Brevet FR3109909A1 — publié le 20211112

Roue pliable (1) comprenant un axe (2) de rotation, une rangée (3) de rayons axialement interne coopérant radialement centralement avec un moyeu (4) interne, une rangée (5) de rayons axialement externe coopérant radialement centralement avec un moyeu (6) externe, les deux rangées de rayons coopérant radialement extérieurement entre elles par l’entremise de connecteurs (7) d’extrémités connectés aux extrémités de chacun des rayons (8) de chacune des rangées, le moyeu (6) externe étant axialement fixe en regard de l’axe (2) de rotation et le moyeu (4) interne étant monté coulissant le long de l’axe (2) de rotation entre une position éloignée du moyeu (6) externe et une position rapprochée du moyeu (6) externe, le passage d’une position à l’autre permettant soit de déployer, soit de plier la roue (1) pliable. Figure abrégé : Figure 3 Roue Pliable La présente invention concerne une roue pliable comprenant un axe de rotation, une rangée de rayons axialement interne coopérant radialement centralement avec un moyeu interne, une rangée de rayons axialement externe coopérant radialement centralement avec un moyeu externe, les deux rangées de rayons coopérant radialement extérieurement entre elles par l’entremise de connecteurs d’extrémités connectés aux extrémités de chacun des rayons de chacune des rangées. Les roues pliables sont utilisées de longues dates pour de nombreuses applications, souvent dans des contextes où les roues sont utilisées se façon temporaires. Il convient alors de pouvoir transporter les roues en mode plié tout en subissant le moins de contraintes possibles au niveau du poids et de l’encombrement. Pour respecter ces exigences, diverses variantes de roues pliables ont été développées. Par exemple, le document WO2017037651 décrit une roue pliable, contenant un double moyeu, une jante comprenant des secteurs caoutchoutés, et des rayons reliant de manière pivotante chaque moyeu aux secteurs de la jante. Les secteurs de la jante peuvent passer, en partant d'un état déployé de la roue dans lequel les moyeux sont mutuellement approchés, vers un état replié dans lequel les moyeux sont mutuellement espacés. Dans l'état replié, les secteurs de la jante s'étendent longitudinalement entre les deux moyeux. Cet agencement permet des gains de volume important en passant du mode déployé au mode compact, mais au prix d’un design complexe, basé essentiellement sur une architecture à pivotement, rendant le système lourd, coûteux, et d’une fiabilité incertaine. Le document US20120032497 décrit une roue pliable qui peut réduire considérablement sa taille et être transportée de manière pratique, comprenant: un moyeu extensible comprenant une première extrémité et une seconde extrémité, dans lequel la distance entre la première extrémité et la seconde extrémité peut être modifiée en ajustant l'extension; une pluralité de rayons extensibles comprenant chacun une première partie extensible et une seconde partie extensible, dans lequel la première partie extensible se connecte à la première extrémité du moyeu extensible et la seconde partie extensible se connecte à la seconde extrémité du moyeu extensible, et la première partie extensible se connecte à la seconde partie extensible par un premier connecteur; et une pluralité des seconds connecteurs connectés à la pluralité de rayons extensibles pour la connexion à une jante. Ce mode de réalisation permet d’obtenir une roue pliée particulièrement compacte. Cependant, l’utilisation d’un moyeu télescopique massif et d’une pluralité de rayons télescopiques rendent l’objet lourd et massif, et donc peu transportable. Pour pallier ces différents inconvénients, l’invention prévoit différents moyens techniques. Tout d’abord, un premier objet de l’invention consiste à prévoir une roue pliable de conception simple, fiable et légère. Un autre objet de l’invention consiste à prévoir une roue pliable occupant un faible volume dans sa position pliée. Pour ce faire, l’invention prévoit une roue pliable comprenant un axe de rotation fixe ou amovible, une rangée de rayons axialement interne coopérant radialement