FR2997651A3 - Roue a diametre variable - Google Patents

Abstract

La roue comporte une couronne plan 1 munie d'une pluralité d'aubes convexes 21, 22 et suivantes qui s'écartent pour augmenter le diamètre de la roue. La longueur totale desdites surfaces de coopération entre les aubes et le support de roulement est supérieure à la circonférence maximale de la roue en position de travail. Emme remplace la transmission et les pneus des voitures par un dispositif plus simple, très robuste et susceptible de transmettre une puissance importante, et a de très nombreuses autres applications, dont la réalisation de transmissions à variation continue.

Description

Roue à diamètre variable.. Domaine d'application L'invention est une roue dont le diamètre peut varier en fonction de sa vitesse de rotation ou selon un autre paramètre.

Problème Posé L'objectif premier poursuivi par la présente invention est de remplacer la transmission et les pneus des voitures par un dispositif plus simple, très robuste et susceptible de transmettre une puissance importante, une roue dont le diamètre varie soit en fonction de sa propre vitesse de rotation soit selon un autre paramètre.

La roue objet de la présente invention a de très nombreuses autres applications, dont la réalisation de transmissions à variation continue. Art antérieur On cannait plusieurs méthodes permettant de faire varier le diamètre d'une roue, comme celles décrites dans les documents EP0705629A1 (Expandable wheel assembly, 10 avril 1996 - Robert 15 L. Beck) et 1JS4773889 (Wheel for a toy vehicle -27 septembre 1988 - Donald A Rosenwinkel et Wayne A Kuna) par exemple. Ces méthodes ont deux inconvénients majeurs qui sont - d'une part que la surface de contact entre les dispositifs proposés et le sol s'éloigne très sensiblement de la forme d'une roue, ce qui provoque des chocs préjudiciables à la solidité du dispositif et au confort des utilisateurs lorsqu'il s'agit de roues de voitures, 20 - d'autre part de ne pas permettre la transmission de forces importantes. On commit aussi de très nombreuses transmissions à variation continue qui font coopérer un élément de traction flexible sans fin comme une chaine ou une courroie avec des éléments articulés sur un disque et susceptibles de s'en éloigner par pivotement ou coulissement. Le principal document décrivant ce type de solution est EP0112112A1 (Variable ratio transmission, 25 27 juin 1984 - Michael Deal). Description sommaire des dessins L'invention sera bien comprise, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 12 qui représentent toutes des dispositifs selon l'invention.. 30 La figure 1 est une vue plane de trois roues selon l'invention, chacune dans une configuration différente, les aubes 21 22 et suivantes étant dans une position dite de travail dans la roue du haut, dans une position dite de repos dans celle du bas et dans une position intermédiaire dans celle du milieu_ On distingue un élément complémentaire dit disque d'orientation des aubes 7 comprenant des chemins d'orientation 71, 72 et 73 déterminant chacun la position d'une aube, respectivement les aubes 21,22 et 23. La figure 2 est une vue en perspective des trois roues de la figure I, dans les mêmes 5 configurations. On peut ici voir le chemin de roulement 211, qui est tangent à la roue à des emplacements différents selon la position de l'aube 21. La couronne plan I est ici très proche de l'axe principal 10. Les aubes sont des demi-cercles qui s'écartent du plan médian de la roue de leur axe d'aube à leur extrémité. Les figures 3, 4 et 5 sont des vues différentes de trois roues selon l'invention dans un mode 10 perfectionné, dans lequel les aubes 21, 22 et suivantes sont des spirales. L'axe d'aube 210 de Laube 21 est fixé sur une couronne plan 1 de beaucoup plus grand rayon que pour les roues représentées aux figures 1 et 2. La figure 5 est un éclaté qui permet de voir le détail d'une aube 21 avec son axe d'aube 210 et sa surface de coopération 211. La figure 6 montre l'expansion du diamètre dune roue selon l'invention, qui peut être obtenue 15 avec des aubes en forme de spirales d'Archimède. la figure 7 sont des vues en perspective et en plan d'aubes selon l'invention, qui sont ici des roue à aube ayant une extrémité souple permettant de rouler aussi bien sur tous terrains que sur l'eau. Elles assurent â la fois la portance dynamique et la propulsion. Les roues représentées tournent dans le sens des aiguilles d'une montre et le véhicule qui en serait équipé irait donc de gauche à 20 droite. La figure 8 montre une variante de roue selon l'invention, dans laquelle les aubes 21, 22 et suivantes sont fixées à une couronne plan 1 par un axe tangent à la périphérie de cette couronne. Une telle roue a l'avantage de permettre un appui continu d'au moins une aube sur le support de roulement. 25 La figure 9 est une transmission à variation continue selon l'invention. L'axe principal est l'axe primaire de la transmission_ Il comporte 4 roues selon l'invention, qui coopèrent avec un arbre secondaire 7 par l'intermédiaire d'une roue intermédiaire 6 fixée à l'extrémité d'un bras pivotant 61. La roue intermédiaire est appuyée sur les 4 roues selon l'invention par un moyen connu comme un rappel élastique, et met en rotation l'arbre secondaire, avec un rapport de transmission 30 qui est fonction de l'état des aubes des roues selon l'invention. Une butée (non représentée) permet de limiter le mouvement du bras 61 de telle sorte que la roue intermédiaire 6 ne touche pas les aubes lorsqu'elles sont en position dite de repos. Le système est alors débrayé.

