FR3000430A3 - Roue a diametre variable - Google Patents

Abstract

La roue comporte une couronne 1 munie d'une pluralité d'aubes 21, 22 et suivantes qui s'écartent simultanément de leur position fermée pour faire varier le diamètre extérieur ou intérieur de la roue. La longueur totale desdites surfaces de coopération entre les aubes et le support de roulement est supérieure à la circonférence maximale extérieure ou intérieure selon le cas de la roue en position ouverte,. Cette roue 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 mécanismes de transmission de mouvement dont la variation peut être 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. C'est aussi une transmission variable.

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 qui peuvent être à variation continue.. Art antérieur On connait 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 US4773889 (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 connait 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 19 - 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 34 qui représentent toutes des dispositifs ou parties de 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 pivotent autour d'un axe d'aube parallèle à l'axe d'un arbre dit primaire 10 qui est l'axe de rotation de la roue. Elles sont dans une position dite ouverte dans la roue du haut, dans une position dite fermée 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. Ces chemins étant solidaires les uns des autres, le déploiement de toutes les aubes est sensiblement identique. Les aubes sont des demi-cercles qui s'écartent du plan médian de la roue de leur axe d'aube à leur extrémité. La figure 2 est une vue en perspective des trois roues de la figure 1, dans les mêmes configurations. On peut ici voir la surface de coopération 211 de l'aube 21 avec le support de roulement 6. Cette surface est tangente à la périphérie de la roue à des emplacements différents selon la position angulaire de l'aube 21 autour de son axe 210.

Les figures 3, 4 et 5 sont des vues différentes de trois roues selon l'invention dans un mode perfectionné, dans lequel les aubes 21, 22 et suivantes sont des spirales. L'axe d'aube 210 de l'aube 21 est fixé sur une couronne 1. 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 avec le support de roulement. On distingue aussi la liaison mécanique qui lie l'extrémité 216 de l'aube 21 avec l'extrémité 226 de l'aube 22. La figure 6 montre l'expansion du diamètre d'une roue selon l'invention, qui peut être obtenue avec des aubes en forme de spirale . la figure 7 est un ensemble des vues en perspective et en plan d'aubes selon l'invention, qui sont ici des roues à aube ayant une extrémité souple permettant de rouler aussi bien sur tous terrains que sur l'eau. Elles assurent à 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 droite. La figure 8 est une vue en perspective d'une variante de roue selon l'invention, dans laquelle les aubes 21, 22 et suivantes sont fixées à une couronne 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. La figure 9 est une vue en perspective d'une transmission à variation continue selon l'invention. L'arbre primaire 10 comporte 4 roues selon l'invention, qui coopèrent avec un arbre secondaire 6B par l'intermédiaire d'un arbre entraîné 6 fixé à l'extrémité d'un bras pivotant 61. L'arbre entraîné 6 est appuyé sur les 4 roues selon l'invention par un moyen connu comme un rappel élastique (non représenté), et met en rotation l'arbre secondaire 6B, avec un rapport de transmission qui est fonction de la position angulaire des aubes des roues selon l'invention_ A la différence des aubes de la figure 8, dont la courbure est régulière, celles de la figure 9 sont constituées de portions de cylindres juxtaposés, ce qui a l'avantage de permettre une coopération 35 d'une aube avec l'arbre secondaire 6 non pas par un point mais par un segment tangent à l'arbre 6.

Il est ainsi possible de transférer une puissance beaucoup plus importante. La variation du rapport de transmission n'est en revanche plus continue. 11 est évidemment possible de munir ces aubes de dents d'engrenage. Une butée (non représentée) permet de limiter le mouvement du bras 61 de telle sorte que la roue 5 entraînée 6 ne touche pas les aubes lorsqu'elles sont en position dite fermée. La transmission est alors débrayée. Les figures 10 à 12 sont des vues en perspective d'une roue selon l'invention, qui est munie d'une enveloppe extérieure 6 cylindrique. Cette enveloppe constitue le support de roulement 6 et coopère à son tour avec le sol par sa face extérieure. Elle coopère avec les aubes par la partie 10 basse de sa face intérieure. L'arbre primaire 10 monte ou descend selon que les aubes passent en position ouverte ou en position fermée. La figure 11 permet de voir qu'un des flancs latéraux de cette enveloppe extérieure comporte un passage 320 pour l'arbre primaire 10. Ce passage 320 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 15 permettre de voir l'intérieur. Les figures 13 à 15 sont des vues en perspective d'une transmission selon l'invention, munie d'une enveloppe extérieure cylindrique qui est ici la roue 6 entraînée par la transmission. Les aubes 21, 22 et suivantes comprennent des dents d'engrenage, qui coopèrent avec la roue 6, laquelle en comporte également. Les dents d'engrenage sont asymétriques pour qu'une dent d'une 20 aube entraîne dans la plupart des cas une dent de la roue entraînée 6. Les figures 16 à 19 sont des vues en perspective d'une transmission selon l'invention, composée de deux transmissions selon l'invention, qui sont associées en série. La roue entraînée 6 de la première est solidaire d'une seconde couronne munie d'une seconde série d'aubes, lesquelles coopèrent avec une seconde roue entrainée 6B. L'arbre primaire 10 de la première couronne 1 est 25 fixe, ainsi que celui de l'axe de la seconde roue entraînée 6B. Ils sont ici parfaitement alignés. Les figures 21 et 22 montrent les positions extrêmes possibles, qui conduisent à une variation très importante du rapport de transmission entre l'arbre primaire 10 et l'arbre secondaire qu'est la roue 6B. La figure 20 est une vue en plan d'un sous-ensemble d'une transmission selon l'invention, dans 30 laquelle les aubes ont une position inversée : leur partie utile est située à l'intérieur de la couronne 1, et l'arbre entraîné 6 est également situé à l'intérieur de cette couronne 1. Une aube 21 est ici rectiligne et comporte des dents 2101, 2012 et suivantes dont la surface de coopération avec les dents 601, 602 et suivantes de la roue 6 est optimisée de telle sorte que la possibilité d'un conflit entre une dent 2101 d'une aube 21 et une dent 601 de l'arbre entraîné 6 soit 35 minimale. Une aube 21 comporte un axe d'aube 210, un contrepoids 2110 situé â l'opposé de la partie de l'aube comportant des dents, par rapport à son axe d'aube 210, et est munie d'une tige 2130 reliant un axe de tige 2120 situé à l'opposé de la partie de l'aube comportant des dents à une couronne dite élément de synchronisation 7 par un axe 2140. Lorsque l'on fait varier la position angulaire d'une aube 21 quelconque par rapport à la couronne 1, la couronne de synchronisation 7 tourne ainsi autour de l'axe de rotation de la couronne 1, ce qui provoque la même modification angulaire des autres aubes 22, 23 et suivantes par rapport à la couronne 1. La figure 21 est une vue grossie d'un détail de la figure 20, montrant la géométrie d'une dent 2201 de l'aube 22, et celle d'une dent 601 de l'arbre entraîné 6. Chaque dent comprend une surface dite de coopération (respectivement 21011 et 6011), une extrémité (respectivement 21012 et 6012) et une surface dite de retour (respectivement 21013 et 6013). Il est à noter que les deux extrémités sont pointues - les surfaces de coopération et de retour formant entre elles un angle aigu - et que l'inclinaison des surfaces de coopération donne naissance à un couple horaire de l'aube 22 par rapport à son axe d'aube 220, qui a tendance à écarter l'aube 22 de l'arbre entraîné 6. La force centrifuge s'appliquant à la masse 2210 donne lieu à un couple inverse qui est plus fort et assure la coopération des dents. Les figures 22 et 23 sont des vues en perspective d'une transmission comportant plusieurs sous-ensembles tels que celui représenté à la figure 20, d'abord dans une position de forte démultiplication, et ensuite dans une position où l'arbre primaire 10 et l'arbre entraîné 6 tournent à la même vitesse. La transmission est alors en prise directe, sans aucun frottement.

