Brevet FR2979584A1 — publié le 20130308

L'invention concerne une unité de roulage perfectionnée et un ensemble mobile roulant en comprenant, prévu pour pouvoir être utilisée à la place de tout autre élément de roulage existant : galet, roue, roulette ou analogue. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à une unité de roulage perfectionnée comprenant au minimum deux roulements dont les axes de roulement sont déplaçables automatiquement en éloignement et en rapprochement chacun le long d'une fente-guide sous l'effet d'une force de pression sur le sol. L'effet d'amortissement et le rappel en rapprochement des roulements résultent de l'élasticité d'un lien cinématique sans fin de roulage du type bande ou courroie portée à roulement et à circulation par les roulements et qui les entraîne en rotation. Cette invention est un perfectionnement à l'unité de roulage du même inventeur. Cette unité de roulage précédemment brevetée dans une autre forme de réalisation, comporte au moins deux roulements alignés et montés ou portés chacun à roulement autour d'un ou par un axe mobile porté par un support. L'axe de roulement d'au moins un de ces roulements d'extrémité est déplaçable en éloignement par l'intermédiaire d'un moyen d'écartement prévu dans ou sur l'ensemble de support de ces roulements. Chaque axe de roulement est monté déplaçable en translation sous l'effet d'une force de pression sur le sol. Le moyen d'écartement peut se présenter sous la forme d'une rampe inclinée coopérant avec une seule fente-guide allongée inclinée par rapport à l'horizontale dans laquelle coulisse l'axe de roulement déplaçable, ou sous la forme d'une pièce ou d'un mécanisme d'écartement prévu(e) pour pousser en éloignement les axes des roulements. L'unité de roulage selon l'invention peut pivoter autour d'un axe central, c'est-à-dire tourner sur elle-même pour le franchissement aisé de variations brutales de hauteur qui se trouvent sur son plan de roulage ou des montées et descentes brusques du type bordures ou marches d'escalier ou autres et pour le pivotement sur elle-même par exemple lors du mouvement de relevage de l'ensemble roulant porteur. La présente invention a pour but de simplifier le dispositif antérieur, et apporte l'avantage de pouvoir déplacer l'ensemble mobile qui en est équipé de manière confortable et silencieuse sur tout type de terrain et se trouve particulièrement bien adapté à la descente et la montée d'obstacles. Pour résoudre ce problème technique, l'unité de roulage perfectionnée de l'invention propose qu'un même ensemble mécanique très simple, par exemple constitué d'une paire de platines latérales de support, forme le corps principal de l'unité de roulage et sur lesquelles sont montés les axes des roulements, guidés le long de fentes découpées dans les platines pour leur déplacement automatique sous l'effet d'une force de pression sur le sol pour un confort exceptionnel de roulage. Les mouvements de rapprochement et le retour en position initiale résultent de l'élasticité du lien cinématique de roulage du type courroie porté à roulement par les roulements. Cette solution est particulièrement avantageuse en ce qu'elle représente une simplification substantielle de l'unité de roulage, qui en diminuant le nombre de pièces constitutives de ce dernier permet des économies en coûts et en temps de fabrication. Plus particulièrement, l'unité de roulage de l'invention se déplace sur le sol et comporte au moins deux roulements, montés ou portés chacun à roulement autour d'un ou par un axe de roulement. Chacun des axes de roulement est porté par une paire de platines latérales de support le long de deux fentes-guide découpées chacune dans une platine de support. Ces roulements sont reliés entre eux par un lien cinématique sans fin de roulage qui présente une face interne en contact avec la surface périphérique des roulements et une face externe en contact avec le sol pour que l'unité de roulage utilisant le lien cinématique de roulage porté par les roulements se déplace à la manière d'une chenille. L'unité de roulage selon la présente l'invention est caractérisée en ce que : - chaque platine latérale de support des roulements présente au moins deux découpes de guidage sous la forme