Les figures 10 à 12 montrent une roue selon l'invention, qui est munie d'une enveloppe extérieure 3 cylindrique. Cette enveloppe coopère avec le sol par sa face extérieure, et avec les aubes par la partie basse de sa face intérieure. L'axe principal 10 monte ou descend selon que les aubes passent en position de travail ou en position de repos. La figure 11 pemiet de voir qu'un des flancs latéraux de cette enveloppe extérieure comporte un passage pour l'axe principal 10. Ce passage peut être rendu étanche par des moyens connus. La roue selon l'invention est alors enfermée dans l'enveloppe extérieure cylindrique_ Une moitié seulement de cette enveloppe est représentée pour permettre de voir l'intérieur. Exposé de l'invention L'invention est une roue constituée d'une structure centrale dite couronne plan 1 tournant autour d'un axe dit axe principal 10, munie d'une pluralité d'éléments dits aubes 21, 22 et suivantes coopérant avec une surface dite support de roulement comme le sol, la surface intérieure ou extérieure d'un cylindre, un engrenage, une courroie ou une chaîne, - une aube 21 pouvant passer d'une position dite de repos à une position dite de travail en passant par une multitude de positions intermédiaires, la surface de coopération 211 entre ladite aube 21 et ledit support de roulement étant convexe, caractérisée par le fait que la longueur totale desdites surfaces de coopération possibles 211, 221 et suivantes de la totalité des aubes est supérieure à la circonférence maximale de la roue lorsque lesdites aubes sont en position de travail. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - une aube 21 comporte une extrémité avant 21a et une extrémité amère 21b situées à des distances différentes d'un plan perpendiculaire audit axe principal 10, et au moins dans une des positions possibles allant de la position dite de repos à la position dite de travail, une portion d'une aube 21 est située en vis à vis d'une portion d'une autre aube 22 selon ledit axe principal 10; - une partie au moins d'une aube 21 est deformable entre sa position dite de repos et sa position dite de travail ; une aube 21 est reliée à ladite couronne plan 10 par un axe de rotation solidaire de ladite couronne plan, dit axe d'aube 210; - le profil d'une aube 21 est une spirale d'Archimède dont l'origine est située sur l'axe d'aube 210; la surface de coopération 211 comporte au moins un point aligné avec ledit axe principal 10 et l'axe d'aube 210; la surface de coopération 211 entre ladite aube 21 et ledit support de roulement est une portion de cylindre de même rayon que celui de la roue selon l'invention ; une aube 21 coulisse le long un chemin 211 solidaire de ladite couronne plan 10; - ladite surface de coopération 211 d'une aube 21 avec ledit support de roulement est une droite sensiblement parallèle audit axe principal 10; - l'enveloppe virtuelle de l'ensemble des aubes dans la même position de repos ou de travail ou intermédiaire est un polygone sensiblement régulier dont le nombre de sommets est égal au nombre d'aubes 21, 22 et suivantes et dont le centre de symétrie coïncide avec l'axe dudit couronne plan 1; la roue comprend un moyen de rappel élastique des aubes ; - la roue comporte une enveloppe extérieure 3 cette enveloppe est cylindrique et son diamètre intérieur est au moins égal à la distance entre ledit axe principal 10 et la partie la plus éloignée de ladite surface de coopération 211 entre ladite aube 21 et ledit support de roulement lorsque ladite aube 21 est en position dite de travail ; cette enveloppe est une chenille. - ladite enveloppe extérieure 3 comporte deux flancs latéraux 31 et 32 dont l'une comporte un passage 320 pour l'axe principal ; la roue comporte un moteur situé à l'intérieur de ladite enveloppe extérieure 3; 20 - l'invention est une boite de vitesse ; l'invention est engin automobile. Description détaillée de l'invention La roue selon l'invention comporte constituée d'une structure centrale tournante autour d'un axe dit axe principal, dite couronne plan 1 qui est munie d'une pluralité d'éléments dits aubes 21, 22, 25 lesquels coopèrent avec le sol ou avec tout autre support de roulement Le diamètre de la roue est variable, et dépend de la position des aubes 21, 22 et suivantes. Il varie de sa plus petite valeur lorsque les aubes sont dans une position dite de repos à sa plus grande valeur lorsqu'elle sont d ans une position dite de travail_ La géométrie des aubes 30 Pour que la surface de coopération 211 entre les aubes et le sol ait une forme la plus plan possible, quelles que soit la position des aubes, pour limiter les irrégularités susceptibles de provoquer du bruit et des chocs préjudiciables à la solidité du dispositif et au confort des utilisateurs lorsqu'il s'agit de roues de voitures, pour permettre la transmission de forces importantes, il faut que les aubes 21, 22 et suivantes soient les plus allongées possibles dans le sens de roulement de la roue selon l'invention. La surface de coopération entre une aube 21 et le support de roulement comme le sol doit être convexe pour que t'enveloppe de l'ensemble des aubes se rapproche le plus possible d'un cercle.

