FR3108560A1 - Reduced resistance to movement by convertible wheel - Google Patents
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Abstract
Réduction de la résistance au mouvement par roue transformable L’invention concerne la réduction de la résistance au mouvement d’éléments ou objets (E) munis de roues que cela soit des véhicules, des systèmes, des appareils, des équipements. Pour cela on utilise des roues transformables (1) en une forme allongée avec une largeur diminuée, une longueur augmentée d’au moins 25% et une surface diminuée. La réduction de la résistance au mouvement s’obtient par réduction de la trainée aérodynamique et/ou hydrodynamique par exemple pour une planche à voile (P). Il est également possible d’utiliser la roue transformable (1) comme patin sur un terrain neigeux par exemple pour une luge. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 8.Reduction of resistance to movement by transformable wheel The invention relates to the reduction of resistance to movement of elements or objects (E) equipped with wheels, whether vehicles, systems, devices, equipment. For this, transformable wheels (1) are used in an elongated shape with a reduced width, a length increased by at least 25% and a reduced surface. The reduction in resistance to movement is obtained by reducing aerodynamic and/or hydrodynamic drag, for example for a windsurf board (P). It is also possible to use the convertible wheel (1) as a skate on snowy ground, for example for a sledge. Figure to be published with abstract: Fig. 8.
Description
DOMAINE DE L'INVENTION AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTIONFIELD OF THE INVENTION TO WHICH THE INVENTION RELATES
L’invention concerne la réduction de la résistance au mouvement d’éléments ou objets munis de roues que cela soit des véhicules, des systèmes, des appareils, des équipements.The invention relates to reducing the resistance to movement of elements or objects provided with wheels, whether vehicles, systems, devices or equipment.
ART ANTERIEURPRIOR ART
Dans la majorité des cas, des éléments ou objets munis de roues tels que des véhicules ont des roues classiques qui répondent à l’utilisation classique de rouler sur le sol.In the majority of cases, elements or objects provided with wheels such as vehicles have conventional wheels which respond to the conventional use of rolling on the ground.
Dans certains domaines, comme celui des chaises roulantes, il est proposé des roues transformables au titre de la réduction de la compacité pour une utilisation en stockage. Dans ce cas l’élément n’est plus fonctionnel.In certain fields, such as that of wheelchairs, transformable wheels are proposed as part of the reduction in compactness for use in storage. In this case the element is no longer functional.
A notre connaissance, il n’existe par d’utilisation de la spécificité des roues transformables pour une utilisation autre que l’utilisation normale en mode roulage et une utilisation de stockage, l’élément n’étant plus fonctionnel.To our knowledge, there is no use of the specificity of convertible wheels for use other than normal use in driving mode and storage use, the element no longer being functional.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTIONBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Le système de réduction de la résistance au mouvement est destiné à un élément tel qu’un véhicule déjà muni de roues.The motion resistance reduction system is intended for an item such as a vehicle that already has wheels.
Il est également destiné à des éléments tel qu’une planche à voile classiquement non munis de roue auquel on ajoutera au moins une roue transformable.It is also intended for elements such as a windsurf board conventionally not equipped with a wheel to which we will add at least one convertible wheel.
La caractéristique de la roue transformable est qu’en utilisation classique en roulage sur le sol, elle est parfaitement ronde.The characteristic of the convertible wheel is that in classic use for rolling on the ground, it is perfectly round.
En référence à cette configuration en mode roulage, la configuration transformée a une forme allongée avec une largeur diminuée, une longueur augmentée d’au moins 25% et au global une surface diminuée.With reference to this configuration in rolling mode, the transformed configuration has an elongated shape with a reduced width, a length increased by at least 25% and overall a reduced surface area.
La forme de la roue ainsi transformée contribue physiquement à diminution de la résistance au mouvement.The shape of the wheel thus transformed contributes physically to reducing the resistance to movement.
