Brevet FR2298469A1 — publié le 19760820

La présente invention concerne un cycle assisté électriquement et, en particulier mais de façon non limitative, une bicyclette. De façon plus précise, l'invention a pour objet un cycle assisté électriquement comprenant un cadre, une roue montée de façon à tourner par rapport à ce cadre et destihée à venir reposer sur le sol, un ensemble moteur porté par le cadre et comprenant un moteur électrique, un arbre de sortie et un mécanisme à engrenages reliant l'organe de sortie du moteur à cet arbre de sortie, grâce à quoi le moteur peut entrainer cet arbre de sortie, une source d'énergie associée audit moteur et portée par le cadre, un organe tournant d'entraînement porté par ledit arbre de sortie et conçu pour être mis en rotation également par le conducteur du cycle et un organe souple, sans fin et non extensible reliant ledit organe d'entraînement à ladite roue, gracie à quoi la rotation de cet organe d'entraînement fait avancer le cycle. De façon avantageuse, un mécanisme à roue libre est installé entre le moteur électrique et cet organe d'entraînement, ledit mécanisme à roue libre étant prévu pour que l'organe d'entraînement puisse tourner plus vite que le moteur électrique, afin que le conducteur puisse faire avancer le cycle sans l'aide du moteur. Ce mécanisme à roue libre fait avantageusement partie dudit ensemble moteur et est conçu pour transmettre la commande de l'organe de sortie du moteur audit arbre. De façon avantageuse, le cycle comprend des premiers moyens de commutation servant à régler l'alimentation du moteur en courant électrique, ces moyens de commutation étant commandés à la main. Le cycle comprend avantageusement des seconds moyens de commutation servant à empêcher l'alimentation du moteur en courant électrique lorsque le conducteur n'exerce aucune force d'entrainement sur ledit organe tournant. De preférence, ledit organe souple sans fin transmet la commande à ladite roue au contact du sol, au moyen d'un mécanisme à engrenages de moyeu du type exigeant que l'entrée du mécanisme à engrenages de moyeu ne soit soumise à aucune force d'entrainement pendant les passages de vitesses, et il est prévu des troisièmes moyens de commutation électriques fonctionnant automatiquement pendant les passages de vitesses dans le mécanisme sengrenages de moyeu, en vue d'empêcher que le moteur soit alimenté en courant électrique au cours des passages de vitesses de ce mécanisme à engrenages. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 représente, de façon schématique, une partie de bicyclette la figure 2 est une vue, à plus grande échelle, prise dans le sens de la flèche A de la figure I ; et la figure 3 représente de façon schématique, en perspective et à échelle encore plus grande, l'ensemble moteur représenté sur la figure 2. La bicyclette représentée comprend un cadre 11 réalisé, en majeure partie, à partir d'un tube métallique. Sur ce cadre sont montées de façon à pouvoir tourner, une première et une seconde roue 12 et 13 destinées à venir s'appliquer sur le sol, la roue 12 étant dirigée au moyen du guidon (non représenté) du cadre 11, tandis que la roue 13 est une roue motrice. La partie du cadre il qui, dans une bicyclette ordinaire, porte le pédalier de la bicyclette est délimitée par une partie du carter d'un ensemble moteur électrique 14. Cet ensemble moteur 14 comprend un carter 15 dans lequel tourne un arbre 16 perpendiculaire au cadre 11 et qui1 à ses deux extrémités, fait saillie de ce carter 15. Deux tubes arrière du cadre dirigés vers la roue 13 sont bloqués sur le carter 15, et il en est de même d'une pièce verticale 17 du cadre qui porte la selle de la bicyclette. Sur le carter 15 est fixé un moteur électrique 18 et, dans ce carter, est logé un mécanisme à engrenages de transfert reliant l'organe de sortie du moteur 18 à l'arbre 16. En pratique, l'organe de sortie du moteur 18 est une vis sans fin en prise avec un pignon qui entoure l'arbre 16. De la sorte, lorsque le moteur 18 tourne, cette vis sans fin tourne et entraîne le pignon qui entoure l'arbre 16. Ce pignon est associé à l'arbre 16 par l'intermédiaire d'un mécanisme à roue libre, grace à quoi la rotation de ce pignon dans un sens se transmet à l'arbre 16 pour que cet arbre 16 tourne avec le pignon, tandis que la rotation du pignon dans le sens opposé peut se produire par rapport à cet arbre 16.Ainsi, si l'on considère le montage représenté sur la figure 1, on voit que l'arbre 16 peut être entraîné dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre par le pignon, le mécanisme à roue libre agissant comme une liaison directe, tandis que l'arbre 16 peut être entraîné dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre par des moyens autres que le pignon et tourner par rapport à ce pignon. Les moyens de serrage qui fixent le carter 15 sur les tubes du cadre de la bicyclette sont bien visibles sur les figures 2 et 3, l'élément de serrage 19 fixant le carter sur les tubes du cadre dirigés vers l'arrière tandis que l'élément de serrage 21 reçoit le tube 17 du cadre. Comme indiqué plus haut, les deux extrémités longitudinales de l'arbre 16 font saillie du carter 15 et, à chaqué extrémité de cet arbre 16 est fixé un ensemble 22 à pédale, les deux ensembles à pédales 22 étant, comme cela est courant, décalés l'un de l'autre de 1800 par rapport à l'axe de l'arbre 16. L'un de ces ensembles à pédale comprend une roue 23 à chaîne qui est reliée à un pignon 24 situé sur la roue arrière 13, au moyen d'une chaîne sans fin 25, souple et non extensible. On comprend aisément que la rotation de la roue à chaîne 23 est transmise à la roue 13 par la chaîne 25 et par le pignon 24. Lorsque le moteur 18 est alimenté en courant, son organe de sortie en forme de vis sans fin tourne dans un sens tel que le pignon entraîne l'arbre 16 (dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 1) . De la sorte, étant donné que la roue à chaîne 23 est fixéesur l'arbre 16, la rotation de la sortie du moteur se transmet à la roue 13. De la même façon, lorsque le conducteur du cycle fait tourner l'arbre 16 en agissant sur les pédales 22, le mouvement de rotation se transmet à la roue 13. Il ressort de façon évidente que, avec le montage décrit jusqu'à présent, on peut, pour exercer une force d'entraînement sur la roue 13, utiliser soit le moteur 18, soit les pédales 22, soit encore les deux. La source d'énergie du moteur 18 est une batterie d'accumulateurs 24 portée par le cadre 11 ; le circuit électrique entre le moteur 18 et cette batterie 24 est fermé par les contacts d'un relais 25. Ces contacts du relais 25 sont normalement ouverts, et ils se ferment lorsque le relais est excité. Suivant la disposition la plus simple, l'excitation du relais se fait sous la commande d'un unique commutateur 26 actionné à la main, installé sur le guidon du cadre du cycle. De la sorte, suivant le montage le plus simple, le conducteur de la bicyclette ferme le commutateur 26 à la main, ce qui excite le relais 25 et ferme le circuit du moteur. Toutefois, il est bon que le cycle ne puisse pas être entraîné uniquement par le moteur, étant donné que l'invention vise à ce que le cycle soit assisté électriquement et non pas mû électriquement.On monte donc un autre commutateur électrique 27 en série avec le commutateur 26, ce commutateur 27 ne se fermant que lorsque la force d'entraînement est exercée par le conducteur au moyen des pédales 22. Avec une telle disposition, le conducteur doit non seulement fermer le commutateur 26 à la main, mais il doit fermer également le commutateur 27 en exerçant une force d'entraînement sur les pédales 22. Au cas où le conducteur cesse d'exercer une force d'entraînement au moyen des pédales, le commutateur 27 s'ouvre et le moteur cesse d'être alimenté en courant électrique. Le commutateur 27 peut revêtir un grand nombre de formes et il peut, par exemple, être commandé sous l'effet du rattrapage d'un faible jeu entre la pédale 22 la plus éloignée de la roue à chaîne 23 et l'arbre 16.Ce commutateur 27 peut encore être un commutateur commandé lorsque la volée supérieure de la chaîne est soumise à une tension. On notera que cette volée supérieure de la chaîne 26 est soumise à une tension lorsque la force d'entraînement est exercée par le moteur. Toutefois, on a constaté, en pratique que, même si le moteur fait tourner l'arbre 16 et, par conséquent, la roue à chaîne 23, la tension de la volée supérieure de la chaîne ne demeure que peu de temps à une valeur suffisante pour garantir que le commutateur est fermé. On comprend aisément que, dès que le commutateur commandé par la chaîne s'ouvre, le moteur cesse d'être alimenté en courant électrique et la volée supérieure de la chaîne n'est plus soumise à aucune tension et que le commutateur ne se referme que lorsque le conducteur exerce une force d'entraînement sur les pédales 22. Dans certains cas, il peut être bon d'introduire un mécanisme à engrenages de moyeu pour transmettre la