Brevet FR2811632A1 — publié le 20020118

l 2811632 L'invention est relative à un système de pédale automatique de cycle dont la particularité est de fonctionner avec des chaussures non spécifiques de cycle, sans cale fixée à la chaussure qui coopère avec les moyens de retenue de la pédale. Cette pédale est conçue pour être utilisée sur des vélos de route et des vélos tout terrain, par le plus grand nombre de personnes, la compétition n'étant pas la priorité. Pour rendre solidaires une chaussure et une pédale de cycle plusieurs moyens sont connus: - Le cale- pied traditionnel qui équipe la majorité des vélos. Il a l'avantage de pouvoir sc monter sur la plupart des pédalcs du marché, d'être légcr ct pcu cher. Son inconvénient est l'intervention manuelle pour le blocage à l'engagement de la chaussure et à son dégagement. Pour un bon maintien la chaussure de cyclisme doit être munie d'une barrette de blocage. La majorité des cyclistes ne serrent pas la sangle de cale- pied pour pouvoir dégagcr lc pied rapidcment, cc qui nuit à la liaison dc la chaussure à la pédalc. - Le cale- pied semi-automatique. C'est un système qui libère le pied automatiquement par le côté extérieur. Il demande une intervention manuelle pour l'engagement de la chaussure sur la pédale et au dégagement il faut vaincre le frottement donnd par!cs crans situés sur la pédacle si cle cale- pied est scrré - La pédale automatique à cale- pied intégral utilisée dans la pratique du triathlon. C'est un système ou la pédale entoure la chaussure. Celle-ci est prise entre un cale- pied traditionnel sur l'avant et un collier sur l'arrière du talon. L'engagement est automatique, lc dégagcmcnt s'opère par cffaccmcnt dc la partie arrière après unc rotation du pied vers l'extérieur. Cette pédale est très encombrante, complexe. Elle est réservée à la compétition. - La pédale automatique moderne utilisée sur les vélos de route et les vélos tout terrain. Son fonctionncment cst très au point. L'inconvénient majeur est qu'cllec n'est utilisable qu'avec des chaussures spécifiques équipées de cales. Au prix d'achat d'une paire de pédales, il faut ajouter celui d'une paires de chaussures. Les chaussures de cyclisme sont inconfortables pour la marche. Il est impossible d'utiliser des pédales automatiques avcc dcs chaussures normales, le pied étant en position instable sur les organes de préhension en relief de la pédale. Le but de la présente invention est d'obtenir un système de liaison entre une pédale et une chaussure de sport non spécifique, sans utilisation de barrette ou de cale fixées à la chaussure, à engagement automatique et dégagement par rotation du pied vers l'intérieur ou l'extérieur, dont la finalité n'est pas l'utilisation en compétition mais la mise à disposition du plus grand nombre de cyclistes, d'un fonctionnement mécanique et d'utilisation simples et d'un prix de revient peu élevé. 2 2811632 L'objet de l'invention est une pédale universelle automatique de cycle illustrée par quatre modes de réalisations non limitatifs. -La figure 1 représente une vue de côté de la pédale, en coupe suivant la ligne AA de la figure 3, la chaussure étant en prise, selon un premier mode de réalisation de l'invention. -La figure 2 représente une vue de face de la partie basse de la pédale, en coupe suivant la ligne BB de la figure 1, selon un premier mode de réalisation. -La figure 3 représente une vue de dessus de la pédale selon un premier mode de réalisation. -La figure 4 représente une vue de dessus de la pédale en cours d'engagement ou de libération de la chaussure selon un premier mode de réalisation de l'invention. -La figure 5 représente une demi-vue arrière de la pédale en coupe suivant la ligne CC de la figure 1. -La figure 6 représente une vue avant de la partie haute de la bride en coupe suivant la ligne DD de la figure 1. -La figure 7 représente une vue de côté de la pédale, en coupe suivant la ligne EE de la figure 9, la chaussure étant en prise, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. -La figure 8 représente un