Brevet FR2809177A1 — publié le 20011123

DETECTEUR D'EFFORT DE PEDALAGE OU DE TENSION DE CHAINE ET DISPOSITIFS UTILISANT LEDIT DETECTEUR La présente invention se rapporte à un détecteur d'effort de pédalage ou de tension de chaîne, ledit détecteur pouvant être combiné à différents dispositifs d'une bicyclette tels qu'un dérailleur, une suspension ou selle de manière à modifier automatiquement leurs états en fonction de l'effort de pédalage ou de la tension de chaîne. Contrairement au domaine de l'automobile, où il existe de nombreux dispositifs d'assistance à la conduite, par exemple les embrayages automatiques, qui rendent le véhicule équipé plus sûr, plus confortable plus facile à conduire, il n'existe dans le domaine du cycle aucun moyen efficace pour gérer automatiquement la raideur des suspensions, les changements de vitesses ou la hauteur de l'assise. Aussi, la présente invention vise à proposer un détecteur d'effort de pédalage ou de tension de chaîne qui, combiné à différents dispositifs d'une bicyclette tels qu'un dérailleur, une suspension ou une selle, permet de modifier automatiquement leurs états, notamment sans que le cycliste n'ait besoin de lâcher les mains du guidon. A cet effet, l'invention a pour objet un détecteur d'effort de 'datage et/ou de tension de chaîne prévu pour être rapporté sur un cadre vélo comportant un axe de pédalier caractérisé en ce qu'il comprend un 'lément intermédiaire, par rapport auquel peut pivoter l'axe du pédalier, susceptible de pivoter par rapport au cadre autour d'un axe désaxé par rapport à l'axe du pédalier ainsi que des moyens de maintien déformable susceptibles de s'opposer au pivotement dudit élément, le pivotement dudit élément à l'encontre des moyens de maintien engendré par l'effort de pedalage et/ou la tension de chaîne étant susceptible d'informer des moyens de commande. Selon un premier mode de réalisation, il comprend une platine montée pivotante autour d'un axe solidaire de la partie inférieure du cadre, l'axe de pédalier étant monté pivotant dans un palier solidaire de la platine. Selon un second mode de réalisation, il comprend un palier dans lequel l'axe du pédalier est monté pivotant, ledit palier étant susceptible de pivoter dans un alésage, d'axe désaxé par rapport à l'axe du pédalier, disposé à l'extrémité inférieure du cadre. Selon une autre caractéristique, les moyens de maintien sont constitués d'un élément déformable qui relie l'élément intermédiaire au cadre. Selon une autre caractéristique, les moyens de maintien comprennent un serti solidaire d'un câble reliant le détecteur aux moyens de commande qui prend appui sur un élément élastique déformable reposant sur une butée solidaire du cadre. Avantageusement, il comprend des moyens d'amortissement susceptibles de générer un phénomène d'hystérésis au niveau de l'action du câble sur les moyens de commande. Certaines bicyclettes, plus particulièrement celles destinées au tout terrain, peuvent être équipées d'une ou plusieurs suspensions visant à améliorer le confort et la sécurité du cycliste. Ces suspensions peuvent être disposées à l'avant de bicyclette, de préférence au niveau des branches de la fourche avant, et/ou à l'arrière, la fourche arrière étant articulée par rapport au cadre à une première extrémité, la suspension étant disposée entre la seconde extrémité et le cadre. Ces suspensions peuvent être de type mécanique, pneumatique ou hydraulique. En fonction des réglages du constructeur, une suspension est plus ou moins ferme. Ainsi une suspension souple est susceptible d'absorber mieux les chocs et d'être plus confortable. Toutefois, les suspensions trop souples ont tendance à absorber une partie de l'énergie du cycliste. Ainsi, lorsque le cycliste appuie sur les pédales, une partie de cet effort provoque un effet de pompage au niveau de la suspension si bien que l'intégralité de l'effort du cycliste n'est pas transmis à la transmission par chaîne ce qui réduit le rendement global du système cycliste/bicyclette. Aussi, plus la suspension est souple et confortable, plus les pertes engendrées par l'effet de pompage au moment du pédalage sont importantes. Au contraire, si on cherche à réduire ces pertes, il convient de raidir la suspension ce qui nécessairement induit un confort moindre. On s'aperçoit ainsi que le confort et le rendement sont notions à priori incompatibles, l'amélioration de l'une entraînant la dégradation de l'autre. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients des suspensions de l'art antérieur en proposant une suspension autorégulatrice pour bicyclette utilisant le détecteur de l'invention, qui permet d'ajuster automatiquement sa raideur, afin d'obtenir une suspension souple dans les phases de roue libre et plus raide lors des phases de pédalage, qui contribue d'une part, à améliorer le confort de la bicyclette, et d'autre part, à réduire les pertes engendrées par l'effet de pompage au moment du pédalage. A cet effet, l'invention a pour objet une suspension autorégulatrice utilisant le détecteur selon l'invention, ladite suspension etant de type hydraulique et comprenant un ajutage réglable pour ajuster la raideur de ladite suspension, caractérisée en ce que l'ajutage est réglé par les moyens de commande reliés par l'intermédiaire d'un câble au détecteur. L'invention propose en variante, une suspension autorégulatrice utilisant un détecteur selon l'invention, comprenant un corps dans lequel peut coulisser un piston, un ressort étant interposé entre ces deux éléments, caractérisée en ce qu'elle comprend un anneau entourant le piston, relié au corps par une patte, ledit anneau actionné par le câble du détecteur étant susceptible de coincer ledit piston par arc-boutement et/ou pincement respectivement par déformation de la patte et/ou par déformation radiale dudit anneau. L'invention propose également un dispositif de réglage de la hauteur d'une selle de bicyclette, ladite selle étant fixée à l'extrémité d'un tube de selle monté coulissant par rapport au cadre, utilisant un détecteur selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort tendant à augmenter la hauteur de selle et des moyens d'arrêt en translation du tube de selle commandés par le détecteur. L'invention propose également un dispositif de changement vitesses automatique utilisant un détecteur selon l'invention, prévu pour bicyclette équipé d'au moins un dérailleur électrique caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur informé par le détecteur, ledit calculateur provoquant le changement de vitesses dès que l'effort de pédalage dépasse un seuil bas ou un seuil haut prédéterminés afin d'obtenir un effort de pédalage sensiblement constant. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre du dispositif selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une bicyclette équipée de d'une suspension autorégulatrice selon l'invention, - la figure 2 est une vue du détecteur de l'invention selon un premier mode de réalisation en phase de roue libre, - la figure 3 est une vue du détecteur de la figure 2 phase de pédalage, - la figure 4 est une vue du détecteur de l'invention selon un second mode de réalisation en phase de pédalage, - la figure 5 est une vue en coupe du détecteur de la figure - les figures 6A et 6B sont des vues en coupe d'un élément déformable selon l'invention respectivement en position repos et étirée, - la figure 7A est une vue en coupe d'une suspension à gaz, - la figure 7B est une vue de détail illustrant le boisseau de la suspension à gaz de la figure 7A, - les figures 8A et 8B sont des vues en coupe d'une suspension à ressort avec un blocage par arc-boutement, et - la figure 8C est une vue en coupe transversale d'une suspension à ressort avec un blocage par pincement. La description du détecteur d'effort de pédalage ou de tension de chaîne selon l'invention va être faite dans le cadre d'une application à une suspension autorégulatrice. Bien entendu, comme cela sera décrit par la suite, ce détecteur peut être combiné à d'autres éléments de la bicyclette afin d'obtenir un changement d'état ou un réglage automatique desdits dispositifs en fonction de l'effort de pédalage ou de la tension de chaîne. Sur la