chacune de deux fentes rectilignes de guidage convergentes formant une figure en V à pointe dirigée vers l'espace central de chaque platine latérale de support ; - chaque extrémité de chaque axe de roulement de chacun des roulements est montée libre en translation et de façon guidée le long d'une fente-guide dans chaque découpe de guidage en regard chacune dans une platine latérale de support pour se déplacer librement et automatiquement en fonctionnement en mouvement d'écartement mutuel de deux roulements homologues en appui sur le sol à travers le lien cinématique de roulage sous le seul effet d'une force de pression sur le sol et en mouvement de rapprochement par le rappel élastique de la liaison provenant du lien cinématique de roulage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble de profil d'une unité de roulage selon un mode de réalisation préféré de l'invention comprenant deux roulements ; - la figure 2 est une vue d'ensemble de profil d'une unité de roulage selon un mode de réalisation préféré de l'invention comprenant trois roulements disposées en triangle ; - la figure 3 est une vue d'ensemble de profil d'une unité de roulage selon la figure 2 et comportant en outre des galets d'appui disposés chacun entre deux roulements en position transversale par rapport au lien cinématique de roulage ; - Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe verticale au niveau d'un roulement illustrant différentes formes de section pour le lien cinématique de roulage ; - la figure 6 est une vue simplifiée d'une unité de roulage selon la figure 2 dans laquelle sont donnés les différents angles caractéristiques de l'invention ; - les figures 7 à 9 sont des vues simplifiées dans lesquelles sont donnés les angles caractéristiques de l'invention respectivement pour un angle d'ouverture de 90°, 120° et 60° de la figure en V formée par les fentes de guidage de chaque découpe de guidage ; - les figures 10 et 11 sont des vues simplifiées d'une unité de roulage selon l'invention illustrant son fonctionnement ; - la figure 12 est une vue simplifiée de détail illustrant le fonctionnement de l'invention, les positions initiales des roulements étant représentées en traits discontinus ; et - les figures 13 à 18 sont des vues simplifiées illustrant le franchissement d'un obstacle par un chariot de type diable pourvu d'une paire d'unités de roulage selon l'invention. De manière générale, l'invention concerne une unité de roulage 1 perfectionnée telle que représentée sur la figure 1 dans sa variante à deux roulements et sur la figure 2 dans sa variante à trois roulements. Cette unité de roulage 1 est prévue pour pouvoir être utilisée à la place de tout autre élément de roulage existant : roue, roulette ou analogue. Au moins deux roulements l'un de droite 2 et l'autre de gauche 3 (variante de la figure 1) sont montés chacun à rotation autour d'un axe 4 de roulement porté au niveau de chacune des extrémités de cet axe par une platine latérale de support 5. Les axes 4 des roulements sont soit porteurs à rotation du roulement à la manière d'un palier, soit solidaires du roulement c'est-à-dire tournant avec lui. La variante de la figure 2 comporte trois roulements dont deux roulements 2 et 3 proches du sol et un roulement supérieur 6. Un lien cinématique de roulage 7 relie cinématiquement les roulements 2, et 3 ou 2, 3 et 6 entre eux en portant sur une partie de leur surface périphérique. Chacun des axes 4 des deux ou trois roulements 2, 3, et 2, 3 et 6, des deux variantes représentées est monté déplaçable en fonctionnement par ses deux extrémités, selon une course linéaire, par exemple le long d'une fente rectiligne d'une découpe de guidage 8 pratiquée dans chacune des platines latérales de support 5. Par axe 4 de roulement, déplaçable en fonctionnement, on entend un axe 4 de roulement qui peut se déplacer automatiquement en translation guidée lors de l'utilisation de l'unité de roulage 1 sur lequel il est monté, par opposition à un axe de roulement que l'on déplace lors d'un réglage, par exemple au cours du réglage de la tension du lien de roulage. Généralement, un tel réglage s'effectue avant l'utilisation de l'ensemble mobile roulant par déplacement après dévissage d'une vis ou d'un ensemble