La figure 24 est une vues en perspective d'une transmission assemblée en parallèle, deux arbres primaires 10A et 10B coopérant avec le même arbre secondaire 6_ La figure 25 est une vues en perspective d'une transmission dont l'arbre primaire 10 est mis en mouvement par un arbre 1001 muni d'un engrenage hélicoïdal 1002. Les figures 26 à 29 sont des vues en perspective de détails d'une transmission simplifiée dans 25 laquelle un arbre 1001 entraîne en rotation l'arbre primaire 10 par l'intermédiaire d'une structure deformable 1002. La figure 28 montre la transmission assemblée, et la figure 26 la montre dépourvue de son axe secondaire 6 qui est un cylindre. La figure 27 montre le détail des aubes 21 22 et suivantes reliées à une couronne 1, qui coopèrent avec des tiges 71 72 et suivantes reliées à une couronne de synchronisation 7. Le guide 1003 limite le déplacement possible de l'arbre 30 primaire 10 lorsque les aubes passent de la position fermée à la position ouverte, et empêche en particulier l'arbre primaire 10 de tourner autour de l'axe de rotation de l'arbre antérieur 1001. Les figures 30 à 32 sont des vues en perspective de détails d'une transmission utilisant une courroie crantée 1005 pour transmettre le mouvement d'un plateau 1001 à la roue arrière d'une bicyclette. L'arbre secondaire 6 est un cylindre formant moyeu de la roue arrière, coopérant par sa face intérieure avec les aubes qui sont mues par la poulie 1002 coopérant avec la courroie crantée 1005. Un arbre 61 pivote autour de l'axe de rotation du plateau 1001 pour maintenir une distance constante entre le plateau 1001 et la poulie 1002. La figure 32 permet de voir la face extérieure du cylindre 6, qui a été supprimée aux deux figures précédentes afin de permettre la vue des aubes.

La figure 33 est une vue détaillée d'un ensemble d'aubes 21, 22 et suivantes, dont l'orientation est déterminée par des engrenages 701, 702 et suivants, lesquels tournent librement autour de l'arbre primaire 10. La figure 34 est une vue en perspective d'un ensemble d'aubes selon l'invention, comportant chacune un élément dit élément de liaison, respectivement 218, 248 et 258 pour les aubes 21 24 et 25. Ledit élément de liaison 218 relie l'axe d'aube 210 à la surface de coopération de l'aube considérée, respectivement 211, 241 et 251. La figure 35 est une vue en perspective d'un ensemble regroupant une couronne principale 1 et une couronne de synchronisation 7, chacune mise en rotation par un engrenage - respectivement 1 l et 710.

Les figures 36 et 37 sont des vues en perspective d'une roue à diamètre variable dont les aubes articulées sont démunies de leur éléments mobiles comportant les surfaces de coopération 211, 222 et suivantes, pour voir la géométrie des éléments de liaison 218, 228 et suivants dans deux positions d'aubes différentes. La figure 38 montre la même roue munie de ses surfaces de coopération, et on peut remarquer que ces dernières comportent des ergots coopérant avec une rainure située dans l'aube adjacente. Ce moyen mécanique permet de déterminer la position de la surface de coopération 222 d'une aube 22 en fonction de la position de la surface de coopération 211 de l'aube 21 qui la précède, laquelle est déjà en contact avec la surface de roulement 6. l'avantage est que cette position est ainsi déterminée avant même que l'aube 22 vienne en contact avec la surface de roulement 6.

La figure 38 montre une variante dans laquelle ce moyen mécanique est différent et permet également d'éviter tout conflit entre les dents d'une aube et celles de la surface de roulement 6. On voit le détail des parties mobiles comportant les surfaces de coopération 211 et 221 à la figure 40. Les figure 41 et 42 sont des vues en perspective d'une aube qui a la propriété de comporter une pluralité d'éléments à surface de coopération élémentaires notés 2111, 2112 et 2113 reliés entre eux. La figure 43 est une vue en perspective d'une roue à diamètre variable dont les trois aubes sont des lames de ressort.