En particulier pour un avion à roues fixes, la roue transformable contribue à la réduction de la traînée aérodynamique.Particularly for a fixed-wheel aircraft, the transformable wheel contributes to the reduction of aerodynamic drag.
Pour un équipement tel qu’une planche à voile à laquelle on aurait ajouté des roues, le fait de rendre les roues transformables en une forme allongée contribue à la réduction de la traînée hydrodynamique.For equipment such as a windsurf board to which wheels have been added, making the wheels convertible into an elongated shape helps reduce hydrodynamic drag.
Pour un équipement de sport d’hiver tel qu’une luge à laquelle on aurait ajouté des roues pour la route, le fait de rendre les roues transformables permet de les utiliser comme patins pour glisser sur la neige.For winter sports equipment such as a toboggan to which wheels have been added for the road, making the wheels convertible allows them to be used as skates to slide on the snow.
Ainsi en termes d’utilisation d’un élément disposant d’au moins une roue transformable dont la configuration transformée en forme allongée avec une largeur diminuée, une longueur augmentée d’au moins 25% et une surface diminuée, cette roue contribue physiquement à diminution de la résistance au mouvement en position transformée.Thus in terms of the use of an element having at least one transformable wheel whose configuration transformed into an elongated shape with a reduced width, a length increased by at least 25% and a reduced surface, this wheel contributes physically to a reduction resistance to movement in transformed position.
Selon un première variante d’utilisation, la roue contribue à la réduction de trainée.According to a first variant of use, the wheel contributes to drag reduction.
Selon une deuxième variante d’utilisation, la roue est utilisée comme patin.According to a second variant of use, the wheel is used as a skate.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexésOther characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Le système de réduction de la résistance au mouvement est destiné à un élément (E) que cela soit des véhicules, des systèmes, des appareils, des équipements.The movement resistance reduction system is intended for an element (E) whether it is vehicles, systems, devices, equipment.
Il peut s’agir d’un élément (E) déjà muni de roues tel qu’un véhicule.It may be an element (E) already provided with wheels such as a vehicle.
Il est également destiné à des éléments (E) classiquement non munis de roues tels qu’une planche à voile (P) ou une luge (LU) auxquels on ajoutera au moins une roue transformable (1).It is also intended for elements (E) conventionally not fitted with wheels such as a windsurfing board (P) or a sledge (LU) to which at least one convertible wheel (1) will be added.
La caractéristique de la roue transformable (1) est qu’en utilisation classique en roulage sur le sol, elle est parfaitement ronde.The characteristic of the convertible wheel (1) is that in conventional use for rolling on the ground, it is perfectly round.
En référence à cette configuration en mode roulage, la configuration transformée a une largeur diminuée, une longueur augmentée d’au moins 25% et au global une surface diminuée ce qui donne une forme allongée.With reference to this configuration in rolling mode, the transformed configuration has a reduced width, a length increased by at least 25% and overall a reduced surface area which gives an elongated shape.
De fait la roue en mode roulage est un cercle qui s’inscrit dans un carré dont la dimension du côté est égale au diamètre de la roue. En mode pliée la roue prend une forme allongée qui s’inscrit dans un rectangle dont la largeur devient plus faible que le diamètre de la roue et dont la longueur est par contre plus grande que le diamètre. En effet cela est la conséquence que la circonférence de la roue égale à 2 PI multiplié par le rayon est globalement conservée même répartie sur plusieurs secteurs.In fact, the wheel in driving mode is a circle which is part of a square whose side dimension is equal to the diameter of the wheel. In folded mode, the wheel takes on an elongated shape which forms part of a rectangle, the width of which becomes smaller than the diameter of the wheel and the length of which, on the other hand, is greater than the diameter. Indeed this is the consequence that the circumference of the wheel equal to 2 PI multiplied by the radius is globally preserved even distributed over several sectors.