figure 1, on a représenté une bicyclette 10 équipée d'une suspension 12 autorégulatrice selon l'invention. La bicyclette comprend un cadre 14 en deux parties, une première partie 16 à l'avant où sont rapportés la selle 18, la fourche avant la roue avant 22 et le pédalier 24 et une seconde partie 26 formant triangle, une première extrémité étant reliée à la première partie 16, au niveau du pédalier 24 grâce à des moyens 28 d'articulation, la deuxième extrémité supportant une roue arrière 30, la troisième extrémité étant reliée à la première partie 16, sous la selle, par l'intermédiaire de la suspension 12. De façon connue, le pédalier 24 comprend un axe 32 sur lequel sont rapportés les pédales 34 et au moins un plateau 36 susceptible d'entraîner par l'intermédiaire d'une chaîne 38 au moins un pignon 40 solidaire de la roue arrière 30. Selon l'invention, le dispositif de suspension comprend un détecteur 42 de l'effort de pédalage et/ou de la tension de chaîne susceptible de renseigner des moyens 44 de réglage de la raideur de la suspension en fonction de l'effort exercé sur les pédales. Selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, le détecteur 42 comprend une platine 46 montée pivotante autour d'un axe 48 solidaire de la partie inférieure de la première partie 16 du cadre. L'axe 32 du pédalier est monté pivotant dans un palier 50 solidaire de la platine 46, l'axe 32 du pédalier étant désaxé par rapport à l'axe de pivotement 48. Des moyens 52 de maintien déformable sont prévus afin de s'opposer au pivotement de la platine, l'effort de pédalage ou/et la tension de chaîne tendant à faire pivoter la platine 46 en déformant les moyens 52 de maintien. Selon un mode de réalisation, les moyens 52 de maintien sont constitués d'un élément déformable 54 qui relie la platine 46 à la première partie 16 du cadre. Selon un mode de réalisation illustré par les figures 6A et cet élément déformable 54 est constitué d'un corps 56 avec à une première extrémité un oeil susceptible d'être relié à la platine 46 ou à la premiere partie 16 du cadre et à une seconde extrémité un alésage débouchant 58 dans lequel peut coulisser à la manière d'un piston une tige 60 qui comporte à son extrémité libre un oeil susceptible d'être relié à la platine 46 ou à la première partie 16 du cadre. Une partie 62 en matériau déformable, en caoutchouc par exemple, est prévue afin de relier le corps 56 de la tige 60. Sur la figure 6A, l'élément élastique est représenté en butée positive correspondant à phase de roue libre, alors que sur la figure 6B, il est représenté en position étirée correspondant à la phase de pédalage. De préférence, la platine 46 est une plaque de forme triangulaire, l'axe 48, le palier 50 et le point d'ancrage de l'élément déformable étant disposés à chaque sommet du triangle. Ce détecteur 42 pilote les moyens 44 de commande grâce à câble 62 fixé à la platine 46 à proximité du point d'ancrage de l'élément élastique 54. Ainsi, lorsque le cycliste exerce un effort sur les pédales, cet effort a tendance à faire pivoter la platine 46 qui tire alors sur le câble afin de piloter les moyens 44 de commande. Lorsque, le cycliste n'appuie plus sur les pédales, l'axe du 'dalier 32 n'exerce plus aucun effort sur la platine si bien qu'elle revient position repos, sous l'action de l'élément déformable 54 qui reprend sa forme initiale. Le câble 62 est alors relâché. Selon une seconde variante du détecteur décrite sur les figures 4 et 5, l'axe du pédalier 32, repéré XX', est monté pivotant dans un palier qui est vissé dans un taraudage 70, d'axe YY', ménagé dans alésage 72 disposé à l'extrémité inférieure de la première partie 16 du cadre. Comme précédemment, des moyens 74 de maintien déformable sont prévus pour maintenir au repos le palier 68 de telle manière que l'effort de pédalage tend à faire pivoter ledit palier par vissage dans le taraudage 70, l'axe XX' étant désaxé par rapport à l'axe YY'. Le palier 68 comprend à une de ses extrémités plaque formant un levier 76 à l'extrémité libre duquel est fixé un câble 78 de commande relié aux moyens 44 de commande. Selon