La figure 44 est une vue en perspective d'une roue dont les trois aubes comportent également des lames de ressort, mais les lames de ressort sont ici reliées aux couronnes principale 1 et de synchronisation 7 par des éléments de liaison 218a et 218b. Exposé de l'invention L'invention est une roue constituée d'une structure centrale dite couronne 1 tournant autour d'un axe principal dit arbre primaire 10, munie d'une pluralité d'éléments dits aubes 21, 22 et suivantes coopérant avec une surface dite support de roulement 6 comme le sol, la surface intérieure ou extérieure d'un arbre entraîné, un engrenage, une courroie ou une chaîne, une aube 21 pouvant prendre une pluralité de positions par rapport à la couronne 1, allant d'une position dite fermée à une position dite ouverte, caractérisée par le fait : - que la roue comporte un moyen dit moyen de synchronisation 7 reliant directement ou indirectement les aubes entre elles de sorte que la position des aubes par rapport à la couronne 1 soit sensiblement la même pour toutes les aubes - et que la longueur totale desdites surfaces de coopération possibles 211, 221 et suivantes de la totalité des aubes est supérieure à la circonférence minimale de la roue, étant précisé que, dans le cas où une aube est munie de dents ou a une surface irrégulière, on entend par longueur d'une surface de coopération 211 d'une aube 21 la longueur de la ligne reliant entre elles les extrémités des dents considérées ou de toutes autres protubérances. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - une aube 21 passe de la position fermée à la position ouverte en tournant autour d'un axe d'aube 210 ; - l'axe d'aube 210 est parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre primaire 10 ; - l'axe d'aube 210 est perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'arbre primaire 10 ; une aube 21 comporte une portion de cylindre dont l'axe est parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre primaire 10 lorsque la portion de cylindre considérée est en contact avec le support de roulement 6 une aube 21 est située dans un plan unique qui est perpendiculaire à l'axe d'aube 210 ; - un point d'une aube 21 distant de son axe d'aube 210 est relié mécaniquement à un élément 7 dit de synchronisation ; un point d'une aube 21 distant de son axe d'aube 210 est relié mécaniquement à un point d'une autre aube 22 ; une aube 21 est reliée par son extrémité 216 à l'extrémité 226 d'une aube 22, chaque extrémité 216 et 22 b étant située à l'opposé de l'axe 210 ou 220 de l'aube considérée ; le coefficient de friction statique entre la surface de l'aube coopérant avec le support de roulement 6, et la surface du support de roulement 6 mise en contact avec l'aube est supérieur à 0.5 ; une aube 21 comporte une extrémité avant 215 et une extrémité arrière 216 situées à des distances différentes d'un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit arbre primaire 10; une aube 21 est déformable entre sa position dite fermée et sa position dite ouverte ; une aube 21 est reliée à ladite couronne 1 par un axe de rotation solidaire de ladite couronne 1, dit axe d'aube 210 ; une aube 21 coulisse le long un chemin solidaire de ladite couronne 1 ; - le profil d'une aube 21 estime spirale dont l'origine est située sur l'axe d'aube 210 ; - la surface de coopération 211 d'une aube 21 avec ledit support de roulement comporte au moins un point aligné avec ledit arbre primaire 10 et l'axe d'aube 210 ; - ladite surface de coopération 211 est une portion de cylindre de même rayon que celui de la roue selon l'invention ; ladite surface de coopération 211 comporte au moins une droite sensiblement parallèle à l'axe longitudinal dudit arbre primaire 10 ; - l'enveloppe virtuelle de l'ensemble des aubes dans la même position fermée ou ouverte 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 de ladite couronne 1 ; la roue comprend un moyen de rappel élastique des aubes ; une aube 21 comporte des dents 2101, 2102 et suivantes qui coopèrent avec des dents 601, 602 et suivantes du support de roulement 6 ; l'extrémité des dents 2101, 2102 et suivantes d'une aube 21 forme un angle aigu ; - la surface extérieure d'une dent d'une aube 21 ou d'un arbre secondaire 6 est inférieure à 20% de la distance totale entre la dent considérée et la dent suivante ; le nombre d'aubes est suffisant pour que le support de roulement 6 coopère par au moins l'une de ses dents avec une dent d'une aube ; la roue comporte une enveloppe extérieure 6 ; - ladite enveloppe extérieure 6 est cylindrique et son diamètre intérieur est au moins égal à la distance entre ledit arbre primaire 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 ouverte ; un moteur est situé à l'intérieur de ladite enveloppe extérieure 6 ; - ladite enveloppe extérieure 6 est une chenille ; ladite enveloppe extérieure 6 comporte deux flancs latéraux 31 et 32 dont l'une comporte un passage 320 pour l'arbre primaire 10 ; l'invention est un mécanisme de transmission ; l'arbre primaire 10 est mis en mouvement par un arbre 1001 dit arbre antérieur ; l'arbre antérieur 1001 est muni d'un engrenage hélicoïdal 1002 ; - l'arbre antérieur 1001 entraîne en rotation l'arbre primaire 10 par l'intermédiaire d'une structure déformable 1002 ; - l'arbre antérieur 1001 entraîne en rotation l'arbre primaire 10 par l'intermédiaire d'une courroie crantée 1005 ; - l'arbre secondaire 6 est un cylindre fonnartt le moyeu d'une roue, et coopère par sa face intérieure avec les aubes 21 22 et suivantes ; un guide 1003 empêche l'arbre primaire 10 de tourner autour de l'axe de rotation de l'arbre antérieur 1001 ; - la position angulaire par rapport à la couronne 1 d'une aube 22 est déterminée par un moyen mécanique en fonction de la position angulaire par rapport à la couronne 10 d'une aube 23 déjà en contact avec le support de roulement 6 ; - deux transmissions selon l'invention sont associées en parallèle, deux ensembles d'aubes coopérant avec le même arbre secondaire 6 ; - deux transmissions selon l'invention sont associées en parallèle, le même ensemble d'aubes coopérant avec deux arbres secondaires 6A et 6B ; - deux variateurs de couple sont assemblés en série, et l'arbre de sortie 6 du variateur amont est solidaire de la couronne 1 du variateur aval ; Une aube 21 est reliée à la couronne 1 par l'intermédiaire d'un élément dit élément de liaison 218, ledit élément de liaison 218 et le reste de Laube étant articulés entre eux - Le diamètre de la couronne 1 est supérieur au plus grand diamètre possible de la roue l'aube 21 est munie d'un patin coopérant avec une surface située sur le chemin de roulement 6 dite surface de pré-positionnement, ledit patin déterminant la position de l'aube avant qu'elle n'atteigne ledit chemin de roulement deux ensembles d'aubes coopèrent avec l'intérieur du même cylindre 61a distance entre les axes de rotation des deux dits ensembles d'aubes est fixe deux ensembles d'aubes coopèrent deux cylindres 6a et 6b tangents entre eux l'extrémité 216 d'une aube 21 opposée à l'axe d'aube 210 est reliée à l'extrémité 226 d'une aube 22 dite aube "antagoniste", dont l'axe d'aube 220 est solidaire d'une couronne dite couronne de synchronisation 7 - la liaison entre l'extrémité 216 d'une aube 21 et l'extrémité 226 d'une aube antagoniste 22 est souple - la partie de l'aube souple est aussi la surface de contact entre les aubes et le chemin de roulement 6 la partie de l'aube 21 souple comporte le point de fixation de la surface de coopération 211 entre l'aube et le chemin de roulement 6 une aube 21 est un élément souple reliant les couronnes dites principale 1 et de synchronisation 7 ledit élément souple est une lame de ressort. la surface de coopération 211 d'une aube 21 est une portion de cylindre de même rayon que le rayon du chemin de roulement cylindrique 6 avec lequel elle coopère. l'invention est un engin automobile. Description détaillée de l'invention La roue selon l'invention comporte constituée d'une structure centrale tournante autour d'un axe 15 dit arbre primaire 10, dite couronne 1 qui est munie d'une pluralité d'éléments dits aubes 21, 22, 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 fermée à sa plus grande valeur lorsqu'elle sont dans une position dite ouverte. 20 La géométrie des aubes Les aubes peuvent coulisser le long un chemin solidaire de ladite couronne 1, mais la solution préférée est celle dans laquelle une aube 21 pivote autour d'un axe d'aube 210 situé sur la couronne 1. L'axe d'aube 210 est avantageusement soit perpendiculaire â l'arbre primaire 10 comme représenté aux figures 8 et 9, soit parallèle à l'arbre primaire 10 comme représenté aux 25 autres figures. Le diamètre extérieur de la couronne est inférieur au plus petit diamètre possible de la roue lorsque la roue coopère avec une surface plane comme le sol, mais dans la plupart des autres cas, ces deux diamètres sont fixés librement par l'homme de l'art Le diamètre de la couronne 1 peut dans certains cas être avantageusement plus supérieur au plus grand diamètre possible de la roue, 30 comme représenté aux figures 20 à 23 et à la figure 34. Une aube 21 peut comporter un élément de liaison 218 reliant l'axe d'aube 210 à la partie de l'aube comportant sa surface de coopération 211. Ladite surface de coopération 211 est avantageusement tangente au segment qui la relie à l'axe d'aube 210 comme représenté â la figure 34, afin qu'une traction de l'axe d'aube 210 par la couronne 1 sur l'aube augmente la 35 pression de l'aube sur la surface de roulement 6.

