Brevet FR2727376A1 — publié le 19960531

DISPOSITIF DE CHANGEMENT DE VITESSE ELECTRIQUE POUR BICYCLETTE COMPORTANT UN SYSTEME DE RECHARGE ELECTRIQUE La présente invention se rapporte au domaine technique général de la fabrication des cycles, et en particulier au domaine des dispositifs de changement de vitesse destiné à équiper les bicyclettes. La présente invention concerne un dispositif de changement de vitesse électrique pour une bicyclette comportant un pédalier, une chaîne et un dérailleur commandés par un micromoteur apte à assurer le passage de la chaîne d'un pignon arrière à l'autre ou d'un plateau avant à l'autre. Le principe général des dérailleurs commandés par un micromoteur est déjà largement connu, et en particulier il est déjà connu d'avoir recours, sur des bicyclettes, à des dérailleurs commandés par un micromoteur alimenté par une source électrique telle que des piles ou des batteries. Dans ces dispositifs connus, la bicyclette comporte un pédalier, ainsi qu'un ou plusieurs plateaux avants et une série de pignons solidaires de la roue arrière sur lesquels passe une chaîne d'entraînement actionnée par les pédales. Le changement de vitesse est assuré par un dérailleur de type connu mettant en oeuvre, par exemple, un système à parallélogramme ou une vis sans fin agissant sur les pignons et/ou sur la chaîne pour assurer le changement de vitesse. De tels systèmes sont par exemple décrits dans le brevet FR-A2.605.969. De manière également connue, la commande du changement de vitesse s'effectue au moyen d'un levier de commande actionné par le cycliste.Les dérailleurs, du type mentionné ci-dessus, sont communément connus sous le terme de "dérailleur électrique", dans la mesure où ils mettent en oeuvre un micromoteur alimenté par une source électrique, telle qu'une batterie. Jusqu'à présent les dérailleurs électriques du type mentionné précédemment donnent satisfaction mais nécessitent de vérifier fréquemment et systématiquement le bon état de la source électrique fournissant l'énergie au micromoteur. En effet, le bon fonctionnement des dérailleurs électriques est étroitement dépendant du bon état de charge de la source électrique dont la durée de vie est par ailleurs limitée. Le recours à des dérailleurs électriques implique donc une contrainte d'utilisation non négligeable. Pour pallier en partie à ce problème, il a déjà été proposé dans le brevet FR-A-2.605.969, en remplacement des piles ou batteries sèches, dites jetables, qui, outre leur coût nécessitent une vérification fréquente, d'avoir recours à des sources d'énergie dites rechargeables. A cet effet, il a été prévu dans le brevet FR-A-2.605.969 de monter, sous la selle, une série de trois panneaux solaires au silicium, les panneaux constituant ainsi un système de recharge de la source électrique. L'utilisation d'une série de panneaux solaires montés en série à l'arrière de la bicyclette s'avère une solution dont le prix de revient est élevé, et dont le fonctionnement est parfois aléatoire et lié directement dans tous les cas à l'intensité lumineuse disponible.Outre le fait qu'en zone de faible intensité lumineuse ou en cas de forte intempérie le fonctionnement des panneaux solaires ne peut suffire à assurer la charge des batteries, il est incontestable, qu'en période nocturne la charge des batteries est impossible. Ceci constitue donc une contrainte d'utilisation inacceptable pour la plupart des utilisateurs. Le montage de panneaux solaires pose par ailleurs des problèmes d'encombrement et de résistance au vent sur une bicyclette. L'objet de la présente invention vise en conséquence à remédier aux différents inconvénients mentionnés précédemment, et à réaliser un dispositif de changement de vitesse pour une bicyclette comportant un dérailleur électrique alimenté par une source électrique dont la recharge est assurée de manière continue à l'aide de moyens mécaniques fiables sans diminuer en aucune manière l'effort positif de pédalage fourni par le cycliste. Un autre objet de l'invention vise à fournir un nouveau dispositif de changement de vitesse pour bicyclette comportant un dérailleur électrique alimenté par une source électrique dont la charge électrique est assurée à l'aide de moyens mécaniques particulièrement éprouvés fonctionnant en toute condition d'utilisation. Un autre objet de l'invention vise à fournir un nouveau dispositif de changement de vitesse pour une bicyclette comportant un dérailleur électrique disposant en permanence d'une énergie électrique. Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un dispositif de changement de vitesse pour une bicyclette comportant un pédalier, une chaîne, et au moins un dérailleur commandé par un micromoteur alimenté par une source électrique, qui est elle-même reliée à un système de recharge, caractérisé en ce que le système de recharge comprend - un moyen de détection de l'effort du cycliste sur le pédalier, - un moyen de recharge de la source électrique relié fonctionnellement au moyen de détection et susceptible d'être activé uniquement lorsqu'aucun effort positif de pédalage n'est détecté par ledit moyen de détection. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront et ressortiront plus en détail à la lecture de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, dans lesquels - La figure 1 montre selon une vue latérale partielle, une bicyclette pourvue d'un dispositif de changement de vitesse conforme à l'invention. - La figure 2 montre selon une vue latérale partielle, un détail de réalisation du moyen de recharge de la source électrique conforme à l'invention. La figure 1 montre selon une vue partielle une bicyclette comportant un cadre 1, une roue arrière 2 motrice entraînée par une chaîne 3. L'entraînement de la chaîne 3 est classiquement assuré par l'intermédiaire d'une paire de pédales 4a, 4b formant avec le plateau avant 5, sur lequel passe la chaîne 3, le pédalier 6. La roue arrière 2 comporte un jeu de pignons 7, multiétagés et un dérailleur 8, de type connu, et par exemple à parallélogramme déformable ou à vis sans fin. Le dérailleur 8 qui constitue une partie du dispositif du changement de vitesse conforme à l'invention peut également être associé à une roue libre. Dans la configuration montrée à la figure 1, la chaîne 3 passe sur l'un des pignons 7a de l'ensemble multiétagé 7 et sur le plateau avant 5 et définit, lorsque le cycliste effectue un effort de pédalage dans le sens de la flèche F1, un bras de chaîne moteur 3a. Le dispositif de changement de vitesse conforme à l'invention comporte un dérailleur classique de type électrique, c'est à dire associé à un micromoteur et à une électronique de commande destinée à commander le changement de vitesse sous l'impulsion d'organes de commandes manuels manipulés par le cycliste. Tous ces éléments sont bien connus en tant que tels, et ne seront en conséquence pas décrits plus en détail, ses éléments n'étant pas représentés aux figures. De manière également connue, le dérailleur 8 est commandé par un micromoteur qui est alimenté par une source électrique 10 telle que des batteries ou des piles, logées par exemple sous la selle 11. Le dispositif de changement de vitesse conforme à l'invention comprend de manière particulièrement avantageuse un système de recharge de la source électrique 10 apte à ne prélever aucune énergie lorsque le cycliste fournit un effort de pédalage positif, c'est à dire lorsqu'il fournit un effort moteur en pédalant dans le sens de la flèche F1. Le système de recharge comprend un moyen de détection 20 de l'effort du cycliste, ainsi qu'un moyen de recharge 21 de la source électrique 10. Le moyen de recharge 21 est relié fonctionnellement au moyen de détection 20 et est susceptible d'être activé uniquement lorsqu'aucun effort positif de pédalage n'est détecté par ledit moyen de détection 20. Une telle situation survient lorsque la bicyclette est en roue libre, et particulièrement lors d'une descente. De manière avantageuse, le moyen de détection 20 est un moyen de détection de la tension de la chaîne 3, et en particulier de la tension du bras de chaîne moteur 3a. Il comprend à cet effet un galet 22 monté élastiquement mobile contre le bras de chaîne 3a. Le galet 22 est solidaire de l'extrémité d'un bras 23 articulé par l'intermédiaire d'un axe sur un montant du cadre 1, et en particulier sur le montant la supportant la selle 11. Le bras 23 est rappelé élastiquement contre le bras de chaîne moteur 3a par l'intermédiaire d'un ressort de traction 24 s'étendant entre ledit bras 23 et le montant la. Le ressort 24 est monté et d'une force suffisante pour allonger le bras de chaîne moteur 3a à l'encontre du tendeur de chaîne du dérailleur 8, c'est