Brevet FR2605968A1 — publié le 19880506

"Manivelle pour pédalier de bicyclette" La présente invention concerne les manivelles pour pédalier de bicyclette; Actuellement ces manivelles sont fabriquées d'une seule pièce en métal, en l'occurrence en un alliage métallique léger. Cependant du Pait même que ces manivelles sont amenées à transmettre des efforts importants, elles doivent être convenablement dimensionnées. Dans ces conditions, bien qu'elles soient fabriquées en alliage métallique léger, leur poids reste relativement important, ce qui constitue un handicap pour l'équipement de vélos de course. C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser une manivelle conçue pour présenter une résistance mécanique équivalente à celle des manivelles actuelles, tout en possédant un poids beaucoup plus réduit. A cet effet cette manivelle est constituée par l'assemblage de plusieurs éléments distincts, à savoir - un bras de manivelle consistant en un élément fabriqué en matériau composite par surmoulage d'une résine synthétique sur une ame tubulaire en fibres de renforcement, par exemple fibres de carbone ou fibres en aramide, - une première pièce d'extrémité en métal, ou autre matériau approprié, formant le moyeu de cette manivelle, et qui comporte des moyens de fixation sur l'extrémité correspondante de l'élément formant le bras de la manivelle, - et éventuellement une seconde pièce d'extrémité susceptible d'être fixée sur ou dans l'extrémité opposée de l'élément tubulaire pour servir de pièce de réception de la pédale correspondante. Ainsi, comme le bras de la présente manivelle est réalisé en un matériau synthétique composite, le poids de celle-ci subit une réduction de poids très importante tout en conservant une résistance mécanique excellente. Un exemple de réalisation de la présente manivelle est décrit ci-après en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel La figure 1 est une vue en perspective de cette manivelle, La figure 2 en est une vue en coupe axiale, La figure 3 est une vue en élévation de la pie ce d'extrémité destinée à recevoir la pédale correspondante, La figure 4 est une vue partielle en coupe d'une variante de réalisation de cette même pièce d'extrémité, La figure 5 est une vue en coupe-élévation d'une autre variante. La figure 6 est une vue en plan de dessus de la pièce d'extrémité selon cette dernière variante. Les figures 7, 8 et 9 sont des vues partielles en coupe verticale de trois variantes de réalisation de la pièce d'extrémité ou de renfort destinée à recevoir la pédale correspondante. La figure 10 est une vue schématique en perspective d'une autre forme de réalisation du bras proprement dit de la manivelle selon l'invention. Ainsi qu'il a déjà été indiqué, la présente manivelle est constituée par l'assemblage de trois éléments distincts, à savoir : un élément tubulaire 1 constituant le bras de cette manivelle et deux pièces d'extrémité 2 et 3 formant respectivement le moyeu de celle-ci et un embout destiné à recevoir la pédale correspondante. L'élément tubulaire 1 est fabriqué en un matériau synthétique composite par surmoulage d'une résine synthétique sur une ame tubulaire en fibres de renforcement, par exemple en fibres de carbone ou fibres en aramide, telles que celles connues sous la marque "Kevlar". L'épaisseur des parois de cet élément tubulaire et l'orientation des fibres de renforcement de celui-ci sont déterminées de façon à obtenir une résistance mécanique aussi grande que celle des manivelles classiques en alliage métallique léger. Cependant du fait même que cet élément tubulaire est réalisé en matériau synthétique composite, il présente un poids beaucoup plus réduit. Les deux pièces d'extrémité 2 et 3 sont fabriquées indépendamment en métal, ou autre matériau approprié. Chacune d'elle comporte un tenon 4 ou 5 apte à être engagé et fixé à l'intérieur de l'extrémité correspondante de l'élément tubulaire 1. A cet effet, chacun de ces tenons présente une série de gorges transversales 6 destinées à servir de logements à une colle appropriée susceptible d'assurer la fixation en place du tenon correspondant. Dans le cas d'une pédale gauche la pièce d'extrémité 2, formant le moyeu de la manivelle, présente la forme représentée aux figures 1 et 2. Elle comporte donc simplement une ouverture transversale 7 pour son emmanchement sur I'extrémité correspondante de l'axe d'un pédalier. Par contre, s'il s'agit d'une manivelle droite, cette pièce d'extrémité 2 est capable de recevoir le ou les plateaux dentés correspondants, ou des bras radiaux destinés à servir de supports à une ou plusieurs couronnes dentées. Quant à la pièce d'extrémité 3, elle constitue un simple embout d'extrémité présentant un trou taraudé 8 destiné à recevoir l'axe de la manivelle correspondante. Comme il a déjà été mentionné, le principal avantage de la présente manivelle réside dans la réduction de son poids par rapport aux manivelles actuelles. Cependant, un autre avantage consiste dans le fait que la structure de cette manivelle permet de réaliser aisément des manivelles de longueurs différentes à partir de pièces d'extrémité 2 et 3, toutes identiques entre elles. En effet, il suffit de fabriquer plusieurs éléments tubulaires 1 de longueurs différentes. Cependant la manivelle