Brevet FR2677319A1 — publié le 19921211

Dispositif de transmission pour bicyclettes ou véhicules similaires. L'invention s'applique plus particulièrement mais non limitativement, aux bicyclettes conformées pour la pratique du tout terrain. Généralement, la plupart des bicyclettes, quel que soit leur type, sont entrainées par un pédalier qui transmet le mouvement de rotation à la roue arrière au moyen d'une chaîne. Il apparait donc que sous l'action de pédalage, seule la roue arrière est motrice. Or, il s'est avéré, notamment pour la pratique de la bicyclette dans des conditions difficiles, notamment en tout terrain, que la transmission de l'effort, seulement à la roue arrière, n'est pas suffisant. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé une solution entièrement mécanique permettant de rendre les deux roues motrices. Cependant, la solution proposée n'est pas satisfaisante et s'avère très compliquée. En effet, la transmission du mouvement du pédalier à chacune des deux roues, s'effectue toujours par une chaîne de transmission. On conçoit que la liaison par chaîne entre le pédalier et la roue avant qui est directrice, nécessite des agencements particulièrement compliqués. En outre, il n'est pas possible de sélectionner à volonté l'entrainement d'une seule des deux roues. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, d'une manière simple, sûre et efficace. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir rendre motrices, à volonté, les deux roues de la bicyclettes, avec la possibilité de sélectionner, en fonction du type de parcours, la motricité pour les deux ou l'une seulement des roues, avec des gammes de vitesses différentes dans chaque cas. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif qui comprend au moins un groupe propulseur actionné par le pédalier et apte à alimenter des moteurs intégrés au moyeu de chacune des roues. Avantageusement, pour résoudre le problème posé de tenir compte de la conception de la bicyclette, notamment de la nécessité d'avoir une roue directrice, le groupe propulseur et les moteurs sont du type hydraulique. Pour résoudre le problème posé d'une variation continue du rapport de réduction entre le pédalier et les roues, le groupe propulseur comprend un réservoir et une pompe à débit variable. Pour résoudre le problème posé de sélectionner à volonté le mode de fonctionnement, avec une éventuelle variation de vitesses, la pompe et les moteurs sont asservis par des moyens aptes à assurer à volonté, soit l'entraînement des deux roues ou d'une seule des deux roues, notamment la roue arrière, soit la mise en roue libre des roues en marche avant ou en mache arrière pour la roue avant seulement, afin de conserver le comportement d'une bicyclette à transmission par chaîne. Avantageusement, les moyens sont constitués par des clapets et des robinets montés en combinaison avec les moteurs et la pompe. Pour résoudre le problème posé de pouvoir mettre à volonté chacune des deux roues en position dite "roue libre", chacun des moteurs comporte un clapet anti-retour assurant une circulation interne du fluide. D'une manière importante, pour résoudre le problème posé d'assurer le freinage, un robinet est monté dans le circuit de chacun des moteurs pour étrangler le débit du fluide circulant à l'intérieur dudit moteur. Avantageusement, pour résoudre le problème posé de modifier la gamme de vitesse, un robinet d'arrêt est monté en série avec l'alimentation des moteurs pour couper l'alimentation en fluide du moteur non utilisé, de manière à reporter la totalité du débit sur l'autre moteur. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est de permettre la rotation libre en marche arrière, de la roue avant lorsqu'elle n'est plus motrice. Un tel problème est résolu en ce qu'un clapet anti-retour est monté en parallèle avec le robinet d'arrêt, entre la sortie de la pompe et l'entrée du moteur mis hors service. Pour résoudre le problème posé de l'intégration des moteurs hydrauliques dans les moyeux de chacune des roues, les moteurs hydrauliques, sont de forme extérieure cylindrique, leur axe étant immobilisé en rotation, en étant solidaire d'une partie fixe de la bicyclette; la partie fixe desdits moteurs étant montée