Brevet FR2498549A1 — publié le 19820730

L'invention est relative aux bicyclett à mouvement de pédalage alternatif, du type qui comprend un cadre porté directement par une première roue et, par l'intermédiaire d'une fourche orientable, par une deuxième roue, un axe de pédalier monté sur le cadre par l'intermédiaire d'un boîtier de pédalier, un groupe de transmission comprenant un plateau denté de pédalier porté par l'axe de pédalier, et une chaine passant sur ce plateau et sur un pignon capable d'entrainer la première roue en marche avant, par l'intermédiaire d'un méçanisme de roue libre, deux pédales montées sur l'axe de pédalier par l'intermédiaire de manivelles respectives, des moyens cinématiques reliant les deux manivelles entre elles et tels que, lorsque l'une d'elles est abaissée d'un certain angle par une poussée exercée sur la pédale correspondante, l'autre se trouve relevée automatiquement par ces moyens cinématiques d'un angle au moins approximativement égal et vice versa, et des moyens de butée, portés par le cadre, qui coopèrent avec les deux manivelles de façon à restreindre la liberté de mouvement de chacune d'elles à un angle au plus égal à 1300, lequel angle s'étend à l'avant de l'axe de pédalier, à peu près symétriquement par rapport à un plan horizontal passant par cet axe. Dans sa demande de brevet français n 80 05140 du 7 mars 1980 (non encore publiée),le demandeur a décrit une bicyclette de ce type dans laquelle un plateau de pédalier unique est calé sur un axe de pédalier rotatif au j luel est solidarisée alternativement chaque manivelle par mécanisme de roue libre disposé entre cette manivelle l'axe de pédalier. La présente invention a pour but de développer une bicyclette du type en question qui soit équilibrée par rapport au plan vertical moyen du cadre. Dans ce but, la bicyclette conforme à l'invention est essentiellement caractériste en ce qu'elle comprend un deuxième groupe de transmission symétrique du premier et en ce que les plateaux cRe pédalier des de grou- pes de transmission sont montés fous sur l'axe de pédalier qui est soit fou, soit de préf érence immobilisé en rotation. Selon un premier perfectionnement de l'invention, les moyens cinématiques sont constitués par deux roues dentées coniques qui sont solidaires respectivement des plateaux de pédalier et qui sont toutes deux en prise avec un pignon conique de renvoi et une même pièce fixée au cadre sert d'axe à ce pignon conique de renvoi et de clavette pour immobiliser en rotation l'axe de pédalier. Selon un deuxième perfectionnement de l'invention, le susdit pignon de chaque groupe de transmission est solidaire d'un pignon de plus grand diamètre qui, de façon à constituer un étage multiplicatecur, est relié par une chaîne à un pignon de rcue libre usuel, soit directement, soit par l'intermédiaire d'au moins vIn autre étage multipli- cateur. Avec une telle bicyclette et: comme il a déjà été expliqué dans la susdite demande de brevet français n 80 05140, le cycliste effectue ur mouvement de alternatif ex exerçant sur les pédales une porsrés o en bas, alternatnvement de sor pied droit et d son ped gauche. Cette poussée est ainsi linitée à la fraction de la circonférence, centrée sur 11 axe de pédalier, pour laquelle elle est réellement efficace.Sous l'effet des susdits moyens cinématiques qui relient les manivelles entre elle, chaque mouvement de haut en bas du pied mo- teur provoque un mouvement concomitant et symétrique de la pédale sur laquelle repose le pied non moteur. A la fin de chaque coup de pédale, le pied non moteur est ainsi amené à la position voulue pour amorcer le coup de pédale suivant. Conformément à la présente invention, chaque pédale agit alternativement, non pas par l'intermédiaire d'un mcanise de roue libre sur un plateau de pédalier unique calé sur axe de pédalier rotatif, mais directement sur celui des deux plateaux de pédalier dont elle est solidaire et qui est situé sur le même côté du cadre que cette pédale, ces deux plateaux étant comme indiqué cidessus montés fous sur un axe de pédalier. malgré cette différence, la bicyclette conforme à l'invention conserve les avantages de la bicyclette décrite dans la susdite demande de brevet antérieure. En particulier, elle stadapte d'elle-même à la morphologie du cycliste (longueur totale des membres inférieurs, longueur