Brevet FR2771070A3 — publié le 19990521

FR 2771070 A3 19990521 FR 9714294 A 19971114 La présente invention concerne un dispositif à excentrique pour le jeu de pignons d'une bicyclette, du type comprenant un disque de frein, un jeu d'arbres d'excentrique et un ensemble formant moyeu. L'arbre d'excentrique est disposé à l'intérieur de l'ensemble formant moyeu et il peut être tourné au moyen de la roue libre de la bicyclette. Le disque de frein peut être arrêté afin de régler la position décalée ou excentrée de l'arbre d'excentrique au moyen du jeu d'engrenages de transmission qui sont entraînés en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. En conséquencej it est possible de faire fonctionner la bicyclette soit dans un mode normal, soit dans un mode décalé. Le repos du samedi et du dimanche est devenu une nouvelle tendance à mesure que le niveau de vie des gens s'est amélioré jour après jour. Les loisirs sont devenus de plus en plus importants. En conséquence, de nombreux produits au moyen desquels un utilisateur peut prendre de l'exercice ont été proposés. A cet égard, la bicyclette n'est plus seulement un outil de transport, mais également un instrument d'exercice. De manière conventionnelle, une bicyclette sera caractérisée par ses performances ainsi que par son efficacité, ou par sa capacité à rouler hors route. II ne fait aucun doute que les bicyclettes existantes peuvent satisfaire les exigences lorsqu'il s'agit de rouler en montagne, en tout-terrain, ou tout simplement sur route. Cependant, I'usage de la bicyclette pour en tirer un divertissement et un amusement n'est pas prévu dans sa conception. Bien qu'il existe des bicyclettes conçues pour le jeu ou le sport, elles sont essentiellement axées sur la musculation et sa durabilité. D'autre part, cette sorte de bicyclette d'exercice est disposée à poste fixe. L'utilisateur ne peut en tirer aucun amusement. La présente invention a donc pour objet de fournir un dispositif à excentrique pour le jeu de pignons de la bicyclette, au moyen duquel il est commodément possible de faire fonctionner la bicyclette soit en mode normal soit dans un mode décalé ou excentré. La présente invention concerne un dispositif à excentrique pour le jeu de pignons d'une bicyclette, du type comportant un disque de frein dans lequel est monté un arbre d'excentrique. II comprend une douille et un axe. Une paire de roues dentées excentriques est entourée extérieurement. Les roues dentées excentriques sont en prise avec un autre ensemble formant moyeu. Un jeu d'engrenages de transmission est prévu et il comprend des premier, second et troisième pignons qui sont reliés les uns aux autres. Le troisième pignon est attaché de manière fixe au disque de frein. L'autre extrémité passe à travers un ensemble formant moyeu au moyen d'une tige d'entraînement. t)ne paire de roues dentées d'entrainement est montée sur cette tige. Lorsque la roue dentée excentrique intérieure de l'arbre d'excentrique est entraînée en rotation par la roue libre, la roue à rochet de la roue dentée excentrique extérieure est entraînée en rotation par la roue dentée d'entraînement par l'intermédiaire de la tige d'entraînement. Le moyeu étant alors entraîné en rotation, le jeu d'engrenages de transmission qui est en prise avec les roues dentées d'entraînement est également entraîné en rotation au moyen de la tige d'entraînement. Le second pignon et le troisième pignon, puis le disque de frein étant entraînés en rotation en tant que roue normale. Lorsque le disque de frein est arrêté, le troisième pignon est entraîné de force en rotation autour de la douille. Pendant ce temps, la roue dentée excentrique extérieure est entraînée en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par les roues dentées d'entraînement, la roue à rochet est également entraînée en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport au moyeu, et l'on obtient un déplacement dans le sens d'un décalage ou excentration. Le déplacement dans le sens de l'excentration peut être facilement réglé par le temps de freinage du disque de frein. Lorsque le disque de frein est relâché, la roue arrière qui est attachée au moyen des rayons au moyeu enveloppant, tourne en étant centrée sur l'arbre d'excentrique. Par conséquent, la roue arrière va osciller vers le haut et vers le bas lorsqu'elle tourne. On peut faire facilement passer le dispositif selon l'invention du mode normal au mode décalé ou excentré. La valeur de l'excentration peut être facilement réglée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, qui est donnée à titre d'exemple en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1A et 18 sont des vues en perspective, respectivement à l'état éclaté et