Brevet FR2562498A1 — publié le 19851011

L'invention esr. relative à un pédalier de bicyclette. Elle trouvera notamment son application pour assurer l'entraînement de la roue arrière d'une bicyclette par transmission de l'effort musculaire imposé par le cycliste sur les pédales de la bicyclette. Actuellement, les pédaliers de bicyclette sont composés d'un couple de manivelles à l'extrémité desquelles sont fixé des pédales, lesdites manivelles étant solidaires d'un axe monté à rotation sur le cadre de la bicyclette. Un ou plusieurs plateaux sont solidaires dudit axe de liaison des manivelles,et les plateaux assurent l'entraînement d'une chaîne de transmission de l'effort qui assure la mise en rotation de la roue arrière par enroulement autour d'un ou plusieurs pignons solidaires de ladite roue arrière. Par l'utilisation de plateaux multiples pouvant aller jusqu'à un triple plateau, en combinaison avec l'emploi de plusieurs pignons arrière, il est possible d'obtenir différents rapports de démultiplication du système de transmission, c'est-à-dire du rapport entre le nombre de tours de manivelles sur le nombre de tours de roues pour un intervalle de temps donné. Cette possibilité de modifier le rapport de démultiplication est particulièrement appréciée du cycliste lors de modification de la pente du terrain sur lequel il roule car en appropriant le rapport de démultiplication avec son rythme de pédalage, le cycliste peut transmettre la totalité de son effort musculaire avec une cadence de pédalage à peu près constante. Si la transmission de l'effort par un dispositif à thane donne dans l'ensemble de bons résultats, il n'en demeure pas moins qu'il présente certains inconvénients. En particulier, a hauteur de l'axe porte-manivelle étant donnée, le diamètre maximal du plateau d'entrainernt de la chaîne est limité afin de conserver une garde au sol suffisante. Cette limitation dans les dimensions du plateau impose un rapport de démultiplication maximal ne pouvant etre dépassé étant donné que les dimensions du pignon arrière conjugué ne peuvent non plus etre réduites en deea d'une certaine limite.Or, pour certaines épreuves de vitesse ou lorsque le cycliste se trouve dans des descentes à forte pente, il est souhaitable de disposer d'un rapport de démultiplication qui permet d'obtenir un grand nombre de tours de roues pour un nombre de tours de pédales minime Par ailleurs, les changements de vitesse par modification du plateau d'entrainement ou du pignon arrière, à l'aide d'un dérailleur, ne peuvent entre manoeuvrés quten marche. Cette caractéristique est particulièrement gênante lors desdemarrages;iprès un arrêt car bien souvent, dans la phase de démarrage le cycliste souhaiterait obtenir un faible développement, or s'il n'a pas pris la précaution d'engager ledit rapport à faible développement avant son arrêt, il ne pourra, lors de son démarrage, utiliser ce faible développement. Par ailleurs, les changements de vitesse à l'aide de dérailleurs ne peuvent être actionnés alors que le cycliste exerce un effort important sur les pédales sous peine de détériorer lesdits dérailleurs. Cette caractéristique constitue un inconvénient important dans les côtes car durant toute la montée le cycliste est dans l'obligation d'assurer un effort soutenu sur les pédales, ce qui I'empêche durant toute la montée de modifier son développement alors que, bien souvent, il serait souhaitable d'augmenter la démultiplication au-fur-et-à-mesure lorsque la fatigue se fait sentir. De par son principe même, le changement de vitesse à plateaux et pignons multiples est limité en nombre de combinaisons étant donné, d'une part, que la chaîne ne peut travailler avec un désaxement très important d'où le positionnement de la chaine sur le plateau oblige à utiliser certains pignons arrière, d'autresdemeurant inemployables en raison de leur position écartée vis-à-vis du plateau utilisé. De plus, le triple plateau représente le nombre maximal de plateaux utilisables, sous peine de devoir utiliser un écartement entre manivelles très important et non adapté à la morphologie humaine, le nombre maximal de pignons arrière utilisables étant généralement égal à sept étant donné la place occupée par le moyeu arrière logé dans le parallélogramme arrière du cadre de la bicyclette. I1 faut également citer au titre des inconvénients le fait que le changement de vitesse par dérailleur n'est pas instantané étant donné qu'il oblige, pour rester effectif, que la chaîne soit enroulée en totalité autour du nouveau pignon ou du nouveau plateau adopté. te but de la présente invention est de présenter un pédalier de bicyclette qui permet de remédier aux principaux inconvénients rencontrés avec les dispositifs de démultiplication actuels. En particulier, la présente invention permet aux cyclistes