Brevet FR2653737A1 — publié le 19910503

La présente invention a pour objet un élément de cadre pour bicyclette ou pour dispositif statique d'entrainement statique auquel se connecte les tubes du cadre. On sait que les cadres de bicyclette ou de dispositif statique d'entrainement cycliiste sont constitués par assemblage d'éléments tubulaires les uns aux autres. La technique la plus communément utilisée est le soudage. Sans emploi de moyens spécifiques, tel que des gabarits de montage propres à une fabrication en grande série, il est relativement malaisé, d'obtenir un cadre dont les éléments constitutifs soient coplanaires et dont l'alésage du palier du pédalier soit perpendiculaire au plan du cadre. En raison de ces difficultés, la fabrication unitaire du cadre d'une bicyclettes dont les dimensions doivent être adaptées à la taille et à la morphologie du cycliste auquel elle est destinée, est onéreuse et ne peut être entreprise que par un personnel hautement qualifié possédant les divers gabarits de montage. La roue arrière d'une bicyclette équipée d'une transmission classique, comprend en prise avec son moyeu un dispositif d'entrainement communément désigné par "roue libre". Les rayons de la roue arrière en raison de la présence de la "roue libre" ne peuvent être disposés de manière symétrique par rapport au plan de la roue arrière. I1 en résulte un affaiblissement de la roue arrière. La présente invention a pour objet d'obvier aux inconvénients précédemment énoncés en mettant en oeuvre un élément de cadre pour bicyclette ou pour dispositif d'entrainement cycliste auquel se connecte divers éléments tubulaires du cadre, le dit élément constituant gabarit de montage. A cet effet, l'élément de cadre pour bicyclette ou pour dispositif statique d'entrainement cycliste se caractérise essentiellement en ce qu'il est constitué par un boitier avec logement interne ouvert en regard de la roue arrière dans lequel est disposée une transmission de mouvement entre la dite roue et l'arbre du pédalier, lequel est monté dans deux alésages coaxiaux du boitier débouchant tous deux dans le logement du boitier et pratiqués dans les parois du boitier transversalement au plan du cadre, et que le dit boitier est pourvu en outre d'au moins deux orifices borgnes d'axes sécants et perpendiculaires à l'axe commun aux deux alésages, dans lesquels orifices viennent s'encastrer les éléments tubulaires constitutifs du cadre de la bicyclette. Selon une autre caractéristique de l'invention, la transmission de mouvement entre l'axe du pédalier et la roue arrière comprend un galet de friction amené en pression contre la roue arrière, ce galet transmettant le mouvement de rotation de l'arbre du pédalier à la roue arriere. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif en se reférant aux dessins annexés en lesquels - la figure I est une vue partielle d'un cadre de bicyclette comportant un élément de cadre selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe de l'élément de cadre selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe développée montrant la transmission de mouvement, - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne AA de la figure 1, - la figure 5 est une vue de face d'un patin de glissement, - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne BB de la figure 5. Tel que représenté, l'élément 1 de cadre pour bicyclette ou pour dispositif statiqued r entrainement cycliste est constitué par un boitier comportant deux parois latérales 2, parallèles au plan du cadre, une paroi avant 3, une paroi supérieure 4, une paroi inférieure 5 et une paroi arrière 6 délimitant ensemble un logement interne 7 ouvert en regard de la roue arrière 9 de la bicyclette ou du dispositif d'entrainement, dans lequel est disposé une transmission de mouvement entre l'arbre 8 du pédalier de la bicyclette et la roue arrière 9. L'arbre 8 extérieurement au boitier reçoit les pédales (non représentées). Le boitier comporte de plus plusieurs orifices borgnes 10, 11 dans lesquels s'encastrent les éléments tubulaires constituant le cadre et