Brevet FR2749268A3 — publié le 19971205

FR 2749268 A3 19971205 FR 9606587 A 19960529 Cette invention concerne une bicyclette, et plus particulièrement un dispositif d'entrainement électrique amélioré pour bicyclette, capable de transmettre efficacement la rotation d'un moteur un plateau avant. L'amélioration apportée par l'invention s'adresse à une bicyclette conventionnelle, comme celle montrée sur la figure 1, dotée d'un cadre l et d'un dispositif d'entraînement électrique, qui comprend un moteur 2 situé sur la partie supérieure du cadre 1, un interrupteur 3 installé sur la partie inférieure 4 du cadre 1 afin d'activer le moteur 2, ainsi qu'un démultiplicateur 10, qui transmet la rotation de l'arbre moteur du moteur 2 au plateau avant 5. Un ensemble à pédales 6 permet d'entraîner le plateau avant 5. La puissance est transmise du moteur 2 au plateau avant 5 par une vis sans fin et un engrenage à vis sans fin (non représentés). Les axes de la vis sans fin et de l'engrenage à vis sans fin étant perpendiculaires, une quantité substantielle de la puissance est perdue. Un objectif de cette invention est d'offrir une bicyclette avec un dispositif d'entraînement électrique amélioré, dans lequel la puissance peut être efficacement transmise d'un moteur à un plateau avant. Selon cette invention, une bicyclette comprend un cadre, un plateau avant, un vilebrequin qui entraine le plateau avant, un ensemble pédales qui active le vilebrequin, ainsi qu'un dispositif d'entraînement électrique qui comprend un moteur installé sur le cadre et doté d'un arbre moteur, et un démultiplicateur, qui transmet la rotation de l'arbre moteur au vilebrequin, de telle sorte que le vilebrequin tourne une vitesse inférieure celle de l'arbre moteur, et que le vilebrequin ne puisse pas entraîner l'arbre moteur. L'arbre moteur est coaxial et contigu au plateau avant, afin de minimiser la perte de puissance transmise du moteur au plateau avant. Les autres avantages et caractéristiques de cette invention seront bien compris & la lecture de la description détaillée des réalisations préférées qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente une bicyclette conventionnelle; la figure 2 est une vue éclatée d'un dispositif d'entraînement électrique pour bicyclette, selon cette invention; la figure 3 est une vue en coupe du dispositif d'entraînement électrique de cette invention; la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 3; la figure 6 est une vue éclatée d'un autre dispositif d'entraînement électrique pour bicyclette, selon cette invention; la figure 7 est une vue en coupe du dispositif d'entraînement électrique montré sur la figure 6; les figures 8A et 8B représentent un dispositif à rochet qui fonctionne tel un embrayage unidirectionnel, afin d'être utilisé dans le dispositif d'entraînement électrique montré sur la figure 6; enfin, les figures 9A et 9B représentent un dispositif d'embrayage galets chargés par ressorts qui fonctionne tel un embrayage unidirectionnel, afin d'être utilisé dans le dispositif d'entraînement électrique montré sur la figure 6. Avant de décrire cette invention plus en détails, précisons que les mêmes repères numériques seront utilisés pour indiquer des éléments identiques tout au long de la description. L'amélioration apportée par cette invention s'adressant au dispositif d'entraînement électrique d'une bicyclette, le reste de la bicyclette ne sera pas décrit. Selon les figures 2, 3, 4 et 5, un dispositif d'entraînement électrique de cette invention comprend un démultiplicateur 10' et un moteur 20 comprenant un stator annulaire 21 et un rotor tubulaire 22, qui entoure le stator 21 et est équipé d'une roue menante fixe 23 qui sert d'arbre moteur ou d'arbre de sortie du moteur 20. Le démultiplicateur 10' comprend un carter, constitué d'une moitié gauche tubulaire 11 et d'une moitié droite tubulaire 12 et fixé sur le cadre (non représenté} de la bicyclette, afin que le vilebrequin 13 puisse y tourillonner et afin d'y monter le moteur 20. Le démultiplicateur 10' comprend en outre un système d'engrenages planétaires 40 qui comprend (1) un support annulaire gauche 421 positionné dans la moitié droite 12 du carter, (2) plusieurs engrenages épicycloïdaux gauches 422 montés de façon pivotante sur le support gauche 421, qui s'engrènent avec la roue menante 23 du rotor 22, (3) une couronne dentée 41 fixée sur la moitié droite 12 du carter, qui s'engrène avec les engrenages épicycloïdaux gauches 422, afin que le support