Avantageusement, les aubes sont réparties uniformément sur le pourtour de la couronne, et l'enveloppe virtuelle de l'ensemble des aubes dans la même position de repos ou de travail ou intermédiaire est un polygone courbe sensiblement régulier dont le nombre de sommets est égal au nombre d'aubes 21, 22 et suivantes et dont le centre de symétrie coïncide avec l'axe dudit couronne plan 1.

Il faut aussi que la longueur totale desdites surfaces de coopération possibles 211, 221 et suivantes de la totalité des aubes soit supérieure à la circonférence maximale de la roue lorsque lesdites aubes sont en position de travail. Ceci peut être mis en oeuvre de deux façons différentes. Selon un premier mode de mise en oeuvre, une aube 21 comporte une extrémité avant 21a et une extrémité arrière 21b situées à des distances différentes d'un plan perpendiculaire audit axe principal 10, et que au moins dans une des positions possibles allant de la position dite de repos à la position dite de travail une portion d'une aube 21 est située en vis à vis d'une portion d'une autre aube 22 selon ledit axe principal 10. Selon un second mode de mise en oeuvre, une partie au moins d'une aube 21 est déformable entre sa position dite de repos et sa position dite de travail. On joue alors sur cette déformation pour pouvoir passer d'une position à l'autre. Les deux méthodes peuvent évidemment être combinées pour obtenir un allongement maximal des aubes 21, 22 et suivantes. Dans tous les cas, lorsque l'on veut transmettre de la puissance (accélération ou freinage), il est important que la surface de contact de l'aube avec le support ne se limite pas à un point comme c'est le cas pour certains dispositifs de l'art antérieur, même dans le cas d'une déformation de la surface extérieure de ladite aube. Ceci veut dire que la seule géométrie de l'aube suffit pour que la surface de contact soit supérieure à un point et qu'il n'est pas nécessaire d'écraser un matériau souple pour obtenir une surface de coopération 211 suffisante.

Cette caractéristique est essentielle parce qu'elle permet la transmission de couples et d'efforts importants. La surface de coopération 21_1 est avantageusement une droite, laquelle est de préférence parallèle à l'axe dit axe principal. Lorsque le support de roulement est une surface cylindrique, cette droite est parallèle à l'axe du cylindre considéré.

