Brevet FR2584671A1 — publié le 19870116

La présente invention est relative à un mécanisme de pédalier , visant à supprimer , dans a cinématique , toute présence d'un point mort. Un tel mécanisme est utilisable notamment , quoique non exclusivement , sur une nicyclette , un tricye , un quadricycle , un véhicule de cross ou de trial , un pédalo , un fauteuil roulant d'infirme , un générateur électrique , un treuil à manivelle , ou sur les jouets les plus divers. Dans un pédalier de type connu , on utilise un plateau denté , sur lequel sont calées deux manivelles portant , chacune , l'une des pédales . Les deux pédales tournent autour de l'axe géométrique du plateau , dont elles sont solidaires , et autour duquel elles sont décalées l'une par rapport à l'autre , de 1800 . Lorsque l'utilisateur pédale , on sait que , lorsque l'une des pédales est en position haute , l'autre se trouve en position basse , si bien qu'à cet instant , le mécanisme présente une position dite de point mort .En effet , si , à cette position , une poussée descendante rigoureusement verticale est exercée sur la pédale en position haute , cette poussée passe par 1' axe de rotation , et elle a tendance à ne faire tourner le plateau , ni vers l'avant , ni vers l'arrière Pour éviter cet inconvénient , divers mécanismes ont été proposés , visant tous à supprimer cette position de point mort . Un tel dispositif est connu par exemple par le brevet français 2 492 936 , dans lequel chaque manivelle 6 est munie d'un évidement longitudinal à 1' intérieur duquel coulisse un ergot 9 , solidaire du plateau 11 . Si un tel dispositif présente du point de vue de la cinématique pure , l'avantage de supprimer effectivement la position de point mort , il offre par contre des inconvénients de réalisation , qui e rendent inutilisable en pratique .En effet -l'évidement longitudinal de chaque manivelle affaiblit considérablement la résistance mécanique de cette derniè re , justement dans une zone où elle travaille à la flexion , dans des conditions souvent critiques - le' mouvement du coulisseau à l'intérieur de l'évidement de la manivelle introduit des frottements d'usure , jus tement dans une zone qui n'est pas protégée contre les salissures ( sable , eau , poussière , etc...) venant d' l'extérieur i l'effet de ces salissures devient rapide- ment destructeur sur des pièces qui coulissent avec frot tement sous une forte pression spécifique d'application;; - le coulisseau 8 lui-même est muni d'un ergot 9 qui cons titue une pièce fragile, disposée en porte-à-faux ,c'est àzdire incapable de supporter des efforts importants de flexion ou de cisaillement , lesquels sont précisément les efforts auxquels on la soumet La présente invention a pour but d' éviter ces inconvénients , en réalisant un mécanisme pour la suppression du point mort sur un pédalier , grâce à un système à biellettes articulées susceptibles d'être réalisées à peu de frais , sous une forme particulièrement robuste. Un mécanisme selon l'invention ,destiné à équiper un plateau denté qui tourne autour d'un premier axe géométrique et un ensemble de deux manivelles tournant autour d'un second axe géométrique parallèle au premier dont il est distinct , est caractérisé en ce qu'il comprend deux pivots latéraux , solidaires du plateau , en des points diamétralement opposés de celui-ci , à savoir - un premier pivot , pour l'articulation de la première ex trémité d'une première bielle dont a seconde extrémité s'articule sur la première manivelle 3 - un second pivot pour l'articulation de la première extré mité d'une seconde bielle dont la seconde extrémité s'ar ticule sur la seconde manivelle Suivant une autre caractéristique de l'invention , les deux bielles ont la même longueur Suivant une autre caractéristique de l'invention , les deux bielles sont situées d'un même côté par rapport au plateau , alors que les deux manivelles sont situées à la manière connue , de part et d'autre de ce plateau Suivant une autre caractéristique de l'invention , l'extrémité libre de chaque manivelle est pourvue d'une pédale Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif , permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention Figure 1 est une vue latérale d'un mécanisme selon l'invention , équipant le pédalier d'une bicyclette Figure 2 en est une coupe suivant II-II (figure 1) Figures 3 à 6 sont des schémas illustrant l'évolution cinématique du système sur une demi-rotation du pédalier Le mécanisme illustré sur les figures comprend un plateau denté 1 , dont la partie centrale évidée tourne , par un roulement à billes 2 , sur un moyeu circulaire fixe 3 .Ce dernier est solidaire du cadre 4 d'une bicyclette ou analogue Ce cadre comporte , à la manière connue un tube transversal ou boîtier de pédalier 5 , que traverse un axe tournant 6 , solidaire d'une première manivelle 7 qui porte une première pédale 8 . La manivelle 7 et la pédale 8 sont situées du coté du cadre 4 qui est opposé à celui du plateau 1 et du moyeu 3 L'arbre tournant 6 traverse le moyeu fixe 3 et il se prolonge par un tourillon 9 , sur lequel tourne librement une seconde manivelle 10 , équipée d'une seconde pédale 11 Entre la seconde manivelle 10 , et le moyeu 3 , l'axe 6 est solidaire d'un premier bras rigide 12 qui porte latéralement , un pivot 13 .Sur celui-ci , s'articule la seconde extrémité d'une première bielle 14 , dont la première extrémité est articulée sur un pivot 15 , dépassant latéralement sur le plateau 1 dont il est solidaire -Diamétralement opposé au premier pivot 15 , est