Cet élément de liaison peut être solidaire de la surface de coopération, ou être articulé comme représenté aux figures 38 à 42. La courbure de sa surface de coopération est dans ce cas avantageusement sensiblement égale à celle de la surface de roulement 6 pour avoir une surface de contact maximale avec cette surface de roulement 6.

L'aube 21 peut être munie d'un patin coopérant avec une surface située sur le chemin de roulement 6, dite surface de pré-positionnement, ledit patin déterminant la position de l'aube avant qu'elle n'atteigne ledit chemin de roulement. Ce patin peut avantageusement être conçu de telle sorte qu'il positionne les dents de la surface de coopération 211 de l'aube 21, de telle sorte que tout conflit soit évité avec les dents de la surface 10 de roulement 6. L'aube est dans ce cas avantageusement articulée pour que seule la surface de coopération 218 soit déterminée par ledit patin L'homme de l'art peut avantageusement utiliser une aube articulée en plusieurs parties, la partie 211 comportant les dents étant mobile par rapport à un autre élément dit de liaison 218, et la force centrifuge présentant la partie mobile 211 légèrement décalée par rapport à sa position 15 théorique, de telle sorte que les dents en conflit glissent l'une sur l'autre et que le conflit soit ainsi évité par un léger déplacement de la partie mobile 211 par rapport à l'élément de liaison 218. 11 peut jouer sur la position du centre de gravité de la partie mobile pour déterminer cette position légèrement décalée. Pour éviter tout conflit entre une dent d'une aube 22 et une dent de la surface de roulement 6, une 20 solution particulièrement avantageuse consiste à positionner les dents de l'aube 22 avant l'arrivée de cette dernière sur la surface de roulement 6, en prenant comme repère la position d'une aube déjà en contact avec la surface de roulement 6. Si les dents de l'aube 21 déjà en contact avec la surface de roulement ne sont pas en conflit avec les dents de la surface de roulement, elles fournissent l'information de la position dans laquelle il faut placer l'aube suivante 22. L'homme 25 de l'art peut faire coopérer par tout moyen mécanique connu une aube 22 avec une aube 21 déjà en contact avec la surface de roulement 6 pour bénéficier de cette information afin de positionner l'aube 22. Une telle solution est illustrée en particulier par les figures 39 et 40, sur lesquelles on voit la partie mobile de l'aube 21 comportant la surface de coopération 211 qui a des dents. Cette partie mobile est articulée autour d'un axe situé à l'extrémité de l'élément de liaison 218 opposée 30 à l'axe d'aube 210. Cette partie mobile comporte elle-même un ergot de positionnement 2131 et des encoches 2141, 2142 et suivantes. L'aube 21 coopère avec la surface de roulement 6 (non représentée pour que l'on puisse mieux voir les aubes), et est donc dans une position dans laquelle ses dents coopèrent avec celles de la surface de roulement 6. L'aube 22 qui la suit comporte également un ergot de positionnement 2231 qui vient, lors de la phase d'approche de la surface de roulement 6, s'encastrer dans une encoche 2146 de la partie mobile 211 de l'aube 21 qui la précède. Le positionnement correct de l'aube 22 a ainsi eu lieu avant le contact entre l'aube 22 et la surface de roulement, par un contact qui s'est produit entre deux éléments qui vont à peu près à la 5 même vitesse, et donc avec un choc très léger. L'homme de l'art peut dessiner l' ergot et les encoches de la partie mobile d'une aube 21 de telle sorte qu'il ne puisse y avoir simultanément de conflit entre un ergot et une encoche d'une part, et entre une dent de l'aube considérée et de la surface de roulement 6 d'autre part. Ainsi, un seul de ces conflits peut se produire et l'autre coopération n'étant pas en conflit, la partie mobile et la 10 surface de roulement 6 coopèrent toujours sans conflit de dent. Avantageusement, l'articulation entre la partie fixe 218 de l'aube 21 et la partie mobile comportant la surface de coopération 211 n'est pas trop précise pour permettre un certain jeu entre ces deux parties, comme illustré à la figure 40 où l'on voit que la partie fixe 218 est liée à la partie mobile par un tube cylindrique 2171 coopérant avec l'intérieur d'un tube creux ovale 2170. 15 Une aube 21 comporte une portion de cylindre dont l'axe est parallèle à l'arbre primaire 10 lorsque la portion de cylindre considérée est en contact avec le support de roulement 6, comme représenté par exemple aux figures 1 à 6, 9, 24, 26, 27, 30, 31 et 33. Pour que la surface de coopération 211 entre les aubes et le support de roulement 6 ait une forme la plus régulière possible, quelles que soit la position des aubes, pour limiter les irrégularités 20 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. Dans le cas où la position ouverte des aubes est à l'extérieur de la couronne 1, comme c'est le cas 25 pour les figures 1 à 19, la surface de coopération entre une aube 21 et le support de roulement comme le sol doit être convexe pour que l'enveloppe de l'ensemble des aubes se rapproche le plus possible d'un cercle. Dans le cas contraire, les aubes sont avantageusement rectilignes pour que la ligne de tangence d'une aube 21 avec l'arbre entraîné 6 soit sensiblement aligné avec l'axe 210 de l'aube considérée, ce qui a pour conséquence que l'aube peut être munie de dent qui 30 coopèrent toutes de la même façon avec l'arbre entraîné 6. 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 fermée ou ouverte 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 de ladite 35 couronne 1.

Il faut aussi que la longueur totale desdites surfaces de coopération possibles 211, 221 et suivantes de la totalité des aubes est avantageusement supérieure à la circonférence maximale de la roue lorsque lesdites aubes sont en position ouverte. Cette condition est nécessaire pour que l'on puisse avoir une coopération la plus primanente possible entre l'ensemble des aubes d'une part et le support de roulement 6 d'autre part, et ceci pour plusieurs positions d'aube correspondant à différents diamètres de la roue selon l'invention. Cela peut être mis en oeuvre de nombreuses façons différentes. Selon un premier mode de mise en oeuvre, une aube 21 peut être située dans un plan unique qui est perpendiculaire à l'axe d'aube 210, comme représenté aux figures 13 à 23.

