Brevet FR3054487A1 — publié le 20180202

La présente invention a pour objet un véhicule amphibie monté sur chenilles. Les spécialistes ont déjà proposé différents types de véhi- cules amphibies qui présentent l'avantage de pouvoir se déplacer sur l'eau et sur terre. Un véhicule amphibie est à titre d'exemple décrit dans le document WO 2013/160605 A1. Ce véhicule amphibie comprend une coque d'axe longitu- dinal ainsi que des organes de propulsion aquatique motorisés et des organes de propulsion terrestre motorisés. Ces organes de propulsion terrestre comportent deux paires de bras d'actionnement latéraux respectivement articulés d'une part sur la coque de part et d'autre de celle-ci à une première de leurs extrémités ou extrémité supérieure et d'autre part, sur un longeron re- liant les deux bras de chaque paire à leur seconde extrémité ou extrémi- té inférieure de façon à définir un châssis articulé rigide portant un train de chenille. Il est à noter que dans le cadre de cette description, les termes « inférieur », « supérieur »... se rapportent au véhicule amphibie considéré dans sa position de déplacement normal sur mer ou sur terre. Dans un tel véhicule, chacun des trains de chenille est équipé d'une série de galets de roulement transversaux situés les uns derrière les autres parallèlement à l'axe longitudinal de la coque et munis chacun de deux roues montées sur roulements autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe longitudinal de la coque. Chaque châssis rigide est mobile entre une position repliée ou position de navigation dans laquelle il est logé dans une cavité latérale de la coque et une position déployée ou position de transport terrestre dans laquelle le véhicule amphibie repose sur les trains de chenille. Un tel véhicule présente de multiples avantages dans la mesure où les organes de propulsion terrestre sont rétractés en position de navigation et ne nuisent donc pas aux caractéristiques hydrodynamiques de la coque et où les trains de chenille permettent d'obtenir une propulsion terrestre performante sur tous les sols. 3054487 2 Toutefois, dans un tel véhicule, les trains de chenille et les châssis constituent des ensembles rigides non suspendus, ce qui nuit dans une large mesure au confort. En effet, les galets transversaux sont directement fixés 5 sur le châssis aux extrémités respectives de l'axe de rotation et les roues de ces galets sont liées solidairement et tournent autour de l'axe de rotation par l'intermédiaire de roulements à rouleaux coniques et de roulements à contact oblique. Pour remédier à ces inconvénients, les spécialistes ont 10 envisagé de relier deux galets voisins par une lame élastique en acier similaire aux lames de suspension équipant les véhicules utilitaires et de fixer cette lame aux axes de rotation à ses extrémités respectives et au châssis à sa partie centrale. Une telle configuration s'est toutefois révélée inutilisable 15 dans la pratique du fait de sa trop grande complexité et de l'insuffisance des performances mécaniques pouvant ainsi être obtenues. Pour améliorer ces performances, il a également été envi- sagé de remplacer les lames en acier par des lames en résine époxy renforcée par des fibres de verre ; cette tentative n'a pas été elle non plus 20 couronnée de succès en raison du caractère cassant de telles lames. La présente invention a pour objet de proposer un véhi- cule amphibie monté sur chenilles du type susmentionné de nature à remédier à ces inconvénients. Selon l'invention, chaque train de chenille du véhicule est 25 équipé d'un nombre pair de galets de façon à définir un ensemble de paires de galets voisins et les galets de chaque paire sont reliés au châssis par des moyens de suspension comportant chacun un jeu d'au moins deux lames élastiques courbes en une résine thermodurcissable, notamment une résine époxy renforcée par des fibres, notamment par 30 des fibres de verre, superposées, à savoir une lame supérieure et une lame inférieure. La lame supérieure et la lame inférieure de chacun des jeux de lames sont liées entre elles et recouvertes par une couche d'élastomère, notamment de polyuréthane. 3054487 3 L'adhérence de l'élastomère sur les lames est obtenue par une opération de surmoulage. Un tel jeu de lames est fixé d'une part aux axes des galets à ses extrémités respectives et d'autre part, au châssis à sa partie cen- s traie. