisément côté extérieur de la roue. Bien entendu, tout en restant conforme à l'invention, les dispositifs de pilonnement décrit figure 1 et 7 ne sont que des exemples. Tout dispositif télescopique à bielles etc permettant le pilonnement de la roue par rapport au chassis et interdisant la rotation du bras anti-vireur 14 peuvent être utilisés selon les contraintes au commodité. Bien entendu, les fixation de l'anti-vireur 14 sur la caisse 33 réalisée selon les exemples non limitatifs de l'invention selon les figures 1 et 7 peuvent être parfois avantageusement remplacées, pour simplifier, par des fixations magnétiques à mise en service - dégagement manuels ou électromagnétique de tous types usités (ventouse électromagnétique, bloc aimantable, désaimantables manuellement du type par exemple de ceux appelées Base magnétique . La figure 9 montre les évolutions d'un véhicule amphibie, ou amphibisable équipé selon l'invention: A- Marche avant (blocage de 7 ou 26 en ce sens par 16). B- Marche arrière (blocage à 1800 de la position précédente par 16) C- Virage par le blocage des roues motrices, directrices. Dans le cas surtout mais sans exclusive, des propulseurs du type des figures 4, 5 et 6: D- Avance latérale, vers la droite (Flèche 6) par orientation inverses des tuyères 26 et blocage des roues droites du véhicule (Ancrage dynamique par exemple). Le but de l'invention est principalement, mais non limitativement d'équiper les roues des véhicules amphibie ou amphibisable de propulseurs à haute poussée spécifique (kilo de poussée par cheval), bien adapté à la propulsion en toute conditions de navigation y compris en mer, par des moyens hydromécaniques de montage et démontage très rapides, dont la pose ainsi que celle de leur commande ne nécessitent éventuellement aucune opération d'usinage sur la structure du véhicule. NOMENCLATURE 1 Roue du véhicule 2 Boulons de fixation jante-moyeu de la roue 3 Flasque porte ailettes propulsives 4 Ailettes propulsives 5 Sens de rotation de la roue 6 Marche avant du véhicule 7 Carter redresseur de jet 8 Rayon du carter 9 Axe pour le pivotement du carter 10 Axe de pivotement du carter 1 1 Partie arrière du carter 12 Ailettes de redressement de jet 13 Flèche de sens d'aspiration de l'eau 14 Bras porte indexage anti-vireur 15 Pivotage prisonnier du bras 14 16 Dispositif d'indexage 18 Tube prolongateur de 14 19 Pivotement autorisé de 18 20 Noix oscillante de guidage de 183 21 Support de fixation à la caisse 22 Vis de serrage d'étau 23 Ejection-Propulseur 24 Pièce d'adaptation sur roue par broche à billes 25 Axe creux de 24 26 Tuyère en pyramide tronquée 27 Ailettes de redressement 28 Broche à billes 29 Tube(s) télescopique(s) de liaison 14 - caisse 30 Silent block 31 Butée des correcteur de flux 32 Indexeurs rétractiles de 16 33 Structure fixe (caisse, chassis) du véhicule REVENDICATIONS 1) Dispositifs destinés à la propulsion nautique de véhicules principalement à roues caractérisés par ce qu'ils comportent un générateur de flux d'eau 13 fixé en 3 sur la roue 1 (Fig. 1 et 2), ou faisant partie de la roue figure 4 qui envoie ce flux 13 dans un correcteur de jet 7 (Fig. 1 et 2), 26 (Fig. 4 et 5) libre en rotation induite par le flux 13 autour de l'axe de la roue et bloqué à la position voulue (Généralement marche avant ou arrière) par un dispositif d'indexage 16 lié à l'axe de la roue et au chassis ou caisse du véhicule par un bras 14 pivotant autour de l'axe de la roue, et par un glissant (20 Fig. 1, 29 Fig. 7) au chassis ou à la caisse 33, Fig. 1 et 5, du véhicule. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le générateur de flux est constituée par une plaque 3 (Fig. 1) portant des ailettes inclinées 4 (Fig. 1 et 2), fixée à la roue du véhicule. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le correcteur 7 de flux 23 est constitué par un carter rayonné coaxial avec le générateur de flux 3 libre de rotation par rapport à lui et ouvert sur sa face extérieure (Flèche 13 fig. 2). 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il est totalement ouvert sur la moitié de sa périphérie et prolongé par une section circulaire ouverte munie d'ailettes correctrices 12 (Fig. 2). 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le générateur de flux 23 est constitué par une partie de la jante 1 de la roue du véhicule transformée en turbine (Fig.4), les ailettes de cette dernière faisant office de rayons à la roue. 6) Dispositif selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le correcteur de flux 23 est constitué par une pyramide tronqué 26 (Fig. 4 et 5) coaxial avec la roue et pivotant librement autour de son axe 28 (Fig. 8), portant des ailettes 12 de déviation de flux 23 (Fig. 4) et 27 de linéarisation de ce flux. 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un bras anticouple 14 pivotant librement et coaxialement à l'axe de la roue 1, articulé axialement et à 900 de l'axe de la roue (axe 19 Fig. 1 et 7), Prolongé préférentiellement par un cylindre coulissant (18 Fig. 1 et 7) dans un dispositif oscillant (20 Fig. 1, 29 Fig. 7) fixé sur le chassis ou la caisse du véhicule. 8) Dispositif selon les revendication 1 et 6, caractérisé en ce que ce bras anticouple 14 porte avant son articulation 19 un boîtier d'indexage 16 (Fig. 1 et 6) caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux indexeurs rétractiles 32 pour la marche avant et arrière accrochant des butées adéquates 31 mises sur le correcteur de flux (Fig .1 et 6). 9) Dispositif selon les revendication 1 et 7 caractérisé en ce que le disposi dif d'indexage 16 est préférentiellement électromagnétique et, piloté préférentiellement par radio codée si possible ou par ultrasons. 10) Dispositif selon les revendication 1, 6 et 7 caractérisé en ce que le pivotement du bras 14 porte des bobinages rayonnant face à des aimant tournant avec l'axe de la roue, donnant une tension électrique alimentant l'indexeur 16 et le récepteur radio ou ultrasonique. 11) Dispositif selon les revendication 1, 2, 3, 4 et 5 caractérisé en ce que l'ensemble générateur de flux 13, correcteur de flux 7 ou 26 et le bras anti-couple 14 sont fixé axialement, uniquement par une broche à bille 28 (Fig. 3 et 8) dans une pièce d'adaptation 24 (Fig. 3) fixée au écrous 2 de la liaison de la jante de la roue au moyeu. 12) Dispositif selon les revendication 1 et 6 caractérisé en ce que la fixation des dispositifs oscillant (20 Fig. 1 et 29 Fig. 7) peut être avantageusement réalisé soit par ventouse électromagnétique soit de préférence par une Base magnétique telle que utilisées couramment en atelier.