La modification de la géométrie de la roue Plusieurs méthodes sont proposées pour faire passer les aubes 21, 22 et suivantes de leur position de repos à leur position dite de travail et réciproquement, en passant par une multitude de positions imennédiaires. Ces méthodes peuvent être combinées entre elles, La première méthode consiste à ce qu'une came d'une aube 21 coulisse le long un chemin 211 solidaire de ladite couronne plan 10. Selon la seconde méthode, préférée, les aubes 21, 22 et suivantes sont reliées à ladite couronne plan 10 par un axe de rotation solidaire de ladite couronne plan, dit axe d'aube 210. Selon un mode simplifié de réalisation de l'invention recommandé pour des applications ludiques, optimisée pour maximiser la force centrifuge, la simplicité d'assemblage, le déploiement sans pertes ni friction; les aubes sont de profil semi plan épaisses, et découpées en chevron pour s'encastrer les unes dans les autres. Dans ce mode de réalisation, la bande de roulement n'est plus parfaitement plan quand le diamètre augmente et n'est pas optimisée pour réduire ni les vibrations ni la fluidité du roulement_ Une version perfectionnée palie cet inconvénient : dans ce cas, la surface de coopération 211 entre ladite aube 21 et ledit support de roulement est une portion de cylindre de même rayon que celui de la roue selon l'invention. Ceci favorise la qualité de la coopération entre une aube 21 et le support de roulement avec lequel elle coopère. Une façon s'approcher de ce résultat est que le profil d'une aube 21 est une spirale d'Archimède dont l'origine est située sur l'axe d'aube 210. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, les aubes sont ainsi des extrusions dans l'axe de la roue d'une surface de spirale d'Archimède ayant pour origine le dit axe d'aube. Le rayon peut ainsi ne varier le long de la bande de roulement que de 1 à 2% pour 9 aubes, cette variation étant une fonction inverse du carré du nombre d'aubes.

On peut se rapprocher d'avantage de ce résultat à la condition que ladite surface de coopération 211 comporte au moins un point aligné avec ledit axe principal 10 et l'axe d'aube 210. Dans une mise en oeuvre particulièrement adaptée à des roues devant transmettre de la puissance, soit en accélération soit en freinage, l'axe d'aube 210 est parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe de rotation de la roue, Dans d'autres modes de mise en oeuvre, l'axe d'aube 10 peut aussi être dans un plan perpendiculaire à l'axe dit principal. Ceci permet d'obtenir une continuité de l'ensemble formé par les surfaces de coopération 211, 221 et suivantes de toutes les aubes 21, 22 et suivantes. Il est recommandé d'associer en parallèle des roues selon l'invention pour améliorer la continuité de cet ensemble de surfaces de coopération.

Il est possible de combiner les deux modes de mise en oeuvre qui viennent d'être décrits, et aussi de relier mécaniquement des aubes selon le premier mode avec des aubes selon le second, pour positionner les aubes de la façon la plus adaptée au terrain sans aucun choc d'une aube sur le support de roulement Dans une version préférée, les aubes se replient pratiquement sans jeu entre elles. Elles peuvent être d'épaisseur sensiblement constante' ou avoir une épaisseur qui diminue vers leur extrémité la plus lointaine de l'axe d'aube. Totalement déployées, ces aubes augmentent par exemple le diamètre de la roue d'un facteur compris entre 2 et 3. lin rappel élastique des aubes en position de repos ou dans une position intermédiaire est recommandé, mais il est avantageux que le débattement d'une aube entre sa position dite de travail et une position intermédiaire ne mette pas en jeu ce rappel élastique, de façon à ne pas d'fflgcr inutilement de chaleur,. Avantageusement, la partie de l'aube la plus éloignée de l'axe d'aube est souple. Cela permet d'augmenter la longueur de l'aube au delà de ce que permet la géométrie avec une aube rigide. Dans la position dite de repos, l'extrémité de l'aube peut ainsi être rangée sous une aube voisine. Cette version particulière de rinvention est aussi recommandée pour réaliser avec -l'invention une turbine ou bien un ventilateur. L'axe d'une telle turbine est avantageusement vertical pour ventiler uniformément toute une pièce en aspirant l'air au sol et au plafond, avec un encombrement minimal replié 44 re.,,ms' sans danger en fonctionnement. Le déploiement des aubes peut être synchronisé par un mécanisme reliant les aubes entre elles. Dans ce cas, la force centrifuge qui s'applique à toutes les aubes s'additionne pour être transmise à l'aube qui est en contact avec le support. Il existe de nombreuses façons de réaliser un tel mécanisme en mettant en oeuvre un engrenage, une bielle, un came, un mécanisme à pivot ou un chemin de roulement coopérant avec un élément solidaire de l'aube. Les figures 3 à 6 montrent tout l'avantage qu'il y a à utiliser des aubes ayant la forme de spirales, et. l'important développement qui en résulte. Le nombre de segments de spirales detennine le défaut de circularité résiduel, il est observé que 9 spirales réduisent ce défaut à I% pour un roulement sur surface plaie, et 18 spirales font tomber sous le 1% par un effet de réduction quadratique. Il est décrit ci après un exemple non limitatif de mise en oeuvre d'une roue optimisée pour sa circularité et sa simplicité de fabrication et d'assemblage comportant 18 profils de spirale similaires enroulés en hélice, reliées à deux disques d'orientation similaires Les aubes sont reliés 2 par 2 à leur extrémité par un axe sensiblement parallèle à celui de la roue. Une telle roue peut augmenter son diamètre d'un facteur proche de 2.5 en étant parfaitement plan compactée et présenter des défauts de circularité mineurs ensuite. Du fait des liaisons axiales, -l'expansion des aubes entraine la rotation d'un disque dorientatÎon par rapport à l'autre.