de disposer d'un développement énorme, jusqu'a présent non envisageable, avec un encombrement de pédalier tout-å-fait raisonnable et qui puisse parfaitement s'adapter sur les cadres de bicyclettes actuellement existants. Le ou les plateaux multiples utilisés avec la présente invention peuvent être de dimensions relativement modestes et, par conséquent, la bicyclette équipée du pédalier de la présente invention conserve une garde au sol sensiblement identique aux bicyclettes actuelles et, par conséquent, ne limite en rien leur usage. Une autre caractéristique particulièrement séduisante de la présente invention est de proposer un pédalier de bicyclette avec lequel il est possible de modifier le rapport de démultiplication à l'arrêt. Ainsi, lors de la phase de démarrage, le cycliste pourra initialement engager un rapport de démultiplication à faible développement pour faciliter son départ. Parallèlement à cette propriété, le pédalier de bicyclette de la présente invention autorise le cycliste à effectuer un changement de rapport de démultiplication même en période d'effort soutenu tel que cela est généralement rencontré dans les côtes. Ainsi, les inconvénients rencontrés avec les changements de vitesse à dérailleurs sont levés avec la présente invention. En outre, le temps de passage des vitesses est particulièrement réduit pour être quasi instantané, aucune usure n'est à déplorer lors des changements de vitesse et, par conséquent, le cycliste pourra, en toute tranquilité, adapter le rapport de démultiplication à son rythme de pédalage pour assurer une transmission de puissance sensiblement constante. Selon un mode préférentiel de réalisation de la présente invention, le nombre de vitesses qu'il est possible d'atteindre avec le pédalier de bicyclette de la présente invention peut atteindre quarante deux rapports de démultiplication différents. Il ne fait aucun doute dans ces conditions que le cycliste pourra toujours adapter le développement à ses aptitudes. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Le pédalier de bicyclette destiné à assurer ltentraînement de la roue arrière et composé d'un couple de manivelles et pédales qui reçoivent l'ef- fort du cycliste, d'un ou plusieurs plateaux d'entralnement de la chaîne de transmission de l'effort à la roue arrière garnie d'un ou plusieurs pignons, est caractérisé par le fait qu'entre l'axe de liaison des manivelles et le ou les plateaux d'entraînement de la chalne, est disposé un double train d'engrenages. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels - la figure 1 présente en vue de coupe transversale le pédalier de bicyclette de la présente invention selon un mode préférentiel de réalisation - la figure 2 représente en vue latérale le pédalier de bicyclette illustré à la figure 1. La présente invention vise un pédalier de bicyclette. Le pédalier de bicyclette est un organe destiné à recevoir l'effort musculaire imposé par le cycliste sur des pédales pour transformer cet effort alternatif en un mouvement de rotation transmis à la roue arrière par l'intermédiaire d'une chaîne. Aux figures 1 et 2 sont respectivement représentés un pédalier de bicyclette vu en coupe transversale et en vue latérale, équipé de pédales 1 disposées à l'extrémité de manivelles 2. Les manivelles 2 sont reliées par un axe de liaison 3, lui-meme monté à rotation dans une cage de pédalier 4 solidaire du cadre 5 de la bicyclette. La cage de pédalier4estgénéralement garnie de roulements à billes internes, il s'agit d'un montage classique rencontré sur les bicyclettes actuellement existantes. De la sorte, le mouvement alternatif imposé par le cycliste sur les pédales 1 des manivelles 2 est transmis en un mouvement de rotation autour de l'axe 3. La transmission de l'effort à la roue arrière est assurée notamment par un ou plusieurs plateaux 6 autour desquels est enroulée une chaîne de transmission non illustrée sur les figures, ladite chaîne étant engrénée également autour d'un ou plusieurs pignons solidaires en rotation de la roue ar trière de la bicyclette. L'utilisation de plateaux ou pignons multiples permet par le choix de ceux-ci au cycliste de modifier le rapport de démultiplication du système d'entraînement d'usage courant sur les bicyclettes. Selon la présente invention, le pédalier de bicyclette comporte entre l'axe de liaison3 desmanivelles 2 et le ou les plateaux 6 d'entraînement de la chaîne, un double train d'engrenages 7 et 8. Ce double train d'engrenages permet au cycliste de disposer d'un rapport de démultiplication ajustable en amont du dispositif d'entraînement classique aux bicyclettes c'est-à-dire le plateau 6 conjugué au pignon arrière. Ce double train d'engrenages permet d'obtenir des rapports de démultiplication très importants et autorise entre-autres à employer des plateaux 