une variante de réalisation, les moyens 74 de maintien comprennent un serti 82, sous forme de plomb, solidaire du câble 78 qui prend appui sur un élément 84 élastique déformable reposant sur une butée 86 solidaire de la première partie 16 du cadre. Ainsi, en pivotant, le levier 76 tire sur le câble si bien que le serti 82 comprime l'élément élastique 84 comme illustré par la figure 4. Ces moyens 74 de maintien déformable peuvent aussi bien s'appliquer à la première variante du détecteur et vice versa. Selon cette variante, lorsque le cycliste exerce un effort sur les pédales, l'axe 32 du pédalier exerce un effort sur le palier 68 qui tend à faire pivoter ledit palier et le levier 76 qui tire alors sur le câble 78 et déforme l'élément élastique 84. Lorsque le cycliste n'exerce plus d'effort sur les pédales, l'axe 32 du pédalier n'exerce plus d'effort sur le palier si bien que ce dernier reprend sa position initiale sous l'action de l'élément élastique 84 déformable. Le câble 78 est alors relâché. Selon une amélioration susceptible de s'adapter aux deux variantes, l'effort du pédalage n'étant pas constant et passant deux fois par une valeur nulle à chaque tour de pédale, le détecteur de l'invention comprend des moyens 90 d'amortissement susceptibles de générer un phénomène d'hystérésis au niveau de l'action du câble sur les moyens 44 de commande. Les éléments élastiques 54, 84 peuvent constituer dans certains cas les moyens 90 d'amortissement en fonction des caractéristiques du matériau utilisé, notamment lorsque les courbes de contrainte-déformation relatives au chargement et déchargement ne coïncident pas. En variante, les moyens 90 d'amortissement comprennent un damper constitué d'un corps 92 dans lequel peut se translater un piston 94 par l'intermédiaire d'une tige 96 au câble de commande 62 ou 78, visible la figue 2. Ainsi, en modulant l'écoulement d'un fluide d'une chambre à l'autre à travers le piston 94, on freine le relâchement du câble 62 ou 78, de la sorte le dispositif ne revient pas en position repos chaque fois que l'effort de pédalage ou la tension de chaîne passe par une valeur nulle. Selon une autre caractéristique de l'invention, en fonction de la position relative de l'axe du pédalier 32 ou XX' et de l'axe 48 de pivotement de la platine 46 ou de l'axe YY' de pivotement du palier 68, le détecteur est plus ou moins sensible à l'effort de pédalage ou à la tension de la chaîne. Ainsi, si l'axe du pédalier est disposé à la verticale de l'axe 48 ou YY, le détecteur sera sensible à la tension de la chaîne et peu sensible à l'effort de pédalage. Au contraire, si l'axe du pédalier est disposé à l'horizontale de l'axe 48 ou YY, il sera sensible à l'effort de pédalage et peu sensible à la tension de la chaîne. Dans le cas, d'une suspension, on choisira de préférence un détecteur 42 sensible à la tension de la chaîne. Sur les figures 7A et 7B, on a représenté une suspension à gaz équipée de moyens 44 de commande susceptibles d'ajuster la raideur. Cette suspension comprend un corps 100 comportant une première chambre 102 dans laquelle est susceptible de se translater un piston 104 prolongé par une tige 106 et une seconde chambre 107 dans laquelle est disposée une membrane 108 emprisonnant un gaz 110 sous pression, les deux chambres étant reliées par un conduit 11 2. La chambre 102 et la partie restante de la chambre 107 sont remplies d'un fluide hydraulique, de préférence non compressible, et le piston 104 comprend un conduit 114 afin de transférer le fluide de part et d'autre dudit piston. Ainsi, la raideur de la suspension dépend de la viscosité du fluide et du débit au niveau du conduit 11 4. Pour modifier la raideur de la suspension, les moyens de commande 44 comprennent une vanne 116 disposée au niveau du conduit 11 2 actionnée par le câble relié au détecteur 42 de la tension de chaîne. Cette vanne 116 illustrée en détail par la figure 7B comprend un boisseau 118 de forme cylindrique, se logeant dans un alésage ménagé dans le corps 100 entre les deux chambres de manière à venir s'intercaler entre l'entrée et la sortie