dans une partie tournante constituant le moyeu de la roue. Chacun des moteurs est prolongé sur l'un des côtés par un appendice radial conformé pour assurer plusieurs fonctions, notamment: - la reprise du couple d'entraînement ou de freinage par engagement d'une partie dudit appendice dans un point fixe de la bicyclette, - le raccordement des tuyaux hydrauliques pour l'arrivée et le retour de l'huile des moteurs. - la manoeuvre du robinet assurant le freinage. L'invention est exposée, ci-après, plus en détail, à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue de côté d'une bicyclette équipée du dispositif. La figure 2 montre le schéma hydraulique de principe de fonctionnement du dispositif. Les figures 3, 4, 5 et 6 montrent la circulation du fluide correspondant au cycle de fonctionnement choisi, cette circulation étant représentée par des traits d'épaisseur plus importante, notamment: - la figure 3 montre la circulation du fluide dans le cas où les deux roues sont motrices (robinet ouvert), - la figure 4 montre la circulation du fluide dans le cas où seule la roue arrière est motrice (robinet fermé, moyeu avant en roue libre), - la figure 5 montre la circulation du fluide dans le cas où les deux roues ne sont pas entraînées positivement, correspondant à la position roue libre ou freinage. - la figure 6 montre la circulation du fluide dans le cas où les roues sont en position roues libres lorsque la bicyclette est déplacé en arrière. La figure 7 est une vue partielle en coupe à caractère purement schématique, montrant le principe de montage du moteur hydraulique au niveau des moyeux des roues et selon un exemple de réalisation. Le dispositif s'applique à tout type de bicyclette ou véhicule similaire, équipé d'un pédalier (P) et d'au moins deux roues (R1) et (R2). La figure I montre l'application du dispositif à une forme de réalisation de bicyclette, donnée à titre indicatif nullement limitatif. Selon une caractéristique à la base de l'invention, I'axe du pédalier (P) entraîne un groupe propulseur apte à alimenter des moteurs (M1) (M2) intégrés au moyeu de chacune des roues (R1) (R2). Le groupe propulseur et les moteurs sont du type hydraulique. Notamment, le groupe propulseur comprend une pompe (1) à débit variable, alimentée par un réservoir (2) contenant le fluide hydraulique de tout type connu et approprié. Ce réservoir (2) peut être indépendant ou intégré par exemple, à la pompe ou au cadre de bicyclette. La variation de débit de la pompe (I) peut dépendre de l'effort de pédalage fourni par le cycliste en étant asservie ou non à un paramètre de la transmission, telle que préssion ou autre. Cette variation peut également être commandée par une manette placée sur un endroit approprié de la bicyclette, pour être manoeuvrée par le cycliste. La pompe (1) et les moteurs (M1) (M2) sont de tout type connu. Ils peuvent être à débit fixe, variable ou à multi-débits. De même, il peuvent être en prise directe ou utiliser un réducteur ou un multiplicateur de vitesse à engrenage incorporé. Comme indiqué, selon l'invention, les moyeux des roues (R1) (R2), sont équipés des moteurs hydrauliques (M1) (M2). Dans ce but, et comme le montre la figure 7, chaque moteur peut se présenter sous forme d'un tambour (3) solidaire d'un axe (4), immobilisé en rotation et fixé en bout de la fourche avant et au niveau des pattes arrières de raccordement entre les bases et les haubans. La périphérie du tambour est agencée pour permettre le montage de chacune des roues tournantes (R1) et (R2). Par exemple, la périphérie du tambour présente un système de cannelures (5) permettant le montage d'un corps extérieur (6) constituant le moyeu de chacune des roues. II est bien évident que cet exemple de montage avec une position angulaire fixe de l'extérieur tournant du moteur hydraulique par rapport aux roues, est donné à titre indicatif, nullement limitatif. Sur l'un de ses côtés, le corps (3) du moteur est prolongé par un appendice radial (7) fixé dans une partie fixe du cadre de bicyclette pour assurer la reprise des couples d'entraînement ou de freinage. En outre, cet appendice (7) permet le raccordement avec la pompe hydraulique (1) au moyen de liaisons souples, pour l'arrivée et le