à dire de manière à assurer la tension de la chaîne 3 au repos lorsqu'aucun effort de pédalage n'est effectué.La position de repos élastique du bras articulé 23 et du galet de chaîne 22 est montrée en pointillés sur la figure 1 et référencée A. Le bras 23 est relié électriquement à l'aide de moyens connus, par exemple par des interrupteurs de position, au moyen de recharge 21 pour le rendre actif uniquement lorsque le bras 23 est dans sa position de repos élastique A. Bien évidemment, d'autres moyens de détection de l'effort du cycliste sur le pédalier 6 sont envisageables. Ainsi il est possible d'avoir recours à un moyen de détection de la tension appliquée pendant le pédalage sur le pédalier 6. A cette fin il est possible d'avoir recours à un ou plusieurs capteurs de type extensométrique permettant de détecter, par exemple la courbure ou la déformation de l'axe 6a du pédalier 6, pendant l'action de pédalage. Le moyen de recharge 21 est avantageusement formé par un alternateur 31, de type classique, tel qu'une dynamo dont le courant est redressé. L'alternateur 31 possède un arbre d'entraînement 32 supportant à rotation libre, une roue de contact 33 destinée à être entraînée par la roue arrière 2. L'alternateur 31 est monté déplaçable sur le cadre 1 par l'intermédiaire d'un élément moteur 35, de préférence un micromoteur électrique alimenté à partir de la source électrique 10 et asservi au moyen de détection 20 de manière à appliquer la roue de contact 33 sur la roue arrière 2 lorsqu'aucun effort positif de pédalage n'est détecté. L'alternateur 31 est monté déplaçable sur le cadre 1 par l'intermédiaire d'un bras oscillant 36 supportant à une extrémité ledit alternateur 31, et étant relié en rotation par son autre extrémité sur le montant la. Le bras oscillant 36 est maintenu dans une position permettant l'application souple de la roue de contact 33 sur la roue arrière 2 par l'intermédiaire d'un ressort 34 interposé entre ledit bras oscillant 36 et le montant la. Le déplacement de l'alternateur 31 entre sa position de contact avec la roue arrière 2 correspondant à sa position de recharge, d'une part, et sa position de repos matérialisée en pointillés à la figure 2 et référencée B d'autre part, est assurée par le micromoteur 35 relié par un jeu d'engrenages 37 à une tige de commande 38 de déplacement du bras oscillant 36.La tige de commande 38 est solidaire à chacune de ses extrémités de noix 40, 41 respectivement solidaires et articulées sur la bras oscillant 36 et sur le montant la. La tige de commande 38 est pourvue d'un filetage permettant son vissage dans chacune des noix 40, 41 sous l'impulsion de l'action motrice fournie par le micromoteur 35 et le jeu d'engrenages 37 permettant le déplacement de l'alternateur 31 entre sa position de contact avec la roue 2 et sa position de repos. La tige d'actionnement 38 constitue avec le micromoteur 35 un vérin électrique. Le micromoteur 35 est par ailleurs relié électriquement au moyen de détection 20 comme mentionné précédemment. Le fonctionnement du dispositif de changement de vitesse conforme à l'invention est le suivant. A l'arrêt le bras oscillant 36 est dans une position permettant le contact souple de la roue de contact 33 avec la roue arrière 2 dans la mesure où aucun effort de pédalage n'est détecté par le moyen de détection 20. Dans cette position l'alternateur 31 est dans une position de recharge de la source électrique 10. Dès que le cycliste fournit un effort positif sur le pédalier 6, le moyen de détection 20 détecte la présence d'un effort positif puisque le bras de chaîne moteur 3a vient occuper la position en traits fixes montrée à la figure 1, provoquant le passage du bras articulé 23 de sa position A vers sa position en traits fixes montrée à la figure 1. Dans cette dernière position le bras articulé 23 active le micromoteur 35 qui commande la rotation de la tige 38, ellemême commandant le dégagement du bras oscillant 36 vers sa position B. Dans cette position l'alternateur 31 n'assume pas la recharge de la source électrique 10 ce qui permet à la totalité de l'effort de pédalage d'être transmis au jeu de roulement 7 de la roue motrice 2. Le cycliste ne doit donc fournir aucun effort supplémentaire.Lorsque le cycliste relache son effort sur le pédalier 6, c'est à dire que la bicyclette est en roue libre ou qu'une