Brevet FR2298868A1 — publié le 19760820

La présente invention concerne un commutateur électrique destiné å etre utilisé sur un cycle assisté électriquement, en particulier, mais de façon non limitative, sur une bicyclette l'invention concerne également un cycle assisté électriquement comportant un tel commutateur. Le commutateur électrique selon l'invention comprend un élément tubulaire souple, non conducteur de 11 électricité, destiné a s'adapter sur une partie du guidon du cycle, un contact électrique fixe et un contact électrique mobile correspondant, pouvant se rapprocher et s'éloigner de ce contact fixe, lesdits contacts électriques étant logés dans ledit élément et cet élément étant suffisamment souple pour qu'on puisse le déformer a la main pour déplacer le contact mobile par rapport au contact fixe en vue d'actionner le commutateur. De façon avantageuse, ce contact fixe et ce contact mobile sont logés dans l'élément de manière à se trouver entre la surface intérieure de cet élément et la partie correspondante du guidon. Suivant une variante, au moins ce contact mobile est logé au moins partiellement dans l'épaisseur dudit élément. De préférence, le contact fixe et le contact mobile sont séparés l'un de l'autre par au moins un élément de commutation, cet élément de commutation étant réalisé à l'aide d'une matière élastomère non conductrice de l'électricité, chargée de particules conductrices de manière telle que, lorsque cet élément est au repos et n'est soumis à aucune tension, les particules conductrices sont maintenues séparées les unes des autres par la matière élastomère, l'élément constituant ainsi un isolant, tandis que, lorsque l'élément est comprimé, les particules conductrices viennent au contact les unes des autres, réalisant ainsi à l'intérieur de l'élément des circuits conducteurs de l'électricité, qui relient électriquement le contact mobile au contact fixe. Le contact électrique fixe et le contact électrique mobile sont constitués avantageusement par des bandes de forme allongée et plusieurs éléments de commutation sont intercalés entre ces bandes sur toute la longueur des contacts. De préférence, les éléments de commutation sont maintenus en place l'un par rapport à l'autre et par rapport au contact fixe et au contact mobile par un support élastique, non conducteur de l'électricité, fixé aux deux contacts. L'invention a également pour objet un cycle assisté électriquement comprenant un cadre, une roue tournant par rapport à ce cadre et destinée à venir au contact du sol, un organe d'entrai- nement tournant par rapport à ce cadre et destiné à être mis en rotation par le conducteur du cycle, un élément souple sans fin - et non extensible, raccordant cet organe d'entraînement à la roue, de manière que la rotation de cet organe d'entraînement fasse avancer le cycle, un moteur électrique et une source d'énergie correspondante portés par le cadre, la sortie dudit moteur étant associée à ladite roue, de manière que ce moteur puisse faire avancer le cycle, et un commutateur électrique du type défini dans les paragraphes précédents, monté sur le guidon du cycle et associé à cette source d'énergie et à ce moteur de manière telle que le fonctionnement de ce commutateur sous l'effet de la déformation dudit élément tubulaire provoque la mise en route du moteur. De façon avantageuse, le commutateur est placé tout près d'une poignée de frein à main de la bicyclette, portée également par le guidon, ce commutateur ayant, par rapport à la poignée du frein à main, une position telle que le conducteur de la bicyclette, lorsqu'il serre la poignée du frein à main, ouvre ce commutateur. La sortie du moteur électrique est avantageusement reliée à la roue au moyen dudit organe d'entraînement et dudit organe sans fin. De préférence, l'organe sans fin est associé à la roue.à l'aide d'un mécanisme à engrenages en moyeu, du type exigeant que l'élément d'entrée de ce mécanisme à engrenages ne soit soumis à aucune force d'entraînement pendant les passages de vitesses, le cycle comprenant également un sélecteur de vitesses monté sur le guidon, et ce sélecteur de vitesses comprenant des moyens électriques de commutation associés au moteur d'une manière qui empêche ce moteur de tourner lorsque l'on agit sur le sélecteur pour faire varier le rapport d'engrenages du 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. Sur ces dessins, la figure 1 représente de façon schématique une bicyclette assistée électriquement la figure 2 représente, de façon schématique, une partie du guidon de cette bicyclette la figure 3 représente en perspective, de façon schématique, une partie d'un commutateur électrique représenté sur la figure 2 ; et les figures 4 et 5 sont des vues en coupe représentant d'autres montages du commutateur de la figure 2. La bicyclette représentée comprend un cadre il réalisé à partir d'un tube métallique, de