FR3034743A3 - Ensemble roulant - Google Patents

Abstract

Ensemble roulant ne touchant le sol que par une surface de contact limitée, offrant les mêmes avantages de confort et de maniabilité que des roues de grand diamètre, mais occupant un espace beaucoup plus petit. La chenille (100) coopère avec un galet principal (1) et un galet secondaire (2), dont les axes de rotation sont éloignés d'une distance constante, les chenilles ne touchent le sol que lorsque le véhicule rencontre un obstacle, parce qu'elles coopèrent avec un galet dont le diamètre est suffisamment faible pour les maintenir à distance du sol lorsque le véhicule repose sur ses roues, et le dispositif comporte un support arrière qui, en butant sur le sol, empêche ledit galet secondaire de trop s'élever lorsqu'il rencontre un obstacle.

Description

1 Ensemble roulant Domaine technique La présente invention est un ensemble roulant dont la zone de contact avec le sol est minimale, pour économiser de l'énergie et améliorer la maniabilité. Dans certains modes de réalisation, un 5 véhicule équipé d'un ou plusieurs de tels éléments est cependant susceptible de se mouvoir sur des surfaces irrégulières ou meubles, ou encore sur de l'eau. Problème posé Les véhicules à chenilles reposent généralement sur le sol par une portion de chenille qui va au moins d'une roue avant à une roue arrière pour disposer d'une stabilité longitudinale suffisante. Il 10 en résulte des frottements importants. L'objectif premier de la présente invention est de bénéficier des avantages des chenilles sans avoir cet inconvénient. En supplément, la présente invention permet d'utiliser des roues et/ou des galets de toute petite taille, sans pour autant que cela n'entraine un manque de confort ou une difficulté à franchir des obstacles. Un autre avantage attendu est la réduction de l'espace occupé 15 par les roues et de leur coût. Art antérieur On connait W02014057177 (A1) - 2014-04-17 de Franck Guigan, et l'art antérieur qui s'y rapporte, lequel est cité dans les rapports de recherche de cette demande. Exposé de l'invention 20 La présente invention est un ensemble roulant comportant un élément tournant comme une roue ou un galet dit élément tournant principal (1), et un élément tournant comme une roue ou un galet dit élément tournant secondaire (2), le point le plus bas dudit ensemble roulant étant situé à la verticale de l'axe de rotation dudit élément tournant principal, dans au moins une configuration possible, 25 les axes de rotation dudit élément tournant principal et dudit élément tournant secondaire étant fixés sur un bras (7) qui est lui-même fixé à un élément (5) du châssis de l'ensemble roulant par un moyen de fixation lui permettant de pivoter en rotation autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe de rotation dudit élément tournant principal, pour s'adapter dynamiquement au terrain, 30 caractérisé par le fait que : ledit bras est relié mécaniquement à un élément de contact avec le sol dit support arrière (8), qui est situé à distance de l'axe de rotation dudit galet principal, au moins dans une configuration possible dite configuration de repos, l'angle entre d'une part la droite tangente à la partie basse dudit galet principal et à la partie basse dudit élément 3034743 2 tournant secondaire, et d'autre part la droite allant de la partie la plus basse dudit élément tournant principal au droit dudit galet principal à la partie la plus basse dudit support arrière est supérieur à 10 degrés, et le pivotement dudit bras autour de son moyen de fixation au châssis de l'ensemble roulant a pour effet, dans la direction dans laquelle ledit élément tournant secondaire monte, de faire descendre ledit support arrière jusqu'à ce qu'il bute sur le sol, ce qui a pour effet de limiter le pivotement dudit bras. Selon d'autres caractéristiques : l'ensemble roulant comporte une chenille (100) coopérant avec ledit élément tournant principal et avec ledit élément tournant secondaire - ladite liaison mécanique entre ledit bras et ledit support arrière est un rappel élastique tendant à ramener ledit ensemble roulant à ladite position de repos. ledit bras est muni d'un rappel élastique (10) déterminant sa position angulaire par rapport à l'élément du châssis auquel il est fixé (5). ladite chenille coopère en permanence avec le haut et le bas dudit galet principal. ledit bras est muni d'une suspension élastique permettant de mieux absorber les obstacles. ledit support arrière est une roulette. l'ensemble roulant est muni d'une roue 9 dont la partie la plus basse, dans au moins une configuration possible, est la partie la plus basse dudit ensemble roulant. la surface de coopération avec le sol de ladite roue est sensiblement tangente avec la surface de coopération avec le sol de ladite chenille. - le diamètre dudit galet principal, y compris l'épaisseur de ladite chenille, est inférieur au diamètre de ladite roue. 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 14 qui représentent toutes des éléments roulants selon l'invention, ou des composants de tels éléments. La figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble roulant à chenille selon l'invention comportant un élément de châssis 5 qui est ici la fourche avant 5 d'un vélo, d'une trottinette ou d'une brouette par exemple. Elle montre un galet principal 1, et deux galets secondaires 2 et 3 qui coopèrent tous les trois avec une chenille 100. Les axes de rotation des galets secondaires sont fixés aux extrémités d'un bras 7 qui est lui même en rotation autour de l'axe de rotation du 3034743 3 galet principal 1. Le support arrière 8 est la partie arrière de la chenille 100 qui est ici une simple courroie. La figure 2 est une vue en perspective d'un véhicule comprenant deux ensembles roulants à chenille selon l'invention, l'élément de châssis 5 étant ici une plateforme pivotant autour de l'axe 5 de rotation du galet principal 1. C'est par exemple un gyropode mais ce pourrait aussi être une brouette à éléments roulants latéraux. La figure 3 est une vue en perspective d'un véhicule comme un patin à roulettes par exemple, comprenant aussi deux ensembles roulants à chenille selon l'invention, l'élément de châssis 5 étant ici une plateforme reliée par une barre de torsion 10 à chacun des deux ensembles roulants, 10 qui sont chacun muni d'une roue (respectivement 9A et 9B). Les roues supportent seules l'engin lorsqu'il est sur un terrain peu accidenté, et n'entrainent pas les chenilles, ce qui limite les frottements. La figure 4 est une vue en perspective de 4 sous-ensembles notés de A à D formés chacun d'un galet principal 1, d'une portion de chenille 100 et d'une roue 9 pour les trois ensembles de droite.