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la lame inférieure de chaque jeu de lames est plus longue et moins raide que la lame supérieure de ce jeu et est fixée aux axes des galets à ses extrémités respectives par l'intermédiaire d'une contre- 10 plaque. Les ensembles lame inférieure/axe de rotation des galets et contreplaques sont positionnés et maintenus par des vis traversant cet ensemble. Selon une autre caractéristique particulièrement avanta- 15 geuse de l'invention, le rayon de courbure de la lame inférieure d'un jeu de lames est inférieur au rayon de courbure de la lame supérieure de ce jeu. Une telle configuration s'est révélée satisfaisante tant au niveau des performances mécaniques que du confort pour les utilisa- 20 teurs. Celle-ci se distingue en particulier par des amplitudes de flexion avant rupture surprenantes en réponse à une charge du fait d'une raideur non linéaire. Plus précisément, en présence d'une contrainte verticale 25 appliquée au milieu du jeu de lames, la fibre neutre est située au centre de ce jeu et par suite la lame supérieure plus raide est sollicitée en compression alors que la lame inférieure, plus souple, est sollicitée en extension. Or, il est connu qu'une lame en une résine thermodurcis- 30 sable renforcée par des fibres résiste moins en compression qu'en ex- tension, de sorte que sous l'action d'une telle contrainte, la lame supérieure cassera avant la lame inférieure, ce d'autant plus qu'elle est plus rigide. Cette situation est toutefois « tempérée » par la présence 35 de l'élastomère situé entre les deux lames, dont la dureté shore et 3054487 4 l'épaisseur sont adaptées pour maintenir la liaison des lames en présence d'efforts longitudinaux et définir la raideur globale de l'ensemble et parallèlement pour permettre un glissement longitudinal des deux lames l'une par rapport à l'autre. 5 En effet, lors de l'application d'une charge à partir du châssis, ou d'une charge sur un galet, la lame inférieure plus longue et plus souple fléchit en premier lieu par réaction, ce en fonction de cette charge. Avec l'augmentation de la charge, l'élastomère situé entre 10 les deux lames se comprime progressivement, et seule la lame inférieure et l'élastomère du fait de sa compression, apportent de la raideur alors que la lame supérieure plus rigide ne subit tout d'abord pas ou peu de déformation. Ce n'est que lorsque l'élastomère s'est comprimé au 15 maximum du fait de l'augmentation de la charge que la déformation de la lame inférieure entraîne progressivement une déformation de la lame supérieure, de sorte que la raideur de la lame supérieure s'ajoute à celle de la lame inférieure. La configuration particulière du jeu de lames permet ain- 20 si de créer un effet retard de nature à éviter que la lame supérieure ne casse trop rapidement, et par suite d'obtenir une raideur et une flèche importantes avec un ensemble très compact. Cet avantage est amplifié par la configuration particulière des galets qui sont constitués chacun par un ensemble étanche com- 25 prenant un axe de rotation conformé pour recevoir la contreplaque permettant la fixation du jeu de lames, deux roues indépendantes et deux roulements constitués chacun par deux rangées de billes à contact oblique acceptant les efforts axiaux et radiaux qui sont directement insérées dans chacune des roues. 30 Cet ensemble très compact permet de recevoir des charges mécaniques axiales et radiales très élevées et compatibles avec les charges s'exerçant sur le jeu de lames. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque jeu de lames est fixé au châssis à sa partie centrale au moyen de vis de 3054487 5 fixation par l'intermédiaire d'un étrier essentiellement en forme de U dont la branche médiane s'applique sur sa face supérieure. Un tel étrier de fixation coopère avantageusement avec une bride de serrage s'appliquant sur la face inférieure de chaque jeu de 5 lames, de sorte que ce jeu de lames soit pris en sandwich et bloqué entre cette bride de serrage et l'étrier de fixation à sa partie centrale. Selon une autre caractéristique de l'invention, la lame supérieure et le cas échéant la lame inférieure de chaque jeu de lames est(sont) munie(s) sur sa(leur) face externe d'une saillie transversale 10 médiane ayant notamment une section de forme triangulaire et ayant pour fonction de permettre d'éviter un déplacement longitudinal du jeu de lames par rapport au châssis. A cet effet, les étriers de fixation et le cas échéant les brides de serrage comportent une cavité correspondant aux saillies 15 transversales des jeux de lames de façon à recevoir ces saillies transver- sales et donc à empêcher le déplacement longitudinal des jeux de lames par rapport au châssis. Les caractéristiques du véhicule amphibie qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins 20 non limitatifs annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un train de chenille dans lequel la chenille a été enlevée, la figure 2 est une vue de face d'un tel train de chenille complet, la figure 3 est une vue en coupe d'une paire de galets reliés par un 25 jeu de lames, les figures 4 et 5 sont des vues en perspective sous des angles dif- férents de la paire de galets représentée sur la figure 3, la figure 6 est une vue en perspective d'un jeu de lames, la figure 7 est une vue en coupe d'un galet. 