FR3113277A1 - Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), doté d'un châssis tubulaire (Q) composé de deux cadres (X-Y) soudés. Les deux broches (6a-6b) de la fourche du cadre avant (X) sont soudées à la partie intérieure des deux brancards (38) du cadre arrière (Y). Au châssis (Q), sont rattachés, au cadre avant (X), une suspension à douilles élastiques réglables (14) à pendules (18), au cadre arrière (Y), deux bras de roue (39') maintenus par une suspension à douilles élastiques réglables (39). Ce quadricycle (I) est destiné au transport de passager ou de charges, à l'avant. La position excentrée du volant rectangulaire (10) permet à l'utilisateur de se tenir debout afin d'accroître la force de pédalage. Le système de transmission étagée - plateaux, pignons - permet d'optimiser le braquet. Figure de l’abrégé : Fig 1
Description
Champ de l'invention.
Mon objectif est de concevoir un véhicule qui a comme base de départ un quadricycle. Mais, on pourrait se demander pourquoi ai-je opté pour un quadricycle, et non un tricycle par exemple ? Je répondrai à cette question en me référant à mes diverses observations qui m'amènent à dire qu'un quadricycle peut transporter plus de charges qu'un tricycle. D'autre part, son assise sur quatre roues lui confère une plus grande stabilité. Toutefois, cette stabilité s'avère toute relative car elle dépend, en grande partie, des éléments qui constituent la liaison au sol.
Historique de l'art antérieur.
Si l'on parcourt l'histoire du quadricycle, on peut remarquer que, d'abord, les versions antérieures sont dotées d'un ou de deux essieux rigides. Cela compromet considérablement la stabilité du véhicule et le confort des passagers. Ensuite, la position de conduite, à cause de la distance qui sépare le pédalier de la selle, entraîne une inclinaison du dos de l'utilisateur vers l'arrière. Cette position, inclinée, voire semi-couchée, entraîne souvent un inconfort et complique le pédalage et le guidage du véhicule. En outre, la garde au sol non modifiable réduit le champ d'application pour une utilisation sur route ou sur chemin. Enfin, le transport de charges, dans certaines versions antérieures, se fait à l'arrière du véhicule. Ceci prive le pilote d'une visibilité sur la personne ou sur la charge transportée.
Enoncé des objectifs de l'invention.
Avec la prise de conscience générale face aux graves problèmes climatiques et environnementaux que nous connaissons aujourd'hui, de nouvelles recherches de moyens de transport répondant aux normes écologiques sont menées.
C'est dans cette optique que l'idée de concevoir et de réaliser un véhicule qui respecte les critères de sécurité, d'accessibilité et de simplicité m'est venue. Comment améliorer les qualités intrinsèques du quadricycle sans lui rajouter des éléments inutiles qui risqueraient de l'alourdir ?
Comme ce véhicule va cibler deux types d'utilisateurs, il faudrait lui donner une certaine polyvalence et une modularité. Ainsi pourrait-il, aussi bien, intéresser la personne qui voudrait se déplacer seule ou avec un passager et quelques bagages, que celle qui voudrait, essentiellement, transporter des charges ou des marchandises. La première voudrait un véhicule qui lui apporterait sécurité et confort. Quant à la seconde, elle désirerait avoir la possibilité d'adapter la hauteur au sol de son véhicule. Ainsi, ce dernier bénéficierait d'une bonne stabilité et d'une tenue de route optimale, quel que soit le type de terrain d'utilisation.
Sommaire de l'invention.
Quels sont les points-clés qui apportent une réponse à ces attentes ?
Ils se situent sur plusieurs niveaux :
Tout d'abord, la conception du cadre sur lequel viennent se greffer les autres sous-ensembles ayant chacun leur fonction pour aboutir à la réalisation de ce quadricycle (I) avec ses particularités.
L'une de ses particularités réside dans le fait que ce quadricycle (I) comporte une structure de châssis tubulaire métallique soudé faisant apparaître un ensemble dont le principal point de départ est le cadre (Q) [Fig 3].
La particularité de cette dernière vient de sa forme et du fait qu'il possède une structure tubulaire métallique soudée constituée de deux cadres : celui de l'avant (X) et celui de l'arrière (Y) [Fig 3] reliés en deux points (Z) [Fig 5] et (Z') [Fig 5] à la partie inférieure et (W) [Fig 5] à la partie supérieure (point d'union avec le fourreau de la colonne de direction).
A ces deux cadres (X) , [Fig 4] et (Y) [Fig 3], [Fig 4] départagés par la ligne (BB') [Fig 3] sont montés plusieurs sous-ensembles afin de constituer ce quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2] selon un mode de réalisation qui doit répondre aux exigences des trois objectifs fixés : sécurité, accessibilité et simplicité.
Ces sous-ensembles présentent aussi des particularités dont les caractéristiques seront décrites ci-dessous.
En ce qui concerne la suspension, le système d'essieu rigide à l'avant et à l'arrière est remplacé par un ensemble de bras oscillants à l'avant et à l'arrière. Ces bras permettent d'avoir des roues indépendantes qui procurent au quadricycle (I) , [Fig 2] stabilité et confort.
En ce qui concerne la garde au sol, on dispose de douilles élastiques réglables intégrées à la suspension, qui permettent de régler la garde au sol du quadricycle (I) , [Fig 2], en fonction du désir de l'utilisateur.