6 de diamètre relativement modeste et obtenir des développements très importants. On peut noter sur les figures 1 et 2 que l'encombrement du pédalier de la présente invention est particulièrement limité alors que le développement est très important. Il faut également souligner que l'écartement entre les manivelles 2 ntest guere Isodifié vis à vis des pédaliers traditionnels et, par consé rient, le cycliste n'aura aucune difficulté à s'habituer au pédalier de la présente invention qui est bien adapté à la morphologie humaine. Une des particularités de la présente invention est de disposer le ou les plateaux 6 d'entralnement de la chaîne libre en rotation sur l'axe 3 du pédalier de liaison des manivelles 2. Cette désolidarisation des plateaux 6 vis-à-vis de l'axe 3 de liaison des manivelles permet d'intercaler entre ces deux organes un dispositif de démultiplication à rapport quelconque. L'axe du pédalier 3 comprend, selon l'invention, au moins un pignon denté 9 solidaire en rotation dudit axe. Cette solidarisation en rotation telle qu'envisagée à la figure 1 est réalisée au moyen d'une clavette intermédiaire. Il est évident que d'autres moyens de liaison pourraient être envisagés sans pour autant sortir du cadre de la présente invention telle que l'utilisation de cannelures. Le pignon denté 9 est engrèné sur une roue dentée 10 solidaire en ro- tation d'un axe auxiliaire 11. Cet axe auxiliaire 11 comporte également une seconde roue dentée 12 solidaire en rotation avec ledit axe 11. Cette roue dentée 12 est engrènée sur un pignon denté 13 solidaire du plateau 6 d'en- traînement de la chaîne, Les trains d'engrenrges 7 et 8 énumérés précédemment sont donc composés respeetivement d'un couple de pignons et roues dentées 9 et 10 et d'un couple de roues dentées et pignons dentés 12 et 13. En déterminant le nombre de dents des engrenages, il est possible d'ajuster le rapport de démultiplication souhaité. L'utilisation du double train d'engrenages telle qu'illustrée à la figure 1 permet, comme cela est représenté, de bénéficier d'un rapport de multiplication très important. L'ensemble des liaisons de solidarisation en rotation est assuré au moyen de clavettes, d'autres modes de fixation demeurent envisageables selon la présente invention. Selon le mode de construction préférentiel de la présente invention, le pédaiier de bicyclette est logé dans le cadre 5 de la bicyclette tel qu'iliustré aux figures 1 et 2. Pour cela, l'axe auxiliaire Il est guidé en rotation par une cage centrale 14 fixée elîe-mme sur le cadre 5 de la bi cyclere et présentant les roues dentées 10 et li à chaque extrémité. Selon la réalisation illustrée è la figure 2, la cage 14 est fixée sur les barres du cadre 5 à la partie supérieure de la cage 4 de pédalier traditionnellement utilisé. Cette cage 1 peut être fixée sur les tubes du cadre par brasure ou fixation amovible par vis tel qu'illustré. Selon un mode préférentiel de réalisation de la cage, celle-ci est garnie de roulements à billes intérieurs qui assurent le guidage en translation et en rotation de l'axe auxiliaire 11. Les roues dentées 10 et 12 sont fixées de façon amovible sur l'axe auxiliaire 11, notamment par l'utilisation de vis axiales tel qu'illustré à la figure 1. D'autres modes de fixation demeurent envisageables selon la présente invention. Le mode de construction présenté est particulièrement séduisant en ce qu'il est compact. En effet, l'ensemble des organes composant le pédalier de bicyclette de la présente invention sont regroupés au centre du cadre de la bicyclette et, par conséquent, ne constituent aucune gêne au pédalage. Par ailleurs, le pédalier de bicyclette de la présente invention est adaptable sur les bicyclettes existantes. Le ou les plateaux 6 d'entraînement de la chaîne sont fixés sur une douille centrale 15, ladite douille 15 comportant un roulement à aiguilles central montée à rotation sur l'axe 3 de liaison des manivelles 2. Ainsi, les plateaux 6 sont libres en rotation vis-à-vis de l'axe de liaison 3 mais, par contre, ce dernier assure un guidage en rotation des plateaux 6. Sur la douille 15 est fixé le pignon denté 13 solidaire en rotation du ou des plateaux 6 d'entraînement de la chaîne. Selon un mode préférentiel de réalisation du pédalier de bicyclette de la présente invention, celui-ci présente des rapports de démultiplication variables qui permettent de bénéficier des différents avantages énoncés précédemment. Pour cela, l'axe de liaison 3 des manivelles comporte une paire de pignons dentés jumelés 9 et 16. L'axe auxiliaire 11 comporte également une paire de roues jumelées dentées 10 et 17, l'une ou l'autre peut s'engrène avec lesdits pignons jumelés 9 ou 16. Dans le cas de la figure, le pignon 9 et la roue dentée 10 sont engrènés, toutefois il est également envisageable