En conclusion par 18 pièces similaires et deux disques d'orientation similaires, reliées entre elles par une pluralité d'axes parallèles à la roue, la roue varie SO-11 diamètre d'un facteur jusqu'à 2.5 en fonction de l'angle relatif entre les deux disques d'orientation, en restant quasi parfaitement plan. L'interface est une surface réglée d'axe parallèle à celui de la roue, susceptible de transmettre 10 des efforts et des couples sans déformation à toute autre surface réglée dont raxe de courbure local est également parallèle à celui de roue. Cette roue non déformable et non élastique est donc adaptée à la transmission de couples et d'forts centripèt_es importants .sans dé-fonnation ni perte de roulemexit, Elle présente_ pognant volonté une fonction de suspension et d'amortissement sans friction. 15 Le rappel élastique Le changement de position des aubes 21, 22 et suivantes peut répondre à de très nombreuses règles entre lesquelles 'l'homme de l'art peut choisir. Il peut répondre à une commande extérieure, mais aussi en fonction de sa vitesse de rotation par la force cinétique centrifuge qui s'applique aux aubes, en fonction d'un couple moteur ou 20 résistant,, 04 encore (rune force cenffipè.». Une roue selon l'invention comprend avantageusement un moyen de rappel élastique des aubes dans une position particulière, qui dépend de l'objectif poursuivi. Par exemple, lorsqu'il s'agit de roues d'une automobile, il peut être souhaitable d'avoir une garde au sol minimale, ou constante quelle que soit la vitesse de rotation des roues. Le rappel élastique permet de placer les aubes 25 dans une position intermédiaire. Il est avantageux que le rappel élastique cesse d'être en fonction lorsque les aubes sont dans une position entre cette position intermédiaire et la position de travail, afin que les changements de position des 40es entre ces deux positions ne génère aucune déperdition d'énergie par dégagement de chaleur du rappel élastique. En effet, l'une des caractéristiques des roues selon l'invention est que la force centrifuge qui 30 s'applique aux aubes peut - si leur masse est suffisante - permettre à elle seule de sustenter la roue au dessus du sol. On obtient ainsi une suspension qui durcit avec la vitesse, et qui ne consomme aucune énergie. Une diminution du rayon de la roue, due à une bosse sur la route par exemple, donne en effet lieu à un transfert d'énergie dans la roue elle-même qui accélère. Cette énergie est transmise au moteur, et restituée sous forme d'énergie cinétique dans le cas d'une augmentation du rayon de la roue. L'enveloppe extérieure Pour éviter que les aubes 21, 22 et suivantes soient en contact direct avec le support de roulement qui peut être boueux ou sale, ainsi que pour constituer une couche d'usure et améliorer la continuité de la surface de roulement, il est dans certains cas avantageux de munir la roue d'une enveloppe extérieure 3 cylindrique. Le diamètre intérieur de cette enveloppe est au moins égal à la distance entre ledit axe principal 10 et la partie la plus éloignée de ladite surface de coopération 211 entre ladite aube 21 et ledit support de roulement lorsque ladite aube 21 est en position dite de travail, pour que les aubes puissent être toutes simultanément en position de travail, Dans le même objectif, l'enveloppe extérieure 3 cylindrique comporte avantageusement deux flancs latéraux 31 et 32. Lorsque la roue est motorisée, ou doit pouvoir être freinée par un système de freinage extérieur à ladite enveloppe extérieure 3 cylindrique, un passage 320 est 15 pratiqué dans l'un de ces flancs pour permettre le passage de l'axe principal. Dans une version perfectionnée, une telle roue comporte un moteur qui est situé à l'intérieur de ladite enveloppe extérieure 3. L'enveloppe extérieure 3 peut aussi ne pas être cylindrique. Il peut par exemple s'agir d'une chenille coopérant avec une roue selon l'invention. L'homme de l'art peut concevoir de nombreux 20 types de chenille compatibles, comportant ou non des flancs latéraux servant pour le guidage, ou pouvant être réduits à un simple fil ou à un filet. Les transmission à variation continue La présente invention rend possible la réalisation de transmissions à variation continue capables de transférer des efforts importants dans les meilleures conditions d'économie d'énergie. 25 De telles boites transmissions peuvent être associées en série pour obtenir des démultiplication très importantes Une transmission à variation continue selon l'invention comporte une roue selon l'invention, munie ou non d'une enveloppe virtuelle, qui coopère avec un moyen de transmission qui peut être une courroie ou une roue réceptrice laquelle peut être une roue classique ou une roue selon 30 l'invention. La surface de chaque surface de coopération 211 d'une aube 21 peut présenter un coefficient de frottement important ou bien des dents formant un engrenage pour engrener sur une roue réceptrice elle-même pourvue d'engrenages. Dans ce cas, il est possible qu'une aube rencontre une dent avec laquelle elle n'est pas synchronisée, et que ses dents se retrouvent face à face avec une dent de la roue réceptrice. Cela résulte de la variabilité de la circonférence de la roue selon l'invention. Pour palier cet inconvénient, il est recommandé de donner un degré de liberté supplémentaire à l'aube 21, par exemple en lui permettant de