On peut considérer qu’il s’agit d’un gain en compacité dans la mesure où la surface de la roue dans la configuration compacte où elle est pliée est réduite par rapport à la surface de la roue normale.We can consider that it is a gain in compactness insofar as the surface of the wheel in the compact configuration where it is folded is reduced compared to the surface of the normal wheel.
De plus d’un point de vue résistance au mouvement, cette forme allongée quand elle est orientée selon le même axe que le mouvement offre une traînée plus faible.In addition, from a movement resistance point of view, this elongated shape when oriented along the same axis as the movement offers lower drag.
A titre d’un premier exemple, le brevet FR1904467 décrit une telle roue transformable (1) dans ce cas en ellipse.As a first example, patent FR1904467 describes such a transformable wheel (1) in this case into an ellipse.
Une telle roue transformable (1) en ellipse est illustrée figure 1 en mode roulage et figure 2 en configuration transformée en mode compactage.Such a transformable wheel (1) into an ellipse is illustrated in FIG. 1 in rolling mode and in FIG. 2 in a transformed configuration in compacting mode.
La circonférence (C) est élastique. En mode roulage, la circonférence (C) prend la forme d’un cercle (CR) et en configuration transformée en mode compactage la circonférence (C) prend la forme d’une ellipse (CC).The circumference (C) is elastic. In rolling mode, the circumference (C) takes the form of a circle (CR) and in the transformed configuration in compaction mode the circumference (C) takes the form of an ellipse (CC).
Pour sa mise en œuvre, la roue transformable (1) en ellipse comporte un diamètre extensible (D).For its implementation, the transformable wheel (1) into an ellipse has an extendable diameter (D).
Ce diamètre extensible est dans ce mode de réalisation la combinaison de deux rayons extensibles (R1, R2) coulissant dans un élément central. Ces deux rayons extensibles (R1, R2) viennent en butée sur l’élément central en configuration roulage. Ainsi conçu, l’axe (A) de la roue est exactement au milieu de la roue transformable (1) en configuration roulage.This extendable diameter is in this embodiment the combination of two extendable spokes (R1, R2) sliding in a central element. These two extendable spokes (R1, R2) come into abutment against the central element in the rolling configuration. Thus designed, the axle (A) of the wheel is exactly in the middle of the convertible wheel (1) in rolling configuration.
Il est avantageux que la roue transformable en ellipse comporte un dispositif de verrouillage qui en configuration roulage mette en compression, c’est-à-dire sous tension, un diamètre extensible.It is advantageous for the wheel that can be converted into an ellipse to include a locking device which, in the rolling configuration, puts in compression, that is to say under tension, an extensible diameter.
Il est également avantageux que la roue transformable (1) en ellipse comporte un dispositif de verrouillage (L) en configuration compactage qui met en extension un diamètre extensible (D).It is also advantageous that the convertible wheel (1) into an ellipse comprises a locking device (L) in the compacting configuration which extends an extensible diameter (D).
Il est également avantageux qu’un même dispositif (L) réalise à la fois le verrouillage en mode roulage et en mode compactage.It is also advantageous for the same device (L) to carry out both the locking in rolling mode and in compacting mode.
De plus le dispositif de verrouillage en configuration compactage peut également comporter un moyen d’orientation de la roue (1) par rapport à l’axe (A) en configuration transformée en mode compactage.In addition, the locking device in the compacting configuration may also comprise means for orienting the wheel (1) with respect to the axis (A) in the transformed configuration in the compacting mode.
Ce moyen d’orientation est particulièrement important en configuration transformée pour orienter la roue transformable (1) dans l’axe du mouvement que cela soit pour réduire la traînée ou l’utiliser comme patin.This orientation means is particularly important in a transformed configuration to orient the transformable wheel (1) in the axis of movement, whether to reduce drag or to use it as a skate.
A titre d’un deuxième exemple, le brevet FR1909059 décrit également une telle roue transformable (1), dans ce cas à base de secteurs articulés entre eux.As a second example, patent FR1909059 also describes such a transformable wheel (1), in this case based on sectors articulated together.
