Brevet FR2882722A1 — publié le 20060908

Domaine de l'invention La présente invention concerne un arceau de protection pour véhicule à quatre roues, plus particulièrement, un arceau de protection pour véhicule de loisir de type quad ou karting. Etat de la technique On connaît déjà un grand nombre de véhicules équipés d'arceaux de protection, c'est le cas notamment des véhicules de type buggy et des kartings tout terrain. Ces arceaux sont prévus pour protéger le conducteur en cas de basculement ou de retournement du véhicule. Le conducteur de ce type de véhicules est normalement attaché à son siège au moyen d'un harnais de sécurité qui devrait être suffisamment solide pour le maintenir dans son siège même lorsque le véhicule se renverse. Ce type de harnais peut ètre défectueux ou usé et ne plus 15 remplir sa fonction. Certains conducteurs peuvent également oublier de fermer leur harnais ou ne pas le fermer correctement. Il existe également des véhicules à quatre roues équipés d'un siège de type selle de moto, ces véhicules communément appelés quad ne permettent pas l'utilisation d'une ceinture ou d'un harnais de sécurité maintenant le conducteur sur son siège en cas de basculement ou de retournement du véhicule. De nombreux essais ont montré que lorsque le conducteur n'était pas solidement arrimé à son siège les arceaux de sécurité peuvent présenter plus d'inconvénients que d'avantages pour la sécurité du con-ducteur. Le conducteur éjecté de son siège est alors très souvent pincé entre l'arceau est le sol. Lors du retournement du véhicule c'est quasiment la totalité du poids du véhicule qui est portée en un instant par l'arceau. La force exercée sur la partie du corps du conducteur pincée entre le sol et l'arceau est très importante, pouvant provoquer de très graves lésions. Il est également très intéressant de pouvoir équiper un véhicule d'un arceau relativement bas. Cela améliore la répartition des mas-ses, le centre de gravité du véhicule étant abaissé. L'aérodynamique du véhicule est également améliorée par un arceau plus bas notamment lors-que l'on prévoit la pose d'un pare-brise sur l'avant de l'arceau. Dans une telle configuration, il suffit que le conducteur tende son bras à l'extérieur pour que celui-ci soit pincé lors d'un basculement ou d'un renversement du véhicule. Bien souvent, un mouvement de réflexe oblige le conducteur à tendre le bras lors d'un basculement du véhicule, comme s'il se retenait lors d'une chute. Les études ont montré que ces phénomènes de pincement se produisaient dans la quasi-totalité des cas dans la zone de l'arceau se 5 trouvant à la verticale du conducteur. But de l'invention La présente invention a pour but de réaliser un arceau pour véhicule à trois ou quatre roues qui limite fortement les risques de pince-ment du conducteur lorsque celui-ci est éjecté du véhicule. Un tel arceau peut également être fixé sur un véhicule de type quad ayant un siège de type selle de moto. Pour ce type de véhicules cela permet une protection supplémentaire du conducteur ainsi que le montage d'un pare-brise et éventuellement d'un toit protégeant le conducteur des intempéries. Exposé et avantages de l'invention Selon l'invention, le dispositif de protection pour véhicule à trois ou quatre roues se compose d'un double arceau dont la partie centrale située au droit du conducteur est réduite transversalement de part et d'autre pour former une zone concave et audelà de celle-ci, au moins l'une des parties du double arceau étant munie d'un arceau latéral. Une telle configuration permet d'éviter le pincement du conducteur éjecté du véhicule. En effet la partie du double arceau se trouvant au-dessus du conducteur étant d'une épaisseur réduite par rapport aux parties avant et arrière du double arceau, lors d'un basculement cette partie ne vient pas en contact avec le sol et laisse un "espace de vie" pour le conducteur. L'arceau latéral augmente encore cet espace en élargissant au moins l'une des parties du double arceau. Pour des raisons de solidité, les parties avant et arrière du double arceau sont en forme de U dont les branches sont fixées respecti-vement à l'avant et à l'arrière du véhicule et les sommets sont reliés par une barre unique. Les structures en U offrent une meilleure résistance aux chocs et à la torsion. Chaque partie en U dont les branches sont fixées au châssis du véhicule forme alors avec celui-ci un quadrilatère très résis- tant. Il est également avantageux pour des raisons de visibilité que la partie avant présente une structure en U. Il est également souhaitable que la largeur de l'au moins une partie du double arceau muni d'un arceau latéral est sensiblement égale à celle du véhicule. L'augmentation de largeur obtenue grâce aux arceaux latéraux permet d'augmenter l'espace de vie entre l'arceau et le sol en cas de basculement du véhicule. Pour des raisons d'encombrement, il est préférable que les arceaux latéraux ne dépassent pas la largeur du véhicule. Le confort et la protection vis-à-vis des intempéries est nettement améliorée lorsqu'un pare-brise est fixé sur l'avant de la partie en U fixée à l'avant du véhicule et qu'un toit en matière souple est fixé entre les deux parties en U du double arceau. Le toit en matière souple (toile ou plastique thermoformé du genre