Selon un second mode de mise en oeuvre représenté aux figures 3 à 5, une aube 23 comporte une extrémité avant 235 et une extrémité arrière 236 situées â des distances différentes d'un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit arbre primaire 10, et au moins dans une des positions possibles allant de la position dite fermée à la position dite ouverte, une portion d'une aube 21 est située en vis à vis d'une portion d'une autre aube 22 selon une direction parallèle à l'axe longitudinal dudit arbre primaire 10. Selon un troisième mode de mise en oeuvre, représenté à la figure 7, une partie au moins d'une aube 21 est déformable entre sa position dite fermée et sa position dite ouverte. On joue alors sur cette déformation pour pouvoir passer d'une position à l'autre_ Dans la position dite fermée, l'extrémité de l'aube peut ainsi être rangée sous une aube voisine. Cette version particulière de l'invention 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 au repos, sans danger en fonctionnement. Selon un quatrième mode de mise en oeuvre, représenté à la figure 2, les aubes sont séparées en deux branches dans leur partie la plus éloignée de l'axe d'aube, et chacune des deux branches s'éloigne de l'axe médian perpendiculaire à l'axe d'aube considéré. Selon un cinquième mode de mise en oeuvre, une aube peut comporter une pluralité d'éléments à surface de coopération élémentaires 2111, 2112 et 2113 comme représenté à la figure 41. Ces éléments à surface de coopération élémentaires comportent chacun deux ergots coopérant avec un trou d'une structure à engrenages. Lesdites structures à engrenages 2121, 2122 et 2123 coopèrent chacune avec deux éléments à surface de coopération élémentaires. L'élément comportant la première surface de coopération élémentaire comporte un bras 21110 comportant une gorge 21111 qui coopère avec l'axe pl incipal 10 de la roue, de façon à ce que son axe longitudinal reste en permanence aligné avec l'axe principal 10, et à ce que la surface de 35 coopération 2111 reste en permanence tangente avec la circonférence de la roue à diamètre variable. L'aube 21 comporte un élément de liaison 218 relié à la couronne 1 par l'axe d'aube 210. Les engrenages sont dessinés de telle sorte que toutes les surfaces de coopération élémentaires surface de coopération 2111 restent en permanence tangentes avec la circonférence de la roue à diamètre variable. La figure 42 est une vue en perspective du même dispositif dans une position d'aube différente. Il est à noter que les éléments à surface de coopération élémentaires 2111, 2112 et 2113 peuvent aussi bien être tirés que poussés par l'élément de liaison 218, et que cet élément de liaison peut aussi bien travailler en traction qu'en compression. L'homme de l'art peut ainsi combiner comme il le souhaite une régulation automatique de l'ouverture des aubes en utilisant des aubes travaillant en traction ou en compression, avec la propriété d'augmentation de la pression de l'aube sur la surface de roulement 6 en fonction du couple résistant, laquelle dépend de la position des éléments à surface de coopération élémentaires 2111, 2112 et 2113 par rapport à l'élément de liaison 218. Selon un sixième mode de mise en oeuvre, représenté aux figures 43 et 44, une aube peut comporter une lame de ressort. Cette lame peut aussi constituer en elle-même la surface de coopération 211 avec la surface de roulement 6. Chacune des aubes de la figure 38 est reliée par une extrémité aux deux couronnes principales la et lb et par l'autre aux deux couronnes de synchronisation 7a et lb. La rotation des couronnes de synchronisation 7a et 7b par rapport aux couronnes principales la et lb détermine le diamètre de la roue à diamètre variable.

Dans une version perfectionnée, non représentée, une telle lame de ressort d'une aube peut être une hélicoîde dont l'axe principal se confond avec l'axe d'aube 210 selon l'invention Dans ce cas la surface de roulement 6 est avantageusement une vis de même inclinaison que celui de l'hélicoïde de la lame de ressort. La variation d'ouverture de l'aube se fait par variation de l'angle total de l'hélicoïde, ce qui modifie son rayon sans modifier son inclinaison.

Les aubes du dispositif représenté â la figure 39 sont également des lames de ressort, mais sont reliées aux couronnes principale 1 et de synchronisation 7 par des éléments de liaison 218a et 218b. Les méthodes ci-dessus peuvent évidemment être combinées pour obtenir un allongement maximal des aubes 21, 22 et suivantes et une grande surface totale de coopération entre les aubes 30 et le support de roulement 6. 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 211 comporte avantageusement une droite, laquelle est de préférence parallèle à l'axe de rotation de la couronne 1, qui est aussi celui de l'arbre primaire 10. 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 fermée à leur position dite ouverte et réciproquement, en passant par une multitude de positions intermédiaires. La position d'une aube peut être déterminée par la force centrifuge qui s'applique à sa masse en rotation, par un rappel élastique vers sa position fermée, ou vers sa position ouverte ou vers toute position intermédiaire, selon l'emplacement de son centre de gravité, lequel est déterminé librement par l'homme de l'art. 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 circulaire quand le diamètre augmente avec l'écartement des aubes de leur position fermée, 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 soit une spirale 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 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% variation étant une fonction inverse du carré du nombre d'aubes. 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 détermine le défaut de circularité résiduel, il est observé que 9 spirales réduisent ce défaut à 1% pour un roulement sur surface plate, et 18 spirales font tomber sous le 1% par un effet de réduction quadratique. Dans une mise en oeuvre particulièrement adaptée à des roues devant transmettre de la puissance, 5 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. Ce 10 mode de mise en oeuvre est plus adapté aux roues selon l'invention n'ayant pas pour objectif de transmettre de la puissance, mais uniquement de supporter une charge (par exemple pour réaliser des roues pliantes pour une poussette d'enfants). Il est recommandé d'associer en parallèle des roues selon l'invention pour améliorer la continuité de cet ensemble de surfaces de coopération. 15 11 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. 20 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 dans le cas où leur position ouverte est située à l'extérieur de la couronne 1, et beaucoup plus dans le cas contraire représenté aux figures 20 à 23. 25 Un rappel élastique des aubes en position fermée ou dans une position intermédiaire est recommandé, mais il est avantageux que le débattement d'une aube entre sa position dite ouverte et une position intermédiaire ne mette pas en jeu ce rappel élastique, de façon à ne pas dégager inutilement de chaleur. Synchronisation des aubes 30 Le déploiement des aubes est synchronisé par un mécanisme 7 dit de synchronisation, ce qui a pour avantage de réduire le choc lors de l'arrivée d'une aube sur le support de roulement 6, l'aube étant déjà dans une position optimisée. La position angulaire par rapport à la couronne 1 d'une aube 22 est ainsi déterminée par un moyen mécanique en fonction de la position angulaire par rapport à la couronne 10 d'une aube 35 23 déjà en contact avec le support de roulement 6.