vis-écrou et aboutit après vissage à une autre position fixe de l'axe de roulement. Dans la présente invention, les axes 4 de roulement sont totalement libres en déplacement. Ils se déplacent automatiquement en fonctionnement à tout moment sous l'effet d'une force provenant d'une pression sur l'unité de roulage 1 vers le plan de roulage, le retour à la position initiale se faisant par rappel élastique. Chaque découpe de guidage 8 se présente sous la forme de deux fentes rectilignes de guidage convergentes 9 et 10 ou fentes-guide rectilignes disposées en V à pointe dirigée vers l'espace central de chaque platine latérale de support 5. Elles servent de guide aux extrémités des axes 4 mobiles des roulements lors de leurs déplacements. Les axes 4 de roulement sont déplaçables en translation le long de chaque fente-guide 9 et 10 utilisée lors du fonctionnement. L'une et l'autre fente-guide 9 et 10 servent alternativement lors du pivotement de l'unité de roulage sur elle-même. Celle 9, des fentes de guidage utilisée en premier pour le guidage de l'axe de roulement 4 lors d'une première position du roulement au voisinage du sol, devient inopérante et c'est la fente-guide adjacente 10 qui sert ensuite au guidage de l'axe après un demi-tour (variante à deux roulements) ou deux tiers de tour (variante à trois roulements) de l'unité de roulage après son pivotement d'ensemble. Ainsi, en utilisation, la fente rectiligne de guidage supérieure 9, sert de glissière de guidage pour un axe de roulement donné par exemple celui de droite sur les figures, la fente-guide adjacente convergente 10 étant totalement passive, alors qu'ensuite, c'est l'inverse lorsque le même roulement se trouve en position arrière près du sol (cas du roulement de gauche sur les figures). Lorsque l'unité de roulage 1 tourne sur elle-même et que la zone d'appui au sol est la suivante, la fente rectiligne de guidage inférieure 10 prend la place de la fente rectiligne de guidage supérieure 9 et joue le rôle de cette fente précédemment active en guidage. Les platines latérales de support 5 sont assemblées et maintenues parallèles à une distance fixe l'une de l'autre par des entretoises 11. Le lien cinématique de roulage 7 peut être une courroie ou une bande élastique qui peut présenter différentes formes de section, par exemple celles représentées sur les figures 4 et 5. Il présente une face périphérique interne 12 en contact avec au moins deux roulements et une face périphérique externe 13 en contact avec le sol 14. On prévoit préférentiellement une surface externe 13 à forme de section semi-circulaire pour le lien cinématique de roulage 7 ce qui procure une aisance en cas d'inclinaison de l'unité de roulage 1 et permet de diminuer la surface de contact, mais aussi de frottement, entre le lien cinématique de roulage 7 et le sol 14. Ainsi, en cas de choc ou d'inégalité du terrain, les axes 4 des roulements montés chacun déplaçables en fonctionnement s'éloignent l'un de l'autre en se déplaçant vers l'extérieur dans la fente de guidage 9 ou 10 la plus proche de l'horizontale des découpes de guidage 8 en V. Cet éloignement est guidé horizontalement par les fentes rectilignes de guidage 9 ou 10 pratiquées dans les platines latérales de support 5. Lorsque les roulements ne sont plus sollicités en éloignement, le retour en position initiale s'effectue automatiquement par la force de rappel élastique provenant du lien cinématique de roulage 7. On notera que c'est la tension et l'élasticité du lien cinématique de roulage qui rappelle automatiquement les axes 4 des roulements en rapprochement l'un vers l'autre. Ainsi, en position normale d'utilisation, ces axes 4 se trouvent en butée dans la zone de convergence des fentes rectilignes de guidage 9 et 10 proche du centre des platines latérales de support 5, à proximité immédiate de la pointe du V de chaque découpe de guidage 8. Selon une variante préférée de l'invention, chaque bloc de roulage formé des deux platines latérales de support 5 et des roulements est monté à pivotement libre ou motorisé autour d'un axe central de liaison 15 traversant chaque platine 5 par un perçage central 16. Le bloc de roulage formé par les platines latérales de support 5 tournant sur lui-même autour