garde--boue moto TT ou genre épée mole pour enfant) ne risque pas de blesser le conducteur lors du basculement du véhicule. Le toit peut par exemple être en plastique thermoformé Pour des raisons de solidité et de poids, le dispositif est 15 composé d'éléments tubulaires. Dessins Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après plus en détail à l'aide de dessins annexés. Ainsi: - la figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation 20 d'un dispositif de protection selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation d'un dispositif de protection selon l'invention, - la figure 3 est une vue de trois quarts avant d'un véhicule de type quad équipé d'un arceau selon la figure 2, - la figure 4 une vue selon la figure 3, l'arceau étant. équité d'un pare brise et d'une protection arrière, - la figure 5 est une vue de dessus selon la figure 3, - la figure 6 est une vue du véhicule selon la figure 1 renversé sur le côté. 3o Description d'un mode de réalisation La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réali- sation du dispositif de protection selon l'invention. Ce dispositif se com- pose d'un double arceau tubulaire comprenant un premier 10 et un second arceau 20. Chacun de ces arceaux comporte des pattes de fixa- tion 11, 12; 21, 22 à ses extrémités. Ces pattes 11, 12; 21, 22 sont des- tinées à fixer chacun des arceaux 10, 20 au châssis du véhicule. La largeur du double arceau 10, 20 est réduite dans sa partie supérieure, les deux arceaux 10, 20 se rejoignant. Dans cette portion, les deux ar- ceaux 10, 20 sont, de préférence, soudés l'un à l'autre. Il est toutefois possible de les réunir par des vis ou tout autre moyen présentant des garanties de solidité suffisantes. Les zones Z1. et Z2 comprises entre les traits interrompus et les parties resserrées des arceaux 10, 20 délimitent des zones concaves. Les traits interrompus matérialisent la surface extérieure des arceaux telle qu'elle aurait été si ceux-ci n'avaient été réunis. La portion du double arceau 10, 20 pendant laquelle les arceaux se rejoignent se trouve, une fois l'arceau monté sur le véhicule, au- dessus du conducteur en position de conduite. Après leur séparation, les arceaux 10, 20 s'écartent de telle sorte que la distance L entre les deux arceau soit supérieure à la dis-tance 1 qu'il y aurait eu entre ceux-ci s'ils s'étaient étendus parallèlement l'un à l'autre sur toute leur longueur. La distance L est choisie de sorte que l'encombrement des arceaux 10, 20 ne dépasse pas celui du véhicule à équiper. Les arceaux se resserrent ensuite pour avoir à nouveau entre eux un écartement 1. La figure 2 montre un second mode de réalisation d'un dis-positif de protection selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, les parties avant et arrière du double arceau 10, 20 sont en forme de U. Les branches des parties en forme de U présentent des pattes de fixation 11, 12; 21, 22. Les sommets des parties en U sont reliés par une barre unique démontable assemblée par boulonnage 30. La partie supérieure de la partie arrière en U comporte de part et d'autre un arceau latéral 41, 42. Cette barre peut également, selon une autre variante, être assemblée par boulonnage ce qui permet son démontage. La figure 3 est une vue de trois quarts avant d'un véhicule de type quad équipé d'un arceau tel que représenté à la figure 2. Ce véhicule est tel que l'on le trouve dans le commerce et ne nécessite pas de transformations particulières pour la pose de l'arceau selon l'invention. La partie avant de l'arceau 10, 20 se trouvant à l'avant du véhicule a la forme d'un U dont les branches pointent vers le bas. L'extrémité de ses branche comporte des pattes de fixation 11, 12; 21, 22. Ces pattes de fixation permettent de fixer chacune des branches au châssis du véhicule. Il est avantageux de fixer ces pattes 11, 12; 21, 22 aux empla- cernent de fixation du porte-bagages avant préalablement déposé du véhicule. Une telle fixation présente le double avantage de ne pas nécessiter de transformation du véhicule et d'être très solide puisque les portebagages de ce type de véhicules sont généralement fixés directement sur le châssis. De manière analogue, la partie inférieure de l'arceau de sécurité se trouvant à l'arrière du véhicule est fixée aux emplacements de fixation du porte bagage arrière après dépose de celui-ci. On obtient alors un parallélogramme résistant fort bien aux chocs et à la torsion. La partie avant en U est incurvée vers l'arrière du véhicule alors que la partie arrière en U est incurvée vers l'avant du véhicule. Ce cintrage présente des avantages aérodynamiques en particulier lorsque la partie avant en U est équipée d'un pare-brise 40 et d'une partie coupe-vent 50 comme le montre la figure 4. Le double arceau 10, 20 a,dans sa portion surplombant le conducteur, la forme d'une barre unique 30. Cette barre 30 joint le sommet des deux parties en U. Cette barre est coudée et suit partiellement la courbure de la partie avant et de la partie arrière en U. L'ensemble des tubes utilisés pour former le double arceau 10, 20 de protection ont une section et une épaisseur choisie pour optimiser le couple poids-résistance. Une masse trop importante au-dessus du véhicule 100 aurait des conséquences négative sur la stabilité du véhicule 