15 La chenille 100 peut être réduite à sa plus simple expression, comme une ficelle ou un câble, ainsi que représenté par l'ensemble C. La figure 5 est une vue en perspective de 3 sous-ensembles notés de A à C formés chacun d'un bras 7, d'un galet principal 1, d'une portion de chenille 100 et d'une roue 9. Elle montre comment le pivotement d'un bras peut modifier la distance entre le galet qu'il supporte et le sol.

20 A gauche, c'est la roue 9A qui porte l'ensemble roulant tandis qu'à droite, c'est la chenille 100C. Les figures 6 à 10 sont des vues en perspective du même ensemble d'un dispositif selon l'invention, comportant deux ensembles selon l'invention situés de part et d'autre d'une roue unique 9. La surface de la roue en liaison avec le sol est sensiblement tangente à la surface d'une chenille, de telle sorte que lorsqu'on incline l'ensemble depuis la verticale, il porte au départ sur 25 la roue 9 puis sur une chenille. L'appui sur la chenille a aussi pour effet de pousser cette dernière latéralement vers la roue et d'assurer un mouvement commun de ces deux éléments. Les figures 11 et 12 montrent la partie basse d'un diable muni de deux dispositifs selon l'invention. Celui de la figure 11 est en position de fonctionnement tandis que celui de la figure 12 est en position de rangement. Le châssis du diable pivote ici autour de l'axe des roulements 30 secondaires 3A et 3B. La figure 13 montre un dispositif comprenant deux roues 9A et 9B situées de part et d'autre du galet principal 1. Le support arrière 8 est ici une roulette. La figure 14 montre une variante sans chenille, comportant une roue 9 et un support arrière qui est une roulette 8.

3034743 4 Description détaillée de l'invention Les ensembles roulants à chenille selon l'invention sont simplifiés par rapport à certains de ceux décrits dans W02014057177 (Al). Cette simplification ne supprime pas les principaux avantages de cette méthode consistant à 5 remplacer une roue par une chenille articulée, d'une façon qui permet d'une part de rendre plus confortables un très grand nombre de produits qui ont aujourd'hui des roues trop petites, pour limiter le prix et l'encombrement, et d'autre part de concevoir un très grand nombre de nouveaux engins de transport. Le bras 7 est relié mécaniquement à un support arrière 8, ce qui a pour effet que, lorsque la partie 10 avant de la chenille 100 rencontre un obstacle et monte sur cet obstacle, ce support arrière vient en contact avec le sol, ce qui limite le pivotement du bras 7. Cela évite à l'engin de buter sur un obstacle et lui permet au contraire de grimper dessus, l'angle de la chenille et le sol étant suffisant pour cela. Cela lui évite aussi de tomber dans un trou, ou de trop être secoué lorsqu'il est utilisé pour monter ou descendre un escalier.

