Brevet FR2777856A1 — publié le 19991029

Pédale de bicyclette à palier hydrostatique L'invention concerne les pédales de bicyclette. Dans l'état de la technique, ces pédales sont pourvues de paliers sous forme de roulements à billes qui portent l'axe de pédale relié au pédalier. Ces roulements à billes donnent généralement satisfaction puisqu'ils donnent un coefficient de frottement relativement faible, mais ils sont chers à fabriquer et sont malgré tout exposés à l'usure causée par les sollicitations variables lors de chaque tour du pédalier. L'invention a pour but de proposer une pédale de bicyclette comportant un palier permettant de remédier aux inconvénients des pédales pourvues de paliers classiques et qui offre les avantages suivants: - absence d'usure; - coefficient de frottement extrêmement faible; - absence de frottement saccadé; - très grande raideur, permettant de conserver un positionnement précis de l'axe de pédale malgré des variations de charge importantes (vers le bas et puis vers le haut); - inexistence de concentrations de contraintes. L'invention a pour objet une pédale de bicyclette comportant un corps de pédale à l'intérieur duquel sont prévus des moyens formant palier pour loger l'axe de pédale relié au pédalier de la bicyclette, caractérisée en ce que les moyens formant palier comportent un circuit hydraulique comprenant des moyens hydrauliques constituant un palier hydrostatique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le circuit hydraulique comprend des organes de commande hydraulique disposés sur le corps de pédale pour alimenter du liquide hydraulique vers le palier lors de l'actionnement du pédalier; - les organes de commande hydrauliques comprennent un vérin constituant une pompe hydraulique susceptible d'être actionnée par la pointe de pied du cycliste, ce vérin étant relié à un réservoir de liquide hydraulique par un conduit d'aspiration d'une part et par un conduit d'alimentation et de retour d'autre part dans lequel est inséré le palier hydrostatique; - un accumulateur de pression est inséré dans le conduit d'alimentation et de retour, en amont du palier hydrostatique; - chaque conduit relié au vérin comporte respectivement un clapet antiretour; - les moyens formant palier sont disposés dans un bloc de palier allongé noyé dans le corps de pédale et comportant une cavité dont les parois définissent un coussinet avec un jeu déterminé entre lesdites parois et l'axe de pédale afin de délimiter un interstice entre lesdites parois et la surface de l'axe de pédale pour y injecter du liquide hydraulique par au moins un orifice d'entrée, le liquide pouvant ensuite en être évacué par au moins un orifice de sortie; - la cavité est d'un côté délimité par une étanchéité torique à travers laquelle passe l'axe de pédale; - l'orifice d'entrée débouche dans un évidement ménagé dans la zone médiane de la cavité; - l'orifice de sortie est disposé dans une zone d'extrémité de la cavité; - au moins un orifice de sortie est disposé dans chaque zone d'extrémité de la cavité; - le bloc de palier est composé par deux demi- coquilles fixées l'une à l'autre; - le vérin est constitué par un dôme élastique. L'invention sera maintenant décrite en référence aux dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple, un mode de réalisation de la pédale suivant l'invention. Sur les dessins: - La figure 1 représente une pédale à fixation rapide, pourvue d'un palier hydrostatique suivant l'invention, - La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un bloc de palier hydrostatique suivant l'invention; - La figure 3 est une vue en coupe longitudinale du bloc de palier de la figure 2; - La figure 4 est un schéma montrant le circuit hydraulique du palier hydrostatique selon l'invention. La figure 1 montre une pédale 1 pourvue d'une fixation rapide composée d'une platine 2 fixée sous la semelle d'une chaussure et d'une griffe avant 3 et d'une griffe arrière 4 entre lesquelles la platine peut être serrée pour retenir la semelle contre le corps de pédale 5. L'axe de pédale 6, relié à un pédalier non représenté sur les figures, est logé dans un palier hydrostatique 7 illustré