Brevet FR3026348A1 — publié le 20160401

La présente invention concerne un dispositif pour roue et aileron rétractables alternativement et automatiquement destiné à permettre à un engin nautique tel que voilier, barque, canoë, catamaran, trimaran, hors bord, de passer de l'eau à la plage ou de la plage à l'eau sans motorisation, actionneur ou action humaine, par intégration de plusieurs dispositifs répartis dans les différents flotteurs de manière à assurer la stabilité de l'engin. Tous les engins nautiques existant ne peuvent pas sortir de l'eau vers la plage ou rentrer dans l'eau depuis la plage sans manutentions complexes et lourdes. Il existe des systèmes de chariots-remorques, indépendants, qu'il faut positionner dans l'eau pour recevoir l'engin nautique afin de le sortir de l'eau, ce qui nécessite une manutention lourde, et de sur-crois, ces systèmes ne peuvent être embarqués à bord, et restent donc sur la plage pendant la navigation. Les engins amphibies ont des systèmes de roues rétractables qui fonctionnent tous 15 avec des actionneurs ou des moteurs, ou une action humaine. La présente invention concerne un dispositif automatique d'extraction de roue (4) et d'aileron (6), par alternance, en utilisant l'énergie cinétique de l'engin nautique lors de son déplacement et la pression exercée par l'eau sur un volet (15) pour faire rentrer la roue et 20 sortir l'aileron ou le frottement de l'aileron sur le sol du fond de l'eau pour faire sortir la roue et rentrer l'aileron. Un engin nautique doit être équipé d'au moins trois dispositifs de la présente invention pour assurer sa stabilité sur le sol. Pour rester dirigeable, et se convertir en véhicule amphibie, un engin nautique devra avoir son timon équipé de la présente 25 invention. Au rivage d'un plan d'eau avec plage le sol au fond de l'eau suit un plan incliné avec une pente progressive jusqu'à ce que ce que le plan défini par la surface de l'eau, horizontale, rejoigne le plan incliné du sol. 30 Sur l'eau, l'engin nautique équipé de la présente invention flotte à l'aide de ses flotteurs (2), avec les roues (4) et les volets (15) rentrés et les ailerons (6) sortis. Les ailerons (6), qui avec un profil fin hydrodynamique qui limite la résistance de l'eau lors du déplacement de l'engin nautique, servent de plan anti-dérive et s'immergent dans l'eau 35 avec très peu de résistance dans la direction du déplacement. Les volets (15) assurent partiellement la fermeture du caisson (1), dans le prolongement de la carène des flotteurs (2). En se rapprochant du rivage, lorsque la hauteur d'eau est inférieure à la profondeur de l'aileron (6) sorti, ce dernier touche le sol au fond de l'eau. Le frottement de l'aileron contre le sol est très nettement supérieur à celui contre l'eau. Ce différentiel génère une force transmise sur le bras (3), articulé, entraînant sa rotation autour de son axe (7). Le bras (3) a une forme triangulaire, et supporte, à son autre extrémité, l'axe (5) supportant la roue (4) rentrée. La rotation du bras (3) entraîne la sortie de la roue (4) et la rentrée de l'aileron (6) jusqu'à une position d'équilibre qui correspond au moment où simultanément la roue et l'aileron touchent le sol. La rotation du bras (3) entraîne également un mouvement de rotations combinées d'un ensemble de bielle (8) et biellettes (10) et (13), entraînant la sortie du volet (15) et l'allongement du tendeur (18), jusqu'à la position d'équilibre. Cette position d'équilibre, précédemment décrite, correspond également à l'alignement de la bielle (8) avec la bielle (10) et l'allongement maximal du tendeur (18). Cette position instable est passée grâce à l'inertie de l'ensemble puis la force élastique du tendeur (18) exerce une force sur l'ensemble bielle biellettes qui exerce une force sur le bras (3) pour poursuivre sa rotation jusqu'à une butée, maintenant l'aileron (6) rentrée et la roue (4) totalement sortie. En position finale de l'ensemble bielle biellettes, la masse de l'engin nautique exerce une force supplémentaire sur l'ensemble de bielle et biellettes, en complément du tendeur (18), garantissant le parfait verrouillage de la roue lorsque l'engin nautique roule sur le sol. Lorsque l'engin nautique équipé de la présente invention roues (4) sorties quitte la plage et rentre dans l'eau, la masse de l'engin nautique est progressivement répartie sur la surface de la carène des flotteurs (2), ce qui réduit la force de verrouillage appliquée