relative des cuisses par rapport aux jambes) et, en particulier, peut être utilisée aussi bien par de jeunes enfants que par des adultes, sous réserve d'un réglage approprié de la position de la selle. En outre, le cycliste peut mettre à profit la possibilité de régler l'amplitude angulaire des coups de pédale pour réduire son effort de pédalage sans affecter la continuité de cet effort, ce qui devrait permettre, le cas échéant, de supprimer le dérailleur usuel.Enfin, grâce à des manivelles plus longues que celles des bicyclettes usuelles et par conséquent des plateauxde pédalier de plus grand diamètre que celui des bicyclettes usuelles, la bicyclette conforme à l'invention permet d'atteindre des vitesses plus élevées sur route ou sur piste, pour un effort musculaire déterminé, ou des vitesses du même ordre de grandeur, un effort musculaire bien moindre. Dtautres buts et caractéristiques de l'invention vont être maintenant décrits en référence aux dessins annexés. Les figures 1 et 2 de ces dessins montrent en - YatiOn une bicyclette conforme à l'invention, vue respectivement du côté gauche et du côté droit, en deux positions angulaires opposées de ses manivelles. La figure 3 représente la même bicyclette, en coupe horizontale selon la ligne III-III de la figure 1. La figure ; montre, à plus grande échelle, un détail de la figure 3, par une coupe horizontale selon la ligne IV-IV de la figure 1. La figure 5 montre, par une vue en élévation semblable à celle de la figure 1, une bicyclette établie selon une variante. La figure 6 représente la bicyclette de la figure 5 en coupe horizontale selon la ligne VI-VI de cette dernière figure. Ainsi qu'il ressort des figures 1 à 3, la bicyclette conforme à l'invention comprend - un cadre 1 porté directement par une première roue 2 et, par l'intermédiaire d'une fourche orientable 3, par une deuxième roue 4 - un axe de pédalier b monté sur le cadre 1 par l'intermédiaire d'un boîtier de pédalier 7 - un groupe de transmission 5 comprenant un plateau denté de pédalier 8 porté par l'axe 6, et une chaîne 9 passant sur ce plateau 8 et sur au moins un pignon 10 capable d'entraîner la première roue 2 en marche avant, par l'intermédiaire d'un mécanisme de roue libre - deux pédales 111 12 montées sur l'axe de pédalier 6 par l'intermédiaire de manivelles respectives 13 et 14 - des moyens cinématiques 15 reliant les deux manivelles 13, 14 entre elles et tels que, lorsque la manivelle 13, 14 est abaissée d'un certain angle par une poussee exercée sur la pédale correspondante 11, 12, l'autre manivelle 14, 13 se trouve relevée automatiquement par ces moyens 15 d'un angle au moins approximativement égal, et - des moyens de butée, portés par le cadre 1, qui coopèrent avec les deux manivelles 13, 14 de façon à rasçreindre la liberté de mouvement de chacune d'elles à un angle A au plus égal à 130 lequel angle A s'étend à l'avant de l'axe de pédalier 6, à peu près symétriquement par rapport à un plan horizontal P passant par cet axe 6, ainsi qu'il ressort de la figure 2. De préférence, la deuxième roue 4 montée dans la fourche 3 est la roue avant. Dans ce cas, le pignon 10 peut être le pignon de roue libre de la roue arrière 2, ainsi qu'il ressort des figures 1 à 3. De toute façon, le cadre 1 porte une selle 16 tandis que la fourche 3 est surmontée d'un guidon 17. Cela étant, conformément à l'invention, la bicyclette comprend un deuxième groupe de tranrmission 5a, symétrique du groupe de transmission 5 et comprenant comme ce dernier un plateau denté de pédalier 3a porté par l'axe de pédalier 6 et unechaîne Da passant sur ce plateau 8a et sur un pignon ICa capable d'entrainer la première roue 2 en marche avant, par l'intermédiaire d'un mécanisme de roue libre! Par l'intermédiaire de roulements à billes 18, 18a ou semblables (figure 4), les plateaux de pédalier 8 et Sa sont montés fous sur l'axe de pédalier commun 6 qui est de préférence immobilisé en rotation. De préférence, les moyens cinématiques 15 sont constitués par deux roues dentées coniques (ou secteurs de roues dentées coniques) 19, 19a qui sont solidaires respectivement des plateaux de pédalier 8, Sa et qui sont toutes deux en prise avec un pignon conique de renvoi 20 et une mme pièce ou broche 21 (figure 4) sert d'axe à ce pignon conique de renvoi et de clavette pour immobiliser en