Une telle roue transformable (1) est illustrée figure 3 en mode roulage et figure 4 en configuration transformée en mode compactage.Such a convertible wheel (1) is illustrated in FIG. 3 in rolling mode and in FIG. 4 in a transformed configuration in compacting mode.
Cette roue transformable (1) comporte un ensemble de secteurs (S) articulés entre eux dans le plan de la roue (1).This transformable wheel (1) comprises a set of sectors (S) hinged together in the plane of the wheel (1).
Dans la configuration de roulage, l’ensemble des secteurs (S) forme l’équivalent de la jante d’une roue (1).In the rolling configuration, the set of sectors (S) forms the equivalent of the rim of a wheel (1).
La roue transformable (1) à secteurs comporte un ensemble de secteurs (S) qui dans la configuration compacte dispose les secteurs de façon à être compatible des rayons de courbure et de contrecourbure de la circonférence flexible (C).The transformable wheel (1) with sectors comprises a set of sectors (S) which in the compact configuration arranges the sectors so as to be compatible with the radii of curvature and countercurvature of the flexible circumference (C).
La figure 3 illustre une roue transformable à secteurs en configuration de roulage en vue latérale.Figure 3 illustrates a sector convertible wheel in rolling configuration in side view.
Elle est composée d’un ensemble de secteurs (S), dont une partie sont des secteurs mobiles (SM) de façon classique, mais également de deux secteurs fixes (SF), c’est-à-dire qui conservent le même emplacement en configuration compactage que dans la configuration de roulage.It is made up of a set of sectors (S), some of which are mobile sectors (SM) in the traditional way, but also of two fixed sectors (SF), that is to say which retain the same location in compaction configuration than in the rolling configuration.
La figure 4 illustre une roue transformable (1) à secteurs en configuration de compactage en vue latérale.Figure 4 illustrates a sector transformable wheel (1) in compaction configuration in side view.
En configuration compactage, l’ensemble des secteurs mobiles (SM) s’aplatissent et donnent une forme allongée à la roue transformable (1).In the compacting configuration, all the mobile sectors (SM) flatten and give an elongated shape to the transformable wheel (1).
Les deux secteurs fixes (SF1, SF2) sont positionnés à l’intérieur des secteurs mobiles (SM) ce qui représente un avantage.The two fixed sectors (SF1, SF2) are positioned inside the mobile sectors (SM), which is an advantage.
En effet, la circonférence en position aplatie est diminuée de la longueur des deux secteurs fixes, ce qui réduit d’autant la longueur et représente un gain en compacité.Indeed, the circumference in the flattened position is reduced by the length of the two fixed sectors, which reduces the length accordingly and represents a gain in compactness.
La roue (1) comporte une partie centrale (PC) selon un diamètre et deux éléments mobiles (M1) (M2) se déplaçant sur cette partie centrale selon deux rayons.The wheel (1) comprises a central part (PC) along a diameter and two movable elements (M1) (M2) moving on this central part along two radii.
Un ensemble de barres de liaisons (B, BY) à pivots relient les deux éléments mobiles (M1) et (M2) à une partie des secteurs mobiles (SM).A set of connection bars (B, BY) with pivots connect the two mobile elements (M1) and (M2) to part of the mobile sectors (SM).
En mode roulage, les éléments mobiles sont rapprochés. En mode compactage, ils sont éloignés.In rolling mode, the moving parts are close together. In compaction mode, they are far apart.
Il est possible de transformer automatiquement la roue transformable à secteurs en utilisant un moyen pour éloigner ou rapprocher les deux éléments mobiles (M1) et (M2).It is possible to automatically transform the transformable sector wheel by using a means for moving the two moving elements (M1) and (M2) closer together or further apart.
