Brevet FR2686232A1 — publié le 19930723

L'invention se rapporte à un dispositif d'accouplement démontable d'une pièce solidaire d'une semelle de chaussure à une pièce quant à elle liée au pédalier d'une bicyclette. Dans le domaine des accessoires pour cycles, on a déjà conçu de nombreux dispositifs en vue de permettre la liaison démontable entre, d'une part, la semelle de chaque chaussure d'un cycliste et, d'autre part, une pédale ou une pièce réceptrice assimilable à ce rôle. L'invention concerne un dispositif du type mettant en oeuvre des éléments d'accouplement du genre à balonnette, c'est à dire des éléments conçus pour s'assembler par emboitement selon un axe défini dit d'assemblage puis, se verrouiller en translation sur cet axe par pivotement selon le dit axe. Dans ces dispositifs, on situe généralement l'axe d'assemblage comme sensiblement perpendiculaire à celui de guidage en rotation de toute pédale à l'extrémité du bras du pédalier qui la porte. De tels dispositifs ont d'ailleurs été décrits notamment dans des demandes de brevets français publiées sous les numéros 2.315.875, 2.449.587, 2.579.555, 2.588.234. Comme avec tout dispositif d'accouplement démontable d'une pièce solidaire d'une semelle de chaussure à une pièce quant à elle liée à une pédale de cycle, d'une part, tant la fonction d'assemblage que celle de séparation des composants doivent pouvoir être obtenues promptement et de manière quasi automatique, sans le recours d'aide extérieure et, d'autre part, la fonction de séparation doit en plus pouvoir être obtenue systématiquement en cas de chute de l'utilisateur. Alors même que les dispositifs d'accouplement décrits dans les demandes de brevet précitées permettent d'assurer radicalement la fonction d'assemblage, on leur reproche - de requérir une attention particulière pour l'assemblage (FR-A-2.315.875 et 2.579.555), - de n'autoriser l'assemblage ou la séparation des pièces que dans un seul sens (FR-A-2.449.587 et 2.588.234) et, dans ce dernier cas, de contraindre inutilement les pieds de l'utilisateur dans une position fixe de pédalage. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un dispositif d'accouplement qui, tout en étant du genre à baïonnette et donc traditionnellement robuste, permet de garantir, d'une part, un assemblage aisé et quasi automatique et, d'autre part, une séparation sans faille en cas de chute. Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un confort renforcé d'utilisation. L'invention a donc pour objet un dispositif du type précité notamment caractérisé en ce que - d'une part, les faces qui, par paire et sur chaque pièce limitent angulairement les surfaces constituant le moyen de verrouillage en translation, délimitent également angulairement deux à deux, de part et d'autre de chaque surface de verrouillage, un secteur angulaire libre dit découpe mais dont la valeur angulaire s'étend de manière prédéterminée au delà de celle qui, classiquement, devrait correspondre à la valeur angulaire du secteur constitué par les surfaces de verrouillage uniquement majorée d'un léger jeu de montage mécanique et, - d'autre part, l'arbre du moyen de centrage forme au delà de la face frontale de la pièce qui le porte une saillie de hauteur également prédéterminée. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : une vue en coupe transversale partielle d'un dispositif selon l'invention, - figures 2 et 3 : des vues de dessus d'éléments du dispositif selon l'invention. En se reportant au dessin, on voit un dispositif d'accouplement 1 d'une pièce 2 solidaire d'une semelle 3 de chaussures partiellement représentée (dont la surface d'appui est symbolisée par un trait mixte fort) et d'une pièce 4 quant à elle destinée à être au moins indirectement guidée en rotation selon un axe 5 à l'extrémité de l'un des deux bras de manivelle d'un pédalier (non représenté). Tel que cela apparaît, le dispositif d'accouplement est du genre à balonnette, c'est à dire qu'il met en oeuvre au moins deux pièces 2, 4 qui présentent des surfaces 6 et 7, 8 et 9, 10 et 11 destinées à coopérer deux à deux, lesquelles surfaces définissent : - (6 et 7) au moins un moyen 12 de centrage pour le