rotation l'axe de pédalier 6. A cet effet, l'axe 6 est muni d'un trou radial 22, fileté intérieurement, qui est aligné avec un passage radial lisse 23 traversant le boitier de pédalier 7 tandis que la broche 21 est munie d'une portée filetée 21a, se vissant dans le trou fileté 22, d'une portée cylindrique lisse 21b s'adaptant au passage 23, d'une portée 21c destinée à recevoir un roulement à billes ou semblable 24 et d'une portée de retenue 21d, ces portées 21a à 21d se succédant dans l'ordre indiqué. La portée 21c émerge du boitier 7 à l'avant de celui-ci de façon que le pignon de envoi 20 se présente à l'avant du boîtier 7 La portée retenue 21d est par exemple filetée de manière à recevoir un écrou de blocage 25. De préférence, dans chaque groupe de transmission 5 ou 5a, le plateau de pédalier 8 ou Sa, la manivelle 14 ou 13 et la roue dentée 19 ou 19a sont rapportés, notamment à l'aide de vis 26, sur la périphérie d'un manchon commun 27 ou 27a qui est monté sur l'axe fixe 6 par l'intermédiaire des roulements 18 ou 18a. Selon le mode de réalisation des figures 1 à 3, les pignons 10 et îOa des groupes de transmission 5 et sont constitués chacun comme le pignon à roue libre usuel des bicyclettes. Au contraire, selon le mode de réalisation des figures 5 et 6, chacun de ces pignons 10 et îOa est solidaire d'un pignon de plus grand diamètre 23 ou 28a qui est relié par une chaine 29 ou 29a à un pignon de roue libre usuel 30 ou 30a. A la différence toutefois des bicyclettes classiques, la roue arrière 2 est munie symétriquement de deux tels pignons de roue libre. Selon le mode de réalisation des figures I à 3, les plateaux dentés e et Sa sont de préférence montés sur l'axe de pédalier 6 à l'intérieur de la manivelle voi- sine 13 ou 14 (voir la figure 3). Selon le mode de réalise- tion des figures 5 et 6 à deux étages multiplicateurs 8, 9, 10 et 28, 29, 30 (ou 8a, 9a, 10a et 28a, 29a, 30a), les plateaux dentés 8 et 8a sont au contraire montés à l'extérieur des manivelles 13 et 14 de façon que le deuxième étage multiplicateur 28, 29, 30 ou 28a, 29a, 30a permette au pignon de roue libre 30 ou 30a de se placer comme d'habitude à l'-ntérieur de la partie arrière du cadre 4. Au cas où il y aurait un troisième étage multiplicateur, les plateaux dentés 8 et 8a viendraient se placer pour la même raison à l'intérieur des manivelles 13 et 14. En ce qui concerne enfin les moyens de butée, portés par le cadre 1, qui coopèrent avec les deux manivelles 13 et 14 de façon à restreindre leur liberté de mouvement, on peut les constituer d'une maniere analogue à celle qui a été décrite dans le susdite demande de brevet français n 80 5140. On peut les constituer par exemple par une barre transversale (non monbrde)fixée au cadre 1 et coopé- rant par butée avec les extrémité de secteurs de roues dentées 19 et 19a, cette barre transversale et/ou les secteurs de roues dentées 19 et 19a pouvant être revêtus d'une garniture en caoutchouc ou en matière élastique pour amor- tir les chocs. Quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient une bicyclette dont le fonctionnement est le suivant. Lorsque le cycliste appuie sur la pédale de gauche 11, il entraine le plateau Sa. L'effcrt exercé sur la pédale de gauche Il est donc transmis par la chaîne 9a à la roue arrière 2, dans le sens de l'avancement.Le mécanisme de roue libre du pignon 10 (figures 1 à 3) ou 30 (figures 5 et 6)libère la manivelle de droite 14, ce qui permet aux moyens cinématiques 15 de relever, avec cette manivelle 14, la pédale de droite 12 avec lepied qui n'exerce pas d'effort. Lors de ce coup de pédale, les plateaux de pédalier 8 et 8a tournent ainsi en sens inverses sur l'axe de pédalier 6.Le mouvement d'abaissement imprimé par le cycliste à la pédale de gauche il s'achève soit lors de l'intervention des moyens de butée, soit auparavant au gré du cycliste. Lorsque le cycliste appuie sur la pédale de droite 2, c'est le plateau ô de droite qui revient moteur tandis que le mécanisme de roue libre du pignon 10a (figures 1 à 3) ou 30a (figures 5 et 6) libère la manivelle de gauche 13 et permet à celle-ci de remonter sous l'action des moyens cinématiques 15. Ainsi qu'il a été exposé en préambule, ce pédalage alterné permet au cycliste, en déployant les mêmes efforts, d'atteindre avec la bicyclette conforme à des des des vitesses bien