sur l'ensemble bielle biellettes. Simultanément, lors du déplacement de l'engin nautique, l'eau exerce une pression sur le volet (15) sorti avec son plan perpendiculaire au déplacement, entraînant sa rotation autour de son axe (17) monté sur le caisson (1). La rotation du volet (15) entraîne sa fermeture progressive et un ensemble de rotations combinées de l'ensemble bielle biellettes entraînant la rentrée de la roue et la sortie de l'aileron. Ce mouvement est aidé par la pression exercée par l'eau sur la roue jusqu'au passage de la position d'équilibre. La fin du mouvement et le maintien en position roue rentrée, volet rentrée et aileron sortie est assurée par le tendeur (18) et la pression de l'eau exercée sur le volet (15). Tout le dispositif est monté dans un caisson qui peut être intégré facilement dans tous les types de flotteurs ou coques, à construire ou existants grâce à une simple découpe. Le bras (3) est articulé autour d'un axe fixe (7) monté judicieusement sur le caisson L'aileron (6) est monté ou intégré à une des extrémités du bras (3) La roue (4) est articulée autour d'un axe (5) monté à une autre des extrémités du bras (3). La bielle (8) est articulée autour d'un axe fixe (9) monté sur le caisson (1). La biellette (10) est articulée autour d'un axe mobile (11) monté en bout de la bielle (8) et d'un autre axe mobile (12) monté en bout du bras (3), proche ou commun avec l'axe (5). La biellette (13) est articulée autour d'un axe mobile (14) monté en bout de la biellette (10) et autour d'un axe mobile (16) monté en bout du volet (15) lui même articulé autour d'un axe fixe (17) monté sur le caisson (1). Le tendeur (18) est accroché à la bielle (8) et au caisson (1). Les points d'accrochages (19) et (20) sont positionnés de manière à créer un point dur au moment ou le bout de l'aileron (6) et le bas de la roue (4) sont dans un même plan, correspondant à la position d'équilibre. Le tendeur (18) est dimensionné de manière à compenser le couple exercé sur le bras par les masses de la roue (4) et de l'aileron (6) tout en assurant un effort résiduel de maintien en position roue rentrée. En position roue sortie, c'est la masse de l'engin nautique appliquée sur la roue qui assure le maintien, le tendeur (18) servant uniquement à maintenir la bielle (8) en position de blocage. Les positions de maintien, roue rentrée ou sortie, sont assurées contre des butées intégrées dans le caisson (1) au niveau du bras (3) ou de la bielle (8). Une variante de la présente invention consiste à intégrer dans le dispositif deux bras (3), deux ailerons (6), deux bielles (8), deux biellettes (10), deux biellettes (13) et deux tendeurs (18) avec leurs axes respectifs, symétriquement de part et d'autre de la roue (4), de manière à faciliter la reprise des efforts. Une autre variante de la présente invention consiste à relier les deux bras (3) de manière à former une fourche avec un seul aileron central (6). Une troisième variante consiste à intégrer le volet (15) directement en bout de la biellette (10) en supprimant la biellette (13), de manière à simplifier le montage, mais avec une hydrodynamique dégradée. Une dernière variante de la présente invention consiste à supprimer le caisson et à monter l'ensemble des axes fixes (7), (9), (17) et (20) sur un timon, de manière à rendre dirigeable l'engin nautique ainsi équipé. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente en perspective le bas de la carène d'un flotteur (2) d'un engin nautique avec l'invention intégrée, roue (4) sortie et aileron (6) rentrée, avec le bras (3), 5 l'aileron (6), les bielles (8) et les biellettes (10) et (13) doublés. La figure 2 représente en perspective le bas de la carène d'un flotteur (2) d'un engin nautique avec l'invention intégrée, roue (4) rentrée et aileron (6) sortie. 10 Sur les deux figures 1 et 2, on distingue le bas du caisson (1) encastré dans un flotteur (2) avec continuité de la carène. On y distingue le bras (3) intégrant l'aileron (6) et l'axe (5) de la roue (4). L'axe (7) de rotation du bras (3) est encastré sur le caisson (1). Sur les deux figures, on distingue dans les deux positions, la bielle (8), la biellette 15 (10), la biellette (13) et le volet (15) avec leurs axes respectifs (9), (11), (12), (14), (16) et (17). Sur la figure 1, on distingue la bielle (8) et la biellette (10) presque alignées, avec le tendeur (18) et ses deux points d'accrochage (19) et (20) judicieusement positionnés, exerçant une tension entraînant un couple sur la bielle (8) assurant son blocage contre une butée non représentée. 