15 Dans le cas où le support arrière 8 est constitué par la partie arrière de la chenille coopérant avec un second galet secondaire 3, les axes de rotation des trois galets ne sont pas obligatoirement alignés. L'homme de l'art peut au contraire optimiser leur position en élevant l'axe du galet avant pour favoriser le passage d'obstacles, comme représenté à la figure 3. Le pivotement de la chenille s'arrête tout seul lorsque la chenille touche le sol à l'arrière. Un engin montant un 20 escalier porte donc alternativement sur la partie avant (avant de franchir un angle de la marche) et sur la partie arrière (juste après). La liaison mécanique entre le bras 7 et le support arrière 8 peut être un rappel élastique (non représenté), mais il peut aussi s'agir d'une liaison mécanique rigide comme représenté aux figures 1 à 3 et 6 à 14. Le bras 7 peut comporter un galet secondaire 2 et 3 à chacune de ses 25 extrémités, comme représenté aux figures 1 à 3 et 6 à 12, ou un galet secondaire 2 à son extrémité avant et une roulette à son extrémité arrière comme représenté aux figures 13 et 14. On peut aussi remplacer la chenille et ses galets par une roue 9 intermédiaire entre deux roues qui constituent l'élément roulant principal et l'élément roulant secondaire, comme représenté à la figure 14.

30 Un perfectionnement consiste à ce que le bras 7 soit muni d'un rappel élastique 10 déterminant sa position angulaire par rapport à un élément de châssis. Il a ainsi une position rappelée élastiquement qui peut être optimisée par le concepteur de l'engin. Avantageusement, cette position rappelée élastiquement est telle que le support arrière 8 ne touche pas le sol tout en en étant sensiblement proche, comme représenté à la figure 1. On combine ainsi le peu de 3034743 5 frottement entre le sol et l'ensemble roulant avec une position élevée du galet avant 2 permettant de franchir aisément les obstacles. Il n'est pas nécessaire de munir un engin selon l'invention d'une électronique de gestion ou d'un moteur assurant le positionnement du ou des bras. Dans le cas où l'engin est un gyropode, 5 l'ensemble roulant à chenille pivote librement sans influer sur la logique de gestion de l'équilibre de l'engin. Il est recommandé d'utiliser des chenilles qui ont une longueur fixe, et se déforment le moins possible par élasticité, et que la chenille 100 coopère en permanence avec le haut et le bas dudit galet principal 1.

10 Le bras 7 est avantageusement muni d'une suspension élastique permettant de mieux absorber les obstacles. Une telle suspension peut consister en une articulation élastique entre le bras 7 et l'axe de rotation du galet principal 1, ou entre le bras et l'axe de rotation du galet secondaire 2, ou encore entre le bras et la roue 9. Une suspension particulièrement avantageuse est illustrée par la figure 3: la position de la barre 15 de torsion 10 est telle que la hauteur de la roue 9 par rapport au châssis 5 varie avec la torsion de cette barre, laquelle constitue alors une suspension élastique du véhicule, ce qui améliore son confort et sa tenue de route. Cette barre peut être placée à divers emplacements par le concepteur de l'engin et peut par exemple être alignée avec l'axe de rotation d'un galet secondaire, avant ou arrière.

20 Afin de limiter les frottements, un ensemble roulant à chenille selon l'invention est avantageusement muni d'une roue 9 pouvant tourner autour de l'axe dudit galet principal 1, et ne reposer sur le sol que par cette roue lorsque le terrain est peu accidenté. Il suffit pour cela que le diamètre du galet principal 1, y compris l'épaisseur de la chenille 100, soit inférieur au diamètre de ladite roue. La chenille est ainsi maintenue à distance du sol lorsque 25 l'ensemble roulant repose sur la roue. Cette configuration est dite «à chenille libre ». Les chenilles ne touchent le sol que lorsque le véhicule rencontre un obstacle, mais en restent éloignées lorsque l'ensemble roulant à chenille roule sur un terrain peu accidenté. Lorsque la roue est motorisée, il est avantageux de prévoir une liaison mécanique comme un embrayage entre le moteur et la chenille pour que cette dernière devienne motrice. Cet 30 embrayage peut être provoqué par la modification de l'altitude d'au moins un galet secondaire 2 ou 3. Un moyen de rangement peut être prévu par l'homme de l'art pour que l'ensemble roulant à chenille puisse occuper peu de place lorsqu'il n'est pas utilisé, comme représenté aux figures 11 3034743 6 et 12. La position de rangement d'un élément roulant selon l'invention d'une valise roulante peut être encastrée dans une gorge pratiquée dans la valise (non représenté). Applications Elles concernent tous les véhicules : poussettes pour enfants, patins à roulettes, trottinettes 5 motorisées ou non, fauteuils roulants (et spécialement les roues avant des fauteuils pour handicapés), tables roulantes, meubles sur roulettes pour le jardin, voitures de golf, chariots, diables, tracteurs agricoles, engins de chantier ou militaires, automobiles, camions, bateaux et remorques de bateaux, trains d'atterrissage des avions, valises roulantes, jouets roulants, robots, etc.