En ce qui concerne la direction qui est située à l'axe médian longitudinal du quadricycle (I) , [Fig 2], on opte pour un boîtier à carter conique muni, en bout d'axe, d'un palonnier à deux bras qui sont prolongés par des biellettes pour transmettre le mouvement aux roues avant. Ces biellettes réglables sont, de chaque côté, rattachées aux bras de suspension par un porte-fusée. La colonne de direction est dotée d'un volant rectangulaire avec des angles arrondis. Ce volant est décentré vers l'avant il permet, ainsi, un guidage précis tout en constituant, pour l'utilisateur, un bon point d'appui lors du travail de pédalage.
En ce qui concerne la position de conduite, on opte pour un siège avec un dosseret montant qui est, sans aucun doute, plus confortable qu'une selle.
En ce qui concerne la place du passager ou des marchandises, par mesure sécurité, on opte pour un embarquement à l'avant du véhicule.
A l'arrière, sur le cadre (Y) , [Fig 3], [Fig 4], la présence de roues indépendantes, avec une hauteur réglable par l'intermédiaire de douilles élastiques, oblige à placer des arbres de transmission télescopiques à cardans. En effet, un désalignement important pourrait se produire lors des mouvements des roues.
Est-il impératif d'installer une transmission à différentiel pour pouvoir, en cas de besoin, effectuer des manœuvres de virage plus aisées ?
La réponse est "oui" si l'empattement entre les roues avant et arrière dépasse une certaine longueur qui reste à définir. Il ne faut pas perdre de vue que l'insertion de différentiel va, fatalement, apporter une masse supplémentaire qui serait pénalisante.
La différence entre l'écartement des roues avant et celui des roues arrière constitue une solution de compromis qui dispense d'un rajout de différentiel. Il s'avère que les roues de ce quadricycle (I) , [Fig 2] sont plus écartées à l'avant qu'à l'arrière.
Descriptif et explication des dessins.
Un descriptif détaillé, illustré par quelques dessins en perspective et en coupe des ensembles et des sous-ensembles, permet de déterminer l'emplacement ainsi que les rôles des différents éléments qui sont liés pour la réalisation de ce quadricycle (I) , [Fig 2].
Ce quadricycle (I) , [Fig 2] à pédales et à roues indépendantes est constitué d'une structure tubulaire qui constitue le châssis (Q) [Fig 3], [Fig 4]. L'implantation de cette structure qui est composée de deux cadres (X) et (Y) soudés l'un à l'autre et montée sur quatre roues de cycle (3a1-3a2-3b1-3b2) [Fig 2] permet d'obtenir un écart de la voie des roues avant (3a1-3a2) plus important que l'écart de la voie des roues arrière (3b1-3b2).
Ces deux cadres (X) et (Y) sont assemblés, par soudure, en deux points (Z) et (Z') dans sa partie inférieure et, à sa partie supérieure, en (W) , son point de liaison avec le fourreau de la colonne de direction.
Passons en revue les différents éléments rattachés au cadre avant (X) , [Fig 4] et au cadre arrière (Y) [Fig 3], [Fig 4] qui composent les deux parties du châssis (Q) en structure tubulaire métallique, selon son invention [Fig 2], [Fig 5], de ce quadricycle (I) [Fig 1].
Le cadre avant (X) , [Fig 4] est constitué d'une fourche (6) rigide [Fig 2], [Fig 4], [Fig 5], [Fig 7], [Fig 10], [Fig 11] en tube métallique cintré, de quatre traverses principales (13a-13b-13c-13d) [Fig 2], [Fig 7], [Fig 10] en tôle formée et, sur la partie inférieure de la fourche, à sa partie montante, de deux traverses secondaires (8a-8b) [Fig 2], [Fig 5] en tube métallique.
A cette partie montante du tube métallique qui constitue la fourche, sont soudés deux tubes métalliques formant deux broches (6c-6d) supplémentaires orientées vers l'avant. Ces broches (6c-6d) [Fig 5] soudées, en symétrie par rapport médian longitudinal du quadricycle, à une hauteur compatible avec l'installation d'un système de suspension élastique réglable. Ces broches (6c-6d) [Fig 5] sont parallèles à deux autres broches (6a-6b) [Fig 5] formées par le cintrage, à la formation de la fourche (6) [Fig 5].
Les quatre traverses principales (13a-13b-13c-13d) , [Fig 7], [Fig 10] en tôle formée représentant des parallélépipèdes, grâce à leur forme, permettent d'allier résistance et légèreté. Ces quatre broches (6a-6b-6c-6d) [Fig 5] traversent les quatre traverses parallélépipédiques (13a, 13b, 13c, 13d) de dimensions identiques. Ces traverses sont fixées ou soudées en parallèle deux à deux, avec un écart qui permet l'implantation des bras de suspension avant du quadricycle (I) [Fig 2] qui sont superposés.
Ce cadre avant (X) , [Fig 3], [Fig 4] reçoit un boîtier de direction (9) [Fig 7] qui est relié au volant (10) [Fig 2], [Fig 12] par une colonne (11) [Fig 2] [Fig 10] dont le fourreau (12) [Fig 2], [Fig 10] est soudé aux deux traverses secondaires (8a-8b) [Fig 2], [Fig 5] de la fourche (6) [Fig 2], [Fig 4], [Fig 5], [Fig 7].
Cette fourche (6) , [Fig 4], [Fig 5], [Fig 6], en tube d'acier cintré, rigide (sans pivot), est inclinée vers l'arrière afin de permettre à l'utilisateur d'accéder facilement à son poste de conduite et d'avoir une bonne prise en main du volant (10) [Fig 2], [Fig 12].