100 dont le centre de gravité serait relevé. Les tubes sont volontairement choisis avec une section circulaire ou elliptique. Il faut pour des raisons de sécurité éviter toute arrête 20 vive pouvant blesser le conducteur en cas de choc. La partie arrière en U est équipée de deux parties en saillie 41, 42 formant deux arceaux latéraux. Toujours dans le soucis d'éviter les arrêtes vives et les angles aigus, ces arceaux latéraux 41, 42 sont également en forme de U. Il est particulièrement important que ces arceaux latéraux 41, 42 soient résistant puisqu'en cas de basculement du véhicule ils entreront en contact plus ou mois violemment avec le sol. La transmission du choc et du poids est répartie en deux points située à l'extrémité des branches du U formant l'arceau latéral. L'écart entre les parties les plus éloignées des arceaux laté-30 raux est sensiblement égale à la largeur du véhicule comme le montre la vue de dessus selon la figure 5. La figure 5 montre le véhicule selon l'invention équipé d'une protection avant 50 et d'un pare-brise 40 ainsi que d'une plaque de protection arrière. La protection avant 50 est en matériau synthétique opaque. Le pare-brise 40 est en un matériau synthétique transparent. Le pare-brise 40 et la protection 50 sont montés sur l'avant de la partie en U au moyen de vis venant en prise dans des filetages prévus à cet effet. Pour amortir les vibrations, des pièces intercalaires en matériau synthétique souple sont placées entre le pare-brise 40 et les tubes formant la partie en U. Il en est de même pour la protection avant 50. Il est préférable pour des raisons de sécurité que le pare-brise et la protection soient monté léfièrement en retrait sur les tubes formant les arceaux 10,20. Aucune arrête vive ne vient ainsi en saillie vers l'extérieur ce qui diminue encore les risques de blessure. La figure 4 montre un véhicule équipé du dispositif selon l'invention après basculement. Le véhicule décrit dans cet exemple est un véhicule à quatre roues de type quad . Pour ce type de véhicule, les arceaux sont très hauts puisque le passager est assis quasiment au sommet du véhicule et non à l'intérieur de celui-ci comme cela est par exemple le cas dans un véhicule de type buggy. Il est impossible de maintenir le conducteur sur la selle au moyen d'un harnais ou d'une ceinture de sécurité. Le conducteur a donc de grandes chances d'être éjecté lors du basculement du véhicule. Etant donné la hauteur importante de l'arceau, le poids important du véhicule dont le centre de gravité est très bas et la vitesse de pointe peu élevé de ce type de véhicule un retournement total du véhicule est exclu. Un tel véhicule peut tout au plus basculer. L'arceau offre alors une protection efficace du conducteur s'il reste en selle lors du bascule-ment de son véhicule. Dans le cas d'un choc violent qui éjecterait le conducteur de la selle, celui-ci sera protégé par l'espace de vie subsistant entre le sol et la partie centrale transversalement réduite de l'arceau. Cet espace est augmenté par l'arceau latéral qui augmente encore la distance entre le sol et la partie centrale des arceaux. La figure 6 montre un véhicule équipé du dispositif selon l'invention après son basculement. Etant donné la masse importante de ce type de véhicules, la position basse de leur centre de gravité ainsi que la vitesse de déplacement peu élevés, il est quasiment impossible qu'ils fassent un tonneau. Dans l'hypothèse d'un basculement, le véhicule se trouve sur le flanc comme le montre la figure 6. Les points de contact de l'arceau avec le sol sont schématisés par les points de contact avec la ligne 200. Il est clairement visible qu'il subsiste un espace important per-mettant au conducteur de ne pas être blessé par l'arceau. La partie centrale 30 de l'arceau a, dans ce mode de réalisation, été fixée par vissage ce qui permet de réduire l'encombrement de l'arceau de protection avant son montage ou après son démontage. Une telle réalisation facilite le stockage et le transport du dispositif de protection. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de protection pour véhicule à trois ou quatre roues caractérisé en ce qu' il se compose d'un double arceau (10, 20) dont la partie centrale située au droit du conducteur est réduite transversalement de part et d'autre pour former une zone concave et au- delà de celle-ci, au moins l'une des parties du double arceau étant munie d'un arceau latéral (41, 42). 2 ) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parties avant et arrière du double arceau (10, 20) sont en forme de U dont les branches sont fixées respectivement à l'avant et à l'arrière du véhicule et les sommets sont reliés par une barre unique (30). 3 ) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la largeur de l'au moins une partie du double arceau muni d'un arceau latéral (41, 42) est sensiblement égale à celle du véhicule. 4 ) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu' un parebrise (40) est fixé sur l'avant de la partie en U fixée à l'avant du véhicule (100). 5 ) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu' un toit en matière souple est fixé entre les deux parties en U du double arceau (10, 20). 6 ) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu' il est composé d'éléments tubulaires.