centralement avec un moyeu interne, une rangée de rayons axialement externe coopérant radialement centralement avec un moyeu externe, les deux rangées de rayons coopérant radialement extérieurement entre elles par l’entremise de connecteurs d’extrémités connectés aux extrémités de chacun des rayons de chacune des rangées, le moyeu externe étant axialement fixe en regard de l’axe de rotation et le moyeu interne étant monté coulissant le long de l’axe de rotation entre une position éloignée du moyeu externe et une position rapprochée du moyeu externe, le passage d’une position à l’autre permettant soit de déployer, soit de plier la roue pliable. Une telle architecture permet de réaliser une roue pliable occupant un volume particulièrement faible en position repliée ou rétractée. Le passage d’une position à l’autre se fait d’une façon simple, rapide. Le mécanisme est fiable. Une roue légère peut porter une charge importante. Selon un premier mode de réalisation, la position du moyeu interne éloignée du moyeu externe correspond à la position dans laquelle les rayons des deux rangées de rayons sont en position d’extension radiale minimale (position de roue pliée ou escamotée ou rétractée) et la position du moyeu interne rapprochée du moyeu externe correspond à la position dans laquelle les rayons des deux rangées de rayons sont en position d’extension radiale maximale (position de roue déployée). Selon un second mode de réalisation, la position du moyeu interne rapprochée du moyeu externe correspond à la position dans laquelle les rayons des deux rangées de rayons sont en position d’extension radiale minimale (position de roue pliée ou escamotée ou rétractée) et la position du moyeu interne éloignée du moyeu externe correspond à la position dans laquelle les rayons des deux rangées de rayons sont en position d’extension radiale maximale (position de roue déployée). Selon un mode de réalisation avantageux, l’extrémité radialement interne de chaque rayon est fixée à un moyeu de façon à permettre au rayon de pivoter autour d’un axe transversal à l’axe de rotation du moyeu. Selon un autre exemple de réalisation, l’extrémité radialement externe de chaque rayon est fixée à un connecteur d’extrémités de façon à permettre au rayon de pivoter autour d’un axe transversal à l’axe de rotation de la roue pliable. Selon encore un mode de réalisation avantageux, au moins un des deux moyeux est angulairement fixe en regard de l’axe de rotation. Cet agencement permet à l’axe de transmettre un couple à la roue. De manière avantageuse, les connecteurs d’extrémités comportent des tiges allongées s’étendant entre les extrémités des rayons et formant un support pour un anneau de roulement. Egalement de manière avantageuse, l’anneau de roulement est gonflable. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux en terme de volume occupé en mode replié. Le gonflage peut être effectué de façon simple et rapide par exemple en utilisant une cartouche de gonflage, une pompe à main ou électrique, ou un gonflage manuel avec la bouche. Selon un autre exemple de réalisation, la roue pliable comporte par ailleurs une pluralité de barrettes de roulement, le centre de chacune des barrettes coopérant de façon libre en pivotement avec un connecteur d’extrémités, et chaque extrémité de barrette coopérant de façon libre en pivotement avec une extrémité de la barrette voisine, l’ensemble de barrettes formant une bande de roulement lorsque la roue est en position déployée. Selon une variante de réalisation, la longueur des rayons de la rangée axialement intérieure est différente (et de préférence plus courte) de la longueur des rayons de la rangée axialement extérieure. Selon une autre variante de réalisation, la forme ou le profil des rayons de la rangée axialement intérieure est différent de la forme ou du profil des rayons de la rangée axialement extérieure. Ces deux modes de réalisations permettent de réaliser des agencements asymétriques. Selon encore une autre variante de réalisation, l’axe de rotation est amovible. Cette variante permet par exemple de disposer un axe sur un objet roulant, tout en ayant la possibilité de démonter une roue de façon simple et rapide. Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 13, présentées uniquement à des fins d’exemples non limitatifs, et dans lesquelles: Fig.1 la figure 1 est une vue en perspective d’un premier exemple de roue pliable en mode plié, sans anneau de roulement ; Fig.2 la figure 2 montre la roue pliable de la figure 1 en cours de pliage ou dépliage; Fig.3 la figure 3 montre la roue pliable de la figure 1 en mode déployé ; Fig.4 la figure 4 montre la roue pliable de la figure 1 en mode plié, avec un anneau de roulement non gonflé; Fig.5 la figure 5 montre la roue pliable de la figure 1 en mode déployé, avec un anneau de roulement gonflé; Fig.6 la figure 6 est une vue en perspective d’un second exemple de roue pliable en mode plié; Fig.7 la figure 7 montre la roue pliable de la figure 6 en cours de pliage ou dépliage ; Fig.8 la figure 8 montre la roue pliable de la figure 6, pourvue d’un simple agencement de barrettes de roulement, montrée en mode déployé ; Fig.9 la figure 9 montre une variante de la roue pliable de la figure 6, pourvue d’un double agencement de barrettes de roulement, montrée en mode déployé ; Fig.10 la figure 10 montre une première variante de roue pliable asymétrique; Fig.11 la figure 11 montre une seconde variante de roue pliable asymétrique; Fig.12 la figure 12 montre un autre mode de réalisation d’une roue pliable, en mode plié; Fig.13 la figure 13 montre la roue pliable de la figure 12 en mode déployé. La figure 1 illustre un exemple de réalisation d’une roue 1 pliable. La roue comporte deux rangées de rayons 8, soit une rangée 3 de rayons axialement interne, et une rangée 5 de rayons axialement externe. Chacune des rangées est couplée à un moyeu, soit un moyeu 4 axialement interne et un moyeu 6 axialement externe. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyeux 4 et 6 logent des roulements (à billes, à rouleaux, lisses, ou autres), permettant à la roue de tourner librement. De manière avantageuse, les deux rangées ont le même nombre de rayons, avec des dispositions identiques le long de la circonférence pour une parfaite symétrie. A l’extrémité radialement externe des rayons 8, des connecteurs d’extrémités permettent de relier deux à deux les rayons de deux rangées, en couplant un rayon d’une rangée avec le rayon situé en face, sur l’autre rangée, tel que montré aux figures 1 à 3. Le moyeu 6 axialement externe est monté fixe en translation sur l’axe 2 de rotation. A contrario, le moyeu 4 axialement interne est monté mobile en translation le long de l’axe 2. Cette mobilité du moyeu interne en translation le long de l’axe de rotation permet de faire passer la roue d’un état replié à un état déployé. Ainsi, le moyeu 4 interne peut se déplacer entre une position proximale ou rapprochée du moyeu 6 externe (comme dans les exemples des figures 3, 8 et 9) et une position distale ou éloignée du moyeu 6 externe (comme dans les exemples des figures 1 et 4). En variante, l’axe de rotation est amovible. En variante, au moins un des deux moyeux 4 ou 6 est angulairement fixe en regard de l’axe 2 de rotation. Ceci permet par exemple à l’axe 2 de transmettre un couple à la roue par tout moyen susceptible de transmettre un couple, comme par exemple un moteur. Selon ce mode de réalisation, les roulements (ou autre) sont disposés entre l'axe et la structure portant ce même axe. EXEMPLE AVEC ANNEAU GONFLABLE Dans le premier exemple de réalisation, correspondant aux figures 1 à 5, la roue comporte un anneau 10 de roulement, montré en position non gonflée à la figure 4, et gonflé à la figure 5. Cet anneau repose sur une pluralité de tiges allongées 9, disposées entre les connecteurs 7 d’extrémités. La figure 3 illustre la roue en position déployée. On aperçoit les tiges allongées qui forment des supports angulairement répartis sur la circonférence de la roue. A la figure 5, on observe l’anneau 10 gonflé, reposant sur les tiges allongées. En variante, les tiges allongées 9 sont venues de matière avec les connecteurs 7 d’extrémités, de préférence avec un matériau souple, permettant la mise en œuvre du pliage de la