Ce moyen mécanique peut être volontairement un peu élastique ou imprécis, de façon à permettre un ajustement automatique de la position de l'aube lorsqu'elle rencontre le support de roulement 6. Il peut aussi être très précis et empêcher tout choc d'une aube 22 contre le support de roulement 5 6, même lorsque l'aube 22 etiou le support de roulement 6 sont munis de dents. 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 de roulement 6. Il existe de nombreuses façons de réaliser un tel mécanisme de synchronisation 7 en mettant en oeuvre un engrenage, une bielle, un came, un mécanisme à pivot ou un chemin de roulement 10 coopérant avec un élément solidaire de l'aube. Un point d'une aube 21 distant de son axe d'aube 210 peut être relié mécaniquement â un point d'une aube 22. En particulier, une aube 21 peut être reliée par son extrémité 216 à l'extrémité 226 d'une aube 22, chaque extrémité 216 et 22 b étant située à l'opposé de l'axe 210 ou 220 de l'aube considérée. Une autre solution consiste à ce que un point d'une aube 21 distant de son axe d'aube 210 soit 15 relié mécaniquement à l'élément de synchronisation 7. Cet élément peut être un disque comprenant un ensemble de guides coopérant avec un élément d'une aube 21, la position angulaire de cet élément de synchronisation 7 par rapport à la couronne 1 déterminant la position des aubes 21, 22 et suivantes. Un tel élément de synchronisation 7 par guides est représenté aux figures 1 et 2. Cet ensemble de guides 7 peut être 20 mis en rotation par un moteur indépendant de celui mettant en rotation la couronne 1. L'élément de synchronisation 7 peut aussi être une couronne 7 relié par des tiges 2130, 2230 et suivantes respectivement aux aubes 21, 22 et suivantes, comme représenté aux figures 20 à 22. Une telle couronne 7 peut être située à l'intérieur ou à l'extérieur de la couronne 1, ou être accolé à elle dans la direction de l'axe de rotation de la couronne 1. 25 Les figures 3 à 5 montrent un exemple 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 une couronne 1 et à une couronne de synchronisation 7 similaires. Les aubes sont reliés 2 par 2 à leur extrémité par un axe sensiblement parallèle à celui de la roue. Une telle mue peut augmenter son diamètre d'un facteur proche de 2.5 en étant parfaitement plan 30 compactée et présenter des défauts de circularité mineurs ensuite. Du fait des liaisons axiales, l'expansion des aubes entraîne la rotation de la couronne de synchronisation 7 par rapport à la couronne L Avec 18 aubes similaires, les aubes étant reliées entre elles par une pluralité d'axes parallèles à. l'axe de rotation de la couronne 1, une roue selon l'invention a un diamètre qui varie d'un facteur jusqu'à 2.5 en fonction de l'angle relatif entre les deux couronnes 1 et 7.

La figure 35 est une vue en perspective d'un ensemble particulièrement compact regroupant une couronne principale 1, une couronne de synchronisation 7, chacune mise en rotation par un engrenage - respectivement 11 et 710. L'aube 21comporte deux trous 210 et 7101 qui coopèrent respectivement avec la couronne principale 1 et avec la couronne de synchronisation 7. Cette aube est particulièrement avantageuse parce que le pourtour de son élément de liaison218 est tel que deux aubes adjacentes le long de la périphérie de la couronne 1 sont en appui l'une sur l'autre, et que l'essentiel des efforts porte ainsi sur cet élément de liaison et non pas sur l'axe d'aube 210 ou sur l'axe de coopération 7101 de l'aube avec la couronne de synchronisation 7. La coopération entre les aubes et le support de roulement L'interface est de préférence une surface réglée d'axe parallèle à celui de la roue, susceptible de transmettre des efforts et des couples sans déformation à toute autre surface réglée dont l'axe 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'efforts centripètes importants sans déformation ni perte de roulement. Elle présente pourtant à 15 volonté une fonction de suspension et d'amortissement sans friction. Une aube 21 peut comporter des dents 2101, 2102 et suivantes qui coopèrent avec les dents 601, 602 et suivantes du support de roulement 6. Le nombre d'aubes est préférablement suffisant pour que le support de roulement 6 coopère par au moins l'une de ses dents avec une dent d'une aube. La question de la forme des dentures est particulièrement sensible. En effet, la denture du 20 support de roulement 6 peut coopérer avec celle d'une aube 21, mais se retrouver en conflit avec celle de l'aube suivante, pour une position d'aube dans laquelle le nombre de dents du support de roulement 6 correspondant à un tour complet de la couronne 1 n'est pas un multiple du nombre d'aubes. Ces conflits peuvent être acceptés en augmentant le nombre d'aubes, pour qu'une aube en conflit 25 soit suivie d'une autre à une distance d'une demi-dent du support de roulement. Une solution préférée consiste à minorer la partie périphérique 22011 des dents d'une aube 22 et la partie extérieure des dents du support de roulement 6, en rendant ces parties périphériques pointues_ Le fait que l'extrémité des dents 2101, 2102 et suivantes d'une aube 21 forme un angle aigu a 30 pour effet de diminuer les possibilités d'un conflit qui ne plus se produire que lorsque deux parties pointues se retrouvent face à face. Pour obtenir une coopération continue entre les aubes et le support de roulement 6, il suffit alors d'augmenter un peu le nombre d'aubes. On peut aussi se satisfaire d'une coopération qui est presque continue. Avantageusement, la surface extérieure d'une dent d'une aube 21 ou d'un arbre secondaire 6 est 35 inférieure à 20% de la distance totale entre la dent considérée et la dent suivante.