façon connue, sur ce cadre il sont montées, de façon à pouvoir tourner, une première et une seconde roues 12 et 13 destinées à venir au contact du sol, la roue 12 étant dirigée à l'aide du guidon 14 du cadre, tandis que la roue 13 est une roue motrice. Sur le cadre 11 est également monté un pédalier comprenant une roue dentée 15 à chaîne à laquelle sont reliées des pédales 16 permettant au conducteur de faire tourner cette roue 15.Une chaîne souple, sans fin, 17, non extensible relie cette roue dentée 15 à un pignon 18 porté par la roue 13. Le montage est classique, en ce qui concerne le fait que la rotation de la roue à chaîne 15 est transmise à la roue 13 par la chaîne 17 et par le pignon 18 de façon à faire avancer la bicyclette. Au cadre Il est fixé un moteur électrique 19 présentant un organe de sortie tournant associé à la roue à chaîne 15 de toute façon appropriée, le montage entant tel que lorsque le moteur 19 est mis en marche, il entraîne la roue 13 par l'intermédiaire de la roue à chaîne 15, de la chaîne 17 et du pignon 18. Un support fixé au cadre Il porte une batterie d'accumulateurs 21 et, lorsque l'on ferme le circuit électrique entre cette batterie 21 et le moteur 19, ce dernier est alimenté et son organe de sortie se met à tourner. Avec le moteur 19 sont montés en série plusieurs contacts de relais, le fonctionnement du relais étant commandé par un commutateur 22 à commande manuelle monté sur le guidon 14 de la bicyclette. On comprend aisément que, lorsque le commutateur 22 est ouvert, le relais ne peut pas être alimenté en courant et que, par conséquent, le moteur 19 ne peut pas non plus être alimenté Le commutateur 22 comprend un contact fixe 23 constitué par une bande porté dans un sens par le guidon 14 du cadre 11. Un contact mobile 24 constitué par une bande est monté parallèlement à la bande 23. Entre les bandes 23 et 24 sont intercalés plusieurs éléments de commutation 25, dont chacun se présente sous la forme d'un bloc en caoutchouc non conducteur de l'électricité, chargé de particules conductrices.Le chargement en particules conductrices de chaque bloc de caoutchouc est tel que, lorsque ce bloc est à l'état de repos et ne subit aucune tension, le caoutchouc constituant ce bloc maintient les particules conductrices séparées les unes des autres, ce bloc constituant ainsi un isolant ; mais ce chargement en particules est tel que, si l'on comprime le bloc, ces particules viennent au contact les unes des autres et forment ainsi des circuits conducteurs de l'électricité dans tout l'ensemble du bloc. On comprend donc aisément que, lorsque l'un quelconque des éléments 25 se trouve comprimé sous l'effet du déplacement de la bande 24 vers la bande 23, cet élément devient conducteur de l'electricité et relie électriquement l'une à l'autre les bandes 23 et 24.Pour des raisons de commodité, les blocs 25 sont maintenus l'un par rapport à l'autre et en place par rapport aux bandes 23 et 24, à l'aide d'une bande 26 en caoutchouc mousse intercalée entre les bandes 23 et 24, sur toute leur longueur, cette bande en caoutchouc mousse étant collée aux surfaces des bandes 23 et 24 qui sont en regard l'une de l'autre. Bien entendu, les blocs 25 traversent la bande 26 en caoutchouc mousse mais sont maintenues par celle-ci à des positions relatives correctes. L'ensemble commutation constitué par les bandes 23 et 24 et par les éléments 25 est maintenu en place sur le guidon 14 de la bicyclette, au moyen d'un couvercle 27 en résine synthétique moulée ou en caoutchouc. Ce couvercle 27 est souple et, bien entendu, il n'est pas conducteur de l'électricité. Ce couvercle est appliqué sur l'extrémité du guidon 14 et il est monté à ajustage serré. On peut utiliser un produit adhésif pour fixer ce couvercle 27 fermement sur le guidon 14. Au droit d'une génératrice du couvercle 27, se trouve une zone dilatée 28 qui constitue une nervure occupant toute la longueur du guidon. De plus, cette partie 28 délimite, entre sa surface intérieure et la surface extérieure du guidon 14, une poche dans laquelle est logé l'ensemble de commutation.Cet ensemble de commutation se trouve donc ainsi entre la surface intérieure de la partie 28 du couvercle 27 (figure 5) et la surface extérieure du guidon 14, la bande 23 étant portée par ce guidon, et la bande 24 pouvant se déplacer en direction de la bande 23 sous l'effet de la pression exercée sur la surface extérieure de la partie 28 du couvercle. On comprend aisément que lorsque cesse cette pression, l'ensemble de commutation revient en position d'ouverture, grâce à l'élasticité des éléments 25. Suivant une variante (figure 4) l'ensemble de commutation est moulé d'une seule pièce avec le couvercle, le couvercle de la figure 4 étant désigné par la référence 30. Dans le montage représenté sur la figure 4, la bande 23 est isolée du guidon 14 par le couvercle 30. I1 faut bien comprendre que cela