Brevet FR2709723A1 — publié le 19950317

La présente invention concerne la fabrication d'un modèle de bicyclette, destiné à utiliser l'énergie du vent. Les performances d'un cycle ont toujours été fortenent liiiitées par la force éolienne naissant à l'encontre du cycliste et de sa machine à mesure qu'ils progressaient. Cet handicap, proportionnel à la vitesse du cycliste, n'a pu être que partiellement surmonté par l'utilisation de matériaux sans cesse plus légers, plus aérodynamiques ou même par l'adjonction de carénages, limitant certes les effets négatifs de cette force, mais sans pour autant l'exploiter. Le modèle de bicyclette selon l'invention réduit conaidé- reblement cet inconvénient par l'effet combine de la transformation de l'énergie éolienne négative en énergie poaitive et de la réduction des prises au vent inexploitables. Elle comporte selon une première caractéristique, une éolienne frontale aituee eu-dessus de la roue avant et dont l'axe de rotation est couplé à celui du pédalier par l'intermé-diaire d'un renvoi d'angle (transmission en équerre) et d'une chaine. Ce dispositif capte la pression croissante du vent exercé contre la bicyclette puis, au moyen des pales tournoyantes, en transmet l'énergie jusqu'au pédalier où elle s'ajoute à celle dispensée par le cycliste. Le gisement éolien récupéré ainsi positivement existe même en l'absence totale de vent puisque celui-ci est automatiquement engendré par le déplacement du cycle. Un tel vent, nommé vent apparent, se conjugue au vent réel. Selon une deuxième caractéristique, le pédalier du cycle d'invention est double en ce sens qu'il est pourvu d'un côté du cadre, des différents plateaux réservée à la transmission avant (celle de l'éolienne), et de l'autre côté, des plateaux destinés a la transmission arrière (celle de la roue motrice). Toua ces plateaux sont solidaires entre-eux. Selon une troisième caractéristique, l'axe de l'éolienne, celui du pédalier ainsi que celui de la roue arrière, sont chacun montés sur un roulement libre à cliqueta qui assure un transfert d'énergie à sens unique des pales etSou du pedalier vers la roue arrière. Selon une quatrième caractéristique, un guide chaîne placé à proximité du pédalier, donne choix aux différents plateaux affectés å la chaîne de transmission de l'éolienne. Ce mécanisme permetant de disposer de plusieurs rapports de couple, optimiste les effets de la force du vent dans les pales en fonction de la vitesse du cycle. Selon une cinquième caractéristique, le diamètre réduit de la roue avant est compris entre la moitie et les deux tiers de celui de la roue arrière de manière à ce qu'en situant l'éolienne juste au-dessus de cette petite roue, ses pales profitent d'une bonne exposition au vent et bénéficient de grandes dimensions sans nuire à l'encombrement global de la bicyclette. Selon une sixième caractéristique, l'inclinaison et les proportions de l'éolienne sont telles qu'en surcroît de son premier rôle de capteur d'énergie, celle-ci abrite aussi derrière ses pales le cadre de la bicyclette et le conducteur jusqu'à hauteur des épeules, afin de réduire au maximum les prises au vent inexploitables. Selon une septième caractéristique, la tubulure de direction et le tube arrière du cadre, entre lesquels prend place le conducteur, suivent le même degré d'inclinaison que celui de l'éolienne en montent approximativement jusqu'au niveau de son sommet. Cette configuration particuliere du châssis ainsi creusé derrière les pales, concourt à procurer au cycliste une position de conduite abritee. Selon une huitième caractéristique, le mode de fixation du pédalier par une attache centrale située au-dessous du cadre à haute garde au sol, libère les deux chaînes de transmission de la tubulure. achaine de transmission avant, reliant l'éolienne au pédalier et chaîne de transmission arrière, reliant le pédalier à la roue arrière.) Selon une neuvième carateristique, le tube supérieur et le tube inferieur du cadre maintiennent grâce à un léger prolongement vers l'avant, l'axe de l'éolienne par le haut et par le bas, au-dessus de la petite roue du cycle. Selon une dixième caractéristique, et à des fina de réglage vissent à mieux adapter la bicyclette à la morphologie du conducteur, la selle à dossier ainsi que le pédalier peuvent coulisser indépendamment sur la tubulure du cadre. Selon une onzième caractéristique, deux tendeurs de chaîne, de part et d'autre du pedalier, garantissent une tension constante des chaînes de transmission en facilitant les réglages relatifs a la dixième caractéristique. Les dessins annexes