la fourche arrière, l'axe géométrique de chacun de ces orifices etant sécant et perpendiculaire à l'axe géométrique commun à deux alésages 12 pratiqués dans les parois latérales et débouchant dans le logement interne, dans lesquels alésages sont montés les paliers 13 de l'arbre 8 du pédalier. Pour réaliser l'encastrement les tubes du cadre et de la fourche arrière pourront être montés en serrage dans leur orifice respectif ou bien y etre fixés par soudage, collage, ou par toute autre technique d'assemblage. De préférence, les paliers 13 sont constitués par des roulements à bille. On conçoit donc que le boitier tout en constituant un des éléments du cadre de la bicyclette constitue un gabarit de montage. Le boitier peut être monobloc ou réalisé par assemblage de deux demi-coquilles suivant un plan de joint confondu avec le plan du cadre de la bicyclette ou du dispositif statique d'entrainement. La matière du boitier peut être un alliage léger ou une matière synthétique ou un matériau composite. La paroi avant 3 de ce boitier est profilée pour améliorer la pénétration dans l'air. Selon une forme préférée de réalisation, la face externe de cette paroi, suivant une section droite, est convexe. La paroi arrière 6 du boitier 1 comporte une large ouverture 14. Cette paroi est cintrée suivant un arc de circonférence coaxial à la roue arrière et la face externe de cette paroi, suivant une section droite, est concave de façon que la roue arrière 9 puisse pénétrer en partie dans le creux formé par la paroi arrière pour coopérer avec la transmission de mouvement. La paroi inférieure 5 du boitier 1 est dotée d'une ouverture 5A afin de faciliter le montage de la transmission de mouvement dans le boîtier. Cette ouverture est obturée par une plaque 5B. Selon la forme préférée de réalisation, la paroi supérieure porte deux bossages 15 formant saillie vers le haut, dans chacun desquels est pratiqué un des deux orifices borgnes 10 recevant l'un des éléments tubulaires du cadre. Plus précisément, l'un des orifices 10 reçoit le tube dit "oblique" tandis que l'autre orifice reçoit le tube de selle. Il est à noter que l'axe de ce tube de selle avec la verticale passant par l'axe de l'arbre du pédalier forme un angle égal par exemple à 17 , de façon que le bec de selle soit en recul par rapport à la verticale sus-évoquée. Il faut également noter que l'axe du tube oblique avec l'axe du tube de selle forme un angle égal, à titre d'exemple, à 60". Les orifices borgnes 11, recevant en encastrement les éléments tubulaires constituant la fourche arrière de la bicyclette, sont chacun pratiqués dans l'épaisseur d'une des parois latérales 2 et ce depuis la paroi arrière 6 du boitier 1. Selon la forme préférée de réalisation, la transmission de mouvement entre l'arbre du pédalier et la roue arrière comprend un galet 16 de friction amené en pression contre la roue arrière 9 par passage au travers de l'ouverture 14 de la paroi arrière 6 du boitier 1. La longueur de cette ouverture est suffisamment importante pour permettre au galet de venir en pression contre la roue quelque soit l'état de gonflage de cette roue. A titre d'exemple, la longueur de cette ouverture sera sensiblement inférieure au diametre du galet 16. Selon la forme préférée de réalisation, l'axe de rotation du galet est parallèle à l'axe de rotation de la roue et le dit galet coopère en friction avec la bande de roulement de la dite roue, mais selon une variante, l'axe de rotation du galet peut être perpendiculaire à celui de la roue. Selon cette variante, le galet coopère en friction avec le flan de la roue. Selon la première forme de réalisation, le contact entre le galet et la roue arrière s'effectue dans le creux formé par la face externe de la paroi arrière 6. Le galet de friction est monté en fixation sur un arbre 17 parallèle à l'axe de rotation de la roue s'engageant par chacune de ses extrémités dans deux paliers 18 montés dans deux logements 19 pratiqués dans les parois latérales 2 du boitier 1. L'arbre 17 est un des éléments de la transmission de mouvement et reçoit de