Brevet FR2485226A1 — publié le 19811224

La présente invention conoerne un dispositif de verrouillage à commande automatique pour une pedale de vélo de course. On sait que les vélos de oourse sont équipés de moyens permettant de verrouiller chaque pied du coureur sur une pédale, ceci dans le but de toujours assurer un positionnement optimal du pied sur la pédale. Cette fonction a souvent été remplie par un cale-pied et une courroie rapportés sur les traverses dtorigine de la pédale, le ovale pied venant coiffer la pointe du pied alors que la courroie de longueur réglable entoure la partie supérieure du pied. Ce système présente divers inconvénients - La fixation réalisée manque de rigidité - L'adaptation du pied sur la pédale n'est pas rapide, et demande un réglage manuel délicat. - Le système se dérègle facilement* par exemple lorsque la courroie se détend sous 11 effet de la pluie, ou lorsqu'elle se desserre sous l'effet d'un effort violent. - La courroie coupe la circulation du sang, et tend à blesser le pied. - La pédale ne reste pas d'elle-même en position d'utilisation, les forces de gravité la rappelant la cette en bas dès qu'elle n'est plus solidaire du pied du coureur On connatt des dispositifs permettant de verrouiller directement la pédale sur la semelle de la chaussure du GOUreUre Toutefois, ces dispositifs n'ont pas jusqu'ici donné entière satisfaction tant en ce qui concerne la sécurité qu'en ce qui concerne la facili- té d'emploi et la rapidité des opérations de verrouillage et de déverrouillage du fait de la nécessité d'un actionnement manuel du mécanisme utilisé. L'invention a pour but de réaliser un dispositif de ver- rouillage capable d'éviter l'ensemble des inconvénients précités, et permettant une commande automatique des opérations de verrouillage et de déverrouillage, sans aucune intervention manuelle Un dispositif de verrouillage suivant l'invention, pour fixer une semelle de chaussure sur une pédale de vélo de course com- portant un corps de pédale monté pour tourner autour d'un arbre so- lidaire de l'exbrémité d'une manivelle de pédalier, est caractérisé en ce qu'il comprend - deux basculeurs qui sont placés caste à c8te et qui s'éten- dent plus ou moins parallèlement au grand axe du vélo pour pivoter sur un m8me axe sensiblement vertical du corps de pédale lorsque la pédale est en position d'utilisation ; - des protubérances fixées à demeure sous la semelle de la chaussure, et susceptibles de s'engager entre les bords situés en regard des deux basculeurs - un coulisseau monté pour coulisser parallèlement au grand axe du basculeur, et susceptible dtêtre repoussé vers l'avant par lesdites protubérances ;; - deux biellettes articulées chacune entre l'avant du coulisseau et l'avant de l'un des basculeurs pour écarter lune de 1' autre les extrémités avant des basculeurs lorsque le coulisseau se déplace vers l'avant. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, les deux basculeurs pivotent sur le corps de pédale par l'interm- diaire de deux secteurs d'arbre engagés à l'intérieur du même palier, ce dernier étant solidaire du corps de pédale alors que chaque basculeur est solidaire de l'un des secteurs d'arbre. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, un ressort hélicordal est logé à la partie inférieure du corps de pédale, dans un trou sensiblement parallèle au grand axe des basculeurs, ce ressort mettant en permanence un poussoir en appui radial contre les secteurs d'arbre qui présentent chacun, au niveau du trou précité du corps de pédale, un méplat orienté de façon que l'appui du poussoir tende à rappeler les basculeurs en position de verrouillage, ou en position de déverrouillage. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, le coulisseau comporte suivant son axe médian une lumière allongée dans le sens longitudinal à l'intérieur de laquelle sont engagés les deux secteurs d'arbre, le coulissement de ces secteurs le long de la lumière assurant le guidage du coulisseau. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, les protubérances fixées sous la semelle consistent en trois tétons, à savoir un téton avant destiné à buter contre l'extrémité arrière du coulisseau et à venir s'engager simultanément dans deux échancrures prévues sur les bords en regard des basculeurs, ainsi que deux tétons arrière destinés chacun à venir s'engager dans une dchancru- re arrière du bord du basculeur correspondant, chaque téton étant pourvu d'une texte destinée à buter contre la face inférieure des basculeurs Suivant une variante de l'invention, les protubérances fixées sous la semelle et consistant en trois tétons appartiennent à une seule et même pièce de forme rapportée sous la semelle, le dessin formé par les bords de cette pièce de forme reproduisant exactement celui des parties actives des tétons. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la mise en butée des deux secteurs d'arbre des basculeurs aux extrémités opposées de la lumière du coulisseau définit les deux positions suivantes - une position de déverrouillage, suivant laquelle le coulisseau est en fin de course arrière tandis que. les biellettes forment entre elles, vers l'avant, un angle obtus ; - une position de verrouillage, suivant laquelle le coulisseau est en fin de course avant, tandis que les biellettes forment entre elles, vers l'avant, un angle très légèrement supérieur à 180q une torsion du pied suffisant à porter le mécanisme en position de déverrouillage. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la pédale est conçue de façon que son centre de gravité soit situé au-dessous de l'axe de rotation de cette pédale lorsqu'elle est en position d'utilisation, la pédale tendant ainsi d'elle-m8me à rester dans cette position. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. - Figure 1 est une vue en perspective d'une pédale équipée du dispositif suivant l'invention. - Figure 2 est une vue en perspective de la chaussure utilisable avec cette pédale. - Figure 3 est une vue de dessus de la pédale verrouillée. - Figure 4 est une vue suivant IV (fig 3). - Figure 5 est une vue de dessus de la pédale , déverrouillée. - Figure 6 est une vue suivant VI (fig 5). - Figure 7 est une section BII-VII (fig 6). - Figure 8 est une section VIlI-VIlI (fig 7). - Figure 9 est une section IX-IX(fig 7),pédale déverrouillée. - Figure 10 est une section IX-IX, pédale verrouillée. - Figuresî I et 12 sont des sections IX-IX suivant des variantes. - Figures 13 et 14 sont des vues des poussoirs correspondant aux variantes des figures Il et 12. - Figure 15 est une vue de dessus du coulisseau seul. - Figure 16 est une vue de dessous d'une chaussure équipée suivant une variante de l'invention. - Figure 17 est une vue en perspective de la pièce de forme rapporte sous cette chaussure. On a représenté sur les figures 1, 3, et suivantes, une pédale de vélo de course équipée d'un dispositif de verrouillage suivant l'invention. La pédale comprend de façon classique un corps de pédale 1 monté pour tourner suivant un axe 2 autour d'un arbre solidaire de l'extrémité d'une manivelle de pédalier. Sur la pédale, le dispositif suivant l'invention comprend essentiellement deux basculeurs 3, un coulisseau 4 et deux biellettes 5. La pédale étant observée dans sa position d'utilisation, les deux basculeurs 3 sont placés côte à c8te, et ils s'étendent plus ou moins parallèlement au grand axe du vélo pour pivoter sur un même axe sensiblement vertical 6. Les deux basculeurs 3 pivotent en fait sur le corps de pédale 1 par l'intermédiaire de deux secteurs d'arbre 7 (fig 7 et 8) engagés à l'intérieur du m & e palier 8 solidaire du corps de pédale, chaque basculeur étant solidaire de l'un des secteurs d'arbre. Ces secteurs, qui sont creux, s'étendent de part et d'autre d'une douille de fixation 9 qu'une vis axiale 10 rattache à la base du corps 1. Un ressort hélicoSdal 11, logé à la partie inférieure du corps 1 dans un trou 12 sensiblement parallèle aux grands axes des basculeurs, est comprimé entre un poussoir 13 en appui radial contre l'arrière des secteurs d'arbre 7, et un bouchon 14 vissé dans 1' extrémité arrière du trou 12. Pour la facilité des réglages, le bouchon 14 présente une large fente diamétrale arrière 15 dans laquelle on peut engager une pièce de monnaie utilisable à la manière d'un tournevis. Chaque secteur d'arbre 7 présente, au niveau du trou 12, un méplat 16 orienté de façon que l'appui du poussoir 13 tende à rappeler les basculeurs en position de verrouillage, qui est celle de la figure 3, ou en position de déverrouillage (figure 5). Les -basculeurs 3 comportent, dans leur moitié arrière, et sur leurs bords latéraux en regard, une échancrure avant 17 et une échancrure arrière 18. Le coulis seau 4 est monté pour coulisser de façon sensiblement parallèle aux grands axes des basculeurs. Pour cela, il compor te suivant son axe médian une lumière allongée 19 (fig 3, 5 et 15) à l'intérieur de laquelle sont engagés les deux secteurs d'arbre 7. Chaque biellette 5 est articulée entre un pivot 20 solidaire de l'avant du basculeur, et des pivots 21 solidaires de l'avant des basculeurs respectifs. La mise en butée des deux secteurs d'arbre 7 aux extrémités opposées de la lumière 19 du coulisseau définit les deux positions suivantes : - Une position de déverrouillage (fig 