n'est pas indispensable, pourvu que l'on utilise le cadre de la bicyclette comme une partie du circuit électrique de cette bicyclette. Bien entendu, s'il est préférable que la bande 23 soit isolée électriquement du guidon, dans la disposition représentée sur la figure 5, la face de la bande 23 tournée vers le guidon doit être munie d'un revêtement isolant.On comprend également que, si on le désire, uniquement la bande 24, ou même simplement une partie de cette bande, est moulée avec le couvercle 30, au lieu que tout l'ensemble de commutation soit moulé avec ce couvercle. Les branchements électriques avec le commutateur sont assurés à l'aide de bandes 23, 24 de contact, et l'on comprend aisément que, si l'on relie électriquement ces bandes 23 et 24 l'une à-l'autre en comprimant un ou plusieurs des éléments 25, les contacts de relais se ferment, et le moteur se met en marche, à la condition que tous les autres commutateurs éventuels du circuit soient également.fermés. Le couvercle 28, ou 30, est disposé sur le guidon 14 de manière telle que la saillie qui se déforme pour actionner le commutateur 22 se trouve en regard et au-dessous de l'un des leviers 31 de commande de frein à main de la bicyclette. On comprend donc aisément que, lorsque le conducteur de la bicyclette agit sur le levier de freinage 31 de façon normale, il lui est impossible d'actionner en même temps le commutateur 22. Par conséquent, si le conducteur actionne le levier de freinage 31 de façon normale, le moteur 19 n'est pas alimenté pendant l'opération de freinage. Sur certaines bicyclettes, il est préférable qu'un mécanisme à engrenages en moyeu soit associé à la roue 13, ce mécanisme d'engrenages ayant le pignon 18 comme élément d'entrée. Dans un mécanisme à engrenages en moyeu du type exigeant que son élément d'entrée ne soit soumis à aucune force d'entraînement au cours des passages de vitesses, il est bon que le moteur 19 ne soit pas alimenté pendant les passages de vitesses. On comprend aisément que le conducteur de la bicyclette peut satisfaire à cette condi tion en relâchant le commutateur 22 au cours du déplacement du levier du sélecteur de vitesses fixé au guidon de la bicyclette, déplacement servant à provoquer un passage de vitesse. Toutefois, cela exige de la part du conducteur de la bicyclette d'effectuer deux opérations distinctes en même temps, tout en conservant ia maîtrise de son engin.C'est pour cela que l'on ajoute au sélecteur de vitesses fixé au guidon 14 des moyens électriques de commutation commandés automatiquement pendant que le sélecteur se déplace pour effectuer un passage de vitesse, ces moyens de commutation ayant pour rôle d'ouvrir le circuit électrique d'alimentation du moteur 19 pendant toute la durée du passage de vitesse. Les moyens de commutation sont avantageusement commandés par le mécanisme à déclic du sélecteur de vitesses, qui maintient le levier mobile dé ce sélecteur à l'une quelconque d'une série de positions données par rapport au bâti du sélecteur de vitesses.C'est ainsi par exemple que les moyens de commutation logés dans le sélecteur de vitesses peuvent être disposés de manière à ouvrir le circuit électrique du relais quelle que soit le stade de fonctionnement du commutateur 22 pendant toute la durée des passages de vitesse. Par conséquent, lorsque le levier du sélecteur de vitesse occupe l'une de ses positions données, le commutateur correspondant n'empêche pas le moteur d'être alimenté. Au contraire, les moyens de commutation empêchent l'alimentation du moteur pendant le passage du levier du sélecteur de vitesses de l'une à l'autre de ces positions données. En outre, le circuit électrique de la bicyclette comprend d'autres moyens de commutation servant à empêcher l'alimentation en courant du moteur 19, si le conducteur n'exerce pas une force d'entraînement servant à faire avancer la bicyclette. Ces autres commutateurs peuvent revêtir un grand nombre de formes et ils garantissent que, dans chaque cas d'utilisation, la bicyclette ne puisse pas être entraînée uniquement par ce moteur. Par exemple, les moyens de commutation peuvent être commandés par le rattrapage d'un faible jeu entre les pédales et la roue à chaîne ; ces moyens de commutation peuvent également être commandés par la tension de la portée supérieure de la chaîne. On comprend aisément que la tension de la chaîne est assurée aussi bien par le moteur que par le conducteur. Toutefois, on constate en pratique que le moteur ne permet pas, à lui seul de maintenir une tension suffisante pour commander le commutateur et l'on constate également que si le conducteur cesse d'exercer une force sur les pédales, très peu de temps après le commutateur met fin à l'alimentation du moteur. Bien entendu, le conducteur doit ensuite exercer une force d'entrainement permettant d'actionner le commutateur pour que le moteur puisse se remettre en marche. Afin que