action de freinage est exercée, le moyen de détection 20 ne détecte plus d'effort de pédalage. Dans ce cas le bras articulé 23 revient dans sa position référencée A et le micromoteur 18 actionne à nouveau la tige de commande 38 jusqu'à une position de fin de course avant permettant la mise en contact de la roue de contact 33 sur la roue arrière 2. Dans cette position l'alternateur 31 est actif, c'est à dire à même d'assurer la recharge de la source électrique 10 si cette dernière est dans un état de charge le nécessitant. Bien évidemment dans toutes les positions et situations présentées dans ce qui précède, le cycliste peut à tous moments faire usage du dérailleur 8 et choisir le rapport de vitesse lui convenant. Le dispositif de changement de vitesse conforme à l'invention est également associé à un dispositif de sécurité comprenant un circuit de contrôle de l'état de charge de la source électrique 10 apte à activer, à partir d'une valeur seuil, le moyen de charge 21 même si un effort positif est détecté par le moyen de détection 20. Le circuit de contrôle est pourvu de manière classique d'un circuit électronique mesurant en permanence l'état de charge des batteries et permettant en dessous d'une charge minimale de commander le micromoteur 35 pour que ce dernier fournisse l'énergie nécessaire pour que l'alternateur 31 vienne dans sa position de recharge. Le dispositif de changement de vitesse conforme à l'invention permet d'assurer en permanence et sans effort supplémentaire pour le cycliste, le contrôle et la mise en charge de la source d'énergie 10 chargée de fournir l'énergie nécessaire au fonctionnement du dérailleur électrique 8. REVENDICATIONS 1. Dispositif de changement de vitesse pour une bicyclette comportant un pédalier (6), une chaîne (3), et au moins un dérailleur (8) commandé par un micromoteur alimenté par une source électrique (10), qui est elle-même reliée à un système de recharge, caractérisé en ce que le système de recharge comprend - un moyen de détection (20) de l'effort du cycliste sur le pédalier (6), - un moyen de recharge (21) de la source électrique (10) relié fonctionnellement au moyen de détection (20) et susceptible d'être activé uniquement lorsqu'aucun effort positif de pédalage n'est détecté par ledit moyen de détection (20). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de détection (20) est un moyen de détection de la tension de la chaîne (3). 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de détection (20) est un moyen de détection de la tension appliquée pendant le pédalage sur le pédalier (6). 4. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen de détection (20) de la tension de chaîne (3) comporte un galet (22) monté élastiquement mobile contre la chaîne (3). 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le galet (22) est solidaire d'un bras articulé (23) sur le cadre (1) et rappelé élastiquement contre la chaîne (3) par un ressort (24) de manière à en assurer la tension au repos. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le bras articulé (23) est relié électriquement au moyen de recharge (21) pour le rendre actif uniquement lorsqu'il est dans sa position de repos élastique. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le moyen de recharge (21) comprend un alternateur (31) associé à une roue de contact (33) et monté déplaçable sur le cadre (1) par l'intermédiaire d'un élément moteur (35) associé à un moyen de détection (20) de manière à appliquer la roue de contact (33) sur une roue (2) de la bicyclette lorsque qu'aucun effort positif n'est détecté. 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'alternateur (31) est monté déplaçable sur le cadre (1) par l'intermédiaire d'un bras oscillant (36), l'élément moteur (35) comportant un micromoteur électrique relié par un jeu d'engrenage (37) à une tige de commande (38) du déplacement du bras oscillant (36), ledit micromoteur (35) étant relié électriquement au moyen de détection (20). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de sécurité comprenant un circuit de contrôle de l'état de charge de la source électrique (10) apte à activer à partir d'une valeur seuil le moyen de charge (21) même si un effort positif est détecté par le moyen de détection (20). 10. Bicyclette équipée d'un dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 9.