selon l'invention peut faire l'objet de diverses autres formes de réalisation. Ainsi la figure 4 illustre une variante d'exécution de la pièce d'extrémité destinée à recevoir la pédale correspondante. Dans cette variante, cette pièce 3a comporte un collet 9 destiné à entourer l'extrémité correspondante de l'élément tubulaire 1 constituant le bras de la manivelle. Cependant cette pièce comporte comme précédemment un tenon 5a susceptible d'être enfoncé à l'intérieur de l'extrémité correspondante de cet élément tubulaire. La présence du collet 9 renforce la solidité de l'ensemble et évite un délaminage de l'élément tubulaire 1. Par ailleurs, ce collet facilite le centrage lors du montage et il protège ensuite la colle de fixation contre les effets de l'humidité. Bien entendu, le collet 9 peut également être prévu sur la première pièce d'extrémité 2 constituant le moyeu de la manivelle. Les figures 5 et 6 représentent une autre variante de la pièce d'extrémité destinée à recevoir la pédale correspondante. Dans cette variante, cette pièce 3b comporte un tenon 5b de profil conique. Cependant l'extrémité de ce tenon porte des dents 10 destinées à assurer le centrage lors du montage. Par ailleurs, ces dents ont pour fonction d'uniformiser l'épaisseur de la couche de colle de fixation. La figure 7 représente une autre variante encore dans laquelle la pièce d'extrémité destinée à recevoir la pédale correspondante, est remplacée par un insert métallique 11 incorporé dans l'extrémité correspondante de l'élément tubulaire lc formant le bras de manivelle. Cet insert métallique est disposé transversalement et il comporte un canal axial taraudé 12 destiné à recevoir l'axe de fixation de la pédale. La figure 8 représente une variante de cette forme de réalisation. Dans celle-ci il existe également un insert métallique lid dans l'extrémité correspondante du bras id de la manivelle. Cependant il est en plus prévu un renfort 13 en matériau composite à l'intérieur de l'extrémité correspondante de cet élément tubulaire. La figure 9 représente une autre variante de réalisation dans laquelle la pièce de réception de la manivelle est constituée par une sorte de bouchon métallique lie de renforcement qui est enfoncé à l'intérieur de l'extrémité correspondante de l'élément tubulaire le formant bras de manivelle. Ce bouchon métallique comporte un canal transversal 12e taraudé qui débouche sur l'un des côtés du bras de la manivelle pour pouvoir recevoir l'axe de la pédale correspondante. Par ailleurs la figure 10 représente une variante de réalisation de l'élément tubulaire formant le bras de la manivelle. Dans cette variante, cet élément est constitué par deux pièces complémentaires if qui sont fabriquées séparément puis assemblées l'une contre l'autre suivant un plan de joint XY. Sur leur face interne, ces pièces présentent chacune une gorge. Ces pièces sont fabriquées en un matériau composite constitué par des fibres tressées ou non et une résine d'imprégnation appropriée. Bien entendu, le bras de manivelle ainsi constitué reçoit ensuite des pièces d'extrémité ou de renfort destinées respectivement à constituer le moyeu de la manivelle et à servir d'élément de réception et de fixation pour la pédale correspondante. Mais encore une fois de nombreuses autres variantes de réalisation pourraient être envisagées. REVENDICATIONS 1.- Manivelle pour pédalier de bicyclette, caractérisée en ce qu'elle est constituée par l'assemblage de plusieurs éléments distincts, à savoir - un bras de manivelle consistant en un élément (1) fabriqué en matériau composite par surmoulage d'une résine synthétique sur une âme tubulaire en fibres de renforcement, par exemple-Pibres de carbone ou fibres en aramide, - une première pièce d'extrémité en métal, ou autre matériau approprié, formant le moyeu (2) de cette manivelle, et qui comporte des moyens de fixation sur l'extrémité correspondante de l'élément (1) formant le bras de la manivelle, - et éventuellement une seconde pièce d'extrémité (3, 3a, 3b, 11, ild, vile) susceptible d'être fixée sur ou dans l'extrémité opposée de l'élément tubulaire (1) pour servir de pièce de réception de l'axe de la pédale correspondante. 2.- Manivelle selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (1) constituant le bras de cette manivelle est tubulaire et les deux pièces d'extrémité (2, 3 ou 3a, 3b) portent chacune un tenon (4 ou 5, 5a, 5b) aptes à être emboités à l'intérieur de l'extrémité correspondante de cet élément et à y être fixé par collage ou tout autre moyen approprié. 3.- Manivelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde pièce d'extrémité, destinée à recevoir l'axe de la pédale correspondante, consiste en un insert (11, lld) incorporé dans l'extrémité correspondante de l'élément constituant le bras de cette manivelle, ou en un bouchon (lie) susceptible d'être emboité dans cette extrémité, cette pièce comportant un canal transversal (12, 12e) débouchant à l'extérieur pour pouvoir recevoir l'axe de la pédale. 4.- Manivelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bras de celle-ci est constitué par l'assemblage de deux pièces complémentaires (If) qui sont fabriquées séparément en un matériau composite comprenant des fibres, tressées ou non, et une résine appropriée d'imprégnation.