roue. L’anneau 10 de roulement est fabriqué à l’aide d’un matériau ou combinaison de matériaux étanches permettant de produire un anneau gonflable. On utilise par exemple un élastomère, qui a l’avantage d’être rétractable en mode non gonflé, ou un tissu, de préférence pliable en mode non gonflé, pour un espace réduit. EXEMPLE AVEC BARRETTES FORMANT UNE BANDE DE ROULEMENT Dans le second exemple de réalisation, correspondant aux figures 1 à 9, la roue comporte une pluralité de barrettes 11 de roulement montées libres en pivotement sur les connecteurs 7 d’extrémité. La figure 8 illustre la roue en position déployée. On aperçoit les barrettes 11 de roulement qui forment une bande de roulement 12 lorsque les rayons sont déployés et que les barrettes 11 ont pivoté de façon à s’aligner circonférentiellement. Aux figures 6 et 7, on observe les barrettes 11 qui passent d’une position tout d’abord aligné avec l’axe 2 de la roue à la figure 6, vers une position intermédiaire à la figure 7 et enfin en mode déployé à la figure 8. Dans l’exemple de réalisation de la figure 9, le nombre de barrettes est doublé, chaque connecteur d’extrémités portant deux barrettes 11. Les figures 10 et 11 illustrent des variantes de réalisation avec des dispositions asymétriques entre les deux rangées 3 et 5 de rayons. Dans l’exemple de la figure 10, les rayons de la rangée axialement interne n’ont pas la même forme que ceux de la rangée axialement externe. Dans l’exemple de la figure 11, les rayons de la rangée axialement interne n’ont pas la même longueur que ceux de la rangée axialement externe. PLIAGE ET DEPLIAGE DE LA ROUE Le mouvement de translation du moyeu 4 axialement interne sur l’axe de rotation permet de passer du mode plié au mode déployé ou vice-versa. Deux types de déploiement sont possibles. Tout d’abord, selon les exemples de réalisation des figures 1 à 11, lorsque les deux moyeux 4 et 6 sont en position distale, comme par exemple aux figures 1, 4 et 6, la roue est en mode rétracté. Les rayons 8 des deux rangées 3 et 5 sont sont alors en position axiale, à proximité immédiate de l’axe 2 de rotation, répartis circonférentiellement autour de l’axe. La rangée 3 de rayons axialement interne se trouve d’un côté des connecteurs 7 d’extrémités, et la rangée 5 de rayons axialement externe se trouve de l’autre côté des connecteurs 7 d’extrémités. En déplaçant le moyeu 4 interne vers le moyeu 6 externe, la roue se développe progressivement (tel que montré aux figures 2 et 7) grâce à un mouvement de pivotement des rayons d’une part autour du moyeu au niveau du centre-roue, et d’autre part autour des connecteurs 7 d’extrémités au niveau de la surface de roulement. En fin de course de translation, les deux moyeux sont en position proximale, les rayons sont alors en position radiale, et la roue est déployée, tel que montré aux figures 3, 5, 8, 9, 10 et 11. Un moyen de maintien en position, comme par exemple un poussoir à ressort, ou autre, permet de verrouiller la roue en position repliée ou déployée. L’autre mode de pliage-dépliage est illustré aux figures 12 et 13. Selon ce mode, le pliage de la roue s’effectue en rapprochant le moyeu 4 interne mobile en translation vers le moyeu 6 externe, et en disposant les deux rangées de rayons l’une sur l’autre, la rangée 3 de rayons axialement interne se trouvant à proximité de l’axe 2. Ainsi, lorsque les deux moyeux 4 et 6 sont en position proximale, vers l’extrémité axialement externe de l’axe 2, le moyeu 4 interne étant placé à côté du moyeu 6 externe, tel que montré à la figure 12, la roue est en mode rétracté. Les rayons 8 des deux rangées 3 et 5 sont alors en position axiale, à proximité immédiate de l’axe 2 de rotation, répartis circonférentiellement autour de l’axe, mais, tel que préalablement indiqué, la rangée 5 externe est placée sur la rangée 3 interne. Les connecteurs 7 d’extrémités sont alors en position axialement interne de l’axe. En déplaçant le moyeu 4 interne à l’opposée du moyeu 6 externe, la roue se développe progressivement, grâce à un mouvement de pivotement des rayons d’une part autour du moyeu au niveau du centre-roue, et d’autre part