d'engrèner le pignon 16 avec la roue 17, ce qui aurait pour conséquence de modifier le rapport de démultiplication. Bien entendu, il s'agit d'un choix et l'engrènement ne peut être réalisé que pour un couple de pignons et rouesdentées à la fois. Pour obtenir l'engrènement de l'une ou l'autre des roues dentées avec les pignons dentés jumelés correspondants, la paire de roues dentées 10 et 17 jumelées est mobile en translation sur l'axe auxiliaire 11 afin d'aligner l'une ou l'autre roue 10 ou 17 avec le pignon jumelé correspondant 9 ou 16. Le guidage et le déplacement axial du couple de roues dentées 10 et 17 jumelées sont assurés par une fourchette commandée 18. Le dispositif de commande de la fourchette 18 n'est pas représenté, mais il peut être similaire aux tringleries utilisées dans les dérailleurs pour plateaux de pédaliers. Tout déplacement latéral de la fourchette 18 provoque, par voie de conséquence, un déplacement axial du couple de roues jumelées dentées 10, 17, ce qui permet d'obtenir l'engrènement de l'une ou l'autre avec le couple de pignons jumelés 9 et 16. Afin de n'assurer l'engrènement que d'un couple de pignons et roues dentées à la fois, l'intervalle séparant les roues dentées jumelées 10 et 17 correspond sensiblement à la largeur de chaque pignon denté jumelé 9 ou 16. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, pourraient être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. En particulier, la réalisation décrite précédemment permet de bénéficier d'un double rapport de démultiplication selon que un couple ou l'autre de pignons et roues jumelées soit engrèné, toutefois un nombre de vitesses plus élevé aura pu également être envisagé, par exemple en équipant des roues 12 et 13 de roues dentées jumelées analogues à celles décrites précédemment. Revendications 1. Pédalier de bicyclette destiné à assurer l'entraînement de la roue arrière, composé d'un couple de manivelles (2) et pédales (1) qui reçoivent l'effort du cycliste, d'un ou plusieurs plateaux d'entraînement (6) de la chaîne de transmission de l'effort à la roue arrière garnie d'un ou plusieurs pignons, caractérisé par le fait qu'entre l'axe de liaison (3) des manivelles (2) et le ou les plateaux (6) d'entraînement de la chaîne, est disposé un double train d'engrenages (7 et 8). 2. Pédalier de bicyclette selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ou les plateaux (6) d'entraînement de la chaîne sont montés libres en rotation sur l'axe (3) du pédalier de liaison des manivelles (2). 3. Pédalier de bicyclette selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe (3) du pédalier, de liaison des manivelles (2) comprend au moins un pignon denté (9) solidaire en rotation dudit axe (3), sur lequel est engrénée une roue dentee (10) solidaire en rotation d'un axe (11) auxiliaire qui comporte une seconde roue dentée (12) engrénée sur un pignon denté (13) solidaire en rotation du plateau (6) d'entratnement de la chaîne. 4. Pédalier de bicyclette qui comprend notamment un cadre tubulaire (5) selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'axe auxiliaire (11) est guidé en rotation par une cage centrale (14) fixée sur le cadre (5) de la bicyclette et présente les roues dentées (10) et (12) à chaque extrémité. 5. Pédalier de bicyclette selon la revendication 2,caractérisé par le fait que le ou les plateaux (6) d'entraînement de la chaîne sont fixés sur une douille centrale (15), ladite douille (15) comportant un roulement cen- tral monte sur l'axe de liaison (3) des manivelles (2). 6. Pédalier bicyclette selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le pignon denté (13) est fixé sur la douille (15) et solidaire en rotation du plateau d'entraînement (6) de la chaîne. 7. Pédalier de bicyclette selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'axe de liaison (3)- des manivelles (2) comporte une paire de pignons dentés jumelés (9 et 16) et que l'axe auxiliaire (11) comporte également une paire de roues dentées jumelées (10 et 17) dont l'une ou l'-autre peut s'engrèner avec lesdits pignons jumelés (9 et 16). 8. Pédalier de bicyclette selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la paire de roues dentées jumelées (10 et 17) est mobile en translation sur l'axe auxiliaire (11) afin d'aligner pour l'engrènement l'une ou l'autre des roues dentées jumelées avec les pignons dentés jumelés (9 ou 16). 9. Pédalier de bicyclette selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le guidage et le déplacement axial du couple de roues dentées jumelées (10 et 17) sont assurés par une fourchette commandée (18). 10. Pédalier de bicyclette selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'intervalle séparant les roues dentées jumelées (10, 17) correspond sensiblement à la largeur de chaque pignon denté jumelé (9 ou 16).