du conduit 11 2. Le boisseau 118 comporte un conduit 120 susceptible de faire communiquer l'entrée et la sortie du conduit 11 2 et peut prendre toute position comprise entre une première position extrême, dite bloquante, dans laquelle il s'oppose au passage du fluide d'une chambre à l'autre et une seconde position extrême, dite passante, dans laquelle il permet le passage du fluide, des moyens de rappel étant prévus pour le maintenir en position passante. Pour faire pivoter le boisseau, ce dernier comprend un levier 122 s'étend radialement et dont l'extrémité libre peut être reliée directement câble du détecteur 42, ou comme illustré par la figure 2, à la tige d'un damper 90, l'extrémité du câble du détecteur 42 se logeant dans une encoche ménagée entre l'axe de rotation du boisseau et le point d'ancrage du damper. Le fonctionnement de cette suspension est relativement simple. Lorsque le cycliste n'exerce aucun effort sur la pédale, la suspension fonctionne normalement. Ainsi, le boisseau est en position passante et le fluide peut passer au travers du conduit 114 pour aller de part et d'autre du piston, la différence de volume engendrée par le déplacement de la tige du piston étant compensée grâce au gaz sous pression de la seconde chambre. Lorsque le cycliste agit sur les pédales, à partir d'un certain seuil fonction de l'élément élastique 54 ou 84, le détecteur par l'intermédiaire du câble agit sur les moyens 44 de commande et fait pivoter le boisseau qui prend alors la position bloquante. Dans ce cas, la différence de volume engendrée par les déplacements de la tige ne peut plus être compensée par gaz sous pression si bien que le piston ne peut quasiment plus se translater, qui se traduit par une raideur nettement supérieure améliorant le rendement du pédalage. De manière générale, les suspensions hydrauliques réglables comprennent un ajutage réglable manuellement. Selon l'invention, pour rendre ce réglage automatique, l'ajutage est réglé par des moyens de commande reliés au détecteur. Sur les figures 8A, 8B et 8C, on a représenté une suspension à ressort 130. Cette suspension comprend deux parties, d'une part, un corps 132 avec à une première extrémité un oeil 134 susceptible d'être relié à une partie du cadre et à une seconde extrémité un alésage 136 débouchant, et d'autre part, un piston 138 susceptible de coulisser dans l'alésage 136 comportant ' son extrémité libre un oeil 140 susceptible d'être relié à l'autre partie du cadre et à son autre extrémité un alésage 142. Un ressort 144 est également prévu entre le corps 132 et le piston 138, au niveau des alésages 136 et 142, tendant à écarter ces deux éléments. En complément, des moyens d'arrêt sont prévus pour empêcher la sortie complète du piston du corps. Selon l'invention, un anneau 144 entourant le piston 138 est relié au corps 132 par une patte 146. Selon un premier mode de réalisation illustré par les figures 8A et un jeu est prévu entre l'anneau 144 et le piston 138 et la patte 146 en matériau déformable. Dans ce cas, le coincement du piston est obtenu - boutement, la traction du câble du détecteur 42 déformant la patte 146 comme illustré par la figure 8B. Selon un second mode de réalisation illustré par la figure 8C, l'anneau 144 est fendu et comprend une zone déformable de préférence opposée à la fente. Dans ce cas, le coincement du piston est obtenu par pincement, câble ayant tendance à rapprocher les deux parties de l'anneau séparées par la fente. Bien entendu, on peut prévoir un anneau qui combine les deux précédents modes de réalisation, le coincement du tube étant obtenu par arc- boutement et/ou pincement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le détecteur de tension de chaîne peut être combiné à un dispositif de réglage de hauteur de selle, ladite selle étant fixée à l'extrémité d'un tube monté coulissant par rapport au cadre. Ce dispositif comprend un ressort de compression prévu au niveau du tube de selle tendant à faire sortir ledit tube par rapport au cadre de bicyclette des moyens d'arrêt en translation du tube de selle commandés par le câble