tourner autour de son axe longitudinal Les dents de l'aube 21 sont dans ce cas situées à des distances différent de l'axe d'aube selon l'orientation de l'aube autour de cet axe. L'homme de l'art peut orienter les dents de l'aube 21 pour que la pression de l'aube sur le support de roulement provoque la rotation de l'aube jusqu'à ce que les dents de l'aube puissent coopérer efficacement avec celles de la roue éeeptri Le rapport de transmission est déterminé par la différence de diamètre entre les deux roues. Il peut varier entre deux valeurs extrêmes quelconques librement déterminées par l'homme de l'art.. Le dispositif peut aussi faire fonction dembrayaRe, à la condition que ladite seconde roue ne soit pas en contact avec les aubes lorsque celles-ci sont en position de repos, et ne vienne en contact avec elles que sur commande de l'utilisateur ou à partir d'une certaine vitesse de rotation dans le cas où l'écartement des aubes est obtenu par la force centrifuge. 11 est possible de faire varier le rapport de transmission automatiquement en hausse comme en baisse selon la vitesse de l'arbre muni d'une roue selon l'invention. Cette roue a un diamètre qui augmente automatiquement en fonction de la vitesse de rotation si le centre de gravité d'une aube 21 est situé entre son axe d'aube 210 et sa surface de coopération 211, et un diamètre qui diminue automatiquement en fonction de la vitesse de rotation si le centre de gravité d'une aube 21 est situé à l'opposé de sa surface de coopération 211 par rapport à l'axe d'aube 210. La roue selon l'invention peut être aussi bien l'arbre primaire que l'arbre secondaire de la transmission obtenue. Dans le premier cas, le rapport de transmission est déterminé par la vitesse du moteur, et dans l'autre par celui de l'arbre secondaire. Une méthode particulière permet de déterminer le rapport de transmission automatiquement en 25 fonction de la résistance de l'arbre secondaire même dans le cas où la roue selon l'invention est sur l'arbre primaire. Il faut pour cela que le couple de résistance de l'arbre secondaire augmente la pression de ladite seconde roue sur la roue selon l'invention. Dans le cas où la faible vitesse de l'axe moteur ou bien l'objectif de limiter la masse des segments ne permet pas de recourir à la force d'inertie centrifuge pour déployer l'aube 21, le déploiement de l'aube peut résulter de 30 l'effet du couple résistant en opposition au couple moteur. Une aube 21 en rotation transmet à la fois un couple mais aussi un effort centrifuge par effet de levier au point de contact, ayant pour conséquence un équilibrage automatique équivalent à celui obtenu par l'effet de la force d'inertie ntrifuge. Dans ce cas, l'entrainement des spirales doit se faire dans le même sens que leur déroulement Cela est particulièrement adapté pour les boites de vitesse de puissance de véhicules lents. Les engins automobiles La présente invention est de remplacer la transmission et les pneus des voitures par un dispositif 5 unique plus simple, très robuste et susceptible de transmettre une puissance importante, une roue dont le diamètre varie soit en fonction de sa propre vitesse de rotation soit selon un autre paramètre. Même en l'absence d'enveloppe extérieure cylindrique, la bande de roulement reste presque parfaitement plan quelque soit la valeur de son diamètre. 10 Les aubes agissent également comme suspension, la force centrifuge opposant une raideur proportionnelle à la vitesse tangentielle donc par exemple celle du véhicule, ce qui est requis pour une meilleure tenue de route mais n'est obtenu avec l'art antérieur qu'au prix d'asservissements coûteux. Cette suspension est sans perte ni usure car la force centrifuge ne travaille pas, ne s'use pas, et 15 ne génère aucune fatigue de matériaux. Au contraire d'un pneu soumis à des cycles de compression et décompression et déformations élastiques permanents, cette suspension sans perte réduit la puissance nécessaire au roulement et réduit donc la puissance consommée. Enfin les aubes assurent un amortissement, car la vitesse et la variation de diamètre apparent sont 20 reliées à la variation de la vitesse de rotation de l'axe, lui-même connecté au moteur. C'est donc le moteur lui-même qui assure la fonction d'amortissement sans perte d'énergie Un véhicule muni de roues selon l'invention a une garde au sol qui varie en fonction du diamètre variable de la roue. Dans le cas où les aubes s'écartent en fonction de la vitesse de rotation de la roue> la garde au sol du véhicule augment avec sa vitesse linéaire. 25 Les jouets et les véhicules ludiques Lorsque le déploiement est contrôlé par l'utilisateur, un déploiement sans perte par friction à une vitesse élevée soumet le véhicule à une force ascensionnelle, qui se combine avec un effet de perche et peut permettre de le projeter en hauteur si le véhicule est assez léger au regard de l'énergie cinétique libérée. Cela s'applique à des jouets télécommandés, et à des véhicules 30 ludiques dont le saut est contrôlé à volonté et ne dépend que de la survitesse en mode replié. Selon l'invention, le saut est déclenché par la libération du mécanisme reliant les aubes par moyen mécanique ou électromécanique. Une fois déployées, les aubes augmentent le rayon apparent de la roue d'un facteur 2,5 environ. Ce déploiement agit corne un changement de vitesse automatique.