5), suivant laquelle le coulisseau 4 est en fin de course arrière tandis que les biellettes 5 forment entre elles, vers l'avant, un angle aigu 22. - Une position de verrouillage (fig 3), suivant laquelle le coulisseau 4 est en fin de course avant, tandis que les biellettes forment entre elles, vers l'avant, un angle 23 très légèrement supérieur à 1800. La pédale dans son ensemble est conçue de façon que son centre de gravité soit situé au-dessous de l'axe de rotation 2 de cette pédale lorsqu'elle est en position d'utilisation. La pédale tend donc d'elle-m8me à rester dans cette position. Sur la chaussure, le dispositif suivant l'invention prévoit trois tétons 24, 25 et 26, à savoir un téton avant et deux tétons arrière, fixés sous la semelle 27, et pourvus de t8tes 24a , 25a et 26a Le fonctionnement est le suivant : La pédale étant au départ en position déverrouillée, le coureur met la chaussure en place en faisant glisser son pied vers 1' avant sur la pédale. Au cours de ce mouvement, le téton avant 24 vient buter contre l'extrémité arrière du coulisseau 4, pour repousser ce dernier vers l'avant, ce qui a pour conséquence de faire pivoter les basculeurs dans le sens du rapprochement relatif de leurs extrémités arrière (flèches 28, figure 3).Le téton 24 vient alors s'engager à l'intérieur des échancrures avant 17, tandis que les tétons 25 et 26 s'engagent chacun en partie dans une échancrure arrière 18, la tette de chaque téton butant contre la face inférieure des basculeurs. On note que, pour atteindre cette position9 il faut dépasser la position de point mort selon laquelle les pivots 20 et 21 sont alignésw ce qui contribue à l'efficacité- du verrouillage obtenu. Pour effectuer le déverrouillage, il suffit d'exercer Vil ef fort de torsion latérale du pied, dans un sens ou dans l'autre, de façon à faire pivoter autour de l'axe vertical 6 l'ensemble comprend nant les deux basculeurs 3 et le coulisseau 4. An cours de ce mouvement de pivotement, un talon 4a prévu sous l'extrémité arrière du coulisseau vient prendre appui progressivement contre l'arrière d' une butée transversale 31 du corps 1. Cet appui qui, suivant le sens de la torsion imprimée au pied, a lieu sur l'un des deux points 31a et 31b de la butée (voir figure 3), provoque le recul du coulisseau 4, la butée 31 agissant ainsi à la manière d'un levier.Lorsque le mdcanisme articulé a dépassé la position de point mort qui correspont à l'alignement des pivots 20 et 21, le ressort Il intervient par l'intermédiaire du poussoir 13 pour ramener complètement les basculeurs à la position déverrouillée, libérer le pied, et ramener les basculeurs dans l'axe. On remarque que le ressort Il assure à lai seul quatre fonctions différentes : - il maintient le verrouillage (fig io). - il maintient, quoique plus faiblement, la position de dé- verrouillage (fig 9). - Il assure le maintien du pied dans la position correcte choisie. - Il sert à engendrer le "point dur" qu'il faut surmonter pour parvenir au déverrouillage, et qui évite tout déverrouillage intempestif. Suivant une variante illustrée sur les figures 16 et 17, on remplace les tétons 24, 25, 26 par une seule et nOme pièce de forme 29 rapportée sous la semelle. Le dessin formé par les bords de cette pièce de forme reproduisent exactement celui des parties actives des tétons 24 à 26, et le fonctionnement reste le mime. Le dispositif suivant l'invention présente notamment les avantages suivants - Il supprime totalement l'usage de la courroie et du calepied, qui présentent les inconvénients déjà signalés plus haut. - On l'actionne par de simples mouvements du pied, sans 1' aide des mains. Le coureur peut ainsi verrouiller et déverrouiller ses pieds par simple torsion dans un sens ou dans l'autre, sans devoir se baisser. Ce mode de fonctionnement est notamment avantageux vis-à-vis de la sécurité : le déverrouillage peut être instantané lorsqu'il le faut, par exemple en cas de chute. - La pédale reste toujours d'elle-m8me en position d'utilisation, par effet de gravité. - Les efforts de rappel sont réglables il suffit pour les régler d'sir sur le ressort Il en vissant plus ou moins le bouchon 14. Suivant une autre variante illustrée sur les figures 12 et 14, la face active du poussoir 13 est munie d'une protubérance verticale 32 destinée à venir prendre place entre les deux secteurs d' arbre 7 pourvus à cet effet de creusures 33 le long du bord interne du méplat 16. Cette protubérance 32 est de section transversale triangulaire, et elle joue le ralle d'une butée de centrage en renforçant le "point dur" à surmonter pour déverrouiller par torsion latérale. Sans le cas des figures 13 et 15, la