L'inclinaison entre d'une part la droite reliant le point de contact de l'aube avec l'axe d'aube, et d'autre part la zone de coopération entre la surface de coopération 22011 de l'aube 22 qui se confond sensiblement avec la surface de coopération 6011 du support de roulement 6 peut être perpendiculaire à la surface du support de roulement, comme représenté aux figures 16 à 19. Il peut en résulter de petits à-coups dans l'entraînement, mais ceux-ci sont facilement neutralisés par l'inertie du système. Cette inclinaison peut aussi être telle qu'elle donne naissance - comme représenté aux figures 20 à 23, à un couple de l'aube 22 par rapport à son axe d'aube 220 qui ait tendance à écarter l'aube 22 de l'arbre entraîné 6. Cela paraît de prime abord un mauvais choix parce que ça nuit à la coopération entre les dents de l'aube et celle du support de roulement, mais l'homme de l'art peut concevoir l'aube de telle sorte que la force centrifuge s'appliquant à son centre de gravité donne lieu à un couple inverse qui soit plus fort. La force centrifuge est en effet très importante. L'avantage de cette solution est que les dents coopèrent dans pratiquement tous les cas, la dent de l'aube s'enfonçant simplement plus ou moins fortement dans la denture du support de roulement 6. Une autre solution consiste à ne pas utiliser de dent. Il faut dans ce cas que le coefficient de friction statique entre les surfaces de coopération entre l'aube et l'élément entraîné mises en contact soit élevé. L'aube peut par exemple être rigide et coopérer avec un support de roulement en caoutchouc ou un autre élastomère de synthèse. La solution préférée consiste â ce que ces deux éléments soient en aluminium car dans ce cas le coefficient de friction statique (relié à la force nécessaire pour commencer le mouvement de glissement) se situe entre 1.05 et 1.35, et le coefficient de friction (force moyenne mesurée durant le mouvement) est de 1.4. En règle générale, il est avantageux que le coefficient de friction statique entre la surface de l'aube coopérant avec le support de roulement 6, et la surface du support de roulement 6 mise en contact avec l'aube soit supérieur à 0.5. Le rappel élastique Le changement de position des aubes 21, 22 et suivantes peut répondre à de très nombreuses règles que l'homme de l'art peut combiner à volonté. Ce changement peut répondre à une commande extérieure, mais aussi être déterminé par la 30 vitesse de rotation, selon la force cinétique centrifuge qui s'applique aux aubes, ou encore par la combinaison d'un couple moteur ou résistant. 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 35 quelle que soit la vitesse de rotation des roues. Le rappel élastique permet de placer les aubes 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 ouverte, afin que les changements de position des aubes 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 s'applique aux aubes peut - si leur masse est suffisante - permettre à elle seule de sustenter la roue d'un véhicule au dessus du soi 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 une route qui peut être boueuse 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 6. Cette enveloppe peut aussi constituer l'arbre entraîné 6 d'un mécanisme de transmission de mouvement. Dans le cas où cette enveloppe extérieure 6 est cylindrique, son diamètre intérieur est au moins égal à la distance entre ledit arbre primaire 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 ouverte, pour que les aubes puissent être toutes simultanément en position ouverte. Dans le même objectif, l'enveloppe extérieure 6 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 6 cylindrique, un passage 320 est pratiqué dans l'un de ces flancs pour permettre le passage de l'arbre primaire 10. Dans une version perfectionnée, une telle roue comporte un moteur qui est situé à l'intérieur de ladite enveloppe extérieure 6 (version non représentée). L'enveloppe extérieure 6 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 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 mécanismes de transmission de mouvement La présente invention rend possible la réalisation de transmissions à variation capables de transférer des efforts importants dans les meilleures conditions d'économie d'énergie. La variation peut être continue ou proposer une pluralité de rapports de transmission prédéterminés par le concepteur du dispositif Une roue à diamètre variable selon l'invention peut coopérer avec une roue à diamètre fixe qui peut être l'intérieur ou l'extérieur d'un cylindre. La roue selon l'invention et le cylindre tournent alors à des vitesses différentes et l'ouverture des aubes détermine le rapport de transmission. Une roue à diamètre variable peut aussi coopérer avec une autre roue à diamètre variable. Dans ce cas particulièrement avantageux, non représenté, les deux roues selon l'invention peuvent avoir des axes de rotation fixes et coopérer avec un arbre intermédiaire unique qui se déplace selon l'ouverture des aubes de chacune des deux roues. Cet arbre intermédiaire peut être un cylindre et les roues sont alors avantageusement toutes les deux situées à l'intérieur de ce cylindre. Chacune des deux roues peut aussi être installée à l'intérieur d'un cylindre qui lui est propre et avec laquelle la roue coopère, les deux cylindres coopérant entre eux. Il ne s'agit là que d'exemples, et de très nombreuses combinaisons peuvent être envisagées par l'homme de l'art De telles transmissions peuvent être associées en série pour obtenir des démultiplication très importantes, ou en parallèle, deux ensembles d'aubes peuvent coopérant avec le même arbre secondaire 6 pour additionner les puissances de deux arbres moteurs comme représenté à la figure 24, ou le même ensemble d'aubes coopérant avec deux arbres secondaires 6A et 6B. L'addition des puissances de deux moteurs a de multiples applications, comme les vélos en tandem, la réalisation de véhicules hybrides comportant un moteur thermique et un moteur électrique, ou celle de palans ou de winches manoeuvrés simultanément par plusieurs personnes. Une transmission selon la présente invention peut être conçue pour être utilisée comme un différentiel, mais on peut aussi se passer de tout différentiel en munissant chacun des arbres de roues de transmissions selon l'invention. Le rendement de l'ensemble est meilleur que celui d'un différentiel. D'une façon générale les roues selon l'invention peuvent se substituer à des engrenages dans le plus grand nombre des combinaisons connues, pour réaliser des boites de vitesses, des palans, des winches, des treuils et des transmissions de toutes sortes. L'arbre primaire peut recevoir son énergie directement d'un moteur, ou par l'intermédiaire un arbre dit arbre antérieur 1001. Tous les moyens de coopération connus peuvent être envisagés, comme par exemple un engrenage hélicoïdal 1002 comme celui représenté à la figure 25. Ce dispositif a l'avantage de coopérer avec l'arbre primaire 1001 quelle que soit la position de ce dernier, laquelle dépend de l'ouverture des aubes 21, 22 et suivantes. On peut aussi utiliser une structure déformable 1002 comme celle représentée aux figures 26 à 35 29, ou une courroie crantée 1005 comme représenté aux figures 30 à 32. Ce dispositif comporte une roue 1001 reliée à l'arbre primaire 10 par des lames de ressort 10021 10022 et suivantes. La roue 1001 entraine ainsi l'arbre primaire en rotation dans un axe différent, qui est adapté à l'ouverture des aubes 21, 22 et suivantes pour que ces dernières coopèrent avec l'arbre secondaire 6.

Un guide 1003 empêche l'arbre primaire 10 de tourner autour de l'axe de rotation de l'arbre 1001. La transmission représentée aux figures 26 à 29 peut être implantée dans toutes sortes d'outils tournants comme un tournevis par exemple. Dans ce cas, l'arbre 1001 est le manche, tandis que la lame du tournevis est solidaire de l'arbre secondaire 6. L'utilisateur peut en ,te ,ter une clé plate dans le guide 1003 pour empêcher ce dernier de tourner. Un tour du manche 1001 se traduit alors par un tiers de tour de la lame du tournevis. Pour l'utilisation avec une visseuse motorisée, le guide 1003 est avantageusement solidaire du bâti du moteur. Des variantes peuvent être réalisées en remplaçant les lames de ressort 10021 10022 et suivantes par d'autres moyens équivalents comme par exemple des ressorts, des élastiques, ou des structures rappelées en position fermée par la force centrifuge.

Un mécanisme de transmission de mouvement selon l'invention comporte une roue selon l'invention, munie ou non d'une enveloppe virtuelle, qui coopère avec un support de roulement 6 qui peut être une courroie ou la partie intérieure ou extérieure d'un cylindre, ou une seconde roue selon 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 6 elle-même pourvue d'engrenage& Dans ce cas, il est possible qu'une aube 21 rencontre une dent avec laquelle elle n'est pas synchronisée, c'est-à-dire que et que ses dents se retrouvent face à face avec une dent de la roue réceptrice 6. Cela résulte de la variabilité de la circonférence de la roue selon l'invention.

Plusieurs méthodes sont proposées pour palier cet inconvénient Les deux premières sont expliquées plus haut au chapitre consacré à la coopération entre les aubes et le support de roulement 6. Elles consistent respectivement à adopter une forme de denture adaptée, et à ne pas utiliser de dent en choisissant pour le aubes et pour le support de roulement 6 des matériaux ayant entre eux un faible coefficient de friction statique.

Une troisième méthode consiste à 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 â des distances différentes 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 35 coopérer efficacement avec celles de la roue réceptrice Une quatrième méthode consiste à munir l'arbre récepteur 6 d'une pluralité de secteurs angulaires dont la juxtaposition forme un engrenage cylindrique comprenant le nombre total N de dents qu'il faut pour coopérer avec une l'aube à la distance considérée du plan parallèle à ladite couronne 1, mais auquel il manque un secteur angulaire correspondant à un angle égal à 211/N.