l'arbre 8 un mouvement de rotation. Préférentiellement, la transmission de mouvement entre l'arbre 8 et l'arbre 17 et le galet 16 est constituée par un train d'engrenages à denture droite par exemple. Toujours selon la forme préférée de réalisation, la transmission de mouvement est multiplicatrice. A titre d'exemple purement indicatif, la transmission comporte un premier pignon denté 20 calé sur l'arbre 8 coopérant en engrènement avec un second pignon 21 calé en rotation sur un arbre 22 monté sur des paliers 23 à billes engagés dans des alésages 24 pratiqués dans les parois latérales. Sur cet arbre 22 est calé en rotation un second pignon 22A coopérant en engrènement avec un pignon 22B calé en rotation sur un arbre 25 monté par ses extrémités en rotation dans deux paliers à bille 26 engagés dans des logements 27 pratiqués dans les parois latérales 2. Sur l'arbre 25 est également calé en rotation un second pignon denté 28 coopérant en engrènement avec un pignon denté 29 calé en rotation sur l'arbre 17. Préférentiellement, le pignon denté 29 est le pignon d'un mécanisme de roue libre connu en SOL. Ce mécanisme de roue libre peut être associé à un mécanisme de changement de vitesse connu en soi. I1 est bien évident que cette forme de réalisation telle que décrite n'est donnée qu'à titre d'exemple non limitatif. Selon une variante d'exécution, cette transmission peut être du type à chaine et pignon, ou courroie crantée. Les différents éléments de cette transmission sont di mentionnés en sorte d'emmagasiner l'énergie cinétique nécessaire à faciliter le passage des points morts haut et bas lors du pédalage. Cependant, afin de réduire l'importance du travail à produire pour l'entraînement des différents pignons, ceux-ci entre leur moyeu et leur denture présentent une diminution d'épaisseur conduisant à une diminution de masse. Le galet 16 entre son moyeu et sa bande de roulement présentera également une diminution d'épaisseur. Il est à noter que le galet 16 constitue un volant d'énertie. Préférentiellement, les différents alesages 12, 24 et 27 sont obturés par un bouchon connu en soi. La bande de roulement du galet 16 est striée de façon à améliorer l'adhérence et la qualité de l'entraînement avec la roue arrière de la bicyclette. Selon la forme préférée d'exécution, l'axe du galet 16 est situé suivant un niveau supérieur par rapport à la position de l'arbre 25. De plus, l'axe du galet 16 sera disposé suivant un niveau supérieur ou identique à l'axe de rotation de la roue arrière 9 afin de faciliter le montage et le démontage de cette roue. Afin de pouvoir régler la forme de pression du galet sur la roue arrière de la bicyclette, l'ensemble formé par le galet 16, l'arbre 17 et les paliers 18, est monté de manière à pouvoir être déplacé dans le boitier vers ou en écartement de l'axe de rotation de la roue arrière et être bloqué en position, le galet contre la roue arrière. A cet effet, les logements 19 des paliers 18 sont de forme oblongue en sorte que les paliers 18 puissent être déplacés dans ces logements, et avec l'ensemble tel que précédemment défini coopère, selon une première variante, un mécanisme de déplacement et d'arrêt en position. De préférence, les logements 19 oblongs se développent chacun suivant un arc de circonférence coaxial à l'arbre 25 et sont de préférence orientés en sorte que le mouvement de pivotement de l'ensemble sus-évoqué vers le bas corresponde à une accentuation de la pression entre le galet 16 et la roue arrière. De préférence, les paliers 18 ne sont pas directement en contact avec les logements 19 mais sont montés chacun dans un patin 30 de glissement monté dans le logement 19 correspondant avec possibilité de glisser dans ce logement. Selon une forme préférée de réalisation, chaque patin de glissement comprend une première chambre cylindrique 31 dans laquelle se bloque le palier 18 correspondant et une seconde chambre cylindrique 32 prolongeant axialement la précédente, cette seconde chambre venant se disposer avec jeu autour de l'arbre 17. Selon cette forme de réalisation, chaque