autour des connecteurs 7 d’extrémités au niveau de la surface de roulement. En fin de course de translation, les deux moyeux sont en position distale, les rayons sont alors en position radiale, et la roue est déployée, tel que montré à la figure 13. Roue pliable Axe de rotation Rangée de rayons axialement interne Moyeu interne Rangée de rayons axialement externe Moyeu externe Connecteur d’extrémités Rayons Tiges allongées Anneau de roulement Barrettes de roulement Bande de roulement Roue pliable (1) comprenant un axe (2) de rotation fixe ou amovible, une rangée (3) de rayons axialement interne coopérant radialement centralement avec un moyeu (4) interne, une rangée (5) de rayons axialement externe coopérant radialement centralement avec un moyeu (6) externe, les deux rangées de rayons coopérant radialement extérieurement entre elles par l’entremise de connecteurs (7) d’extrémités connectés aux extrémités de chacun des rayons (8) de chacune des rangées, le moyeu (6) externe étant axialement fixe en regard de l’axe (2) de rotation et le moyeu (4) interne étant monté coulissant le long de l’axe (2) de rotation entre une position éloignée du moyeu (6) externe et une position rapprochée du moyeu (6) externe, le passage d’une position à l’autre permettant soit de déployer, soit de plier la roue (1) pliable. Roue pliable selon la revendication 1, dans laquelle la position du moyeu (4) interne éloignée du moyeu (6) externe correspond à la position dans laquelle les rayons (8) des deux rangées de rayons sont en position d’extension radiale minimale (position de roue pliée ou escamotée ou rétractée) et la position du moyeu (4) interne rapprochée du moyeu (6) externe correspond à la position dans laquelle les rayons (8) des deux rangées de rayons sont en position d’extension radiale maximale (position de roue déployée). Roue pliable selon la revendication 1, dans laquelle la position du moyeu (4) interne rapprochée du moyeu (6) externe correspond à la position dans laquelle les rayons (8) des deux rangées de rayons sont en position d’extension radiale minimale (position de roue pliée ou escamotée ou rétractée) et la position du moyeu (4) interne éloignée du moyeu (6) externe correspond à la position dans laquelle les rayons (8) des deux rangées de rayons sont en position d’extension radiale maximale (position de roue déployée). Roue pliable selon la revendication 1, dans laquelle l’extrémité radialement interne de chaque rayon (8) est fixée à un moyeu (4, 6) de façon à permettre au rayon de pivoter autour d’un axe transversal à l’axe de rotation du moyeu et l’extrémité radialement externe de chaque rayon (8) est fixée à un connecteur (7) d’extrémités de façon à permettre au rayon de pivoter autour d’un axe transversal à l’axe de rotation de la roue (1) pliable. Roue pliable selon la revendication 1, dans laquelle au moins un des deux moyeux (4, 6) est angulairement fixe en regard de l’axe (2) de rotation. Roue pliable selon la revendication 1, dans laquelle les connecteurs (7) d’extrémités comportent des tiges (9) allongées s’étendant entre les extrémités des rayons et formant un support pour un anneau (10) de roulement. Roue pliable selon la revendication 6, dans laquelle l’anneau (10) de roulement est gonflable. Roue pliable selon la revendication 1, comprenant par ailleurs une pluralité de barrettes (11) de roulement, le centre de chacune des barrettes coopérant de façon libre en pivotement avec un connecteur (7) d’extrémités, et chaque extrémité de barrette coopérant de façon libre en pivotement avec une extrémité de la barrette voisine, l’ensemble de barrettes (11) formant une bande (12) de roulement lorsque la roue est en position déployée. Roue pliable selon la revendication 1, dans laquelle la longueur des rayons (8) de la rangée axialement intérieure est différente, et plus préférentiellement plus courte, de la longueur des rayons de la rangée axialement extérieure. Roue pliable selon la revendication 1, dans laquelle la forme ou le profil des rayons (8) de la rangée axialement intérieure est différent de la forme ou du profil des rayons de la rangée axialement extérieure.