Deux secteurs angulaires juxtaposés par un rayon sont reliés entre eux par un moyen de rappel leur permettant de se décaler angulairement par rapport à une position d'équilibre. La position d'équilibre est celle dans laquelle deux secteurs voisins sont synchronisés par rapport à deux dents d'aubes 21 et 22 qui se succèdent par dans le même plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la couronne 1 lors de la coopération des dents de l'aube avec celles de l'arbre récepteur 6. Le débattement entre un secteur angulaire et l'arbre récepteur est limité mécaniquement par une butée, de telle sorte qu'un moment appliqué à un secteur angulaire l'écarte de sa position d'équilibre jusqu'à ce qu'il devienne solidaire en rotation avec l'arbre récepteur. Le rapport de transmission est déterminé par la différence de diamètre entre les deux arbres primaire 1 et secondaire 6 du dispositif Il peut varier entre deux valeurs extrêmes quelconques librement déterminées par l'homme de l'art. La figure 33 montre une organisation particulière qui permet de s'assurer qu'une aube est correctement positionnée lorsqu'elle arrive en contact avec le support de roulement 6. Chaque aube coopère avec deux engrenages voisins, et chaque engrenage coopère avec deux aubes voisines. Ainsi, la disposition des dents des engrenages 701, 702 et suivants permet de déterminer la position d'une aube en fonction de celle de l'aube voisine, qui est avant elle en contact avec le support de roulement 6. L'homme de l'art peut calculer facilement l'écartement à prévoir entre ces dents pour éviter tout choc d'une aube contre le support de roulement, même lorsque l'aube et le support de roulement sont chacun muni de dents.

Le dispositif peut aussi faire fonction d'embrayage, à la condition que ladite seconde roue ne soit pas en contact avec les aubes lorsque celles-ci sont en position fermée, 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. Il 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 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 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 centrifuge. Dans ce cas, l'entraînement 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 mécanismes de transmission de mouvement selon l'invention peuvent avoir un arbre secondaire 6 situé à l'extérieur de la couronne 1 comme représenté aux figures 9 à 19, ou à l'intérieur comme représenté aux figures 20 à 23. Deux variateurs de couple sont assemblés en série, l'arbre de sortie 6 du variateur amont étant par 20 exemple solidaire de la couronne 1 du variateur aval comme représenté aux figures 16 à 19. Les engins automobiles La présente invention est de remplacer la transmission et les pneus des voitures par un dispositif 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 25 paramètre_ Même en l'absence d'enveloppe extérieure cylindrique, la bande de roulement reste presque parfaitement plan quelque soit la valeur de son diamètre. 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 30 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 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 5 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'NRJ. 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. 10 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 15 ludiques dont le saut est contrôlé â 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 comme un changement de vitesse automatique. 20 L'homme de l'art peut avantageusement munir la couronne 10 et/ ou la couronne de synchronisation 7 visible sur les figures 3, 5 et 27 de moteurs et/ou de freins, pour faire varier brutalement l'ouverture des aubes. Les engins amphibies Une roue selon l'invention peu équiper un véhicule amphibie, son déploiement dans l'eau réalise 25 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 = 30 MW/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 35 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 ?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 10 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 15 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.

20 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 7a et 7b, 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 25 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.

30 Enfin, une roue selon l'invention est increvable. Applications L'invention s'applique en particulier : 3 0004 3 0 26 a) aux roues et pneus équipant des patins à mulettes, 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., 5 b) aux transmissions mécaniques de toutes natures, comme par exemple les palans, les crics, les treuils, les winches, les boites de vitesse et les variateurs continus ou par étages, c) aux suspensions, amortisseurs, embrayages, réducteurs et réducteurs variables, d) aux régulateurs de vitesse ou de couple y compris les réducteurs variables, e) aux turbines, et donc à la ventilation, f) aux éoliennes et aux hydroliennes, et d'une façon plus générale à la régulation de la rotation des générateurs d'énergie électrique. g) aux broyeurs et concasseurs de minerais et aux mélangeurs, h) aux tapis roulants et ascenseurs, remonte-pentes, téléphériques, etc., ) aux appareils électroménager etâ j) aux stabilisateurs de trajectoire pour les automobiles, k) aux moyens de transport flottant, 1) aux moulinets de cannes à pêche m) aux engins à pédales, voiturettes et bicyclettes en solo ou en tandem. n) aux jouets, o) et d'une façon générale à tous les cas où un moteur doit, pour rester efficace, s'adapter à la variation du couple résistant

Claims (3)

1. REVENDICATIONS1. Roue constituée d'une structure centrale dite couronne I tournant autour d'un axe principal dit arbre primaire 10, munie d'une pluralité d'éléments dits aubes 21, 22 et suivantes coopérant avec une surface dite support de roulement 6 comme le sol, la surface intérieure ou extérieure d'un arbre entraîné, un engrenage, une courroie ou une chaîne, une aube 21 pouvant prendre une pluralité de positions par rapport à la couronne 1, allant d'une position dite fermée â une position dite ouverte, caractérisée par le fait - que la roue comporte un moyen dit moyen de synchronisation 7 reliant directement ou indirectement les aubes entre elles de sorte que la position des aubes par rapport à la couronne 1 soit sensiblement la même pour toutes les aubes et que la longueur totale desdites surfaces de coopération possibles 211, 221 et suivantes de la totalité des aubes est supérieure à la circonférence minimale de la roue, étant précisé que, dans le cas où une aube est munie de dents ou a une surface irrégulière, on entend par longueur d'une surface de coopération 211 d'une aube 21 la longueur de la ligne reliant entre elles les extrémités des dents considérées ou de toutes autres protubérances.
2. 2. Roue selon la revendication 1 caractérisé par fait que le coefficient de friction statique entre la surface de l'aube 21 coopérant avec le support de roulement 6, et la surface du support de roulement 6 mise en contact avec l'aube 21 est supérieur à 0.5.
3. 3. Roue selon la revendication 1 caractérisé par fait que la position angulaire par rapport à la couronne 1 d'une aube 22 est déterminée par un moyen mécanique en fonction de la position angulaire par rapport à la couronne 10 d'une aube 23 déjà en contact avec le support de roulement 6. 4_ Roue selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'une aube 21 comporte des dents 2101, 2102 et suivantes qui coopèrent avec des dents 601, 602 et suivantes du support de roulement 6. 5. Roue selon la revendication 4 caractérisé par fait que l'extrémité des dents 2101, 2102 et suivantes d'une aube 21 forme un angle aigu_ 6. Roue selon la revendication 4 caractérisé par fait que la surface extérieure d'une dent d'une aube 21 ou d'un arbre secondaire 6 est inférieure à 20% de la distance totale entre la dent considérée et la dent suivante. 7. Roue selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'elle comporte une enveloppe extérieure 6.8_ Mécanisme de transmission de mouvement comportant une roue selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Mécanisme de transmission selon la revendication 8 caractérisé par fait que l'arbre secondaire 6 est situé à l'intérieur de la couronne I. 10. Mécanisme de transmission selon la revendication 8 caractérisé par fait que deux variateurs de couple sont assemblés en série, et que l'arbre de sortie 6 du variateur amont est solidaire de la couronne I du variateur aval.