patin de glissement présente une première portion tubulaire 31A dans laquelle est ménagée la chambre 31 prolongée axialement par une seconde portion tubulaire 32B dans laquelle est formée la chambre 32. Cette seconde portion tubulaire 32B pénètre dans le logement 7 du boitier 1. L'épaulement formé entre la première portion tubulaire et la seconde viendra en appui contre un épaulement 19A pratiqué dans le logement 19 et pourra glisser contre cet épaulement l9A. La première portion tubulaire 31A du patin de glissement présente deux portées de guidage 33 et glissement, diamètralement opposées coopérant en guidage et glissement avec les faces longitudinales du logement 19. Ces portées de guidage 33 se développent chacune suivant un arc de circonférence. Selon la forme préférée de réalisation, le mécanisme de déplacement et blocage en position de l'ensemble constitué par l'arbre 17, le galet 16, le palier 18 et patins 30 est monté dans le logement 7 et est constitué par un étrier 34 de forme générale en "U" coopérant par l'extrémité de ses branches avec les patins 30 et par une vis 35 de réglage solidaire de l'âme de l'étrier et engagée dans un taraudage pratiqué dans la paroi supérieure du boîtier, ce taraudage traversant de part en part cette paroi. La vis de réglage extérieurement au logement comportera un bouton molleté. Cette vis est bloquée en translation par rapport à l'étrier mais est libre en rotation par rapport à ce dernier. Préférentiellement, les branches de l'étrier en extrémité libre présentent chacune un orifice dans lequel s'engage la seconde portion 32B du patin 30 de glissement correspondant. L'axe de l'orifice taraudé se développe suivant un axe parallèle à la corde sous tendant l'arc de circonférence suivant lequel se développe chaque logement 19. On conçoit donc que par action sur le bouton molleté de la vis, l'utilisateur pourra ajuster la pression du galet 16 sur la roue arrière 9 et par voie de conséquence ajuster les forces d'adhérences. I1 faut noter que l'utilisateur toujours par action sur la vis de réglage peut dégager totalement le galet de la roue arrière pour par exemple faciliter le démontage et le montage de cette roue. Cette caractéristique autorise également le montage de roues de diamètres légèrement différents. On a précédemment décrit un mécanisme de déplacement et d'arrêt en position pour amener et maintenir le galet en pression contre la roue. Selon une autre variante, le galet sera amené en pression contre la roue 9 par au moins un organe élastique comprimé entre le patin 30 correspondant et le boitier 1. Par exemple, chaque organe élastique pourra être constitué par un ressort à lame courbée disposé dans le logement 19, en appui d'une part contre le patin et d'autre part contre une des faces de ce logement. Selon la forme préférée de réalisation, il est prévu un dispositif de nettoyage de la bande de roulement de la roue arrière, ce dispositif étant fixé à la paroi arrière du boitier et au-dessus du galet 16. Ce dispositif de nettoyage peut être constitué par une paroi souple 36 fixée par une de ses bordures à la paroi arrière et venant par la bordure opposée, à proximité immédiate de la roue arrière. Le jeu entre cette paroi et la roue sera tres faible. La bordure de cette paroi coopérant avec la roue pourra présenter une forme adaptée à celle de la roue. L'élément tel que décrit en constituant gabarit de montage autorise la fabrication de cycles adaptée à la taille et morphologie de l'utilisateur sans pour autant faire appel pour sa réalisation à des moyens importants. Il faut également noter que, dans le cas d'une bicyclette, la transmission de mouvement permet l'obtention, pour un tour de pédale, d'un déplacement compris entre 6 et 8 mètres. Le rapport des vitesses entre le galet et l'arbre du pédalier pourra être compris entre 25 et 30 et ce galet pourra présenter un diamètre sensiblement égal à 90 mm. I1 est bien certain que ces valeurs ne sont données qu'à titre d'exemple non limitatif. En outre, une transmission à galet telle que décrite autorise la réalisation de