illuatrent l'invention: La figure 1 représente, de côté, le modèle d'invention. La figure 2 représente le pedalier et les transmissions du modèle de bicyclette, conformément à l'invention. En référence à ces dessins (fig.1), le cycle comporte une éolienne à trois pales (I) situee au-dessus de la roue avant (13) et dont l'axe de rotation A mesure que la bicyclette se déplace, le vent s'engouffre dans les pales qui s'animent d'un mouvement de rotation. L'énergie de cette rotation, transmise par le renvoi d'angle (4) et la chaîne (5) jusqu'au pédalier (3), se conjugue aux efforts que le cycliste exerce sur les pédales. Lorsque ce dernier traverse une période de repos, elle eat directement transférée à le roue arrière par la seconde chaîne de transmission (19). Selon une variante non illustrée et des modes particuliers de réalisation, l'éolienne peut avoir un nombre différent de pales et être directement couplée à la roue avant. Sans changer les caractéristiques du cycle et en remplaçant juste la transmission avant per une dynamo, une telle exploitation du gisement Folien peut être également convertie en énergie électrique. (Fig.2) Dans un souci d'équilibre résultant d'une meilleure répartition des forces, la transmission avant qui comprend: pignon de sortie du renvoi d'angle (9), chaîne (5 > et plateaux (10), est située d'un côte du pédalier (7) tandis que les éléments de la transmission arrière incluant le pignon de la roue motrice (8), le sont de l'autre côte (11). (Fig.i > Le roulement libre a cliquets qui équipe l'axe de chacun des éléments moteurs: éolienne (1), pedalier (3) et roue arrière (14), assure à ces pièces une activité indépendante tant que la force de traction engendrée par le dispositif éolien ne se conjugue pas à celle exercee par le cycliste, ou réciproquement. Quatre éventualités de fonctionnement sont alors possibies: - A) La rotation de l'éolienne (1) influe sur celle de la roue arrière (14 > , aana agir sur l'axe du pédalier (3). (seuls ses plateaux sont sollicités.) - B) La rotation des pédales (24) influe sur la rotation de le roue arrière (14) sans modifier celle de l'éolienne (1). (Seule sa chaîne de transmission (5) est sollicitee.) - C) La rotation de l'éolienne (1) et celle des pédales (24) entrent en correlation et cumulent leura effets pour agir aur la roue arrière (14). - D) Le cycle d'invention ae meut en laissant au repos pédales (24) et éolienne (1), pour profiter d'une lancée acquiae, par exemple, ou en descendent une pente. Le transfert d'énergie du système éolien a'effectue par conséquent toujours des pales (l) vers la roue arrière (l4) en passant par les plateaux du pedalier (3) et les chaînes de transmission (5 > -(19), sana pouvoir remonter la filière. (Fig.1) Un guide chaîne faisant office de derailleur (6), est place près du pedalier (3), au-dessus de la chaîne de transmission avant (5). Actionné par une manette au guidon (r2), il sélectionne le plateau approprié, de façon à maximiser le rendement du dispositif éolien en fonction de la vélocité du cycle. La vitesse de rotation des pales étant ainsi modulable par le Jeu de ces différents plateaux, le système permet une recuperation et un transfert d'énergie mieux adaptes à le puissance du vent qui varie avec le cube de sa vitesse. (Fig.1) La taille de la roue avant (Fig.l) L'inclinaison et les proportions de l'éolienne (1) sont telles qu'elles repondent à deux objectifs: - soulager la bicyclette en mouvement des prises au vent inexploiteblea en abritant derrière les pales de l'éolienne le cadre ainsi que le cycliste jusqu'à hauteur des épaules. - présenter, dans les limites du premier objectif, une surface d'exposition au vent optimale qui épouse le profil du cycle sens pour cela accroître son volume. A titre d'exemple non limitatif, et en considérant un angle d'inclinaison d'environ 50-, des pales de dimmensions de l'ordre de 85 cm pour le hauteur et de 18 cm pour la largeur, pourront assumer ces deux fonctions. De par cette position frontale degagee, l'éolienne (1) du modèle d'invention autorise également l'exploitation des vents de côte, venant d'un axe perpendiculaire au sens de déplacement de la bicyclette ou bien de biais (16). Leurs effets se conjuguent alors à ceux du vent apparent. (Fig.I > La tubulure de direction (17) et le tube arrière du châssis (25) entre lesquela prend place le conducteur (le), suivent le même degré d'inclinaison que celui de l'éolienne (Fig.1) Le mode de fixation du pédalier (3) par une attache centrale située au-dessous du cadre à haute garde au aol (26), libère les deux chaînes de