20 Sur la figure 2, on distingue la bielle (8) et la biellette (10) repliées, avec le tendeur (18) exerçant une tension entraînant un couple sur la bielle (8) assurant son blocage contre l'autre butée non représentée. Sur la figure 1, on distingue que le volet (15) est dimensionné de manière à en pas rentrer en contact avec le sol lorsque l'engin nautique roule, sa profondeur étant inférieure 25 à la course de la roue (4). Le caisson (1) ainsi que le bras (3), l'aileron (6), la bielle (8), les biellettes (10) et (13) et le volet (15) de la présente invention peuvent être fabriqués en matériaux plastiques, composites ou en aluminium, ou tout autre matériau permettant une faible masse et une 30 résistance suffisante, par moulage, chaudronnerie ou usinage. Tous les axes (5), (7), (9), (11), (14), (16), (17) et accroches (18) et (20) peuvent être réalisés avec des composants du commerce tels que vis, goupilles, rivets. La roue (4) est issue du commerce. REVENDICATIONS1) Dispositif automatique de roue et aileron rétractables pour engin nautique et véhicule amphibie caractérisé en ce qu'il comporte dans un caisson (1) encastrable dans 5 tout type de flotteur (2) : - un bras (3) triangulaire articulé sur un des angles autour d'un axe (7) monté fixe sur le caisson (1) supportant sur un autre des angles l'axe de rotation (5) d'une roue (4) et un axe (12) pour le verrouillage et sur le troisième angle un aileron (6) intégré ou fixé, permettant de rentrer la roue (4) dans le caisson (1) tout en sortant l'aileron (6) et de sortir 10 la roue (4) tout en rentrant l'aileron (6), - un volet (15) articulé autour d'un axe (17) monté sur le caisson (1) à ras de la carène de manière à assurer la fermeture partielle du caisson et le prolongement de la carène, le volet étant dimensionné de manière à offrir une résistance suffisante à l'eau en position sortie et s'articuler avec la poussée hydraulique sans que sa profondeur ne 15 dépasse la course de déplacement de la roue, - une bielle (8) articulée autour d'un axe fixe (9) judicieusement monté sur le caisson (1) et supportant un axe (11) à son autre extrémité avec un dispositif d'accrochage (19), - une biellette (10) articulée autour de l'axe (11) et de l' axe (12) et supportant un troisième axe (14) aligné avec les deux axes (11) et (12) , 20 - une biellette (13) articulée autour de l'axe (14) et de l'axe (16), - un tendeur (18) linéaire ou rotatif accroché au caisson (1) en un point (20) judicieusement positionné et à la bielle (8) au point (19), assurant l'équilibrage de l'ensemble et le verrouillage des positions roue sortie ou roue rentrée, - deux butées intégrées au caisson (1) et assurant les fins de course, soit du bras (3), 25 soit de la bielle (8), le tout judicieusement dimensionné pour permettre à la roue (4) de rentrer dans le caisson (1) automatiquement grâce à la pression exercée par l'eau sur le volet (15) sorti en faisant simultanément sortir l'aileron (6) lorsque l'engin nautique équipé passe de la 30 plage à l'eau, et pour permettre à la roue (4) de sortir du caisson (1) automatiquement grâce au frottement exercé par le sol du fond de l'eau sur l'aileron (6) précédemment sorti, en faisant simultanément sortir le volet (15), lorsque l'engin nautique passe de l'eau à la plage. 35 2) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte deux bras (3), deux bielles (8), deux biellettes (10) et deux biellettes (13) avec leurs axes respectifs, letout positionné symétriquement de part et d'autre de la roue (4) pour permettre une meilleur reprise des efforts. 3) Dispositif suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les deux bras (3) 5 soient reliés pour former une fourche avec un aileron unique (6). 4) Dispositif suivant les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que les axes de rotations (5) de la roue (4) et (12) de la biellette (10) soient alignés et confondus. 10 5) Dispositif suivant les revendications précédentes caractérisé en ce que le volet (15) soit fixé directement en bout de la biellette (10) et que la biellette (13) soit ainsi supprimée. 6) Dispositif suivant les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il puisse être 15 monté directement sur un timon d'engin nautique sans caisson (1), pour permettre de rendre amphibie et pilotable sur terre un engin nautique. 20