supérieures aux vitesses des bicyclette classiques. Sans que ces précisions aient aucun carac tère limitatif, les dimensions suivantes se révèlent par ticulièrement intéressantes en pratique angle A : 125 ; diamètre des plateaux 8 et 8a : 340 mm longueur des manivelles 13, 14 : 265 mm. Les données numériques suivantes faciliteront la comparaison entre une bicyclette courante ("bicyclette A") et une bicyclette conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention ("bicyclette B"). Le plateau de pédalier de la bicyclette A a un diamètre de 200 mm et un nombre de dents égal à 52 tandis que les plateaux de pédalier 3, Sa de la bicyclette B ont un diamètre de 340 mm (+ 70 ,0) et un nombre de dents égal à 86 (+ 65 ) Le pignon de roue libre arrière des bicyclettes A et B (Pignons 10 et 10a) ont un diamètre de 55 mm et un nombre d2 dents égal à 14. Le rapport de diamètre entre le plateau de pédalier et le pignon de roue libre arrière est de 200 = 3,63 pour pour la bicyclette A et de 340 = 6,13 pour la bicyclette B. 55 La roue arrière ayant un diamètre de 0,70 m, c'est-à-dire une circonférence de 2,19 m dans les deux cas, le développement de la bicyclette A est égal à 2,19 x 3,63 = 7,94 m tandis que le développement de la bicyclette B est égal u 2,19 x 6,18 = 13,53 m. La vitesse de la bicyclette A étant de l'ordre de 28 km/h, on peut donc espérer atteindre, avec la bicyclette B, une vitesse de l'ordre de 28 x 13,54/7,94 = 47, 71 km/h, sont une augmentation de 70 %. 7,94 Ainsi qu'il ressort des figures 1 et 2, l'augmentation de longueur des manivelle 13, 14, par rapport à la bicyclette classique A, conduit à modifier légèrement la géométrie du cadre 1 - en reculant le bottier de pédalier 7 - en reculant d'autant l'arrière du cadre 1 - en relevant le boîtier de pédalier 7 par rapport au sol ; et - en contrecoudant éventuellement les manivelles 13, 14 (figures 5 et 6) de façon à augmenter l'écart entre les pédales 11, 12. REVENDICATIONS 1. Bicyclette à mouvement de pédalage alternatif, du type qui comprend : un cadre porté directement par une première roue et, par l'intermédiaire d'une fourche orientable, par une deuxième roue, un axe de pédalier monté sur le cadre par l'intermédiaire d'un boîtier de pédalier, un groupe de transmission comprenant un plateau denté de pédalier porté par l'axe de pédalier, etr une chaîne passant sur ce plateau et sur un pignon capable d'entraîner la première roue en marche avant, par l'intermédiaire d'un mécanisme de roue libre, deux pédales montées sur l'axe de pédalier par l'intermédiaire de manivelles repectives, des moyens cinématiques reliant les deux manivelles entre elles et tels que, lorsque l'une d'elles est abaissée d'un certain angle par une poussée exercée sur la pédale correspondante, l'autre se trouve relevée automatiquement par ces moyens cinématiques d'un angle au moins approximativement égal et vice versa, et des moyens de butée, portés par le cadre, qui coopèrent avec les deux manivelles de façon à restreindre la liberté de mouvement de chacune d'elles à un angle au plus égal à 130 , lequel angle s'étend à l'avant de l'axe de pédalier, à peu près symétriquement par rapport à un plan horizontal passant par cet axe, caractèriséeen ce qu'elle comprend un deuxième troupe de transmission symétrique du premier et en ce que les plateaux de pédalier des deux groupes de transmission sont montés fous sur 1 l'axe de pédalier. 2. Bicyclette selon la revendication 1, carac téris en ce que l'axe de pédalier est immobiliste en rotation. 3. Bicyclett? selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens cinématiques sont constitués par deux roues dentées coniques qui sont soli daires respectivement de plateaux de pédalier et: qui sont toutes deux @n prise avec un pignon conique de renvoi et en ce qu'une ne pince fixée au cadre sert d'axe à ce pignon conique de renvoi et de clavette pour immobiliser en rotation l'axe de pédalier. 4. Bicyclette selon la revendication 2, prise seule ou en combinaison avec la revendication 3, caractérisée en ce que le susdit pignon de chaque groupe de transmission est solidaire d'un phonon de plus grand diamètre qui, de façon à constituer un étage nultiplicateur, est relié par une chaîne à un pignon de roue libre usuel, soit directement, soit par l'intermédiaire d'au moins un autre étage multiplicateur.