la bicyclette puisse n'être entraînée que par la force musculaire du conducteur, il est prévu dans le moyen d'accouplement entre le moteur et la roue arrière, un mécanisme à roue libre permettant à cette roue arrière de tourner plus vite que l'organe de sortie du moteur. De la sorte, dans les cas où le moteur n'est pas alimenté en courant, la bicyclette peut rouler sans que son conducteur ait à vaincre la résistance du moteur à la REVEND ICAT IONS 1. Commutateur électrique destine à être utilisé sur un cycle assisté électriquement, caractérisé en ce qu'il comprend un élément tubulaire souple, non conducteur de l'électricité, destiné à s'adapter sur une partie du guidon du cycle, un contact électrique fixe et un contact électrique mobile correspondant, pouvant se rapprocher et s'éloigner de ce contact fixe, lesdits contacts électriques étant logés dans ledit élément et cet élément étant suffisamment souple pour qu'on puisse le déformer à la main pour déplacer le contact mobile par rapport au contact fixe en vue d'actionner le commutateur. 2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit contact fixe et ledit contact mobile sont logés dans cet élément de manière à se trouver entre la surface intérieure de l'élément et la partie correspondante du guidon. 3. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins ledit contact mobile est logé au moins en partie dans l'épaisseur de cet élément. 4. Commutateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le contact mobile et le contact fixe sont séparés l'un de l'autre par au moins un élément de commutation, cet élément de commutation étant réalisé à l'aide d'une matière élastomère non conductrice de l'électricité, chargée de particules conductrices de manière telle que, lorsque cet élément est au repos et n'est soumis à aucune tension, les particules conductrices sont maintenues séparées les unes des autres par la matière élastomère, l'élément constituant ainsi un isolant, tandis que, lorsque l'élément est comprimé, les particules conductrices viennent au contact les unes des autres, réalisant ainsi à l'inte- rieur de l'élément des circuits conducteur de l'électricité, qui relient électriquement le contact mobile au contact fixe. 5. Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le contact électrique fixe et le contact électrique mobile sont constitués par les bandes de forme allongée et en ce que plusieurs éléments de commutation sont intercalés entre ces bandes sur toute la longueur des contacts. 6. Commutateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments de commutation sont maintenus en place l'un par rapport à l'autre et par rapport au contact fixe et au contact mobile, au moyen d'un support élastique, non conducteur de l'électricité, fixé aux deux contacts. 7. Cycle assisté électriquement comprenant un cadre, une roue tournant par rapport à ce cadre et destinée à venir au contact du sol, un organe d'entraînement tournant par rapport à ce cadre et destiné à être mis en rotation par le conducteur du cycle, un élément souple sans fin et non extensible, raccordant cet organe d'entraînement à la roue, de manière que la rotation de cet organe d'entraînement fasse avancer le cycle, un moteur électrique et une source d'énergie correspondante portés par le cadre, la sortie dudit moteur tant associée à ladite roue, de manière que ce moteur puisse faire avancer le cycle, et un commutateur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, monté sur le guidon du cadre du cycle et associé à la source d'énergie et au moteur d'une manière telle que le fonctionnement du commutateur sous l'effet de la déformation dudit élément tubulaire provoque la mise en route du moteur. 8. Cycle selon la revendication 7, caractérisé en ce que le commutateur est situé près d'une poignée de commande du frein à main, portée également par le guidon, ce commutateur étant situé par rapport à cette poignée de commande du frein à main de manière telle que, lorsqu'il utilise de façon normale cette poignée de frein à main, le conducteur de la bicyclette relâche le commutateur. 9. Cycle selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la sortie du moteur électrique est reliée à la roue par l'intermédiaire dudit organe de commande et dudit organe sans fin. 10. Cycle selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'organe sans fin est associé à la roue à l'aide d'un mécanisme à engrenages en moyeu, du type exigeant que l'élément d'entrée de ce mécanisme à engrenages ne soit soumis à aucune force d'entraînement pendant les passages de vitesses, le cycle comprenant également un sélecteur de vitesses monté sur le guidon, et ce sélecteur de vitesses comprenant des moyens électriques de commutation associés au moteur d'une manière qui empêche ce moteur de tourner lorsque l'on agit sur le sélecteur pour faire varier le rapport d'engrenages du mécanisme à engrenages.