de l'axe central de liaison 15 sensiblement horizontal est prévu pour être fixé à un ensemble mobile roulant 17 quelconque. Cette caractéristique lui permet de franchir ou de descendre aisément des obstacles ou des dénivellations sur son chemin, tels que des marches 18 ou des montées raides ou encore des seuils ou des bordures. Il s'agit notamment du cas représenté sur les figures 13 à 18 sur lesquelles on peut voir un chariot du type diable 19 à deux unités de roulage 1 pouvant porter divers objets 20 à transporter ou un sac à provisions. Le diable 19 présente classiquement deux positions stables, l'une de repos dans laquelle il se trouve debout en appui sur les deux unités de roulage 1 et sur un pied ou un rebord 21 situé à l'avant, et une position de roulage dans laquelle il est saisi par l'utilisateur par son extrémité supérieure et incliné vers l'arrière, roulant uniquement sur son train de roulage formé de deux unités de roulage 1 disposées à l'arrière. Lors du mouvement de basculement vers l'arrière, l'utilisateur pivote l'ensemble vers lui et le pivotement s'effectue autour des axes centraux de liaison 15 des deux unités de roulage 1. Les deux fentes rectilignes de guidage 9 et 10 de chacune des figures en V des découpes de guidage 8 jouent à tour de rôle selon leur position, la fente active de guidage faiblement inclinée le long de laquelle l'extrémité de l'axe de roulement 4 se déplace suite à une sollicitation sur le lien cinématique de roulage 7 entourant les roulements. Au moins un appui roulant intermédiaire 22 peut être prévu entre deux roulements 2 en position transversale par rapport au lien cinématique de roulage 7. Cet appui roulant intermédiaire 22 est préférentiellement réalisé sous la forme d'un galet ou d'un rouleau cylindrique, lisse ou à gorge, par exemple de taille inférieure à celle des roulements et situé entre ceux-ci. Sa face externe ou sa gorge peut prendre appui sur le lien cinématique de roulage 7 comme représenté sur les figures où se trouver légèrement en retrait. L'invention ne se limite pas à l'utilisation de deux ou trois roulements 7, il peut être envisagé d'en intégrer un plus grand nombre dans une même unité de roulage 1. Ainsi, on peut par exemple envisager d'intégrer un ou plusieurs roulements à axe 4 entre les deux roulements 2 et 3 de l'unité de roulage 1 de la figure 1, les roulements étant alors disposés en ligne. De même, un nombre quelconque d'unités de roulage 1 de l'invention peut être monté sur un même ensemble mobile roulant 17. De même, dans le cas où le train de roulage 1 comporte plus de deux roulements, ceux-ci ne sont pas nécessairement alignés. On notera néanmoins que les roulements d'un même train de roulage 1 doivent généralement être situés dans un même plan pour recevoir un lien cinématique sans fin de roulage 7 porté à roulement par celles-ci. Selon la variante à trois roulements 2, 3 et 6 de la figure 3, le lien cinématique sans fin de roulage 7 porté à roulement par les trois roulements subit un renvoi de mouvement moins important que lorsqu'il est porté par deux roulements. Ceci diminue les efforts de torsion exercés sur celui-ci et facilite le passage du lien de roulage 7 sur les roulements. Selon cette variante, si l'axe central de liaison 15 sensiblement horizontal monté sur la platine latérale de support 5 est monté de manière pivotante sur un ensemble mobile roulant 17, l'ensemble de l'unité de roulage 1 peut librement pivoter et devenir directionnelle. On peut parfaitement envisager un ensemble de roulage comportant deux unités de roulage 1 ou plus selon l'invention, par exemple en associant plusieurs unités de roulage 1. Dans ce cas, les liens cinématiques de roulage 7 peuvent être alignés l'un derrière l'autre, ou être situés sensiblement au même niveau, parallèles l'un à l'autre. Le fonctionnement de l'invention va maintenant être décrit en référence aux figures 10 à 12. Au repos (voir figure 10), les axes 4 des roulements se trouvent à la pointe du V formée à chaque fois par la réunion des deux fentes rectilignes de guidage 9 et 10 des découpes de guidage 8. Lors d'un appui statique ou dynamique provenant d'une force verticale F dirigée vers le bas ou une composante verticale d'une force vers le sol 