sur les figures 2 et 3. Ce palier hydrostatique est relié à un circuit hydraulique illustré sur la figure 4 et dont la mise en oeuvre et le fonctionnement seront décrits en détail plus tard. Le palier hydrostatique 7 est ménagé dans un bloc de palier allongé globalement parallélépipédique 8 noyé dans le corps de pédale 5. Ce bloc de palier comporte une cavité allongée 9 ouverte d'un côté afin de recevoir l'axe de pédale 6 qui s'étend à travers une étanchéité torique 10 disposée à proximité de l'ouverture 11 de la cavité. Le bloc de palier 8 est dans l'exemple illustré composé de deux demicoquilles 8a, 8b fixées l'une à l'autre. L'axe de pédale 6 a une extrémité libre en forme de bulbe pour coopérer avec une forme analogue à celle de la cavité 9 pour que cette extrémité reste prisonnière dans la cavité, le reste de l'axe de pédale étant légèrement conique en se rétrécissant vers l'extérieur, ce qui correspond également à la forme générale des parois de la cavité. Les parois de la cavité 9 définissent un coussinet avec un jeu déterminé entre ces parois et la surface de l'axe de pédale 6 afin d'y délimiter un interstice 12 destiné à recevoir le liquide hydraulique par des orifices d'entrée 13, 14 effectués dans la paroi du bloc, dans une zone médiane de la cavité et qui sont disposés l'un à l'opposé de l'autre. De préférence, le liquide hydraulique est constitué par une huile convenable, mais on peut utiliser un fluide lubrifiant quelconque. Afin de faciliter la pénétration et la répartition du liquide hydraulique dans la cavité 9, les orifices d'entrée 13, 14 débouchent dans un évidement respectif 15 ménagé dans cette zone médiane. Le liquide hydraulique est évacué par des orifices de sortie dont deux, 16 et 17, sont disposé dans une zone d'extrémité de la cavité 9, à proximité de l'étanchéité 10. Ces deux orifices de sortie 16, 17 sont disposés l'un à l'opposé de l'autre. Un troisième orifice de sortie 18 est disposé dans la zone d'extrémité opposée, dans l'alignement de l'axe de pédale 6. La figure 4 montre schématiquement un mode de réalisation du circuit hydraulique selon l'invention. Ce circuit comprend un réservoir de liquide hydraulique 19 qui par un conduit d'aspiration "a" est relié à un vérin 20, un clapet antiretour 21 étant inséré dans le conduit "a", à proximité du vérin 20. Chaque clapet antiretour 21 peut être constitué par une valve en caoutchouc. Le piston de vérin 22 est constamment sollicité vers une position d'aspiration par des moyens élastiques 23 qui dans l'exemple illustré sont constitués par un ressort. Le vérin est actionné, à l'encontre de l'action du ressort, par la pointe de pied du cycliste pour refouler le liquide hydraulique dans un conduit d'alimentation "b" débouchant dans les orifices d'entrée 13, 14 de la cavité 9 du palier hydrostatique 7. Le vérin 20 peut avantageusement être constitué par un dôme gonfleur en caoutchouc ou en un autre matériau souple et élastique, comme cela est illustré à la figure 1. Les orifices de sortie 16 à 18 de la cavité 9 du palier communiquent avec un conduit de retour "c" relié au réservoir 19. Les conduits "a", "b" et "c" forment ainsi une boucle fermée. Afin de maintenir la pression dans le palier hydrostatique 7 lors du pédalage, un accumulateur de pression 24 est inséré dans le conduit d'alimentation "b", en amont du palier. Quand l'utilisateur place sa pointe de pied en place sur la pédale, il appuie contre le dôme 20 faisant fonction de vérin hydraulique, le liquide s'y trouvant sera expulsé dans le conduit d'alimentation "b", pour être alimenté vers l'accumulateur de pression 24 et ensuite vers le palier hydrostatique 7. Lorsque l'utilisateur commence à pédaler et quand son pied remontera, le vérin 22 va se remplir de nouveau grace à l'élasticité innée du dôme, en créant une dépression dans la chambre de vérin. Le liquide hydraulique sera ainsi alimenté sous pression dans la cavité 9 du palier 7 et entre-temps, l'accumulateur de pression 24 permet de maintenir constamment le palier en pression. Au démarrage et au ralenti, le coussinet défini par les parois de la cavité 9 assure seul le guidage en rotation de l'axe