vue de face de la partie basse de la pédale, en coupe suivant la ligne FF de la figure 7, selon un deuxième mode de réalisation. -La figure 9 représente une vue de dessus de la pédale selon un deuxième mode de réalisation. -La figure 10 représente une vue de dessus de la pédale, en cours d'engagement ou de libération de la chaussure, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. -la figure 11 représente une section de la partie basse de la pédale suivant la ligne GG de la figure 9. -La figure 12 représente une vue de côté de la pédale en position débrayée, en coupe suivant la ligne HH de la figure 13, selon un troisième mode de réalisation de l'invention. -La figurc 13 représcntc unc vuc dc dessus dc la pédalc, en position débrayéc, selon un troisième mode de réalisation. -La figure 14 représente une vue de côté de la pédale, la chaussure étant en prise, en coupe suivant la ligne JJ de la figure 15, selon un troisième mode de réalisation de l'invention. -La figure i5 représente une vue de dessous de la pédale, la chaussure étant en prise, selon un troisièmc modc dc réalisation. 3 2811632 -La figure 16 représente une vue de côté de la pédale, en position débrayée, en coupe suivant la ligne KK de la figure 17, selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. -La figure 17 représente une vue de dessus de la pédale, en position débrayée, selon un quatrième modc dc réalisation. -La figure 18 représente une vue de côté de la pédale, la chaussure étant en prise, en coupe suivant la ligne LL de la figure 19, selon un quatrième mode de réalisation. -La figure 19 représente une vue de dessus de la pédale, la chaussure étant en prise, selon un quatrièmc modc dc réalisation. -La figure 20 représente une demi-vue de face de la partie basse de la pédale, en coupe suivant la ligne MM de la figure 18. -La figure 21 représente une vue de dessus de la pédale en cours de libération de la chaussurc, sclon un troisième de réalisation dc l'invention. -La figure 22 représente une vue de dessus de la pédale en cours de libération de la chaussure, selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. -La figure 23 représente une vue de face d'un système de réglage longueur du tampon cn caoutchouc sur la bride articuléc, cn coupe suivant la lignc OO dc la figure 24. -La figure 24 représente une vue de côté d'un système de réglage longueur du tampon de caoutchouc sur la bride articulée, en coupe NN suivant la figure 25. -La figure 25 représente une vue de dessus d'un système de réglage longueur d'un tampon de caoutchouc sur la bride articuléc. -La figure 26 représente un vue de côté d'une platine mobile de pédale, en coupe suivant la ligne PP de la figure 27. -La figure 27 représente une vue de dessus d'une platine mobile de pédale selon l'invcntion. Les figures de 1 à 6 décrivent un premier mode de réalisation de l'invention. Un corps de pédale 1 reçoit un système d'axe de pédale 2 relié à l'axe du pédalier. Ce corps i est traversé dans son épaisseur par un alésage 3 situé en avant de l'axe de pédalc 2. Unc platinc mobile 4 possèdc, sur l'axc longitudinal dc la pédalec, à sa facc inférieure, un tourillon 5 du diamètre de l'alésage 3. Ce tourillon 5 est percé à sa partie basse d'un taraudage 6 suivant son axe longitudinal et il est fraisé d'un méplat 7, perpendiculaire à son axe longitudinal, situé à la moitié de sa hauteur, parallèle à l'axe longitudinal de la pédale et placé du côté extérieur de la pédale par rapport à l'axe longitudinal de celle-ci. La platine mobile 4 est percée dans sa partie avant, plus étroite que celle qui est en contact avec le dessus du corps de pédale 1, d'un trou transversal 8. Une bride 9 en forme de V quand on la regarde par le côté, en matière plastique rigide, est 4 2811632 pourvue à sa partie haute d'un berceau 10 sur lequel est fixé un tampon 1 i1 en caoutchouc souple, et à sa partie basse d'un taraudage 12. La bride 9, quand on la regarde par l'avant, possède un évidemment 13 de forme rectangulaire dont la largeur est celle de la partie avant de la