Aux broches de cette fourche (6) , [Fig 4], [Fig 5], [Fig 6], sont soudés, en symétrie par rapport à un plan vertical et à un plan horizontal, quatre traverses parallélépipédiques (13a, 13b, 13c, 13d) [Fig 5], [Fig 7] aux extrémités (14') [Fig 5] desquelles sont fixées huit douilles élastiques réglables (14) [Fig 7].
Quatre triangles de suspension (15a-15b-15c-15d) superposés, rattachés aux traverses parallélépipédiques (13a-13b-13c-13d) [Fig 2], [Fig 7] et à deux porte-fusées (16) [Fig 2], [Fig 15] -13’), par le biais de ces douilles réglables (14) [Fig 7], forment la suspension avant du quadricycle (1) [Fig 1], [Fig 2]. Chacun de ces quatre triangles de suspension (15a-15b-15c-15d) [Fig 7] à l'extrémité duquel est fixé un porte-rotule (70) [Fig 9] spécifique, est constitué de deux bras assemblés [Fig 6] pour permettre leur démontage. Les triangles inférieurs (15a-15c) [Fig 7] ont des bras de dimensions différentes de celles des bras des triangles supérieurs (15b-15d) [Fig 7].
Les broches de la fourche (6) , [Fig 5], [Fig 7], dont les extrémités sont soudées aux deux traverses parallélépipédiques (13a-13b) [Fig 7] d'avant-plan (L) [Fig 6], est rigidifiée par celles-ci. Ces dernières sont, également, renforcées par deux poutres parallélépipédiques verticales (17) [Fig 7] soudées aux traverses (13a-13b) [Fig 7] pour former un rectangle (20) [Fig 7].
Les deux traverses parallélépipédiques (13c-13d) qui se situent à l'arrière-plan (M) [Fig 6] sont, également, traversées par les broches de la fourche (6) [Fig 7] mais néanmoins, elles ne sont pas pourvues de poutre de renfort (17) [Fig 7].
A l'extrémité de chaque traverse parallélépipédique se situe un alésage (14') préalablement fait pour recevoir les douilles (14) de fixation des bras de suspension avant.
Cette douille élastique réglable (14) est constituée d'un assemblage de trois éléments. On y trouve, d'abord, un axe usiné, de section carrée (23) [Fig 14], d'une certaine longueur. Puis, il y a un alésage de section carrée (23) [Fig 14] et dont le côté est égal à la diagonale de l'axe de section carrée (23) [Fig 14]. Ce dernier sera emboîté dans l'alésage de section carrée (24) [Fig 14], de telle façon que ses coins coïncident avec le milieu de chaque côté de cet alésage (24) [Fig 14]. Enfin, des rondins de caoutchouc (25) [Fig 14] comblent les quatre cavités qui se trouvent entre l'axe (23) [Fig 14] et l'alésage (24) [Fig 14]. Cela constitue la partie élastique de la suspension de ce quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2].
Le réglage qui agit sur l'ensemble réside sur la rotation de la douille (14) en contre-sens par rapport à sa flexion en charge. L'action se fait par l'intermédiaire de rondelles (26a-26b) ayant à leur centre un orifice, de section carrée, calibré à la dimension extérieure de l'alésage. Situé aux quatre ancrages inférieurs de la suspension du cadre avant (X) du quadricycle (I). Ces rondelles (26a-26b) portent plusieurs trous en couronne pour permettre de garder le résultat désiré. Le blocage se fait par le boulonnage à un ou deux orifices taraudés dans une épaisseur pré-introduite à l'intérieur des parallélépipèdes, avant l'introduction de chaque douille. Cet élément d'épaisseur (non illustré) est démontable.
A la partie inférieure du pendule (18) , [Fig 7], la rondelle (26) de réglage est munie d'un orifice oblong pour affiner le réglage lors de l'intervention (non illustré). Le blocage se fait par boulonnage à un ou deux orifices taraudés dans une épaisseur pré-introduite et maintient chaque pendule (18) plaqué.
Chaque élément ou unité faisant d'une ou la paire de pendules se situe à l'extrémité de chaque traverse parallélépipédique supérieur. Ils agissent comme transmetteur de mouvement. Ces quatre paires de pendules (18) , [Fig 7] sont en symétrie, quatre par quatre, par rapport au plan vertical qui passe par l'axe longitudinal du quadricycle (I), relient les deux traverses parallélépipédiques supérieurs (13b-13d) [Fig 2], [Fig 7] aux bras (15b1-15b2-15d1-15d2) [Fig 7] des triangles de suspension supérieur (15b-15d) [Fig 7], par l'intermédiaire de huit douilles réglables (14) [Fig 7].
Les bras des triangles de suspension inférieurs (15a1-15a2-15c1-15c2) sont rattachés à chaque extrémité des traverses inférieures (13a-13c) [Fig 7] par l'intermédiaire des quatre douilles réglables (14) [Fig 7].
Une variante de la disposition des traverses parallélépipédiques (13a-13b-13c-13d) est envisageable. Elle consiste à utiliser des traverses supérieures (13b-13d) [Fig 8] plus longues que les traverses inférieures (13a-13c) [Fig 8] afin d'obtenir un trapèze isocèle inversé (22) [Fig 8], au lieu d'une forme rectangulaire (20) [Fig 7] comme précédemment, lorsque l'on relie les extrémités.
Cette configuration dispense de l'utilisation de pendules (18) , [Fig 7]. Toutefois, on ne retiendra pas cette variante car elle ne procure pas autant de souplesse que celle obtenue avec le système à pendules (18) [Fig 2], [Fig 7] : le véhicule serait moins inclinable. Elle n'est évoquée, ici, qu'à titre de comparaison.