Il est avantageux en position roulage que les deux éléments mobiles (M1) et (M2) soient alors mis sous tension et retransmettent cette tension aux secteurs mobiles par les barres de liaisons (B, BY).It is advantageous in the rolling position that the two mobile elements (M1) and (M2) are then energized and retransmit this voltage to the mobile sectors via the connecting bars (B, BY).
Il est avantageux en position compactage que les deux éléments mobiles (M1) et (M2) soient alors en extension et retransmettent cette extension aux secteurs mobiles par les barres de liaisons (B, BY).It is advantageous in the compacting position that the two mobile elements (M1) and (M2) are then in extension and retransmit this extension to the mobile sectors by the connection bars (B, BY).
Il est avantageux d’ajouter un système de verrouillage et déverrouillage analogue à celui de la roue transformable (1) en ellipse précédemment décrite.It is advantageous to add a locking and unlocking system similar to that of the transformable wheel (1) in ellipse previously described.
De façon analogue ce système peut exploiter des leviers ou être commandé par un vérin pour éloigner ou rapprocher les deux éléments mobiles (M1) et (M2).Similarly, this system can use levers or be controlled by a jack to move the two moving elements (M1) and (M2) closer or closer.
De plus le dispositif de verrouillage en configuration compactage peut également comporter un moyen d’orientation de la roue par rapport à l’axe en configuration transformée de compactage.In addition, the locking device in the compacting configuration can also comprise means for orienting the wheel relative to the axis in the transformed compacting configuration.
La forme allongée de la roue (1) ainsi transformée que cela soit par exemple la roue transformable (1) en ellipse ou la roue transformable(1) à secteurs contribue physiquement à diminuer la résistance au mouvement.The elongated shape of the wheel (1) thus transformed, whether for example the transformable wheel (1) into an ellipse or the transformable wheel (1) with sectors, contributes physically to reducing the resistance to movement.
En particulier pour un avion, la roue transformable (1) contribue à la réduction de la traînée aérodynamique.In particular for an airplane, the transformable wheel (1) contributes to the reduction of aerodynamic drag.
Ceci ne s’adresse pas aux avions disposant de train d’atterrissage mais aux modèles les plus simples dont l’emplacement des roues est fixe. Ces roues fixes entraînent effectivement pendant le vol une augmentation de la traînée aérodynamique.This is not for planes with landing gear but for the simplest models with fixed wheel locations. These fixed wheels actually cause an increase in aerodynamic drag during flight.
A titre d’exemple les figures 5 et 6 illustrent l’application à un Ultra Léger Motorisé.By way of example, figures 5 and 6 illustrate the application to an Ultra Light Motorized.
Sur la figure 5, l’Ultra Léger Motorisé est en mode roulage au sol avec les roues fonctionnelles. Cela concerne notamment sur l’aérodrome la sortie du hangar puis le décollage sur la piste d’envol.In Figure 5, the Ultra Light Motorized is in taxiing mode with the wheels functional. This concerns in particular on the aerodrome the exit of the hangar then the takeoff on the runway.
Sur la figure 6, l’Ultra Léger Motorisé est en vol, les roues transformables en configuration transformée dans une forme allongée plus aérodynamique.In figure 6, the Motorized Ultra Light is in flight, the wheels transformable into a transformed configuration in a more aerodynamic elongated shape.
De préférence dans ce cas, la commande de transformation des roues (1) s’effectue à distance par exemple par des vérins et non pas par des leviers manipulés par l’utilisateur.Preferably in this case, the transformation control of the wheels (1) is carried out remotely, for example by jacks and not by levers manipulated by the user.
A noter également que la configuration transformée des roues (1) de la figure 6 autorise de les utiliser comme patins au décollage et à l’atterrissage par exemple sur un terrain neigeux ou un plan d’eau.It should also be noted that the transformed configuration of the wheels (1) of FIG. 6 allows them to be used as skids for take-off and landing, for example on snowy ground or a body of water.