platine mobile 4. Un trou 14 du même diamètre que le trou 8 traverse la bride 9 au milieu de sa section avant. La bride 9 est montée sur l'avant de la platine 4 par l'évidement 13. La platine 4 et la bride 9 sont reliées par un axe 15. Deux ressorts de torsion 16, situés dans des cavités de chaque côté de l'avant de la platine 4, dont les branches sont en appui sur la platine 4 et la bride 9, sollicitent en permanence celle-ci vers le haut. Une vis 17 à tête bombée 18 est montée dans le taraudage 12 de la bride 9. Cette vis à une première fonction de réglage de l'ouverture de la bride 9 pour l'adapter à la taille de la chaussure 85, pour une petite chaussure il faut visser ce qui fait basculer la bride 9 vers le bas, et une deuxième fonction de commande de l'ouverture et de la fermeture de la bride 9 sur la chaussure par l'intermédiaire de sa tête bombée 18 en contact avec la came solidaire du corps de pédale 1. La platine mobile 4 est montée par son tourillon 5 sur le corps de pédale 1. Une rondelle 19 et une vis 20 assurent la liaison, libre en rotation, entre le corps de pédale 1 et la platine mobile 4. Un piston 21 monté dans un alésage 22 du corps i est poussé par un ressort 23 contre le méplat 7 du tourillon 5. Un bouchon fiieté 24 solidaire du corps 1 assure le réglage du couple de rappel de la platine mobile 4 par rapport au corps 1. Cc système élastique permet l'alignement de la platine 4 par rapport à l'axe longitudinal de la pédale, il ramène la platine 4 dans l'axe de la pédale après un dégagement, donne la possibilité de faire varier le couple de dégagement et assure une fonction d'amortissement pour les chocs latéraux. La platine 4 est creusée de chaque côté dans sa partie la plus large d'un évidement 25 à section rectangulaire. Dans cette évidement est montée une oreille 26 en forme de L. Ces deux oreilles sont réglables en écartement par coulissement, pour se mettre à la largeur de la semelle de la chaussure, et sont maintenues en position par deux vis 27 solidaires de la platine 4. Des picots 28 montés dans la platine 4 sont destinés à pénétrer dans la semelle de la chaussure, sous l'action de la bride 9, pour assurer une bonne liaison entre la chaussure et la platine 4. La partie arrière du corps de pédale 1 présente une pente 29, qui est d'environ 30 par rapport à la verticale, dcstinéc à faciliter la misc cn placc dc la pédalc au moment dc l'cngagcmcnt dc la chaussure sur la pédale. Sur la partie avant du corps de pédale 1 se trouve la came de commande 30 des mouvements de la bride 9 pour serrer ou libérer la chaussure. Pour un bon fonctionnement de la pédale, régler par la vis 17 l'ouverture de la bridc 9 par rapport au plan dc la platinc 4 ct!'écartcmcnt des orcillcs 26, à l'aide dcs vis 27, aux dimensions de la chaussure. Ajuster s'il est besoin le couple de rotation de la platine 4 par la vis 24. 2811632 Le système élastique logé dans le corps I ramène toujours la platine 4 dans l'axe de la pédale cornime sur les figures 1, 2, 3. Pour la mise en place de la chaussure, introduire l'avant de celle-ci dans l'espace créé entre la bride 9 et la platine 4, tourner le pied à droite ou à gauche en prenant appui contre les oreilles 26 par la semelle de la chaussure pour faire pivoter la platine 4. La bride 9 bascule sur l'avant quand la tête arrondie 18 de la vis i7 quitte la partie plate de la came 30 solidaire du corps 1, après mne rotation d'environ 10 de la platine 4. Pousser la chaussure contre la bride 9 et ramener la platine 4 dans l'axe de la pédale par une rotation inverse. La bride 9 se referme sur la chaussure grâce à l'action des pentes de la came 30 sur l'arrondi 18 de la vis 17 qui se retrouve sur le plat de la came 30. La chaussure tenue entre le tampon 1 1 de la bride 9, les oreilles 26 et les picots 28 de la platine 4 est immobilisée sur la pédale. Pour désolidariser la chaussure de la pédale tourner le pied à gauche ou à droite, la bride 9 pivote de nouveau vers le haut et la chaussure peut s'extraire facilement de la pédale. La bride 9 pouvant