Dans le cas du système à pendules (18) , [Fig 7], lors de l'inclinaison latérale du quadricycle (I) (Fig 1], [Fig 2], la rotation des axes des pendules (18) [Fig 2], [Fig 7] dans les douilles élastiques réglables (14) [Fig 7] empêche les roues avant (3a1-3a2) [Fig 2] de s'incliner pour suivre le mouvement de la structure tubulaire soudée servant de châssis (Q) [Fig 1], [Fig 3]. Cette action assure un contact permanent des roues avant (3a1-3a2) [Fig 1] avec le sol. Elles restent plaquées à la chaussée sur la quasi-totalité de leur surface d'appui. Ainsi, la stabilité du quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2] est-elle assurée ! Cette stabilité constitue un gage de sécurité pour l'utilisateur. En outre, la souplesse du système de suspension à douilles élastiques réglables (14) [Fig 7] lui apporte un confort indéniable.
Pour coordonner les mouvements d'oscillation, un amortisseur relie, chaque support de rotule supérieur à un palonnier central. Ce dernier est fixé sur un axe médian aux traverses supérieur. Ce palonnier est monté sur son axe par l’intermédiaire d’une bague à cavités à son palier. Ces amortisseurs synchronisent les mouvements des deux roues avant (3a1-3a2), (non illustré).
L'axe de section carrée (23) , [Fig 14] est fixé ou soudé, perpendiculairement, à chacun des huit bras (15a1-15a2-15b1-15b2-15c1-15c2-15d1-15d2) [Fig 7] des quatre triangles de suspension (15a-15b-15c-15d) [Fig 7].
A chaque extrémité de l'alésage de section carrée (24) , est fixée ou soudée une rondelle (26) [Fig 14] de telle sorte qu'à son centre l'alésage (24) [Fig 14] soit inscrit dans celle-ci, c'est-à-dire que la dimension intérieure de l'orifice carré de chaque rondelle (26) [Fig 14] est égal à la dimension extérieure du carré de l'alésage (24) [Fig 14].
Avant de fixer par circlips ou de souder les rondelles (26) , l'alésage (24) [Fig 14] doit être, préalablement, introduit dans chaque trou (14’) [Fig 5] qui a été pratiqué aux huit extrémités des traverses parallélépipédiques (13a-13b-13c-13d) [Fig 2], [Fig 7]. Le diamètre de chacun de ces trous (14’) est égal à la diagonale extérieure de l'alésage. Les rondelles (26) [Fig 7], [Fig 14] fixées par circlips ou soudées de part et d'autre des traverses (13a-13b-13c-13d) [Fig 2], [Fig 7] maintiennent l'alésage de section carrée (24) [Fig 14] solidaire de celles-ci, avec une possibilité de rotation.
La rotation de l'ensemble rondelle-alésage-rondelle (26a-24-26b) des triangles de suspension inférieurs (15a-15c) [Fig 7] permet de régler la hauteur de l'avant du quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2].
La rotation de l'ensemble rondelle-alésage-rondelle (26c-24-26d) (non illustré) des pendules de suspension (18) permet d'ajuster le carrossage. Pour un réglage standard, ces pendules (18) [Fig 2], [Fig 7] sont positionnées de façon à maintenir les roues (3a1-3a2) [Fig 2] du quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2] sensiblement à la verticale.
Chacun des triangles de suspension supérieurs (15b-15d) est rattaché à la partie supérieure du porte-fusée (16) [Fig 2], [Fig 15] par l'intermédiaire d'une rotule (27b) [Fig 2]. Chacun des triangles de suspension inférieurs (15a-15c) [Fig 7] est rattaché à la partie inférieure du porte-fusée (16) [Fig 2], [Fig 15] par l'intermédiaire d'une rotule (27a) [Fig 2] fixée à un porte-rotule (70) [Fig 9] caractéristique.
La rotule supérieure (27b) et la rotule inférieure (27a) [Fig 2], respectivement placées au-dessus et en-dessous du porte-fusée (16) [Fig 2], [Fig 15] suivant son axe vertical, autorisent le pivotement de l'ensemble du porte-fusée (16) [Fig 2], [Fig 15].
Ces deux porte-fusées (16) , [Fig 15], [Fig 16] font partie de la spécificité du quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2]. Ils sont constitués de trois éléments. D'abord, on trouve une pièce en tôle, de forme cylindrique (28) [Fig 15], [Fig 16], [Fig 17] avec les bords rabattus ou emboutis vers l'extérieur. Ensuite, il y a une autre pièce en étoile (30) [Fig 15], [Fig 16], [Fig 14), obtenue par l'assemblage de six languettes de tôle de même dimension, reliées trois par trois pour former deux triangles équilatéraux en élévation (30) [Fig 15], [Fig 16], [Fig 17]. Des incisions pratiquées, à la moitié de la largeur des languettes de tôle, permettent un emboîtement tête-bêche pour en faire deux triangles en élévation (30) [Fig 13, [Fig 16], [Fig 17]. Avant de souder l'ensemble, la pièce en étoile (30) [Fig 15], [Fig 16], [Fig 17] encore pliable, est insérée dans la première pièce cylindrique (28) [Fig 15], [Fig 16], [Fig 17], [Fig 18]. Enfin, une dernière pièce cylindrique (31) [Fig 17], [Fig 18], en tôle, pourvue d'un rebord extérieur à l'une des extrémités, est engagée et soudée à la pièce en étoile (30) [Fig 15], [Fig 16], [Fig 17], au niveau de la partie commune aux deux triangles en élévation (30) [Fig 15], [Fig 16] [Fig 17]. Cette dernière pièce sert de logement et de fixation à une fusée (32) [Fig 18], usinée "ad hoc", compatible avec de divers moyeux de bicyclette. Pour cette fixation, un boulon (32b) [Fig 18] qui se visse sur la fusée, à travers un tube cylindrique (31) [Fig 18], bloque le porte-moyeu entre une rondelle métallique usinée avec un épaulement et la fusée (32a) [Fig 18].