protubérance 32 est constituée par un rouleau cylindrique à demi-encastré dans une rainure verticale du poussoir, le fonctionnement restant le mimez Bien entendu, on pourrait donner à la protubérance 32 les formes les plus diverses : il pourrait s'agir par exemple d'une simple pointe au centre de la face avant active du poussoir 13. -RwEN)ICÂTI0NS 1. Dispositif de verrouillage pour fixer une semelle de chaussure sur une pédale de vélo de course comportant un corps de pédale monté pour tourner autour d'un arbre solidaire de 11 extrémité d'une manivelle de pédalier, caractérisé en ce qu'il comprend - deux basculeurs qui sont placés ctte à c8te et qui s'étendent plus ou moins parallèlement au grand axe du vélo pour pivoter sur un meme axe sensiblement vertical du corps de pédale lorsque la pédale est en position d'utilisation ; - des protubérances fixées à demeure sous la semelle de la chaussure, et susceptibles de stengager entre les bords latéraux en regard des basculeurs ;; - un coulisseau monté pour coulisser parallèlement au grand axe du basculeur, et susceptible dtetre repoussé vers l'avant par lesdites protubérances ; - deux biellettes articulées chacune entre l'avant du coulisteau et l'avant de l'un des basculeurs pour écarter l'une de 1' autre les extrémités avant des basculeurs lorsque le coulisseau se déplace vers l'avant. 2. dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux basculeurs pivotent sur le corps de pédale par l'intermédiaire de deux secteurs d'arbre engagés à l'intérieur du m8me palier solidaire du corps de pédale, alors que chaque basculeur est solidaire de l'un des secteurs d'arbre. 3. BispositiS suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un ressort hélicoïdal est logé à la partie inférieure du corps de pédale, dans un trou sensiblement parallèle au grand axe des basculeurs, ce ressort mettant en permanence un poussoir en appui radial contre les secteurs d'arbre qui présentent chacun, au niveau du trou précité du corps de pédale, un méplat orienté de façon que l'appui du poussoir tende à rappeler les basculeurs en position de verrouillage, et en position de déverrouillage. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le coulisseau comporte suivant son axe médian une lumière allongée dans le sens longitudinal à l'intérieur de laquelle sont engagés les deux secteurs d'arbre, le coulissement de ces secteurs le long le la lumière assurant le guidage du coulisseau. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la mise en butée des deux secteurs d'arbre des basculeurs aux extrémités opposées de la lumière du coulisseau définit les deux positions suivantes : - une position de ddverrouillage, suivant laquelle le cou aisseau est en fin de course arrière tandis que les biellettes forment entre elles, vers l'avant, un angle obtus ;; - une position de verrouillage, suivant laquelle, le coulisseau étant en fin de course avant, les biellettes forment entre elles, vers l'avant, un angle très légèrement supérieur à '18qu, tandis qu'un talon prévu sous l'extrémité arrière du coulisseau est situé à proximité d'une butée transversale du corps, une torsion du pied dans un sens ou dans autre provoquant le pivotement de l'ensemble qui comprend les deux basculeurs et le coulisseau, l'appui progressif du talon du coulisseau contre l'arrière de la butée transversale du corps de pédale, puis le recul du coulisseau au-delà de la position de point mort correspondant à l'alignement des biellettes, le ressort agissant finalement par l'intermédiaire du poussoir pour ramener les basculeurs dans l'axe, et en position de déverrouillage. 6. Slspositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pédale est conçue de façon que son centre de gravité soit situé au-dessous de l'axe de rotation de cette pédale lorsqu'elle est en position d'utilisation, la pédale tendant ainsi d'elle-mtmo à rester dans cette position. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les protubérances fixées sous la semelle consistent en trois tétons, à savoir un téton avant destiné à buter contre l'extrémité arrière du coulisseau et à venir s'engager simultanément dans deux échancrures avant prévues sur les bords en regard des basculeurs, ainsi que deux tétons arrière destinés chacun à venir s'engager dans une échancrure arrière an bord du basculeur correspondant, les actes des tétons butant contre la face in- inférieure des basculeurs. 8. ispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la face active du poussoir possède une protubérance destinée à venir prendre place entre les deux secteurs d'arbre pourvus à cet effet de creusures le long du bord interne de leur méplat.