mais reste lubrifié par le liquide hydraulique. Comme déjà mentionné, le conduit "c" permet ensuite au liquide hydraulique de retourner vers le réservoir 19. Grâce à la cavité 9 formant coussinet, on obtient ainsi une lubrification par film complet et la charge est transmise à travers ce film lubrifiant o la pression est maintenue par l'intermédiaire du vérin 20 faisant fonction de pompe et l'accumulateur de pression 24. Lors du mouvement de rotation du pédalier, on obtient un mouvement d'oscillation du vérin 20 en fonction de la pression variable qui est exercée sur celui-ci pour chaque tour. Cet effet est obtenu même si l'on utilise une fixation rapide du type illustré à la figure 1 avec une cale fixée sous la semelle de la chaussure et qui coopère avec des griffes sur le corps de pédale, ou s'il s'agit d'une fixation quelconque encore plus classique. Grâce à l'invention est ainsi obtenue une pédale pourvue d'un palier présentant tous les avantages précisés ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Pédale de bicyclette comportant un corps de pédale (5) à l'intérieur duquel sont prévus des moyens formant palier (7) pour loger l'axe de pédale (6) relié au pédalier de la bicyclette, caractérisée en ce que les moyens formant palier (7) comportent un circuit hydraulique comprenant des moyens hydrauliques constituant un palier hydrostatique. 2. Pédale de bicyclette selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit hydraulique comprend des organes de commande (20) hydraulique disposés sur le corps de pédale (5) pour alimenter du liquide hydraulique vers le palier (7) lors de l'actionnement du pédalier. 3. Pédale de bicyclette selon la revendication 2, caractérisée en ce que les organes de commande hydrauliques (20) comprennent un vérin constituant une pompe hydraulique susceptible d'être actionnée par la pointe de pied du cycliste, ce vérin (20) étant relié à un réservoir de liquide hydraulique (19) par un conduit d'aspiration ("a") d'une part et par un conduit d'alimentation et de retour ("b", "c") d'autre part dans lequel est inséré le palier hydrostatique (7). 4. Pédale de bicyclette selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'un accumulateur de pression (24) est inséré dans le conduit d'alimentation et de retour ("b", "c"), en amont du palier hydrostatique (7). 5. Pédale de bicyclette selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que chaque conduit ("a", "b") relié au vérin comporte respectivement un clapet antiretour (21). 6. Pédale de bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens formant palier (7) sont disposés dans un bloc de palier allongé (8) noyé dans le corps de pédale (5) et comportant une cavité (9) dont les parois définissent un coussinet avec un jeu déterminé entre lesdites parois et l'axe de pédale (6) afin de délimiter un interstice entre lesdites parois et la surface de l'axe de pédale pour y injecter du liquide hydraulique par au moins un orifice d'entrée (13, 14), le liquide pouvant ensuite en être évacué par au moins un orifice de sortie (16 à 18). 7. Pédale de bicyclette selon la revendication 6, caractérisée en ce que la cavité (9) est d'un côté délimité par une étanchéité torique (10) à travers laquelle passe l'axe de pédale (6). 8. Pédale de bicyclette selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que ledit au moins un orifice d'entrée (13, 14) débouche dans un évidement (15) ménagé dans la zone médiane de la cavité (9). 9. Pédale de bicyclette selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que ledit au moins un orifice de sortie (16 à 18) est disposé dans une zone d'extrémité de la cavité (9). 10. Pédale de bicyclette selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'au moins un orifice de sortie ( 16, 17; 18) est disposé dans chaque zone d'extrémité de la cavité (9). 11. Pédale de bicyclette selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que le bloc de palier (8) est composé par deux demi-coquilles (8a, 8b) fixées l'une à l'autre. 12. Pédale de bicyclette selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisée en ce que le vérin (20) est constitué par un dôme élastique.