Selon un mode de réalisation retenu, les moyeux avant qui sont rattachés à la fusée en acier (32) portent, à l'intérieur et à l'extérieur, deux roulements coniques de tailles différentes au lieu de deux roulements cylindriques.
Un système de freinage à segments ou à disque, indépendant du système de freins arrière, est fixé à chaque moyeu de roue avant. Ce système peut être commandé mécaniquement par câble ou hydrauliquement par pression d’huile (non illustré).
Chaque bras de levier (29) de porte-fusée (16) [Fig 2], [Fig 17], est relié à chaque palonnier (33) [Fig 7] du boîtier de direction à carter conique (9) [Fig 2], [Fig 7], [Fig 13], par l'intermédiaire d'une biellette (34) [Fig 7] réglable et équipée, à chaque extrémité, d'une rotule.
Une colonne de direction (11) [Fig 10], logée dans un fourreau (12) [Fig 2], [Fig 10], transmet le mouvement de rotation d'un volant (10) [Fig 2], [Fig 12] au boîtier conique (9) [Fig 2], [Fig 7], [Fig 13]. Afin d'adapter l'angle d'inclinaison de la colonne (11) [Fig 2], [Fig 10] avec celui du boîtier (9) [Fig 2], [Fig 7], [Fig 13], un cardan (35) [Fig 10] est intercalé entre les deux. Le fourreau (12) [Fig 2], [Fig 10] est soudé à la fourche (6) [Fig 2], [Fig 10] et est incliné vers l'arrière. Cette colonne de direction est fabriquée à partir de différentes pièces de direction de bicyclette.
Au volant rectangulaire (10) , [Fig 12], avec des angles arrondis, en tube métallique cintré, sont fixés les leviers de freins (10’) [Fig 2], [Fig 12] qui suivent la forme du volant et une console centrale (10b) [Fig 2], [Fig 12]. Cette dernière porte les manettes de changement de vitesses, les commandes des feux de circulation et de signalisation.
Ce volant rectangulaire (10) , [Fig 12] est fixé sur une potence réglable en plusieurs positions, y compris en hauteur. Ladite potence est munie d'un palier de serrage excentré vers l'avant, permettant d'enserrer le bras inférieur du volant. Cette position excentrée vers l'avant libère de la place pour le passage des jambes de l'utilisateur qui peut, en se mettant debout, accroître la force de pédalage si c’est nécessaire.
L'ensemble du boîtier de direction à carter conique (9) , [Fig 7], [Fig 13] est monté sur un support métallique (36) [Fig 11], [Fig 13]. Ce dernier est vissé, sur la remontée du plancher (37) [Fig 11], [Fig 13].
Ce plancher (37) , [Fig 13], [Fig 23], en matériau léger, est préformé et fixé à l'arrière des traverses parallélépipédiques (13c-13d) [Fig 11]. Il relie les deux brancards (38) [Fig 11] du cadre arrière (Y) en "U" [Fig 2], [Fig 5], [Fig 10], [Fig 11], [Fig 23] dont la description sera détaillée dans les prochains paragraphes.
Il est à souligner que la particularité des jonctions (Z) et (Z') [Fig 5] du cadre avant (X) [Fig 3], [Fig 4] avec le cadre arrière (Y) [Fig 3], [Fig 4] réside dans le fait que les tubes latéraux (6a-6b) de la fourche (6) [Fig 2], [Fig 4], [Fig 5] du cadre avant (Y) [Fig 3], [Fig 4] sont, volontairement, soudés tangentiellement à la partie intérieure des extrémités des brancards (38) [Fig 4], [Fig 5] du cadre arrière (Y) en "U" (38) [Fig 2], [Fig 5], [Fig 10], [Fig 11], [Fig 23], afin de créer un point de déformation ou de rupture pouvant absorber une partie de l'énergie, en cas de choc frontal. Cela fait partie d'une mesure sécuritaire préventive.
Une autre caractéristique de ce quadricycle (I) , [Fig 2] est qu'il possède un cadre arrière (Y) et que, de chaque côté de celui-ci, une articulation (39) [Fig 2], [Fig 19], [Fig 20] de bras de roue arrière (39') [Fig 2], [Fig 20] est fixée symétriquement sur le tube montant latéral (40) [Fig 1’, [Fig 20] qui est incliné vers l'arrière. A chaque articulation (39) [Fig 2], [Fig 19], [Fig 20] de bras de roue arrière (39') [Fig 2], [Fig 20] formée par les éléments (25-42-43-44-45-46) [Fig 19], [Fig 20] [Fig 21], on retrouve une suspension munie de douilles élastiques réglables presque similaires à celles de la suspension du cadre avant (X), à la différence près que ces douilles sont composées de cinq éléments, au lieu de quatre. On y trouve un axe (42) [Fig 19] usiné, de section carrée sur une certaine longueur et de section circulaire sur une autre. Cet axe (42) [Fig 19] est alésé et taraudé. Un alésage carré (43) [Fig 19], [Fig 20], [Fig 18), placé du côté carré de cet axe (42) [Fig 19] permet à l'articulation (39) des bras de roue arrière (39') [Fig 2], [Fig 20] de pivoter autour de ce dernier.