A titre d’exemple les figures 7 et 8 illustrent l’application à un équipement de sport nautique tel qu’une planche à voile (P).By way of example, FIGS. 7 and 8 illustrate the application to water sports equipment such as a windsurf board (P).
La figure 7 montre une planche à voile équipée de roues, en l’occurrence transformables, en mode roulage par exemple pour transporter la planche à voile sur la plage jusqu’au bord de l’eau.Figure 7 shows a windsurf board equipped with wheels, in this case convertible, in rolling mode for example to transport the windsurf board on the beach to the edge of the water.
Pour cet usage, deux roues voire une seule permet le transport de la planche à voile (P).For this use, two wheels or even just one allows the transport of the windsurf board (P).
Si ces roues étaient fixes, elles seraient pénalisantes en termes de traînée aérodynamique dans l’air mais surtout en termes de trainée hydrodynamique dans l’eau.If these wheels were fixed, they would be penalizing in terms of aerodynamic drag in the air but especially in terms of hydrodynamic drag in the water.
La figure 8 illustre l’intérêt de pouvoir loger les roues transformables (1) en configuration transformée dans une hauteur beaucoup plus faible.Figure 8 illustrates the advantage of being able to accommodate the transformable wheels (1) in a transformed configuration in a much lower height.
A titre d’exemple les figures 9 et 10 illustrent l’application à un équipement de sport d’hiver tel qu’une luge (LU).By way of example, FIGS. 9 and 10 illustrate the application to winter sports equipment such as a sledge (LU).
La figure 9 montre une luge (LU) équipée de roues, en l’occurrence transformables (1), en mode roulage par exemple pour transporter la luge sur la route jusqu’aux pistes de skis et la ramener.Figure 9 shows a sledge (LU) equipped with wheels, in this case convertible (1), in rolling mode for example to transport the sled on the road to the ski slopes and bring it back.
La figure 10 montre une luge (LU) équipée de roues transformables (1) en configuration transformée pouvant servir de patins pour glisser sur la neige.Figure 10 shows a sledge (LU) equipped with transformable wheels (1) in a transformed configuration that can be used as skids for sliding on snow.
A noter que la configuration de la figure 9 permet également en été de faire de la luge sur herbe.Note that the configuration of figure 9 also allows in summer to toboggan on grass.
Ainsi en termes d’utilisation d’un élément disposant d’au moins une roue transformable dont la configuration transformée a une largeur diminuée, une longueur augmentée d’au moins 25% et une surface diminuée caractérisé, cette roue contribue physiquement à diminution de la résistance au mouvement en position transformée.Thus in terms of the use of an element having at least one transformable wheel whose transformed configuration has a reduced width, a length increased by at least 25% and a reduced surface characterized, this wheel contributes physically to reducing the resistance to movement in transformed position.
Selon un première variante d’utilisation, la roue contribue à la réduction de trainée que cela soit la traînée aérodynamique ou la trainée hydrodynamique ou la combinaison des deux.According to a first variant of use, the wheel contributes to drag reduction, whether this is aerodynamic drag or hydrodynamic drag or a combination of the two.
Selon une deuxième variante d’utilisation, la roue est utilisée comme patin par exemple pour glisser sur un terrain neigeux ou un plan d’eau.According to a second variant of use, the wheel is used as a skate, for example for sliding on snowy ground or a body of water.
En termes d’application industrielle, la diminution de résistance au mouvement par roues transformables s’applique à différents types de véhicules, d’équipements et d’appareils.In terms of industrial application, the decrease in resistance to movement by transformable wheels applies to different types of vehicles, equipment and devices.
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit pour une gamme de produits dans différents domaines.The present invention is in no way limited to the embodiments described and represented, but a person skilled in the art will know how to make any variant in accordance with his spirit for a range of products in different fields.
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-
2020
- 2020-03-31 FR FR2003192A patent/FR3108560B1/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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