prévu , sur le plateau 1 , un autre pivot 16 sur lequel s'articule la première extrémité d'une seconde bielle 17 , dont la première extrémité est articulée sur un pivot 18 * que porte latéralement un second bras 19,solidaire de a seconde manivelle 10 Le premier bras 12 est calé sur l'arbre 6 , suivant la même orientation que la première manivel le 7 , ainsi que cela apparait sur les figures 1 et 3 à 6, où les deux éléments se confondent en projection. De même , le second bras 19 est calé autour de l'arbre 6 , suivant la même orientation que la seconde manivelle 10 L'arbre 6 tourne autour d'un axe géométrique 19 , ui occupe une position excentrée , par rapport à l'axe géométrique 20 du roulement à billes 2 , et , par conséquent , du plateau 1. Le fonctionnement est le suivant Les deux manivelles 7 et 10 tournent indépendamment l'une de l'autre , au niveau du tourillon 9 ,si ce n'est la liaison assurée entre elles par le mécanisme des bielles 14 , 17 , et des bras 12 , 19 La première pédale 8 transmet son effort au plateau 1 , par l'intermédiaire de la première manivelle 7 , du premier bras 12 , et de la première bielle 14 Par contre , la seconde pédale 11 transmet son effort au plateau 1 , par l'intermédiaire de la seconde manivelle 10 du second bras 19 , et de la seconde bielle 17 Un demi-cycle de pédalage s'effectue comme illustré sur les figures 3 à 6 Sur la figure 3 , la première pédale 8 est à la position d'attaque , pour le temps moteur . La seconde pédale 11 se trouve alors en position basse . On remarque qu'à cet instant , la pédale 8 est décalée par rapport à la pédale 11 , autour de l'axe géométrique 19 , d'un angle supérieur d'environ 300 à l'angle classique de 1800 Lorsqu'on commence à abaisser la pédale 8 dans le sens indiqué sur la figure 3 , par la flèche 21 , jusqu'à la position horizontale illustrée sur la figure 4 , la seconde pédale 11 vient occuper , vers l'arrière , elle aussi sensiblement horizontale .A cet instant , les deux pédales 8 et 11 sont sensiblement décalées de 1800 autour de l'axe géométrique 19 Lors de la poursuite du mouvement , la pédale 11 vient à la position verticale illustrée sur la figure 5 , mais la première pédale 8 ayant pris du retard elle n'est pas encore arrivée à sa position la plus basse Lorsqu'elle y arrive à la fin de son temps moteur ( figure 6) , la seconde pédale 11 a déjà dépassé la position verticale d'un angle 22 , dont a vu précédémment qu'il est de 1' ordre d'une trentaine de degrés . Autrement dit , lorsque la première pédale 8 arrive à la fin de son temps moteur la seconde pédale 11 se trouve déjà placée en position d'attaque ( en traits pleins , sur la figure 6) .Le mécanisme selon l'invention est utile c toutes les vitesses de rotation , mlis tout particulièrement dans les utilisations à vitesse lente , qui coincident avec des pér::t.des d'efforts importants s à savo -" 'c, ;émrrages ( surtiut en côte) - les montées - la circulation contre le vent etc... Le même cycliste utilisant deux bicyclettes avec le même braquet , pourra facilement monter de fortes côtes avec le vélo équipé du le présent dispositif alors qu'il ne le pourrait pas avec un vélo classique. On remarque par ailleurs , la simplicité mécanique de ce dispositif selon l'invention , dépourvu de toute pièce coulissante . On voit notamment sur les figures 1 et 2 , qu'il est possible de le réaliser sous une forme particulièrement robuste , capable de résister aux efforts les plus importants REVENDICATIONS 1 -Mécanisme destiné à équiper un plateau denté (1) qui tourne autour d'un premier axe géométrique (20) et un ensemble de deux manivelles (7) ,(10), tournant autour d'un second axe géométrique (19) parallèle au premier dont il est distinct , caractérisé en ce qu'il comprend deux pivots latéraux (15) ,(16) , solidaires du plateau (1) , en des points diamétralement opposés de celui-ci , à savoir - un premier pivot (15) , pour l'articulation de la premiè re extrémité d'une première bielle (14) dont la seconde extrémité s'articule en (13) sur la première manivelle (7) 3 - un second pivot (16) , pour l'articulation de la premiè re extrémité d'une seconde bielle (17) dont la seconde extrémité s'articule en (18) sur la seconde manivelle (10) 2 - Mécanisme suivant la revendication l,ca- ractérisé en ce que les deux bielles (14) ,(17) ont la même longueur 3 - Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que les deux bielles (14) ,(17) sont situées d'un même côté par rapport au plateau (1) , alors que les deux manivelles (7) et (10) sont situées , à la manière connue , de part et d'autre de ce plateau '(1). 4 - Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que l'extrémité libre de chaque manivelle (7) , (10) est pourvue d'une pédale (8) ,(11). 5 - Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la première manivelle (7) est calée sur un arbre transversal (6) qui traverse un boîtier de pédalier (5) et un moyeu fixe (3) sur lequel tourne le plateau (1) ,'au-delà duquel l'arbre (6) est solidaire d'un premier bras (12) portant le pivot (13) et se termine par un tourillon (9) , sur lequel tourillonne librement le pied de la seconde manivelle (10). 6 - Mécanisme suivant la revendication 5 , caractérisé en ce que la seconde manivelle (10) est solidaire d'un bras (23) portant le pivot (8). 7 - Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6 , caractérisé en ce que le bras (12) a , sur l'axe (19) , le même calage angulaire que la première manivelle (7) , alors que le bras (23) a le même calage angulaire que la seconde manivelle (10).