14, celle-ci agissant sur l'unité de roulage 1 provoque l'écartement des roulements dont les axes de roulement mobiles 4 se déplacent en écartement l'un de l'autre pour les deux roulements 2 et 3 près du sol, à savoir les deux roulements d'extrémité sur les figures 10 et 11. Ainsi, si la force d'appui F au sol varie, par exemple en fonction de secousses, la compensation provenant de la résistance élastique du lien cinématique de roulage 7 apporte un véritable effet de suspension rendant le roulage aisé et confortable, notamment sur un sol irrégulier. L'écartement des roulements et l'effet d'amortissement associé varie en fonction de l'intensité de la force verticale F et est fonction de la résistance élastique du lien cinématique de roulage 7. Cet écartement varie également en fonction de l'angle d'ouverture de la figure en V formée par les fentes de guidage 9 et 10 de chaque découpe de guidage 8. Les valeurs pratiques de cet angle d'ouverture peuvent se situer entre 60° et 120° d'angle, avec une valeur préférée de 90° comme illustré par les figures 7 à 9. Comme représenté sur la figure 6, la branche la moins inclinée du V, à savoir la fente rectiligne supérieure de guidage 9 et ensuite la fente 10 devenue supérieure, présentent préférentiellement un angle d'inclinaison d'environ 15° par rapport à l'horizontale donnée par le sol 14 ou le plan de roulage. De manière générale, plus l'angle d'ouverture de la figure de découpe en V est petit, plus l'angle de la branche la moins inclinée du V est proche de l'horizontale et plus l'écartement est important, rendant la suspension souple. A l'inverse, plus l'angle d'ouverture de la figure en V est grand, plus l'angle d'inclinaison de la fente la moins inclinée du V s'éloigne de l'horizontale et plus l'écartement est faible, pour un effet de suspension plus dur. Pour le roulement de droite sur les figures, la fente rectiligne de guidage supérieure 9 est en légère inclinaison montante par rapport à l'horizontale et plus généralement par rapport au plan de roulage, alors que pour le roulement de gauche c'est la fente 10 qui se trouve en légère inclinaison descendante. Les extrémités des axes 4 des roulements proches du sol les utilisent comme glissière de guidage alors que chaque fente adjacente de la figure en V est totalement passive. Alternativement, chaque fente d'une même découpe 8 se trouve alternativement active et passive selon la position du roulement dans le couple de roulements au voisinage du sol lorsque l'unité de roulage 1 tourne sur elle-même et que la zone d'appui au sol est la suivante, c'est-à-dire lorsque le roulement arrive dans sa position suivante c'est-à-dire sa deuxième ou troisième position suivante. On garde ainsi les mêmes effets et avantages en utilisant automatiquement et alternativement la fente adjacente 9 ou 10 comme fente active. Un des importants avantages de l'invention concerne le maintien d'une tension optimale du lien cinématique de roulage 7 se traduisant par un confort de roulage exceptionnel. L'unité de roulage 1 de l'invention peut être montée pivotante ou fixe sur une base roulante servant de châssis 23 à un ensemble mobile 17. L'invention se rapporte également à tout ensemble mobile roulant 17 comportant un châssis 23 supporté par des moyens de roulage dont au moins une unité de roulage 1 selon l'invention est directrice. Elle peut également s'appliquer à tous les meubles mobiles ou déplaçables habituellement montés sur roues, qu'il s'agisse de meubles d'intérieur, de chariots ou de lits d'hôpital, de dessertes, de chaises, de fauteuils, de tables, d'établis, etc. Enfin, le champ d'application de l'invention n'est pas limité aux exemples indiqués mais s'étend à tout ensemble mobile roulant : chariot de supermarché, jouet, poussette d'enfant, robot, portique, valise, échafaudage, et bien d'autres. De manière évidente, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation préférentiel décrit précédemment et représenté sur les différentes figures, l'homme du métier pouvant y apporter de nombreuses modifications et imaginer d'autres variantes sans sortir ni de la portée, ni du cadre de l'invention. Ainsi, les platines latérales de support 5, au lieu d'être reliées entre elles par des entretoises, peuvent