10 Les marchés visés sont par exemple ceux de la mobilité individuelle, de l'autonomie des seniors et des handicapés, de la livraison du dernier kilomètre, des drones terrestres pour la télésurveillance d'entrepôts, l'inspection de centrales nucléaires, les platefomies supportant tous types de camera, de robots et d'équipements notamment médicaux, des robots de compagnie, du jardinage et des travaux publics, etc..

15 Dans de nombreux cas, seules les roues avant ont besoin d'être des ensembles roulants à chenille selon l'invention, le reste de l'engin considéré n'étant pas modifié. C'est par exemple le cas des patins avant des motoneiges qui, à la condition d'être munies à l'avant d'éléments roulants selon l'invention, peuvent être utilisées aussi lorsqu'il n'y a pas de neige tout en conservant de bonnes qualités de franchissement en terrain accidenté. 20

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble roulant comportant un élément tournant comme une roue ou un galet dit élément tournant principal (1), et un élément tournant comme une roue ou un galet dit élément tournant secondaire (2), le point le plus bas dudit ensemble roulant étant situé à la verticale de l'axe de rotation dudit élément tournant principal, dans au moins une configuration possible, les axes de rotation dudit élément tournant principal et dudit élément tournant secondaire étant fixés sur un bras (7) qui est lui-même fixé à un élément (5) du châssis de l'ensemble roulant par un moyen de fixation lui permettant de pivoter en rotation autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe de rotation dudit élément tournant principal, pour s'adapter dynamiquement au terrain, caractérisé par le fait que : ledit bras est relié mécaniquement à un élément de contact avec le sol dit support arrière (8), qui est situé à distance de l'axe de rotation dudit galet principal, au moins dans une configuration possible dite configuration de repos, l'angle entre d'une part la droite tangente à la partie basse dudit galet principal et à la partie basse dudit élément tournant secondaire, et d'autre part la droite allant de la partie la plus basse dudit élément tournant principal au droit dudit galet principal à la partie la plus basse dudit support arrière est supérieur à 10 degrés le pivotement dudit bras autour de son moyen de fixation au châssis de l'ensemble roulant a pour effet, dans la direction dans laquelle ledit élément tournant secondaire monte, de faire descendre ledit support arrière jusqu'à ce qu'il bute sur le sol, ce qui a pour effet de limiter le pivotement dudit bras.
2. 2. Ensemble roulant selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte une chenille (100) coopérant avec ledit élément tournant principal et avec ledit élément tournant secondaire.
3. 3. Ensemble roulant selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par le fait que ladite liaison mécanique entre ledit bras et ledit support arrière est un rappel élastique tendant à ramener ledit ensemble roulant à ladite position de repos.
4. 4. Ensemble roulant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que ledit bras est muni d'un rappel élastique (10) déterminant sa position angulaire par rapport à l'élément du châssis auquel il est fixé (5). 3034743 8
5. 5. Ensemble roulant selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé par le fait que ladite chenille coopère en permanence avec le haut et le bas dudit galet principal.
6. 6. Ensemble roulant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par fait que ledit bras est muni d'une suspension élastique permettant de mieux absorber les 5 obstacles.
7. 7. Ensemble roulant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par fait que ledit support arrière est une roulette.
8. 8. Ensemble roulant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par fait qu'il est muni d'une roue 9 dont la partie la plus basse, dans au moins une configuration 10 possible, est la partie la plus basse dudit ensemble roulant.
9. 9. Ensemble roulant selon la revendication 2 et la revendication 8 caractérisé par le fait que la surface de coopération avec le sol de ladite roue est sensiblement tangente avec la surface de coopération avec le sol de ladite chenille.
10. 10. Ensemble roulant selon la revendication 2 et la revendication 8 caractérisé par fait que le 15 diamètre dudit galet principal, y compris l'épaisseur de ladite chenille, est inférieur au diamètre de ladite roue.