du détecteur. Ainsi, lorsque le cycliste est en roue libre, dans une descente par exemple, la selle est en position basse afin d'abaisser le centre de gravité de l'ensemble bicyclette/cycliste. Dès qu'il recommence à pédaler, le câble du détecteur agit à partir d'un certain seuil sur les moyens d'arrêt qui autorisent alors la translation du tube de selle. En se levant légèrement, le cycliste laisse se détendre le ressort de compression provoquant la montée de la selle. Selon une autre caractéristique, le détecteur d'effort de pédalage peut être combiné à un dispositif de changement de vitesses automatique de manière que l'effort de pédalage soit sensiblement constant. Dans ce , le détecteur est conçu de telle manière qu'il soit sensible à l'effort de pédalage, et son câble est relié à un calculateur. Eventuellement, un autre capteur est prévu pour informer le calculateur sur le plateau entraînant la chaîne. Dès que l'effort de pédalage mesuré dépasse un seuil bas prédéterminé, le calculateur provoque le changement de vitesse afin de choisir un rapport plus important. En complément, dès que l'effort de pédalage mesuré dépasse un seuil haut prédéterminé, le calculateur provoque le changement de vitesse afin que le rapport soit moins important. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les moyens de maintien déformable et les moyens d'amortissement. REVENDICATIONS 1. Détecteur d'effort de pédalage et/ou de tension de chaine prévu pour être rapporté sur un cadre de vélo comportant un axe (32) de pédalier caractérisé en ce qu'il comprend un élément intermédiaire (46,68), par rapport auquel peut pivoter l'axe du pédalier (32), susceptible de pivoter rapport au cadre autour d'un axe (48) désaxé par rapport à l'axe (32) du pédalier ainsi que moyens (52, 74) de maintien déformable susceptibles de s'opposer au pivotement dudit élément, le pivotement dudit élément à l'encontre des moyens de maintien engendré par l'effort de pédalage et/ou la tension de chaîne étant susceptible d'informer des moyens (44) de commande. 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une platine (46) montée pivotante autour d'un axe (48) solidaire de la partie inférieure du cadre, l'axe de pédalier étant monté pivotant dans un palier (50) solidaire de la platine. 3. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un palier (68) dans lequel l'axe (32) du pédalier est monté pivotant, ledit palier étant susceptible de pivoter dans un alésage, d'axe désaxé par rapport à l'axe du pédalier, disposé à l'extrémité inférieure du cadre. 4. Détecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (52) de maintien sont constitués d'un élément déformable (54) qui relie l'élément intermédiaire (46, 68) au cadre. 5. Détecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (74) de maintien comprennent un serti (82) solidaire d'un câble (78), reliant le détecteur aux moyens de commande, qui prend appui sur un élément (84) élastique déformable reposant sur une butée (86) solidaire du cadre. 6. Détecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (90) d'amortissement susceptibles de générer un phénomène d'hystérésis au niveau de l'action du câble sur les moyens (44) de commande. Suspension autorégulatrice utilisant le détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite suspension étant type hydraulique et comprenant un ajutage réglable pour ajuster la raideur de ladite suspension, caractérisée en ce que l'ajutage est réglé par les moyens (44) de commande reliés par l'intermédiaire d'un câble au détecteur. Suspension autorégulatrice utilisant un détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un corps (132) dans lequel peut coulisser un piston (138), un ressort (144) étant interposé entre ces deux éléments (132, 138), caractérisée en ce qu'elle comprend un anneau (144) entourant le piston (138), relié au corps (132) par une patte (146), ledit anneau actionné par le câble du détecteur étant susceptible de coincer ledit piston par arc-boutement et/ou pincement respectivement par déformation de la patte et/ou par déformation radiale dudit anneau.