guidage en translation et en rotation des pièces 2, 4 selon et autour d'un axe 13 dit d'assemblage sensiblement perpendiculaire à celui 5 de rotation de la pièce destinée à être liée au pédalier évoqué, - (8 et 9) au moins un moyen 15 d'appui et d'arrêt en translation des pièces 2, 4 selon leur axe 13 d'assemblage et ce dans un sens 16 dit d'assemblage de ces pièces, - (10 et 11) un moyen 17 de verrouillage des pièces 2, 4 en translation dans un sens 18 dit de démontage, c'est à dire opposé à celui de montage 16. Classiquement, les surfaces 6 et 7 qui constituent le moyen 12 de centrage sont réalisées l'une 6 par la face 6 d'un arbre 19, l'autre 7 par la face 7 de révolution d'un alésage 20. De manière également classique, les surfaces 8, 9 qui constituent le moyen 15 d'appui et d'arrêt en translation des pièces 2, 4 sont des surfaces situées chacune dans un plan sécant à l'axe 13 d'assemblage et notamment des surfaces planes organisées autour de l'arbre 19 et de l'alésage 20 dans un plan sensiblement orthogonal à leur axe longitudinal 19a, 20a. De manière également classique, les surfaces 10 et 11 qui constituent le moyen 17 de verrouillage - d'une part, sont des surfaces situées chacune dans un plan sécant à l'axe 13 d'assemblage, notamment approximativement orthogonalement à cet axe, et orientées pour coopérer l'une avec l'autre aprés assemblage, et - d'autre part, sont chacune d'étendue angulairement limitée par des faces 21 à 28 autour de l'axe 13 d'assemblage, c'est à dire qu'elles s'étendent chacune sur un secteur angulaire de valeur donnée A, B mesurable pour A entre les dites faces 21 et 22, 23 et 24 et pour B entre les faces 25 et 26, 27 et 28. Tel que cela apparaît au dessin,les pièces 2, 4 comprennent également des découpes 29, 30 en vue d'autoriser leur emboitement avant la mise en coincidence des surfaces de leur moyen d'arrêt en translation. Tel que cela apparaît également au dessin, chaque pièce 2, 4 comporte en outre une face 31, 8 dite frontale opposé à celle 10, 11 dite de verrouillage en translation. Selon l'invention : - d'une part, les faces 21 à 28 qui, par paire (21 et 22), (23 et 24), (25 et 26), (27 et 28) et sur chaque pièce 2, 4 limitent angulairement les surfaces 10, 11 constituant le moyen 17 de verrouillage en translation, délimitent également angulairement deux à deux (22 et 23), (24 et 21), (26 et 22), (28 et 25), de part et d'autre de chaque surface 10, 11 de verrouillage, un secteur angulaire libre 29, 30 dit découpe mais dont la valeur angulaire C, D s'étend de manière prédéterminée au delà de celle qui, classiquement, devrait correspondre à la valeur angulaire A, B du secteur constitué par les surfaces 10, 11 de verrouillage uniquement majorée d'un léger jeu de montage mécanique et, - d'autre part, l'arbre 19 du moyen 12 de centrage forme au delà de la face frontale 31, 8 de la pièce 2, 4 qui le porte une saillie de hauteur H également prédéterminée. C'est essentiellement la conjugaison de ces deux particularités qui permet d'obtenir le résultat annoncé dans l'entrée en matière de la présente demande. Les découpes 29, 30 ont été repérées par les arcs angulaires auxquels on a associé les valeurs angulaires C et D. Conformément à l'invention, d'une part, chaque pièce 2, 4 comprend deux surfaces 10, 11 de verrouillage qui sont approximativement diamétralement opposées par rapport à l'axe 13 d'assemblage et s'étendent sur des secteurs angulaires de valeurs sensiblement identiques et, d'autre part, la valeur de l'amplitude C, D de chacune des découpes 29, 30 d'une pièce 2, 4 est comprise entre 1500 et 1750 et de préférence entre 155 et 1700. Suivant l'invention, les deux surfaces d'arrêt en translation portées par la pièce 4 associée au pédalier sont disposées de manière telle qu'une droite médiane à ces deux surfaces et sécante à l'axe d'assemblage soit sensiblement perpendiculaire à l'axe 5 de guidage en rotation de la dite pièce 4 sur l'extrémité d'un bras de pédalier. De préférence, la valeur de chaque secteur angulaire délimitant une surface d'arrêt en translation est comprise entre 5 degrés et 20 degrés et est de préférence de 15 degrés. Dans ce cas, la valeur préférentielle