Le côté de la section de l'alésage carré (43) , [Fig 20] est égal à la diagonale de la section carrée de l'axe (42) [Fig 19]. Ce dernier est emboîté dans l'alésage carré (43) [Fig 20], [Fig 21] de telle façon que ses arêtes coïncident avec le milieu de chaque côté de cet alésage carré (43) [Fig 20], [Fig 21]. Enfin, des rondins de caoutchouc (25) [Fig 19], [Fig 20] comblent les quatre cavités qui se trouvent entre l'alésage (43) [Fig 19], [Fig 20] et la partie carrée de l'axe (42) [Fig 19], [Fig 20]. La partie cylindrique de l'axe (42) [Fig 19], [Fig 20] traverse le tube montant latéral (40) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21].
Cela constitue la partie élastique de la suspension du quadricycle (I) , [Fig 2]. Les trois premiers éléments de cette articulation (39) de bras de roue arrière (39') [Fig 2], [Fig 17) sont en métal.
A l'assemblage, une première rondelle métallique (44) , [Fig 20], solidaire de l'axe usiné (42) [Fig 20], est insérée entre le tube montant (40) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21] et la partie de section carrée de l'axe (42) [Fig 19], [Fig 20], servant ainsi de butée. Une seconde rondelle (45) [Fig 19], [Fig 20], fixée à l'extrémité de la partie cylindrique de l'axe (42) [Fig 19], [Fig 20] et percée de plusieurs trous périphériques, permet le maintien du réglage de la garde au sol de l'arrière du quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2]. Le maintien se fait par boulonnage au tube montant (40) [Fig 2], [Fig 20] [Fig 21]. Le boulon passe à travers au moins, l'un des trous de la rondelle pour se fixer sur une surépaisseur préalablement introduite dans le montant en guise de renfort. Cette rondelle (45) [Fig 19], [Fig 20] est percée, dans son centre, d'un trou carré. Les quatre côtés de ce trou carré sont pourvus de champs plats qui épousent les côtés de l'axe (42) [Fig 19]. Afin de faciliter le démontage, lors de l'intervention de maintenance, la rondelle (45) [Fig 19], [Fig 20] est maintenue par un circlips.
Pour le réglage de la garde au sol, on ramène le bras de roue arrière (39') , [Fig 20] dans le sens contraire de la flexion en charge de son articulation avant d’introduire le boulon de blocage.
Une rallonge (46) , [Fig 20], enveloppant l'alésage (43) [Fig 19], [Fig 20] est soudée à ce dernier et permet de créer un décalage entre le boîtier de pédalier (47) [Fig 20], [Fig 21] de la fourche de fixation (39) des roues arrière (3b1-3b2) [Fig 2], [Fig 20] et l'articulation de bras de roue arrière (39') [Fig 2], [Fig 20].
A une certaine distance l'un de l'autre, deux tubes montants latéraux (40) , [Fig 20] sont soudés aux deux branches du tube (38) [Fig 2], [Fig 5], [Fig 8) du cadre arrière (Y). Le tube (38) [Fig 2], [Fig 5] [Fig 8), en forme de "U", est placé horizontalement.
Ces tubes montants (40) , [Fig 20] et le tube transversal (54) [Fig 20], [Fig 21] viennent renforcer un tube montant (48) [Fig 2], [Fig 20] [Fig 18) placé dans l'axe longitudinal du cadre avant (X) et du cadre arrière (Y), avec une inclinaison vers l'arrière, afin de faciliter l'accès au poste de conduite. Il est à signaler que ce quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2] est pourvu d'un cadre ouvert, dénomination utilisée dans le domaine du cycle.
Le tube montant (48) , [Fig 20], [Fig 21], [Fig 23] qui est l’équivalent d’un tube de selle de bicyclette est transformé en support de siège sur ce quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2].
Une traverse (59) , [Fig 23] est fixée aux deux tubes des brancards (38) [Fig 2], [Fig 22], [Fig 23] Sur le tube montant (48) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21], [Fig 23], à une certaine hauteur par rapport à ladite traverse (59) [Fig 21], [Fig 23], est soudé un tube 48’) [Fig 23] qui relie le tube montant au fourreau de la colonne de direction, formant ainsi le troisième point d’assemblage (W) du cadre avant (X) avec le cadre arrière (Y).
Ce tube (48’) représente la diagonale d'une bicyclette. Il est utilisé pour fixer le boîtier pédalier menant (49) [Fig 20].
Ce boîtier pédalier (49) est équipé, symétriquement, de chaque côté, de différents plateaux menants (49a-49b) [Fig 20], [Fig 21], [Fig 23]. Sur le même axe que le premier boîtier pédalier, à l’arrière, sur un tube de renvoi (50) [Fig 21], [Fig 23], est fixé un boîtier pédalier mené (51) [Fig 21] muni, symétriquement, de chaque côté, de plateaux menés (51a-51b) [Fig 20], [Fig 21]. Chacun de ces jeux de plateaux (51a-51b) [Fig 20], [Fig 21] est équipé d'une chaîne, d'un dérailleur (52) [Fig 21] fixé à l'arrière, sur le tube en "U" (38) du cadre (Y) [Fig 2], [Fig 10], [Fig 20).
Un tube est soudé, horizontalement, au milieu de la partie arrière du cadre en "U" (38) , [Fig 10], [Fig 23]. Ce tube horizontal est destiné à recevoir une boule d'attelage et des biellettes "anti-écartement" (53) [Fig 22]. Ces dernières relient chaque côté de ce tube à chaque bras de roue arrière (39') [Fig 2], [Fig 20].