à l'état assemblé, du jeu d'engrenages réalisé conformément à la présente invention la figure 2 est une illustration schématique du fonctionnement du jeu d'engrenages conforme à la présente invention; la figure 3 est encore une illustration schématique du fonctionnement du jeu d'engrenages, dans lequel le dispositif à excentrique a été tourné dans une autre position; et les figures 4A et 4B sont des illustrations schématiques du dispositif à came. En se reportant à la figure 1A, le dispositif à excentrique pour le jeu de pignons d'une bicyclette comprend d'une manière générale les éléments suivants, dont les fonctions et relations mutuelles vont être décrites de manière détaillée dans la suite. Un disque de frein 10 présente une forme ronde. Une douille Il est fixée de manière rigide au centre du disque de frein 10. Le pourtour de la douille 11 est garni de dents 111. La douille 11 possède une surface interne lisse et un manchon interne 23 peut y être monté à rotation. II est prévu un jeu d'arbres d'excentrique 20 qui comprend d'une manière générale les éléments suivants. Un axe principal 21 est fixé de manière rigide aux chapes de fixation prévues aux extrémités des bras de la fourche arrière du cadre de la bicyclette. Un pignon avec roue libre 22, le manchon interne 23, une roue dentée excentrique intérieure 24 un ensemble formant moyeu 30, une roue dentée excentrique extérieure 25 et un manchon extérieur 26 sont montés dans cet ordre sur l'axe principal 21. Chacun de ces éléments peut tourner sur l'axe principal 21. Une première extrémité du manchon intérieur 23 est fixée de manière rigide à la roue libre 22 et la seconde extrémité du manchon intérieur 23 est fixée à la roue dentée excentrique intérieure 24. Les parties filetées du manchon intérieur 23 ont des pas mutuellement opposés. Grâce à cela, il est possible d'empêcher que la roue dentée excentrique intérieure 24 ne se détache lorsque la roue libre 22 est entraînée en rotation. D'autre part, le manchon extérieur 26 est fixé de manière rigide à un manchon excentrique 272 d'une roue à rochet 27. Le manchon extérieur 26 est monté avec la roue à rochet 27 et la partie externe de la roue à rochet 27 est munie de dents d'encliquetage 271. Le manchon - excentrique 272 -de ta-roue à rochet 27 passe à travers un trou excentrique de la roue dentée excentrique 25. La roue à rochet 27 est fixée rigidement à la roue dentée excentrique 25 par exemple par des vis comme montré dans la figure 1A. L'ensemble formant moyeu 30 comprend les éléments suivants. II est prévu un moyeu 31 qui présente une configuration tubulaire. Le moyeu 31 comporte un trou excentrique 32 dans lequel est monté un manchon 324. Le moyeu 31 est en outre pourvu d'un trou d'entraînement 33 dans une position convenable. Le bord périphérique extérieur du trou excentrique 32 présente un évidemment 321 dans lequel sont disposés un ressort 322 et un cliquet 323. Le cliquet 323 peut être mis en prise avec les dents 271 de la roue à rochet 27. Par conséquent, cette dernière ne peut être tournée que dans un seul sens. Un carter de moyeu 34 présente une configuration tubulaire et définit à l'intérieur de lui-même un espace de logement. Le moyeu 31, les roues dentées excentriques 24 et 25 et un jeu d'engrenages de transmission 40 peuvent être montés de manière convenable dans cet espace de logement. Comme montré dans la figure 18, le carter de moyeu 34 est également pourvu de flasques auxquels peuvent être fixés les rayons d'une roue de bicyclette. Le jeu d'engrenages de transmission 40 comprend des premier, second et troisième pignons 42, 43 et 44, qui sont reliés les uns aux autres au moyen d'une paire d'équerres plates de support 41. Chacun de ces pignons 42, 43 et 44 est monté à rotation sur les équerres plates de support 41 au moyen d'un axe. Les pignons 42, 43 et 44 sont montés de telle manière qu'ils sont deux à deux en prise l'un avec l'autre. Le troisième pignon 44 est en prise avec la partie externe dentée 111 de la douille 1 1 du disque de frein 10. Le premier pignon 42 du jeu d'engrenages de transmission 40 est calé sur une tige de transmission 45 qui passe à travers le trou d'entraînement 33 du moyeu 31. Une paire de roues dentées d'entraînement 46 et 47 est montée sur la tige 45 et ces deux roues dentées sont respectivement en prise avec les roues dentées ~excentnques Alntérieure-eCexte-r7eure 24 et 25. A chacune des extrémités de la tige de transmission 45 est montée une rondelle de retenue 48 en forme de C, telle qu'un circlip , afin de maintenir en place lesdites roues dentées. II est possible de faire fonctionner le dispositif à excentrique dans une position normale et dans une position excentrique comme cela va être