être d'une seule pièce, par exemple sous la forme d'une plaque métallique cintrée en U inversé notamment dans le cas où les roulements sont alignés rendant l'ensemble monobloc. REVENDICATIONS1. Unité de roulage (1) se déplaçant sur le sol (14) et comportant au moins deux roulements, montés ou portés chacun à rotation autour d'un ou par un axe de roulement (4) dans un support formé de deux platines latérales parallèles (5), ces roulements étant reliés cinématiquement entre eux par un lien cinématique sans fin de roulage (7) porté en circulation sans fin par les roulements présentant une face interne (12) en contact avec au moins deux roulements et une face externe (13) en contact avec le sol (14) pour que l'unité de roulage (1) se déplace à la manière d'une chenille en roulant sur le sol et sur le lien cinématique de roulage (7), caractérisée en ce que : - chaque platine latérale de support (5) présente une découpe de guidage (8) par roulement sous la forme de deux fentes rectilignes de guidage convergentes (9) et (10) disposées en V à pointe dirigée vers l'espace central de chaque platine latérale de support (5) ; - chaque extrémité de chaque axe (4) de chaque roulement (2, 3, 6) est monté libre en translation et de façon guidée dans une fente rectiligne de guidage de la découpe de guidage (8) pour se déplacer librement et automatiquement en fonctionnement en mouvement d'écartement mutuel sous le seul effet de la force de pression sur le sol et en rappel de rapprochement par l'élasticité de la liaison provenant du lien cinématique de roulage (7). 2. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les platines latérales de support (5) sont assemblées et maintenues parallèles à une distance fixe l'un de l'autre par des entretoises (11). 3. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les platines latérales de support (5) sont d'une seule pièce. 4. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le lien cinématique de roulage (7) est une courroie ou une bande élastique. 5. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le lien cinématique de roulage (7) présente une surface externe (13) à forme de section semi-circulaire. 6. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque bloc formé de deux platines latérales de support (5) et des roulements est monté à rotation autour d'un axe central de liaison (15) traversant chaque platine (5) par un perçage central (16), cet axe central de liaison (15) étant sensiblement horizontal et prévu pour être fixé à un ensemble mobile roulant (17). 7. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un appui roulant intermédiaire (22) est prévu entre deux roulements (2) en position transversale par rapport au lien cinématique de roulage (7). 8. Unité de roulage (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'appui roulant intermédiaire (22) est sous la forme d'un galet ou d'un rouleau cylindrique, lisse ou à gorge. 9. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la valeur de l'angle d'ouverture de la figure en V formée par les fentes de guidage (9) et (10) de chaque découpe de guidage (8) est comprise entre 60° et 120°. 10. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle d'ouverture de la figure en V formée par les fentes de guidage (9) et (10) de chaque découpe de guidage (8) est égal à 90°. 11. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fente rectiligne de guidage opérante est en légère inclinaison montante ou descendante par rapport au sol (14) ou plan de roulage. 12. Unité de roulage (1) selon la revendication 11, caractérisée en ce que la fente rectiligne de guidage opérante présente un angle de 15° par rapport au sol (14) ou plan de roulage. 13. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est montée pivotante ou fixe sur une base roulante servant de châssis (23) à un ensemble mobile (17). 14. Unité de roulage (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est montée à rotation sur une base roulante servant de châssis (23) à un ensemble mobile (17) par un axe central de liaison (15) traversant chaque platine (5) par un perçage central (16). 15. Ensemble mobile roulant (17) comportant au moins une unité de roulage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.