roues arrières interchangeables avec les roues avants. Il faut noter qu'un dispositif statique d'entrainement cycliste sera doté en outre d'un mécanisme de frein qui agira sur la roue arrière 9 ou bien directement sur le galet 16. Selon cette variante le dispositif d'entrainement sera exempt de roue arrière 9. On pourra également utiliser un tel élément de cadre pour la réalisation de cadre de tricycle ou autre. I1 va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1. Elément de cadre pour bicyclette ou pour dispositif statique d'entrainement cycliste caractérisé en ce qu'il est constitué par un boitier (1) comportant deux parois latérales (2) parallèles au plan du cadre, une paroi avant (3), une paroi supérieure (4), une paroi inférieure (5) et une paroi arrière (6) délimitant ensemble un logement (7 ouvert, en regard de la roue arrière (9), dans lequel est disposé une transmission de mouvement entre l'arbre (8) du pédalier et la roue arrière (9) et que le dit boitier comporte de plus plusieurs orifices borgnes (10) et (11) dans lesquels s'encastrent les éléments tubulaires constituant le cadre et la fourche arrière de la bicyclette, l'axe géométrique de chacun des dits orifices (10), (11) étant sécant et perpendiculaire à l'axe géométrique commun à deux alésages (12) pratiqués dans les parois latérales (2) et débouchant dans le logement interne (7) dans lesquels alésages sont montés des paliers (13) recevant l'arbre du pédalier. 2. Elément de cadre selon la revendication 1 caractérise en ce que la paroi arrière (6) est cintrée suivant un arc de circonférence coaxial à la roue arrière (9). 3. Elément de cadre selon la revendication 1 caractérisé en ce que la transmission de mouvement entre l'arbre du pédalier et la roue arrière comprend un galet (16) de friction amené en pression contre la roue arrière, ce galet transmettant le mouvement de rotation du pédalier à la roue arrière. 4. Elément de cadre selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'axe de rotation du galet (16) est parallèle à l'axe de rotation de la roue arrière. 5. Elément de cadre selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que la transmission de mouvement entre l'arbre du pédalier (8) et le galet de friction (16) est constituée par un train d'engrenage. 6. Elément de cadre selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que la transmission est multiplicatrice. 7. Elément de cadre selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble formé par - le galet (16), - l'arbre (17) sur lequel est calé en rotation le galet (16), - les paliers (18) qui reçoivent les extrémités de l'arbre (17) et qui sont montés dans des logements (19) pratiqués dans les parois latérales (2) du boîtier, est monté de manière à pouvoir être déplacé dans le boitier (1) vers ou en écartement de l'axe de la roue arrière (9) et bloqué en position. 8. Elément de cadre selon la revendication 7 caractérisé en ce que les logements (19) des paliers (18) sont de forme oblongue en sorte que les paliers (18) puissent être déplacés dans leur logement, que les logements oblongs (19) se développent suivant un arc de circonférence et qu'avec l'ensemble formé par le galet (16), l'arbre (17) et les paliers (18) coopère un mécanisme de déplacement et d'arrêt en position. 9. Elément de cadre selon la revendication 8 caractérisé en ce que les paliers (18) sont montés chacun dans un patin de glissement (30) monté dans le logement (19) correspondant,avec possibilité de glisser dans ce logement. 10. Elément de cadre selon la revendication 8 caractérisé en ce que le mécanisme de déplacement et d'arrêt en position est constitué par un étrier (34) en "U" coopérant par l'extrémité de ses branches avec les patins (30) et par une vis de réglage (35) solidaire de l'rame de l'étrier et engagée dans un taraudage pratiqué dans la paroi supérieure du boîtier, ce taraudage traversant de part en part la paroi supérieure et ce taraudage se développant suivant un axe parallèle à la corde sous tendant l'arc de circonférence suivant lequel se développe chaque logement (19).