retour de l'huile. Cet appendice (7) peut également assurer la liaison par câble ou par circuit hydraulique, avec les poignées de freins. Comme indiqué dans la suite de la description, la pompe (1) et les moteurs (M1) (M2) sont équipés de moyens aptes à assurer à volonté, soit l'entraînement des deux roues (R1) et (R2) ou d'une seule des deux roues, notamment la roue arrière (R1), soit la mise en roue libre des roues (R1) et (R2) en marche avant , ainsi qu'en marche arrière pour la roue avant. Comme le montre la figure 2, la pompe (1) alimentée par le réservoir (2), est reliée en parallèle à chacun des moteurs (Ml) et (M2), pour assurer la fonction différentielle. A noter, les moteurs étant de préférence du type réversible, que ces derniers peuvent fonctionner en pompe, pour assurer le freinage du vélo. Dans ce but, le débit d'huile délivré est étranglé par des robinets (8) et (9) montés dans le circuit dans le circuit de chacun des moteurs (M1) et (M2). Ces robinets sont avantageusement assujettis à chacune des poignées de freins, pour étrangler le débit du fluide circulant àl'intérieur des moteurs, assurant ainsi l'action de freinage en tant que telle. En outre, un clapet anti-retour (10) et (11) est monté en parallèle entre l'entrée de chacun des moteurs (M1) (M2) et la sortie de l'étrangleur (8-9).Ces clapets (10) et (11) ont pour but d'assurer la mise en roue libre lorsque la pompe (1) n'est plus actionnée par le pédalier. Un robinet d'arrêt (13) est monté en série avec l'alimentation des moteurs, pour coupe l'alimentation en fluide du moteur non utilisé, de manière à reporter la totalité du débit sur le moteur restant. Un clapet antiretour (12) est monté en parallèle avec le robinet d'arrêt (13) entre la sortie de la pompe (1) et l'entrée du moteur mis hors service (M2), de façon à permettre la rotation arrière de la roue (R2), lorsque le robinet (13) est fermé, la roue (R1) étant seule motrice. Il convient d'analyser le fonctionnement du dispositif selon l'invention, en se référant plus particulièrement aux schémas des figures 3, 4,5 et6. Le robinet (13) étant ouvert, une action de pédalage a pour effet d'entraîner d'une manière concomitante, la pompe (1). L'huile circule dans tout le circuit selon les flèches (F), en alimentant par conséquent chacun des moteurs (M1) (M2). Les clapets (10) (11) et (12) sont fermés, L'huile passe au travers des étrangleurs (8) et (9) assujettis aux poignées de freins (figure 6). Cette situation correspond à l'entraînement des deux roues (R1) (R2), qui sont donc l'une et l'autre motrices, se partageant le débit de fluide délivré par la pompe (1). Le robinet (13) étant fermé, une action de pédalage a pour effet, comme précédemment, d'entraîner la pompe (1). Par contre, dans ce cas, L'huile circule seulement dans le moteur (M1) situé dans la roue arrière (R1) (figure 4) (Flèche F2). Les clapets (10) et (12) demeurent fermés. Cette situation correspond à l'entraînement de la roue arrière (R1) qui est donc seule motrice et entraînée par la totalité du fluide délivré. La roue avant (R2) est en roue libre, L'huile circulant seulement dans le circuit fermé selon les flèches (F3) au travers du clapet anti-retour (11). Le robinet (13) étant fermé et aucune action de pédalage n'étant exercée, la pompe (1) n'est pas entraînée. L'huile circule seulement en circuit fermé selon les flèche (F4) au travers des moteurs (M1) (M2), des étrangleurs (8) et (9) et des clapets (10) et (11) qui sont en position d'ouverture (Figure 5). Dans cette situation, chacune des roues tourne librement (roue libre), toujours avec la possibilité d'être freinée en agissant sur les étrangleurs (8) et/ou (9). Le clapet anti-retour souvre par dépression et crée un recyclage d'huile selon un circuit offrant le moins de pertes de charges possibles. Lorsqu'aucune action de pédalage n'est exercée, le robinet (13) étant ouvert et la bicyclette déplacée en arrière, la circulation de l'huile est inversée (flèches F5) (figure 6). Les moteurs (M1) et (M2) qui sont réversibles aspirent l'huile contenu dans le réservoir (2) en la refoulant au travers de la pompe (1), les pédales tournant en sens inverse. En gamme haute vitesse (roue arrière (R1) seule motrice), L'huile du moyeu avant (M2) traverse le clapet anti-retour (12). Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle: - La possibilité d'obtenir deux gammes de vitesses en coupant l'alimentation du moteur de la roue avant (Gamme haute vitesse) ou en alimentant chacun des deux moteurs correspondant à la motricité des deux roues (Gamme basse vitesse). - La fonction "différentielle" est obtenue par l'alimentation en parallèle des deux moteurs intégrés dans les moyeux de roues, au moyen d'une seule pompe hydraulique. - Une fonction blocage de différentielle (D) (traits mixtes figure 2) peut être obtenue en divisant le débit délivré par la pompe (1) en deux parts alimentant chacune une roue et mise en service par le cycliste (circulation sur un terrain à faible adhérence). - L'intégration des freins dans les moyeux permet d'obtenir des cadres de géométries inhabituels, avec la possibilité d'intégrer des suspensions avant et arrière à grand débattement - Le freinage hydraulique intégré au moyeu offre puissance, progressivité, absence d'usure et de bruits, ne raye pas les jantes et ne subit pas l'influence de l'humidité et des salissures ambiantes. - La supression de la chaîne de transmission et des organes de changement de vitesses connexes. REVENDICATIONS -1- Dispositif de transmission pour bicyclettes ou véhicules similaires équipé d'un pédalier et d'au moins deux roues (R1) (R2), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un groupe propulseur (1) (2) actionné par le pédalier et apte à alimenter des moteurs (M1) (M2) intégrés au moyeu de chacune des roues (R1) (R2). -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe propulseur (1) (2) et les moteurs (M1) (M2) sont du type hydraulique. -3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le groupe propulseur comprend un réservoir (1) et une pompe (2) à débit variable. -4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe (1) et les moteurs (M1) (M2) sont asservis par des moyens (8-9) (10-11) (12) et (13) aptes à assurer à volonté, soit l'entraînement des deux roues (R1) (R2) ou d'une seule des deux roues, notamment la roue arrière (R1), soit la mise en roue libre des roues en marche avant ou en marche arrière pour la roue avant seulement. -5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens (8-9) (10-11) (12) et (13) sont constitués par des clapets et des robinets montés en combinaison avec les moteurs (M1) (M2) et la pompe (1). -6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 5, caractérisé en ce que chacun des moteurs (M1) (M2) comporte un clapet anti-retour (10-11) pour assurer une circulation interne du fluide, tandis qu'un robinet progressif (8-9) est monté dans le circuit de chacune desdits moteurs pour étrangler le débit de fluide, un robinet d'arrêt (13) étant monté en série avec l'alimentation des moteurs, pour couper l'alimentation en fluide du moteur non utilisé, de manière à reporter la totalité du débit sur l'autre moteur. -7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un clapet antiretour (12) est monté en parallèle sur le robinet (13), entre la sortie de la pompe (1) et l'entrée du moteur (M2). -8- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les robinets (8) et (9) sont de type progressif et assujettis aux poignées de freins, afin d'assurer le freinage des roues par laminage du débit de fluide circulant à l'intérieur des moteurs (M1) (M2). -9- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moteurs hydrauliques, sont de forme extérieure cylindrique, leur axe (4) étant immobilisé en rotation, en étant solidaire d'une partie fixe de la bicyclette, la partie fixe desdits moteurs (M1) (M2) étant montée dans une partie tournante (5) (6) agencée pour entrainer les roues (R1) (R2) de la bicyclette. -10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que chacun des moteurs (M1) (M2) est prolongé sur l'un des côtés, par un appendice radial (7), conformé pour assurer plusieurs fonctions, notamment: - la reprise du couple d'entraînement ou de freinage par engagement d'une partie dudit appendice dans un point fixe de la bicyclette, - le raccordement des tuyaux hydrauliques pour l'arrivée et le retour de l'huile des moteurs, - le raccordement des robinets de freinage.