du secteur angulaire formée par chaque découpe est de 165 degrés. De manière préférentielle, les surfaces 6, 7 du moyen de centrage sont sensiblement tronconiques. Evidemment, la conicité est de valeur supérieure à celle générant un coincement mécanique compte tenu du coefficient de frottement entre les matériaux qui constituent les surfaces indiquées. Dans une forme avantageuse de réalisation, la pièce 2 destinée à être associée à une semelle de chaussure consiste en une plaque qui, globalement ovale et comprenant un alésage 19 central, est d'épaisseur au moins égale à la hauteur totale de l'arbre 20 destiné à coopérer avec cet alésage. Tel que cela apparait au dessin, la plaque 2 comprend une pluralité de perçages et de lamages notamment oblongs (non repérés) en vue du passage du corps et du logement de la tête d'organes d'ancrage (non représentés) dans la semelle de chaussure. Dans une forme également préférée de réalisation, la pièce 4 destinée à être associée à l'extrémité d'un bras de pédalier comprend essentiellement - un corps tubulaire 33 qui d'une part, abrite des organes 34, 35 de guidage en rotation et d'immobilisation en translation sur un arbre 36 quant à lui équipé de moyens 37 de liaison avec l'extrémité d'un bras de pédalier et, d'autre part, supporte extérieurement l'arbre 19 du moyen 12 de centrage ainsi qu'une surface 8 du moyen 15 d'arrêt en translation et - deux lobes 38 sensiblement diamétralement opposés par rapport à l'axe de l'arbre 19 et qui portent chacun une surface 10 de verrouillage du moyen 17 du même nom. Dans une forme préférée de réalisation, la pièce 4 destinée à être associée à l'extrémité d'un bras de pédalier comprend un moyen 40 d'ajustement à une valeur angulaire prédéterminée de la position de l'axe 13a de montage par rapport à la verticale du lieu où l'on utilise le dispositif de l'invention et ce, lorsque cette pièce 4 est libre de toute contrainte. Cette inclinaison est réalisée vers l'arrière de la bicyclette (non représentée) qui porte la pièce 4 précitée. Par cela, le montage des chaussures sur les pièces 4 réceptrices est notablement facilité. Par exemple, le moyen 40 d'ajustement de la position angulaire de l'axe de montage par rapport à la verticale du lieu résulte d'une différence de masse entre les deux lobes 38 qui sont disposés de part et d'autre du dit axe de montage 13a. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accouplement (1) d'une pièce (2) solidaire d'une semelle (3) de chaussures et d'une pièce (4) quant à elle destinée à être au moins indirectement guidée en rotation selon un axe (5) à l'extrémité de l'un des deux bras de manivelle d'un pédalier, ce dispositif étant du genre dit à baïonnette c'est à dire mettant en oeuvre au moins deux pièces (2, 4) qui présentent des surfaces (6 et 7, 8 et 9, 10 et 11) destinées à coopérer entre elles deux à deux et précisément des surfaces qui définissent - (6 et 7) au moins un moyen (12) de centrage pour le guidage en translation et en rotation des pièces (2, 4) selon et autour d'un axe (13) dit d'asemblage sensiblement perpendiculaire à celui (5) de rotation de la pièce destinée à être liée au pédalier évoqué, - (8 et 9) au moins un moyen (15) d'appui et d'arrêt en translation des pièces (2, 4) selon leur axe (13) d'assemblage et ce dans un sens (16) dit d'assemblage de ces pièces, - (10 et 11) un moyen (17) de verrouillage des pièces (2, 4) en translation dans un sens (18) dit de démontage c'est à dire opposé à celui de montage (16), les surfaces qui constituent le moyen (17) de verrouillage étant situées chacune dans un plan sécant à l'axe (13) d'assemblage notamment approximativement orthogonalement à cet axe et orientées pour coopérer l'une avec l'autre aprés assemblage et étant chacune d'étendue angulairement limitée par des faces (21 à 28) autour de l'axe (13) d'assemblage, c'est à dire qu'elles s'étendent chacune sur un secteur angulaire de valeur donnée (A, B) mesurable pour (A) entre les dites faces (21 et 22, 23 et 24) et pour (B) entre les faces (25 et 26, 27 et 28), les pièces (2, 4) du dispositif comprenant en outre des découpes (29, 30) en vue d'autoriser l'emboitement des pièces