gauche 421 tourne dans la même direction que le rotor 22, (4) une roue menée 423 fixée sur le support gauche 421, (5) un support droit 424, (6) et plusieurs engrenages épicycloidaux droits 425 montés de façon pivotante sur le support droit 424, qui s'engrènent avec la roue menée 423. Un mécanisme rochets 50 relie le support droit 424 au vilebrequin 13, afin de transmettre la rotation du support droit 424 au vilebrequin 13 et d'éviter que le vilebrequin 13 n'entraîne le support droit 424, réalisant ainsi une transmission unidirectionnelle entre le support droit 424 et le vilebrequin 13. Comme représenté, le mécanisme & rochets 50 comprend un élément à cliquet droit 51, fixé sur le vilebrequin 13, un élément à cliquet gauche 52, fixé sur le support droit 424, et une douille à rochets 30, solidement reliée a la périphérie interne d'un plateau avant 5 (voir figure 3), dont la paroi interne 31 comprend une section a rochet 32 qui engage l'élément à cliquet droit 51 et l'élément å cliquet gauche 52. En conséquence, le vilebrequin 13 tourne à une vitesse inférieure à celle de l'arbre moteur ou de la roue menante 23. I1 est nécessaire que l'arbre moteur 23 soit coaxial au vilebrequin 13, afin de minimiser la perte de puissance. Les figure 6 et 7 représentent une autre réalisation du dispositif d'entraînement électrique de cette invention, qui comprend un carter 60 et un moteur 20. Le carter 60 comprend un carter principal tubulaire définissant une chambre gauche 61, un carter annulaire droit définissant une chambre droite 62, et un carter annulaire gauche 64. Le moteur 20 comprend un stator 21 et un rotor 22, qui entoure le stator 21 et est équipe d'une roue menante fixe 23, situés dans le carter 60. Un démultiplicateur 80 comprend un élément denté 81 et une couronne à denture 82, qui sont tourillonnés dans le carter 60. L'élément denté 81 comprend un grand pignon 811, qui s'engrène a la roue menante 23 du rotor 22, et un petit pignon 812, relié de façon fixe et coaxiale au grand pignon 811 et dont le diamètre est plus petit que celui du grand pignon 811. La couronne à denture 82 est dotée d'une périphérie extérieure dentée 821, qui s'engrène avec le petit pignon 812, et d'une périphérie intérieure à rochet 822. Un mécanisme rochets 90 relie le petit pignon 812 à un vilebrequin 13, afin de transmettre la rotation du petit pignon 812 au vilebrequin 13 et d'éviter que le vilebrequin 13 n'entraîne le petit pignon 812, réalisant ainsi une transmission unidirectionnelle entre le petit pignon 812 et le vilebrequin 13. Comme représenté, le mécanisme à rochets 90 comprend un élément annulaire à cliquets 91, fixement manchon8 sur le vilebrequin 13, ainsi qu'un élément annulaire à rochet 92, dont la section périphérique extérieure à cliquets engage la périphérie intérieure à rochet 822 de la couronne dentée 82, et dont la périphérie intérieure a rochet engage la section périphérique extérieure a cliquets de l'élément & cliquets 91. Le mécanisme à rochets 90 des figures 6 et 7 peut être remplacé par le dispositif rochets 90 des figures 8A et 8B ou par le dispositif d'embrayage galets chargés par ressorts 90' des figures 9A et 9B. Selon les figures 8A et 8B, le plateau avant (non représenté) est fixé & une douille 70 pourvue de dents en biseau en saillie vers l'intérieur 71. Comme représenté, le dispositif & rochets 90 comprend un ensemble roue à rochet et cliquets intérieur 91, placé entre le vilebrequin 13 et la douille 70, et un ensemble roue à rochet et cliquets extérieur 92, placé entre la douille 70 et la périphérie intérieure 822 de la couronne dentée 82, de telle sorte que le vilebrequin 13 ou la couronne dentee 82 puisse entraîner la douille 70, quand ils tournent dans le sens des aiguilles d'une montre, comme indiqué par les flèches, et qu'aucune rotation ne puisse être transmise entre le vilebrequin 13 et la couronne dentée 82. Selon les figures 9A et 9B, le plateau avant (non représenté) est fixé à une douille 70'. Comme représenté, le dispositif d'embrayage à galets chargés par ressorts 90' comprend un ensemble d'embrayage à galets intérieur 91', placé entre le vilebrequin 13 et la douille 70', et un ensemble d'embrayage à galets extérieur 92', placé entre la douille 70' et la couronne dentée 82, de telle sorte que le vilebrequin 13 ou la couronne dentée 82 puisse entraîner la douille 70', quand ils tournent dans la direction indiquée par les flèches, et qu'aucune rotation ne puisse être transmise entre le vilebrequin 13 et la couronne dentée 82. REVENDICATIONS 1. Une bicyclette comprenant un cadre, un plateau avant (5'), un vilebrequin (13) qui entraîne le plateau avant (5'), un ensemble à pédales qui active le vilebrequin (13), ainsi qu'un dispositif d'entraînement électrique qui comprend un moteur installé sur le cadre et doté d'un arbre moteur, et un démultiplicateur qui transmet la rotation de l'arbre moteur au vilebrequin (13), de telle sorte que le vilebrequin (13) tourne à une vitesse inférieure à celle de l'arbre moteur, et que le vilebrequin (13) ne puisse pas entraîner l'arbre moteur, caractérisée en ce que l'arbre moteur est coaxial au plateau avant (5'). 