transmission (5)-(19) de la tubulure du châssis (20)-(22). (Fig.l) Le tube supérieur et le tube inférieur du cadre (20) (25), sont légèrement prolongea à l'avant (21 > -(22 > pour maintenir l'axe de l'éolienne (2) par le haut et par le bar, au-dessus de la petite roue avent (13). Selon une variante non illustrée et des modes particuliers de réalisation, ces deux tubea (20 > -(25), peuvent être de section plus fine, dédoublés, et d'un seul tenant, à dessein de faciliter la construction du châssis par une reduction de ses points de rupture. (Fig.1) La selle à dossier (18) et l'attache du pédalier (26) peuvent coulisser sur la tubulure du cadre (25). Ce double réglage indépendant: "aelle" pour la hauteur du buste et "pédalier" pour la longueur de l'entre-jambe, permet une plue grande souplesse d'ajustement afin de mieux adapter le cycle à la morphologie du conducteur. Une même bicyclette, de cadre standard, pourra ainsi plus facilement convenir à un adulte aussi bien qu'à un adolescent. Dans les cas de figure extrêmes, un changement de chaînes peut se révéler nécessaire, opération simplifiée par la huitième caractéristique. Deux tendeurs de chaîne (23 > facilitant les réglages du pédalier (3) en fonction de celui la selle (18), garantissent une bonne tension des deux chaînes de transmission (5 > -(19). La présente invention est particulièrement destinée au déplacement des personnes, tant sur le mode professionnel ou sportif que sur celui des loisirs. REVENDICATIONS 1) Modèle de bicyclette, destiné à utiliser l'énergie du vent à des fins d'exploitation mécaniques ou électriques, caractérisé en ce qu'il comporte une éolienne frontale (1) disposée au-dessus de la roue avant (13) et dont l'axe de rotation (2) se trouvent dans l'alignement de la tubulure de direction (17) et du tube inférieur du cadre (25 > , est couplé au pédalier (3) par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle (4 > et d'une chaîne de transmission (5 > . 2 > Modèle de bicyclette selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre reduit de la roue avant est compris entre la moitié et les deux tiers de celui de la roue arrière (14) de manière à positionner l'éolienne (1) juste au-dessus de cette petite roue (13 > . 3) Modèle de bicyclette selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisé en ce que l'inclinaison et les proportions de l'éolienne (1)-(2) sont telles qu'en surcroît de son rôle de capteur d'énergie, celle-ci abrite aussi derrière ses pales le cadre du cycle et le conducteur jusqu'à hauteur des épeules. 4) Modèle de bicyclette selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de transmission (4,5,3) du dispositif éolien (1), reste modulable en fonction de la vitesse du cycle et de la force du vent, par le jeu de différents plateaux attenants au pédalier (3) qui offrent divers rapports de couple. 5) Modèle de bicyclette selon la revendication 1 et la revendication 4, caractérisé en ce que le double pédalier (Fig.2) dont tous les plateaux sont solidaires entre-eux, comporte d'un côté (Fig.2-(7 > ceux qui sont réservés à la transmission de l'éolienne (Fig.2-(10), et de l'autre côté ceux qui sont affectés a la transmission de la roue arrière 6) Modèle de bicyclette selon les revendications 1,4 et 5, caractérisé en ce que l'axe de l'éolienne (2), celui du pédalier (3) ainsi que celui du moyeux de la roue arrière (14 > , sont montés sur un roulement libre à cliquets qui garantit un transfert d'énergie à sens unique. 7 > Modèle de bicyclette selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tubulure de direction (17) et l'arrière du tube inférieur du cadre (25), reliés entre-eux par le tube supérieur transversal (20), montent vers le sommet de l'éolienne (1) selon le même degré d'inclinaison et de manière à doter le cycle d'une position de conduite abritée derrière les pales (18) tout en abaissant son centre de gravité. 8) Modèle de bicyclette selon les revendications 1,2,3 et 7, caractérisé en ce que le tube supérieur et le tube inférieur du cadre (20-25) sont légèrement prolongés à l'avent (21-22) afin de maintenir par le haut et par le bas, l'axe de l'éolienne (2 > juste au-dessua de la petite roue avant (13). 9) Modèle de bicyclette selon les revendications 1,4,5 et 7, caractérisé en ce que la selle à dossier (18 > et le double pédalier (3) peuvent coulisser de manière autonome aur la tubulure du cadre (25). 10 > Modèle de bicyclette selon les revendications 1,4,5 et 8, caractérisé en ce que les deux chaines de transmission et (19) sont indépendantes et désentravées de la tubulure du châssis (20)-(22).