Les engins amphibies Une roue selon l'invention peu équiper un véhicule amphibie, son déploiement dans l'eau réalise une fonction conjointe de turbine centrifuge assurant une portance dynamique de propulsion par réaction_ La force centrifuge MV2/r, (V vitesse tangentielle de la roue et r distance du centre de gravité à l'axe), appliquée à l'ensemble des aubes de masse globale M et transmise aux aubes en contact avec l'eau équilibre pour une vitesse suffisante le poids du véhicule Mv par une relation Mv g - M V2/r. L'équilibre est trouvé à rayon r dépendant de V vitesse tangentielle de la roue, régulant le volume apparent de la roue, donc sa flottaison. La flottaison de la roue dépend donc de sa vitesse de rotation. Cette roue peut équiper un véhicule qui roule sur l'eau, même s'il n'a pas de flottaison intrinsèque, aussi longtemps que les roues tournent à une vitesse suffisante. Cette version de roue à aube de forme sensiblement spirale peut être optimisée pour rouler aussi bien sur tous terrains solides ou fluides et pour assurer à la fois la portance dynamique et la propulsion. La roue selon l'invention a aussi la fonction d'une suspension variable sans dissipation ni fatigue, d'un amortissement par transmission, et celle de boite de vitesse automatique dans la mesure ou l'augmentation de la vitesse tangentielle s'accompagne spontanément d'une augmentation du développement. Elle transmet par effet du couple gyroscopique au véhicule pendant un tournant à haute vitesse un couple stabilisateur qui compense l'effet de la force centrifuge du véhicule. Cette roue contribue donc aussi à la tenue de route du véhicule pour éviter les tonneaux résultant d'une perte de contrôle.