pivoter vers le bas, à l'encontre des ressorts 16, quand la chaussure n'est pas engagée sur la pédale est protégée en cas de chocs sur sa partie haute. Les figures de 7 à 11 décrivent un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sont identiques au premier mode de réalisation: -la forme générale de la bride articulée 32 et de la platine mobile 31. Leur liaison par un axe transversal et le rappel de la bride par ressorts de torsion. -le maintien de la platine mobile 31 sur le corps de pédale 33 par un tourillon, une rondelle et une vis. -le système de rappel par une came plate, un piston, un ressort et une vis de réglage du couple. -les oreilles réglables 34. La bride articulée 32 reçoit à sa partie basse une vis 35 qui est en appui, grâce aux ressorts de torsion, contre un bossage 36 de la platine mobile 31. Cette vis 35 permet de régler l'ouverture de la bride 32 pour l'adapter à la taille de la chaussure. Pendant le fonctionnement de la pédale la vis 35 reste fixe par rapport au bossage 36. La platine 31 possède une ouverture 37, en forme de trapèze, à l'aplomb de son contact avec le dessus du corps de pédalc 33. Ccttc ouverture 37 cst prolongcée sur!'avant dc deux bretcllcs 38 qui sc terminent par deux nervures39, d'épaisseur moitié de celle de la platine 31 et de forme semi-cylindrique dont l'axe est situé sur l'axe du tourillon 40. Les deux nervures 39 servent d'axes d'articulation à une plaque d'arrêt 41 logée dans l'ouverture 37, la plaque d'arrêt étant nantic dc cuvcttcs 42 qui coopèrcnt avcc les nervures 39. La plaque d'arrêt 41 grâce à la forme arrière des bretelles est articulée seulement vers le bas. Son montage s'effectue sur la platine 31 avant d'assembler celle-ci sur le corps 33. La plaque 41 6 2811632 comporte une arrête 43 à sa partie arrière, destinée à pénétrer dans la semelle de la chaussure, et deux pions 44 qui sont en appui sur des cames 45 creusées dans le corps de pédale 33. Quand l'axe longitudinal de la platine 31 est confondu avec l'axe du corps de pédale 33, les pions 44 sont sur les sommets des cames 45 et la plaque d'arrêt 41 est en position haute, l'arrête 43 saillante. Quant la platine 31 pivote de 10 environ, à droite ou à gauche, les pions 44 quittent leur appui sur les sommets des cames 45 et la plaque d'arrêt 41 peut s'escamoter dans l'épaisseur de la platine 31 en libérant la chaussure. Le système élastique qui agit sur le tourillon 40, comme dans le premier mode de réalisation, ramène toujours la platine 31 dans l'axe de la pédale. L'engagement, figure 10, de la chaussure sur la pédale s'opère comme dans le premier mode de réalisation. Il faut d'abord présenter le pied sur la pédale, faire tourner la platine pour escamoter l'arrête 43, pousser le pied contre la bride 32 et ramener le pied dans l'axe. Pour libérer la chaussure tourner le pied à droite ou à gauche. Les figures de 12 à 15 et 21 décrivent un troisième mode de réalisation de l'invention. La bride 46 est articulée sur la platine 58 par un axe et ramenée par deux ressorts de torsion comme il est expliqué aux deux premiers modes de réalisation. A la partie haute de la bride 46 est monté, dans un évidement 47, un tampon 48 articulé sur un axe 49. Deux vis 50 permettent de bloquer le tampon 48 sur la bride 46 pour l'adapter aux différentes chaussures. La partie basse de la bride 46 est terminée par un doigt 51 qui est en contact avec un profil de came 59 portée par le corps de pédale 52. Le tourillon 53 de la platine mobile 58 est logé dans une lumière 54 du corps de pédale 52. La platine 58 et la bride solidaire 46 peuvent ainsi se déplacer axialement et en rotation sur le corps 52 dans la limite de la lumière 54. A l'arrière du corps 52 sont logés dans un alésage 55 un ressort 56 et un piston à tête semi- sphérique 57. La platine mobile 58 possède à sa partie basse arrière un bord tombé dans lequel est creusé un profil de came 86. Comme le montre les figures 12 et 13, le piston 57, poussé par le ressort 56 écarte la platine mobile 58 du corps de pédale 52. Le doigt 51 dc