30 Selon les figures 1 et 2, le train de chenille 1 est monté sur un châssis articulé rigide 2 comportant deux bras articulés 3, 3' de part et d'autre d'un longeron 4 reliant ces bras 3, 3'. Le train de chenille 1 comporte une chenille rotative 5 en- traînée en rotation par un barbotin 61 et passant sur un rouleau de 35 guidage et de tension 62 ainsi qu'une série de galets de roulement 3054487 6 transversaux 7 situés les uns derrière les autres dans le sens de déplacement du train de chenille. Selon la figure 2, un enjoliveur 8 soudé sur le longeron 4 masque les galets transversaux 7. 5 Selon la figure 7, chacun des galets transversaux 7 com- porte un axe de rotation 9 autour duquel sont montées deux roues 101, 102 par l'intermédiaire de roulements 11 constitués chacun par deux rangées de billes à contact oblique et qui sont respectivement insérés dans chacune des roues 101, 102. 10 Selon la figure 1, chaque train de chenille 1 est équipé de huit galets de roulement définissant quatre paires de galets 71, 72 voisins. Selon les figures 3, 4 et 5, les galets 71, 72 de chaque paire sont reliés au châssis 2 par l'intermédiaire de moyens de suspen- 15 sion principalement constitués chacun par un jeu de lames élastiques 12 fixé aux axes 9 des galets 71, 72 à ses extrémités et au châssis 2 à sa partie centrale, d'une façon qui sera décrite plus en détail dans la suite de cet exposé. Selon la figure 6, chaque jeu de lames élastiques est 20 constitué par deux lames élastiques courbes en une résine époxy ren- forcée par des fibres de verre superposées, à savoir une lame élastique supérieure 131 et une lame élastique inférieure 132. Ces deux lames élastiques supérieure 131 et inférieure 132 sont liées entre elles et recouvertes par une couche de polyuréthane 25 14. Selon la figure 6, dans chacun des jeux de lames élastiques 12, la lame inférieure 132 est plus longue et moins raide que la lame supérieure 131 et a un rayon de courbure inférieur au rayon de courbure de cette lame supérieure 131 de sorte que l'épaisseur de la 30 couche de polyuréthane insérée entre ces lames 131, 132 soit plus grande au niveau des extrémités du jeu de lames élastiques qu'à la partie centrale de celui-ci. Au niveau de cette partie centrale, la lame supérieure 131 et la lame inférieure 132 comportent sur leur face externe respective, 35 une saillie transversale 151, 152 ayant une section de forme triangulaire 3054487 7 permettant d'empêcher tout déplacement longitudinal du jeu de lames élastiques 12 par rapport au châssis 2. Selon les figures 4 et 6, la lame inférieure 132 est équipée au niveau de chacune de ses extrémités d'une contreplaque 16 permet- 5 tant la fixation du jeu de lames élastiques 12 sur les axes 9 des galets 71, 72 d'une paire de galets 7 à ses extrémités respectives au moyen de vis non représentées sur les figures. Selon les figures 1, 3, 4 et 5, le jeu de lames élastiques 12 reliant les galets 71, 72 d'une paire de galets est fixé au châssis 2 à sa 10 partie médiane par l'intermédiaire d'un étrier essentiellement en forme de U 17 dont la branche médiane 18 s'applique sur la face supérieure du jeu de lames élastiques 12 comme on peut le constater sur les figures 3, 4 et 5. Selon les figures 4 et 5, l'étrier de fixation 17 coopère 15 avec une bride de serrage 19 s'appliquant sur la face inférieure du jeu de lames élastiques 12 de sorte que celui-ci soit pris en sandwich entre cette bride de serrage 19 et l'étrier de fixation 18 au niveau de sa partie centrale. L'ensemble ainsi constitué est bloqué de part et d'autre 20 du jeu de lames élastiques 12 par des vis 20 et des écrous 21 qui tra- versent cet ensemble de part en part. Selon la figure 3, l'étrier de fixation 17 et la bride de ser- rage 19 comportent une cavité transversale 22, 23 de géométrie correspondant à celle des saillies transversales 151, 152 du jeu de lames 25 élastiques pour pouvoir recevoir ces saillies transversales de façon à empêcher tout déplacement longitudinal du jeu de lames élastiques 12 par rapport au châssis 2. 