commande entre le pignon 24 et la roue 13. Si ce mécanisme à engrenages de moyeu est du type exigeant que son organe d'entrée ne soit soumis à aucune force d'entraînement pendant les passages de vitesses, un autre commutateur 28 est monté en série avec le commutateur 26, ou avec les commutateurs 26 et 27 si on utilise les deux. Le commutateur 28 est logé dans le mécanisme sélecteur de vitesses qui se trouve normalement sur le guidon du cycle. Ce commutateur 28 ne fonctionne que pendant les déplacements du sélecteur de vitesses servant à passer les vitesses et ce commutateur a pour rôle, pendant les déplacements du levier qui assurent les passages de vitesses,d'empêcher le moteur 18 d'être alimenté en courant électrique.Le conducteur peut donc rouler avec le mécanisme à engrenages de moyeu réglé à une première position, le moteur 18 l'aidant à faire avancer la bicyclette. S'il désire changer de vitesse, il lui suffit de déplacer le levier du sélecteur de vitesses et, en agissant ainsi, il commande automatiquement le commutateur 28 ce qui ouvre le circuit du moteur de sorte que ce moteur 18 cesse d'être alimenté en courant électrique. Quand le levier du sélecteur de vitesses atteint une nouvelle position correspondant à un autre rapport d'engrenages, le commutateur 28 revient à son état initial en rétablissant le circuit du moteur 18, de sorte que ce moteur aide de nouveau le conducteur à faire avancer la bicyclette. Etant donné que le commutateur 28 est actionné automatiquement, simplement par le déplacement du levier du sélecteur de vitesses, aucun effort conscient n'est exigé du conducteur pendant les passages de vitesses, en dehors de la cessation du pédalage. Le commutateur 26 commandé à la main peut revêtir toute une série de formes ; ce commutateur peut, par exemple, être commandé par la rotation d'un manchon appliqué sur le guidon ; ce commutateur peut encore être un commutateur loge dans le guidon et, dans ce cas, le conducteur le ferme en saisissant une zone donnée de ce guidon. REVENDICATIONS 1. Cycle assisté électriquement caractérisé en ce qu'il comprend un cadre, une roue montée de façon à tourner par rapport à ce cadre et destinée à venir reposer sur le sol, un ensemble moteur porté par le cadre et comprenant un moteur électrique, un arbre de sortie et un mécanisme à engrenages reliant l'organe de sortie du moteur à cet arbre de sortie, grâce à quoi le moteur peut entraîner cet arbre de sortie, une source d'énergie associée audit moteur et portée par le cadre, un organe tournant d'entraînement porté par ledit arbre de sortie et conçu pour être mis en rotation également par le conducteur du cycle et un organe souple, sans fin et non extensible reliant ledit organe d'entrainement à ladite roue, grâce à quoi la rotation de cet organe d'entraînement fait avancer le cycle. 2. Cycle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un mécanisme à roue libre est monté entre le moteur électrique et ledit organe d'entraînement, ce mécanisme à roue libre étant conçu pour que l'organe d'entraînement puisse tourner plus vite que le moteur électrique, ce qui permet au conducteur de faire avancer le cycle sans que le moteur fonctionne. 3. Cycle selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme à roue libre fait partie dudit ensemble moteur et est conçu pour transmettre la commande de l'organe de sortie du moteur audit arbre. 4. Cycle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu des premiers moyens de commutation servant à régler l'alimentation du moteur en courant électrique, ces moyens de commutation étant commandés à la main. 5. Cycle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu des seconds moyens de commutation servant à empêcher ledit moteur d'être alimenté en courant électrique lorsque le conducteur n'exerce pas une force d'entraînement sur ledit organe tournant. 6. Cycle selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit organe souple sans fin transmet la commande à ladite roue au contact du sol, au moyen d'un mécanisme à engrenages de moyeu du type exigeant que l'entrée du mécanisme à engrenages de moyeu ne soit soumise à aucune force d'entraînement pendant les passages de vitesses, et il est prévu des troisièmes moyens de commutation électriques fonctionnant automatiquement pendant les passages de vitesses dans le mécanisme à engrenages de moyeu, en vue d'empêcher que le moteur soit alimenté en courant électrique au cours des passages de vitesses de ce mécanisme à engrenages.