la bridc 46 qui est solidaire dc la platine 58 s'appuie sur la partic bassc dc la came 59 du corps 52 et la bride 46 est en position ouverte. Pour mettre la chaussure en prise il faut engager le pied sur la pédale, le pousser sur l'avant en prenant appui contre la bride 46. La platine mobile 58 se déplace axiaiement sur la gauchc grâce à la lumierc 54, à l'encontre du ressort 56, cle doigt 51 monte sur la came 59 par la pente, la bride 46 se referme sur la chaussure en la plaquant contre la 7 2811632 platine 58 sur les picots 60 et le doigt 51 s'engage dans le cran 61 de la came 59, l'ensemble est immobilisé, figures 14 et 15. Pour dégager le pied de la pédale, effectuer une rotation à droite ou à gauche, figure 21. Le doigt 51 échappe de la came 59, après un rotation d'environ 10 de la platine mobile 58, et tombe sur un plan situé au niveau de la partie basse de la came, la bride 46 est libérée et la chaussure peut s'échapper de la pédale. Le système élastique remet la platine mobile 58 en position arrière, dans l'axe de la pédale, prête à recevoir la chaussure, figure 12. Les figures de 16 à 19 et 22 décrivent un quatrième mode de réalisation de l'invention. Ce quatrième mode de réalisation combine le deuxième et le troisième mode de réalisation. La bride articulée 61 et munie à sa partie basse d'une vis de réglage 62 de l'ouverture de la bride pour l'adapter à la taille de la chaussure. Cette vis prend appui sur un bossage de la platine mobile 63. Le corps de pédale 64 possède une lumière 65, comme dans le troisième mode de réalisation, qui permet le déplacement axial et angulaire du tourillon 66. Un piston 67 poussé par un ressort 68 dans le creux de la came 69 de la platine 63 écarte celle-ci du corps de pédale 64. De ce fait la platine mobile 63 et la bride solidaire 61 sont poussées sur la droite du corps 64, le système étant en position d'attente de prise de la chaussure, figures 16 et 17. La platine 63 est pourvue d'une échancrure 70 en trapèze. Dans cette échancrure est montée un plaque d'arrêt 71 qui est articulée sur la platine 63 par un axe 72. La plaque d'arrêt 71 possède à sa partie arrière inférieure, situé sur l'axe longitudinal, un doigt 73 qui prend appui au bas d'une came 74 quand la chaussure n'est pas en prise. La came 74 est taillée dans l'épaisseur du corps de pédale 64. De chaque côté de la came 74 sont réservés des espaces 75 destinés à permettre l'échappement du doigt 73, pour la libération de la chaussure, après une rotation d'environ de la platine 63. Pour mettre la chaussure en prise avec la pédale, figures 18 et 19, il faut en s'appuyant sur la bride 61 pousser la platine 63 sur l'avant. L'arrête 75 de la plaque 71 est forcée sur le haut par l'intermédiaire du doigt 73 et de la came 74 contre la semelle de la chaussure. Le doigt 73 tombc dans la cavité 87 dc la camc 74, figures 18 ct 19, l'cnscmblc est immobilisé. Pour libérer la chaussure il faut tourner le pied à droite ou à gauche de 10 environ, figure 22, le doigt 73 tombe dans l'espace 75 et la chaussure peut s'extraire facilement de la pédale. Le système revient en position, figure i6, grâce au ressort 68 qui poussc cle piston 67 sur la camc 69 dc la platine 63. Les figures de 23 à 25 décrivent un système de réglage longueur du tampon souple qui appuie sur le cou de pied de la chaussure, par rapport à la bride articulée portée par la platine de la pédale. Ce système peut intervenir sur les brides des modes de réalisations 1, 2, 4. L'extrémité supérieure de la bride 76 est pourvue d'une lumière 77 et d'un encastrement 78. Un berceau 79 sur lequel est fixé un tampon de caoutchouc souple 80 est logé dans l'encastrement 78. La bride 76 et le berceau 79 sont reliés par une vis 81. Pour régler le berceau 79 par rapport à la chaussure, il faut desserrer la vis 81, déplacer le berceau sur la bride 76 et resserrer la vis. Les figures 26 et 27 montrent un platine mobile dans laquelle sont taraudés des trous 83 à divcrs endroits dc la surfacc dc la platine. Dans ccs trous 83 peuvent âtrc vissés ou enlevés des pions 84, à la demande suivant la forme du dessous de la semelle de la chaussure pour assurer une bonne retenue de la chaussure sur la platine 82. Les quatre pédales universelles automatiques de cycle décrites sont de fonctionncment très simplc La majorité dcs pièccs cst cn matièrc plastique, lc marché visé n'étant pas en priorité la compétition. Ces pédales peuvent être montées sur tous les types de vélos. L'achat d'une paire de pédales n'entraînant pas l'achat d'une paire de chaussures spécifiques, le potentiel de clients est très élevé. 