2. Une bicyclette, selon la revendication 1, dans laquelle le moteur (20) comprend un stator (21) et un rotor (22), qui entoure le stator(21) et est équipé d'une roue menante fixe (23) qui sert d'arbre moteur, le démultiplicateur (10') comprenant un carter fixé sur le cadre afin que le vilebrequin (13) puisse y tourillonner, le moteur (20) se trouvant dans le carter; un support gauche (421) positionné dans le carter; plusieurs engrenages épicycloïdaux gauches (422) montés de façon pivotante sur le support gauche (421), qui s'engrènent avec la roue menante (23) du rotor (22); une couronne dentée (41), fixée sur le carter, qui s'engrène avec les engrenages opicycloïdaux gauches (422) afin que le support gauche (421) tourne dans la même direction que le rotor (22); une roue menée (423) fixée sur le support gauche (421); un support droit (424); plusieurs engrenages épicycloïdaux droits (425) montés de façon pivotante sur le support droit (424), qui s'engrènent avec la roue menée (423); et un mécanisme à rochets (50) qui relie le support droit (424) au vilebrequin (13), afin de transmettre la rotation du support droit (424) au vilebrequin (13) et d'éviter que le vilebrequin (13) n'entraîne le support droit (424), réalisant ainsi une transmission unidirectionnelle entre le support droit (424) et le vilebrequin (13). 3. Une bicyclette, selon la revendication 1, dans laquelle le moteur (20) comprend un stator (21) et un rotor (22), qui entoure le stator (21) et est équipé d'une roue menante fixe (23) qui sert d'arbre de moteur, le démultiplicateur (10') comprenant t un carter (60), fixé sur le cadre, afin que le vilebrequin (13) puisse y tourillonner, le moteur (20) se trouvant dans le carter (60); un grand pignon (811), monté en rotation dans le carter (60), qui s'engrène avec la roue menante (23); un petit pignon (812), couplé de façon fixe et coaxiale au grand pignon (811), dont le diamètre est plus petit que celui du grand pignon (811); un mécanisme à rochets (90), qui relie le petit pignon (812) au vilebrequin (13), afin de transmettre la rotation du petit pignon (812) au vilebrequin (13) et d'éviter que le vilebrequin (13) n'entraîne le petit pignon (812), réalisant ainsi une tranamission unidirectionnelle entre le petit pignon (812) et le vilebrequin (13). 4. Une bicyclette, selon la revendication 1, dans laquelle une douille (70) est fixée au plateau avant (5'), le démultiplicateur comprenant une couronne dentée (82), que l'arbre de moteur peut faire entrer en rotation, et un mécanisme 9 rochets (90), placé entre la couronne dentée (82) et le vilebrequin (13), qui comprend un ensemble roue à rochet et cliquets intérieur (91) placé entre le vilebrequin (13) et la douille (70), et un ensemble roue à rochet et cliquets extérieur (92), placé entre la douille (70) et la couronne dentée (82), de telle sorte que le vilebrequin (13) ou la couronne dentée (82) puisse entraîner la douille (70), quand ils tournent dans une direction, et qu'aucune rotation ne puisse être transmise entre le vilebrequin (13) et la couronne dentée (82). 5. Une bicyclette, selon la revendication 1, dans laquelle une douille (70') est fixée au plateau avant (5'), le démultiplicateur comprenant une couronne dentée (82), que l'arbre de moteur peut faire entrer en rotation, et un mécanisme à rochets (90'), placé entre la couronne dentée (82) et le vilebrequin (13), qui comprend un ensemble d'embrayage galets intérieur (91') placé entre le vilebrequin (13) et la douille (70'), et un ensemble d'embrayage à galets extérieur (92'), placé entre la douille (70') et la couronne dentée (82), de telle sorte que le vilebrequin (13) ou la couronne dentée (82) puisse entraîner la douille (70'), quand ils tournent dans une direction, et qu'aucune rotation ne puisse être transmise entre le vilebrequin (13) et la couronne dentée (82).