décrit en détail ci-dessous. En se reportant à la figure 2, I'axe principal 21 est situé dans une position de départ qui se trouve au centre du moyeu 31. Lorsque l'utilisateur de la bicyclette appuie sur les pédales de celle-ci pour faire tourner la roue libre 22 en avant, le manchon intérieur 23 et la roue dentée excentrique intérieure 24 sont également tournés en avant. Pendant ce temps, la roue dentée d'entraînement 46 est également tournée et l'autre roue dentée d'entraînement 47 est tournée par la tige de transmission 45. II en résulte que la roue dentée excentrique extérieure 25 est aussi tournée dans le même sens. Etant donné que l'une des dents d'encliquetage 271 de la roue à rochet 27 qui est attachée à la roue dentée excentrique extérieure 25 est en prise avec le cliquet 323 du moyeu 31, la roue dentée d'entraînement 47 n'est pas en mesure de tourner. En conséquence, le moyeu 31 va être tourné simultanément au moyen de la tige de transmission 45. D'un autre côté, le premier pignon 42 situé sur la partie de queue de la tige de transmission 45 est aussi tourné par cette tige de transmission 45. Par suite de l'effet de traction exercé par les équerres plates de support 41, le troisième pignon 44 est également tourné. En outre, le disque de frein 10 est aussi tourné dans le même sens par les dents 111 de la douille Il qui sont en prise avec le troisième pignon 44. Cependant, étant donné que l'axe principal 21 est situé au centre du moyeu 31, le carter de moyeu 34 peut tourner dans le même sens. II en résulte que la roue arrière qui est attachée au carter de moyeu 34 tourne en avant. Dans ce cas, le carter de moyeu 34 fonctionne de manière normale. II est également possible de faire fonctionner le dispositif à excentrique dans une position excentrique. Cette position excentrique devra dFabord ere~ régiéewte disque de frein 10 devra être tout d'abord freiné au moyen d'un frein. Le frein qui est utilisé pour arrêter le disque de frein 10 ne fait pas partie de la présente invention et, de ce fait, aucune description détaillée de ce frein ne sera donnée. Lorsque le disque de frein 10 est arrêté, le troisième pignon 44 est juste en prise avec les dents 111 de la douille 11. II en résulte que le troisième pignon 44 est entraîné en rotation de force autour de la douille 11. Pendant ce temps, la tige de transmission 45 est aussi mise en rotation par le troisième pignon 44 par l'intermédiaire des premier et second pignons 42 et 43. Dans ce cas, la roue dentée excentrique extérieure 25 est tournée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par les roues dentées d'entraînement 46 et 47. La roue à rochet 27 est alors tournée aussi dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport au moyeu 31, et les dents d'encliquetage 271 glissent sur le cliquet 323. Il en résulte qu'il se produit un décalage. Ce décalage est la somme du décalage de l'axe principal 21, après qu'il a été décalé, plus le décalage de la roue dentée excentrique 25 par rapport à la position d'origine de l'axe principal 21, comme cela est clairement montré dans les figures 4A et 4B. D'après ce qui précède, on voit qu'en assemblant le moyeu 31 et des roues dentées excentriques 24 et 25 de différentes tailles, on peut obtenir une variété de décalages pour différentes bicyclettes. D'un autre côté, le décalage est également dépendant du temps de rotation de la roue à rochet 27 par rapport au moyeu 31, c'est-à-dire de l'intervalle de temps entre les moments où le disque de frein 10 est respectivement freiné et relâché. Lorsque le disque de frein 10 est relâché, il est possible d'appuyer sur les pédales de la bicyclette et la roue libre 22 est alors entraînée en rotation. Dans ce cas, les roues dentées excentriques 24 et 25 peuvent continuer à faire tourner le moyeu 31, le carter de moyeu 34 et la roue arrière. Dans ce cas, la roue arrière est entraînée en rotation d'une manière excentrique et l'utilisateur peut prendre de l'exercice à partir de ce mouvement. Si l'utilisateur souhaite utiliser la bicyclette de manière normale, il ou elle peut tout d'abord freiner le disque de frein 10 et ensuite remettre à zéro le décalage de telle façon que l'axe principal 21 soit ramené dans la position centrale du moyeu 31. Par ailleurs, le dispositif à excentrique selon la présente invention peut être également pourvu d'un dispositif convenable de commande pour régler pas à pas l'amplitude d'oscillation de la roue. Grâce à la présente invention, il est possible de faire fonctionner la bicyclette dans un mode normal ou dans un mode décalé ou excentré qui procure un divertissement et de l'exercice. REVENDICATION Dispositif à excentrique pour le jeu de pignons d'une bicyclette, comprenant: un disque de frein (10) présentant une forme ronde, une douille (11) fixée de manière rigide au centre du disque de frein (10), le pourtour de la douille (11) étant garni de dents (111), la douille (11) possédant une surface interne lisse et un manchon interne (23) étant monté à rotation dans celle-ci un jeu d'arbres d'excentrique (20) qui comprend: un axe principal (21) qui est fixé de manière rigide à la fourche arrière de la bicyclette et sur lequel une roue libre (22), le manchon interne (23), une roue dentée excentrique intérieure (24), un ensemble formant moyeu (30), une roue dentée excentrique extérieure (25) et un manchon extérieur (26) sont montés dans cet ordre, chacun de ces éléments pouvant tourner sur l'axe principal (21); une première extrémité dudit manchon extérieur (26) étant fixée de manière rigide à une roue à rochet (27) pourvue d'un manchon excentrique (272) qui passe à travers ladite roue dentée excentrique extérieure (25), ladite roue à rochet (27) étant pourvue de dents d'encliquetage (271) sur son pourtour; dans lequel ledit manchon intérieur (23) est bloqué entre ladite roue libre (22) et ladite roue dentée excentrique intérieure (24), ledit manchon extérieur (26) étant bloqué sur le manchon excentrique (272) de ladite roue à rochet (27); L'ensemble formant moyeu (30) comprenant: un moyeu (31) qui comporte un trou excentrique (32), un trou d'entraînement (33) et un évidemment (321) qui est formé dans le bord périphérique dudit trou excentrique (32) et dans lequel sont disposés un ressort (322) et un cliquet (323), ledit cliquet (323) pouvant être mis en prise avec les dents (271) de ladite roue à rochet (27), de sorte que ledit moyeu (31) ne peut être tourné que dans un seul sens; un carter de moyeu (34) qui présente une configuration tubulaire et définit à l'intérieur de lui-même un espace de logement, ledit moyeu (31), lesdites roues dentées excentriques (24 et 25) et un jeu d'engrenages de transmission (40) étant montés de manière convenable dans cet espace de logement, ledit carter de moyeu (34) étant également pourvu de flasques auxquels peuvent être fixés les rayons d'une roue de bicyclette ledit jeu d'engrenages de transmission (40) comprend des premier, second et troisième pignons (42, 43 et 44), qui sont reliés les uns aux autres au moyen d'une paire d'équerres plates de support (41), chacun de ces pignons (42, 43 et 44) étant monté à rotation sur les équerres plates de support (41) au moyen d'un axe, lesdits pignons (42, 43 et 44) étant montés de telle manière qu'ils sont deux à deux en prise l'un avec l'autre, ledit troisième pignon (44) étant en prise avec ladite partie externe dentée (111) de la douite 41') du disque de frein (il0, ledit premier pignon (42) dudit jeu d'engrenages de transmission (40) étant calé sur une tige de transmission (45) qui passe à travers ledit trou d'entraînement (33) dudit moyeu (31), une paire de roues dentées d'entraînement (46 et 47) étant montée sur ladite tige (45) et ces deux roues dentées étant respectivement en prise avec lesdites roues dentées excentriques intérieure et extérieure (24 et 25), une rondelle de retenue (48) en forme de C étant montée à chacune des extrémités de ladite tige de transmission (45) afin de maintenir en place lesdites roues dentées; dans lequel, lorsque ladite roue dentée excentrique intérieure (24) est entraînée en rotation par ladite roue libre (22), ladite roue à rochet (27) de ladite roue dentée excentrique extérieure (25) est tournée par ladite roue dentée d'entraînement (47) par l'intermédiaire de ladite tige de transmission (45), ledit moyeu (31) étant alors tourné, ledit jeu d'engrenages de transmission (40), qui est en prise avec lesdites roues dentées d'entraînement (46, 47) étant aussi tourné au moyen de ladite tige de transmission (45), ledit second pignon (43) et ledit troisième pignon (44), ledit disque de frein (10) étant alors tourné comme une roue normale, dans lequel lorsque ledit disque de frein (10) est arrêté, ledit troisième pignon (44) est entraîné en rotation de force autour de la douille (11), tandis que ladite roue dentée excentrique extérieure (25) est tournée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par les roues dentées d'entraînement (46 et 47), ladite roue à rochet (27) étant tournée aussi dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport audit moyeu (31), et il se produit un décalage, ce décalage pouvant être facilement réglé par le temps de freinage dudit disque de frein (10), et dans lequel, lorsque ledit disque de frein (10) est relâché, la roue arrière qui est attachée audit carter de moyeu (34) au moyen des rayons est tournée comme si elle était centrée sur l'arbre d'excentrique.