Les bras de maintien des bras des roues arrière sont identiques à une base de triangle arrière de cadre de bicyclette, modifiée et renforcée pour recevoir une fixation articulée aux deux extrémités des biellettes "anti-écartement" (53) . Entre chaque bras (39') [Fig 2], [Fig 17) de roues arrière (3b1-3b2) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21] et chaque tube montant latéral (40) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21], une sangle élastique peut être placée afin de limiter le débattement de ces bras (39') [Fig 2], [Fig 20] lorsqu'on lève le châssis pour intervenir sur une roue arrière (39') [Fig 2], [Fig 20] (non illustré).
Ledit tube en "U" (38) du cadre arrière (Y) , [Fig 10], [Fig 23], dont l'ouverture est tournée vers l'avant, forme la base inférieure du quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2].
Un tube (55) , [Fig 21], l’équivalent d’une tige de selle de bicyclette, faisant office de support du siège (56) [Fig 2], [Fig 21], est implanté à l'intersection de la partie supérieure de ce tube montant (48) [Fig 21] en "Y" et du tube horizontal (54) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21].
Ce siège (56) , muni d'un dosseret montant (57) [Fig 2] et de deux accoudoirs escamotables (58) [Fig 2], est réglable vers l'avant, vers l'arrière, vers le haut, vers le bas. Sa position a été judicieusement choisie afin de faciliter le pédalage et la conduite du véhicule.
Le tube montant (48) , [Fig 20], [Fig 21] est soudé, à sa partie basse, à son extrémité, à une traverse (59) [Fig 20], [Fig 21], [Fig 23] fixée soudée à l'horizontale tout en étant, de chaque côté, perpendiculaire à chaque tube de l'élément (38) en "U" [Fig 2], [Fig 10], [Fig 23].
Deux chaînes (60) assurent la transmission du mouvement de rotation du premier jeu de plusieurs plateaux menants (49a-49b) [Fig 20], [Fig 21], [Fig 23] au second jeu de plusieurs plateaux menés (51a-51b) [Fig 20], [Fig 21]. Chacun des deux arbres de transmission télescopiques (61a-61b) [Fig 20], [Fig 21] muni d'une paire de cardans (62a-62b) [Fig 20], [Fig 21], est solidaire de chaque axe des jeux de plateaux menés de droite et de gauche (51a-51b) [Fig 20], [Fig 21].
Ces deux arbres (61a-61b) , [Fig 21], fixés symétriquement, transmettent tous les mouvements au boîtier pédalier (47) [Fig 20], [Fig 21], [Fig 23] de chaque bras (39') [Fig 2], [Fig 20] de roue arrière (3b1-3b2) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21], d'une façon synchrone. Ce système de transmission choisi et appliqué fait partie de l'une des caractéristiques de ce quadricycle (I) [Fig 1], [Fig 2].
Les mouvements rotatifs de chaque axe du boîtier pédalier (47) , [Fig 21], [Fig 23] des bras (39') [Fig 2], [Fig 20] de roue arrière (3b1-3b2) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21] sont transmis à des plateaux (64a-64b) [Fig 20] qui comportent plusieurs dimensions. A leur tour, par le biais de chaîne de chaque bras (65a-65b) [Fig 20], ces plateaux entraînent les roues arrière (3b1-3b2) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21].
Des cassettes de pignons (66a-66b) sont fixées à des moyeux (67) [Fig 20] des roues (3b1-3b2) [Fig 2], [Fig 20], [Fig 21].
Un dérailleur (68) est accroché au cadre de chaque bras de roue arrière (39') [Fig 2], [Fig 20]. Sur chaque bras de roue arrière (39') [Fig 2], [Fig 20], le mécanisme de transmission de mouvement reste placé du même côté afin de ne pas modifier son emplacement standard que l'on retrouve habituellement sur le cadre d'une bicyclette, cela fait partie d'une mesure d'économie visant à réduire le coût de fabrication.
Un système de freinage à disque à commande mécanique ou hydraulique, indépendant du système de freins avant, est fixé à chaque moyeu arrière (67) . Il peut être adapté à chaque type de moyeu (non illustré).
Afin de faciliter l'entretien et le service après-vente, toutes les pièces du quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I) , [Fig 2] sont démontables et remplaçables.
Il est à noter que ce descriptif correspond à celui d’un prototype. Toutefois, pour une production aboutie, des changements et des ajouts sont envisageables afin d'améliorer et de faire évoluer ce modèle de base. L'utilisation d'un matériau plus léger, l'adjonction d'une assistance électrique, d'une carrosserie peuvent constituer des variantes.
Après cette description détaillée, voici mes principales revendications, quant à l'invention ou à l'innovation apportée à ce quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I) , [Fig 2].