30 3054487 8 NOMENCLATURE 1 Train de chenille 2 Châssis rigide 5 3, 3' Bras articulé 4 Longeron 5 Chenille rotative 61 Barbotin 62 Rouleau de guidage et de tension 10 7 Galets transversaux 71, 72 Paire de galets 8 Enjoliveur 9 Axe de rotation 101, 102 Roue 15 11 Roulement 12 Jeu de lames élastiques 131 Lame élastique supérieure 132 Lame élastique inférieure 14 Couche de polyuréthane 20 151, 152 Saillie transversale 16 Contreplaque 17 Etrier 18 Branche médiane 19 Bride de serrage 25 20 Vis 21 Ecrou 22, 23 Cavités transversales 30 REVENDICATIONS1°) Véhicule amphibie comprenant une coque d'axe longitudinal ainsi que des organes de propulsion aquatique motorisés et des organes de propulsion terrestre motorisés, ces organes de propulsion terrestre comportant deux paires de bras d'actionnement latéraux (3, 3') respec- tivement articulés d'une part sur la coque de part et d'autre de celle-ci à une première de leurs extrémités ou extrémité supérieure et d'autre part, sur un longeron (4) reliant les deux bras (3, 3') de chaque paire à leur seconde extrémité ou extrémité inférieure de façon à définir un châssis articulé rigide (2) portant un train de chenille (1) équipé d'une série de galets transversaux (7) situés les uns derrière les autres parallèlement à l'axe longitudinal de la coque et munis chacun de deux roues (101, 102) montées sur roulement (11) autour d'un axe de rotation (9) perpendiculaire à l'axe longitudinal de la coque, chaque châssis rigide (2) étant mobile entre une position repliée ou position de navigation dans laquelle il est logé dans une cavité latérale de la coque et une position déployée ou position de transport terrestre dans laquelle le véhicule amphibie repose sur les trains de chenille, caractérisé en ce que chaque train de chenille (1) est équipé d'un nombre pair de galets (7) de façon à définir un ensemble de paires de galets voisins (71, 72), les galets (71, 72) de chaque paire sont reliés au châssis (2) par des moyens de suspension comportant un jeu (12) d'au moins deux lames élastiques courbes en une résine thermodurcissable renfor- cée par des fibres superposées, à savoir une lame supérieure (131) et une lame inférieure (132), fixé d'une part aux axes (9) des galets (71, 72) à ses extrémités respectives et d'autre part, au châssis (2) à sa partie centrale, et la lame supérieure (131) et la lame inférieure (132) de chacun des jeux de lames (12) sont liées entre elles et recouvertes par une couche d'élastomère (14). 2°) Véhicule amphibie conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que 3054487 10 la lame inférieure (132) de chaque jeu de lames (12) est plus longue et moins raide que la lame supérieure (131) et est fixée aux axes (9) des galets (71, 72) à ses extrémités respectives par l'intermédiaire d'une contreplaque (16), les ensembles lame inférieure (132), axe (9) des galets (71, 5 72) et contreplaque (16) étant positionnés et maintenus par une liaison assurée par des vis traversant cet ensemble. 3°) Véhicule amphibie conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, 10 caractérisé en ce que le rayon de courbure de la lame inférieure (132) est inférieur au rayon de courbure de la lame supérieure (131). 4°) Véhicule amphibie conforme à l'une quelconque des revendications 15 1 à 3, caractérisé en ce que la lame supérieure (131) et le cas échéant la lame inférieure (132) de chaque jeu de lames (12) est(sont) munie(s) sur leur face externe d'une saillie transversale médiane (151, 152) ayant notamment une section de 20 forme triangulaire. 5°) Véhicule amphibie conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que 25 chaque jeu de lames (12) est fixé au châssis (2) à sa partie centrale au moyen de vis de fixation par l'intermédiaire d'un étrier (17) essentiellement en forme de U dont la branche médiane (18) s'applique sur sa face supérieure. 30 6°) Véhicule amphibie conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que l'étrier de fixation (17) coopère avec une bride de serrage (19) s'appliquant sur la face inférieure de chaque jeu de lames (12) de sorte que les jeux de lames (12) soient pris en sandwich et bloqués entre cette 35 bride de serrage (19) et l'étrier de fixation (17) à leur partie centrale. 3054487 11 7°) Véhicule amphibie conforme à la revendication 4 et à l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les étriers de fixation (17) et le cas échéant les brides de serrage (19) 5 comportent une cavité transversale (22, 23) correspondant aux saillies transversales (151, 152) des jeux de lames (12) de façon à recevoir ces saillies transversales. 10