9 2811632 REVENDICATIONS 1) Pédale univcrscllc automatiquc dc cyclc utilisable avcc des chaussures non spécifiques, ne demandant pas l'utilisation de cale ou de barrette fixées à la semelle, qui assurent la liaison entre la chaussure et la pédale, pouvant être montée sur tous les types de vélos, caractérisée en ce qu'une bride rigide (9, 32, 46, 61) et une platine (4, 31, 58, 63) mobile par rapport à un corps de pédale (1, 33, 52, 64), platine munie de moyens d'arrêt fixes (28, 60) ou axés (41, 71) et sur laquelle est articulée la bride rigide assurent la retenue et la libération automatique de la chaussure. 2) Pédale universelle automatique de cycle selon la revendication 1, caractérisée en ce que les mouvements de la bride rigide articulée (9, 46) , pour la retenue et la libération de la chaussure sont commandés par un contact (1 8, 51) de la bride sur une came (30, 59) solidaire du corps de pédale (1, 52). 3) Pédale universelle automatique de cycle selon la revendication 1, caractérisée en ce que les mouvements du moyen d'arrêt axé (41,71) porté par la platine mobile (31, 1 5 63), pour la retenue et la libération de la chaussure sont commandés par un contact (44, 73) du moyen d'arrêt axé (41,71) sur une came (45, 74) solidaire du corps de pédale (33, 63). 4) Pédale universelle automatique de cycle selon les revendications 1, 2, 3 caractérisée en ce que le maintien, par rapport à l'axe longitudinal de la pédale, et le rappel, après une libération de la chaussure, de la platine mobile (4, 31) sont assurés par un système de came plate (7) et piston (21) avec ressort (23) réglable en charge, logés à l'intérieur du corps de pédale (1, 33) système positionné sur le tourillon (5,40) de la platine mobile. ) Pédale. universelle. automatique de cycle selon les revendications 1, 2, 3 caractérisée en ce que le maintien, par rapport à l'axe longitudinal de la pédale, et le rappel, après une libération de la chaussure, de la platine mobile (58, 63) sont assurés par un système de piston (57, 67) poussé par un ressort (56,68) logés à l'intérieur du corps de pédale (52,64) contre une came creuse (69, 86) portée par la platine mobile. 6) Pédale universelle automatique de cycle selon les revendications 1, 2, 3 caractérisée en ce que la bride rigide articulée (9, 32, 46, 61) est réglable en ouverture pour s'adapter aux dimensions dc la chaussure. 7) Pédale universelle automatique de cycle selon les revendications 1, 2, 3, 4 caractérisée en ce que la retenue de la chaussure sur la pédale est assurée par deux mouvements tournant contraires du pied entraînant la platine mobile (4, 31), 8) Pédalc univcrscllc automatique dc cycle sclon les rcvendications 1, 2, 3, 5 caractérisée en ce que la retenue de la chaussure sur la pédale est assurée par un mouvement du pied d'arrière en avant entraînant la platine mobile (58, 63) . 2811632 9) Pédale universelle automatique de cycle selon les revendications 1, 2, 3 et 7 caractérisée en ce que la platine mobile (4,31) possède des oreilles (26, 34) réglables en largeur. ) Pédale universelle automatique de cycle selon les revendications 1, 2, 3, 6, 7, 8 caractérisée en ce que le tampon souple (80) qui appuie sur le cou de pied de la chaussure est réglable en position sur la bride rigide articulée (76). 11) Pédale universelle automatique de cycle selon la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens d'arrêt fixes (84) portés par la platine mobile (82) sont réglables en positionnement (83) sur cette platine mobile.