avant la mise en coîncidence des surfaces de leur moyen d'arrêt en translation, ce dispositif étant CARACTERISE en ce que - d'une part, les faces (21 à 28) qui, par paire (21 et 22), (23 et 24), (25 et 26), (27 et 28) et sur chaque pièce (2, 4) limitent angulairement les surfaces (10, 11) constituant le moyen (17) de verrouillage en translation, délimitent également angulairement deux à deux (22 et 23), (24 et 21), (26 et 22), (28 et 25), de part et d'autre de chaque surface (10, 11) de verrouillage, un secteur angulaire libre (29, 30) dit découpe mais dont la valeur angulaire (C, D) s'étend de manière prédéterminée au delà de celle qui, classiquement, devrait correspondre à la valeur angulaire (A, B) du secteur constitué par les surfaces (10, 11) de verrouillage uniquement majorée d'un léger jeu de montage mécanique et, - d'autre part, l'arbre (19) du moyen (12) de centrage forme au delà de la face frontale (31, 8) de la pièce (2, 4) qui le porte une saillie de hauteur (H) également prédéterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que d'une part, chaque pièce (2, 4) comprend deux surfaces (10, 11) de verrouillage qui sont diamétralement opposées par rapport à l'axe (13) d'assemblage et s'étendent sur des secteurs angulaires de valeurs sensiblement identiques et, d'autre part, la valeur de l'amplitude (C, D) de chacune des découpes (29, 30) d'une pièce (2, 4) est comprise entre 1500 et 1750. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les deux surfaces d'arrêt en translation portées par la pièce (4) associée au pédalier sont disposées de manière telle qu'une droite médiane à ces deux surfaces et sécante à l'axe d'assemblage soit sensiblement perpendiculaire à l'axe (5) de guidage en rotation de la dite pièce (4) sur l'extrémité d'un bras de pédalier. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et dont les surfaces (6, 7) du moyen (12) de centrage sont réalisées par les faces de révolution d'un arbre (15) et d'un alésage (20) caractérise en ce que la pièce (2) destinée à être associée à une semelle de chaussure consiste en une plaque qui, globalement ovale et comprenant un alésage (19) central, est d'épaisseur au moins égale à la hauteur totale de l'arbre (20) destiné à coopérer avec cet alésage. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la pièce (4) destinée à être associée à l'extrémité d'un bras de pédalier comprend essentiellement - un corps tubulaire (33) qui d'une part, abrite des organes (34, 35) de guidage en rotation et d'immobilisation en translation sur un arbre (36) quant à lui équipé de moyens (37) de liaison avec l'extrémité d'un bras de pédalier et, d'autre part, supporte extérieurement l'arbre (19) du moyen (12) de centrage ainsi qu'une surface (8) du moyen (15) d'arrêt en translation et - deux lobes (38) sensiblement diamétralement opposés par rapport à l'axe de l'arbre (19) et qui portent chacun une surface (10) de verrouillage du moyen (17) du même nom. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que d'une part, chaque pièce (2, 4) comprend deux surfaces (10, 11) de verrouillage qui sont approximativement diamétralement opposées par rapport à l'axe (13) d'assemblage et s'étendent sur des secteurs angulaires de valeur sensiblement identique et, d'autre part, la valeur de l'amplitude (C, D) de chacune des découpes (29, 30) d'une pièce (2, 4) est comprise entre 155 et 1700. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les surfaces (6, 7) du moyen de centrage sont sensiblement tronconiques. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la pièce (4) destinée à être associée à l'extrémité d'un bras de pédalier comprend un moyen (40) d'ajustement à une valeur angulaire prédéterminée de la position de l'axe (13a) de montage par rapport à la verticale du lieu où l'on utilise le dispositif de l'invention et ce, lorsque cette pièce 4 est libre de toute contrainte. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le moyen (40) d'ajustement de la position angulaire de l'axe de montage par rapport à la verticale du lieu résulte d'une difference de masse entre les deux lobes (38) qui sont disposés de part et d'autre du dit axe de montage (13a).