Elle agit par elle-même comme une boite de vitesse automatique et permet de faire l'économie d'une boite de vitesses. Sa vitesse de rotation propre et la force centrifuge augment son diamètre, celui-ci peut être réduit par l'effet du couple résistant du secondaire, converti par différents moyens en force centripète. En conséquence, une augmentation du couple résistant contracte la roue et afin de diminuer le développement, pour plus de puissance et de vitesse de l'arbre moteur. Une réduction du couple résistant autorise la dilatation centrifuge de la roue, augmentant le développement et évitant le surrégime. Ceci s'apparente à une boite de vitesse à rapport continument variable commandée par un régulateur de Watt.

Le diamètre de la roue étant régulé par l'angle entre les deux disques d'orientation, cet angle peut être converti en mouvement linéaire dans l'axe de la roue par une vis. Le diamètre de la roue est donc aussi un paramètre mesurable contrôlable et susceptible d'être commandé par un actionneur longitudinal parallèle à l'axe de la roue.

Lorsque les aubes tournent à rebrousse poil, elles convertissent la différence entre les couples moteur et récepteur en une force centrifuge ayant le même effet que celle inertielle. Le couple résistant réduit le diamètre, la baisse de ce couple autorise le déploiement, sans plus recourir à la force centrifuge pour les transmissions lentes de forte puissance. Enfin, une roue selon l'invention est increvable.

Applications L'invention s'applique en particulier : a) aux roues et pneus équipant des patins à roulettes, des trottinettes motorisées ou non, des fauteuils roulants, des voitures de golf, des chariots, des tracteurs agricoles, des engins de chantier ou militaires, des automobiles, des camions, des bateaux et remorques de bateaux, des avions, des jouets, etc., b) aux suspensions, amortisseurs, embrayages, réducteurs et réducteurs variables, y compris les boites de vitesse rèductrices et variateurs continus, c) aux régulateurs de vitesse ou de couple y compris les réducteurs variables, d) aux turbines, et donc à la ventilation, x stabilisatffls de trajectoire pour les automobiles f) aux transmissions mécaniques de toutes natures, g) et aux moyens de transport flottant, h) et aux jouets25

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1. Roue constituée d'une structure centrale dite couronne plan 1 tournant autour d'un axe dit axe principal 10. munie d'une pluralité d'éléments aubes 21.22 et suivantes coopérant avec une surface dite support de roulement comme le sol, la surface intérieure ou extérieure d'un cylindre, un engrenage, une courroie ou une chaîne, - une aube 21 pouvant passer d'une position dite de repos à une position dite de travail en passant par une multitude de positions intermédiaires, - la surface de coopération 211 entre ladite aube 21 et ledit support de roulement étant convexe, caractérisée par le fait que la longueur totale desdites surfaces de coopération possibles 211, 221 et suivantes de la totalité des aubes est supérieure à la circonférence maximale de la roue lorsque lesdites aubes sont en position de travail.
2. 2. Roue selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'une aube 21 comporte une extrémité avant 21a et une extrémité arrière 2 lb situées à des distances différentes d'un plan perpendiculaire audit axe principal 10, et que au moins dans une des positions possibles allant de la position dite de repos à la position dite de travail une portion d'une aube 21 est située en vis à vis d'une portion d'une autre aube 22 selon ledit axe principal 10.
3. 3. Roue selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'une partie au moins d'une aube 21 est 20 déformable entre sa position dite de repos et sa position dite de travail.
4. 4. Roue selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'une aube 21 est reliée à ladite couronne plan 10 par un axe de rotation solidaire de ladite couronne plan, dit axe d'aube 210.
5. 5. Roue selon la revendication 4 caractérisé par fait que le profil d'une aube 21 est une spirale d'Archimède dont l'origine est située sur l'axe d'aube 210. 25 6, Roue selon la revendication 1 caractérisé par fait que ladite surface de coopération 211 d'une aube 21 avec ledit support de roulement est une droite sensiblement parallèle audit axe principal 10. 7. Roue selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'elle comporte une enveloppe extérieure 3. 30 8. Roue selon la revendication 7 caractérisé par fait que ladite enveloppe extérieure 3 comporte deux flancs latéraux 31 et 32 dont l'une comporte un passage 320 pour l'axe principal. 9. Boite de vitesse comportant une roue selon la revendication 1. 10. Engin automobile comportant une roue selon la revendication 1