Claims (16)
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I) caractérisé en ce qu'il est constitué d'une structure tubulaire métallique, faisant office de châssis (Q), composée de deux cadres, avant (X) et arrière (Y), en tube métallique, caractérisé en ce que ces cadres (X) et (Y) sont reliés en trois points : les broches inférieures (6a-6b) de la fourche (6) du cadre avant (X) sont soudées dans la partie intérieure de chaque extrémité des brancards obtenus par la forme en "U" de la partie inférieure du cadre arrière (Y), en (Z) du côté droit et en (Z') du côté gauche ; la soudure du cadre avant (X) avec le fourreau (12) de la colonne de direction (11) constitue le troisième point de liaison (W).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette structure tubulaire comme châssis (Q), montée sur quatre roues de cycles (3a1-3a2-3b1-b2), est équipée, au cadre avant (X), d'une suspension à douilles élastiques réglables (14) composées des éléments (23-24-25-26) et d'un système de pendules (18), au cadre arrière (Y), de deux bras de roue indépendants (39') pourvus d'un système de suspension à douilles élastiques réglables (39) composées des éléments (25-42-43-44-45).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le cadre avant (X)), est composé d'une fourche (6), en tube métallique cintré, muni de quatre broches (6a-6b-6c-6d) qui servent de fixation à quatre traverses parallélépipédiques (13a-13b-13c-13d), de même longueur, disposées parallèlement à l'horizontale, deux par deux, pourvues à leurs extrémités de huit douilles élastiques réglables (14) ; ce cadre avant (X)est aussi doté de deux traverses de l'avant-plan (L) qui sont pourvues de poutres verticales, formant ainsi un rectangle, tandis que celles de l'arrière-plan (M) n'en comportent pas ; deux triangles de suspension inférieurs (15a-15c) sont rattachés aux traverses inférieures par le biais de quatre douilles élastiques réglables (14).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les extrémités supérieures de chaque paire de pendules (18) sont fixées aux traverses supérieures (13b-13d) par l'intermédiaire de quatre douilles élastiques réglables (14) et, les extrémités inférieures de ces paires de pendules (18) sont rattachées aux bras assemblés des triangles supérieurs (15b-15d), par le biais de quatre douilles élastiques réglables (14) similaires.
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la rotation de rondelle (26) de fixation de douilles élastiques réglables (14) aux traverses inférieures (13a-13c) agit sur les triangles de suspension inférieurs (15a-15c), constitués de bras assemblés (15a1-15a2-15c1-15c2), permettant ainsi d'ajuster la hauteur de l'avant du quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la rotation de rondelle (26) de fixation de douilles élastiques réglables (14) aux traverses supérieures (13b-13d) agit sur les triangles de suspension supérieurs (15b-15d) permettant ainsi de régler le carrossage du quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que deux porte-fusées (16), reliés aux triangles de suspension (15a-15b-15c-15d)) par des rotules (27a-27b), sont constitués d'une pièce en tôle de forme cylindrique (28), dont les bords sont rabattus ou emboutis, dans laquelle est insérée une autre pièce en étoile (30), constituée de six languettes de tôle disposées pour former deux triangles équilatéraux en élévation (30) qui sont emboîtés tête-bêche.
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'une pièce en tôle cylindrique (31), pourvu de rebord, est inséré et soudé à l'intérieur de ladite pièce en étoile (30), dans la partie commune aux deux triangles équilatéraux en élévation (30), sert de logement et de fixation à une fusée (32a-32b) usinée "ad hoc", compatible avec divers moyeux de bicyclette.
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' un volant rectangulaire aux angles arrondis (10) rattaché une colonne de direction (11) et à un boîtier de direction à carter conique (9), permet de diriger le quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), en agissant sur le pivotement de porte-fusées latéraux (16), par l'intermédiaire de deux biellettes de direction (34) qui relient le palonnier à double bras de l'axe de boîtier de direction (9) au bras de levier de chaque porte-fusée.
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon la revendication 9, caractérisé en ce que le volant rectangulaire aux angles arrondis (10) qui porte les leviers de freins, la platine de fixation des manettes de changement de rapport de transmission et des commandes des feux de circulation et de signalisation est en tube métallique cintré et est fixé au milieu de son bras inférieur à une potence réglable qui, elle-même, est reliée à une colonne de direction (11).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le cadre arrière (Y) est constitué d'une base (38), placée à l'horizontale, et de deux tubes montants métalliques (40), de même longueur, soudés obliquement vers l'arrière à chaque brancard de la base en tube métallique cintré en "U" (38) et maintenus écartés, par un autre tube horizontal (54) soudé perpendiculairement à chaque extrémité de ces tubes montants métalliques (40).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'à ces deux tubes montants métalliques (40), servant de points d'ancrage aux bras (39') des roues arrière (3b1-3b2), sont fixées des douilles élastiques réglables de suspension (39) sensiblement identiques à celles qui sont montées sur le cadre avant (X) ; le réglage de la garde au sol de l'arrière du quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I) s'effectue, grâce à la rotation des bras de roue dans le sens inverse de leur flexion en charge.
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdites douilles élastiques réglables de la suspension (39) sont soudées, sur leur partie extérieure, à des rallonges (46), en tube métallique carré, au bout desquels sont soudées une structure tubulaire ayant comme base le triangle arrière de bicyclette (39'), sur cette structure tubulaire, sont montées les roues arrière (3b1-3b2) du quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'au tube horizontal (54) est soudé un tube de siège (48) ; sur ce dernier, à son avant-plan, est soudé un tube de fixation du boîtier de pédalier "menant" (49) et, à son arrière-plan, est soudé un tube de renvoi sur lequel est fixé le boîtier de pédalier "mené" (51).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon la revendication 14, caractérisé en ce que le tube de siège (48), sur sa partie arrière, au niveau de son intersection avec le tube horizontal (54), reçoit une tige (55) support d'un siège (56) à dosseret (57) équipé de deux accoudoirs escamotables (58).
- Quadricycle à pédales et à quatre roues indépendantes (I), selon la revendication 14, caractérisé en ce que le boîtier de pédalier mené (51) comporte plusieurs plateaux (51a-51b) avec deux systèmes synchrones de dérailleurs (52), deux transmissions constituées de deux chaînes (60a-60b) et de deux arbres de transmission télescopiques (61a-61b) munis, chacun, d'une paire de cardans (62a-62b).
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