Brevet FR2824042A1 — publié le 20021031

(42). s Transmission sans fin, notamment pour bicyclette et véhicule ou treuil équipé d'une telle transmission La présente invention concerne une transmission sans fin, notamment pour bicyclette, par exemple pour pédalier et plateau denté, du type à manivelles sans marquage de point mort ainsi qu'un véhicule ou un treuil à double manivelles équipé d'une telle transmission sans fin. Elle concerne plus particulièrement une transmission sans 2s fin dans laquelle les manivelles sont entraînables en rotation autour d'un premier axe géométrique pour permettre un déplacement angulaire relatif des bras de manivelles, notamment au voisinage des positions haute et basse desdits bras de manivelles, de manière telle que la manivelle en mouvement ascendant dépasse le point mort haut avant que la manivelle descendante atteigne son point mort bas. De façon associée, on crse des accélérations de rotation des manivelles dont l'effet est positif pour l'impulsion délivrée par la manivelle motrice. Dans un péJalier de type connu, on utilise un plateau denté traversé par un axe sur lequel sont calées deux manivelles portant chacune une péJale. Les deux péJales tournent autour de l' axe géométrique du plateau dont elles sont solidaires et autour duquel elles sont décalées l'une par rapport à l'autre de 180 . De ce fait, lorsque l'une des pédales est en position haute, l'autre se trouve en position basse, si bien qu'à cet instant, le mécanisme présente une position dite de point mort. Pour optimiser le passage des points morts, on distingue deux types de dispositifs. Dans une première catogorie de dispositifs, on modifie la longueur des bras de manivelles au cours d'un cycle de péJalage. Tel est le cas des solutions décrites dans les brevets FR-A-2.582. 616, FR-A-2.567.475 et FR-A-2. 492. 936. Dans toutes les solutions décrites, les bras présentent une longueur variable qui est plus grande pendant la phase motrice du mouvement descendant des péJales et plus petite pendant la phase de mouvement ascendant des péJales. La présente invention n'appartient pas à cette catogorie de dispositifs. Dans une seconde catogorie de dispositifs, on facilite le passage des points morts haut et bas tout en maintenant des bras de manivelles de longueur constante. Tel est le cas du brevet FR-A-2. 584.671 dans lequel la transmission est constituée d'un plateau denté qui tourne autour d'un premier axe géométrique et d'un ensemble de deux manivelles qui tournent autour d'un second axe géométrique parallèle et non confondu avec le premier axe géométrique. Cette transmission comprend deux pivots latéraux solidaires du plateau en des points diamétralement opposés de celui-ci, chaque pivot servant à l' articulation d'une bielle s'articulant à son autre extrémité sur la manivelle. Cette solution présente un certain nombre d'inconvénients en raison de la présence de biellettes articulées sur les bras de manivelles, ce qui empêche un masquage parfait des bras de manivelles. Par ailleurs, une telle solution nécessite dans tous les cas de reporter l'ensemble du mécanisme sur un côté du pédalier, ce qui accroît le déséquilibre de l'élément équipé d'une telle transmission. Enfin, une telle solution crce un décalage angulaire des manivelles très limité. D'autres solutions particulièrement complexes nécessitant l'utilisation d'un grand nombre de pignons ou l'utilisation d'une pression hydraulique sont décrites dans les brevets FR-A-2.589.212 et FR-A-2.594.402. Un but de la présente invention est de proposer une transmission sans fin dans laquelle le mouvement circulaire des pédales est conservé tout en procurant des couples améliorés au voisinage des positions haute et basse desUits bras de manivelle de manière à obtenir un recouvrement des forces motrices droite et gauche en supprimant ainsi tout marquage des points morts haut et bas. Un autre but de la présente invention est de proposer une transmission sans fin dont la conception particulièrement simple permet son adaptation à tout type de véhicule tel que vélo, bateau à péJales, etc. Un autre but de la présente invention est de proposer une transmission sans fin dont la conception permet de maintenir un contact plus appuyé entre l'organe, tel qu'un pied, agissant sur la pédale et la pédale elle-même surtout dans le cas de vitesses élevées. A cet effet, l' invention a pour objet une transmission sans fin, notamment pour bicyclette, par exemple pour pédalier et plateau denté, du type à manivelles sans marquage de point mort, lesUites manivelles étant entraînables à rotation autour d'un premier axe géométrique pour permettre s un déplacement angulaire relatif des bras de manivelle notamment au voisinage des positions haute et basse desdits bras de manivelle, de manière telle que la manivelle en mouvement ascendant dépasse le point mort haut avant que la manivelle descendante atteigne son point mort bas, ledit premier axe géométrique constituant l' axe pivot d' au moins un arbre dit arbre porteur des bras de manivelle, caractéri sée en ce que l es bra s de manive l le sont de longueur constante et en ce que le décalage angulaire se produisant de part et d'autre d'une position d'équilibre d'alignement des bras de manivelles est réalisé par au moins un toc, tel qu'un galet, un doigt, un téton logé dans un chemin de guidage monté solidaire en rotation d'au moins une partie de l'arbre dit arUre porteur des bras de manivelle, ce toc étant solidaire d'une pièce rotative autour d'un second axe géométrique parallèle et non confondu au premier axe géométrique. L' invention a encore pour objet un véhicule caractérisé en ce qu'il est équipé d'une transmission sans fin du type 2s précité. L' invention a encore pour objet un treuil à main à double manivelles caractérisé en ce qu'il est équipé d'une transmission sans fin du type précité. L' invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue en perspective s partielle d'une première transmission sans fin conforme à l' invention i la figure 2 représente une vue partielle en coupe d'une transmission sans fin conforme à l' invention se présentant sous forme d'un ensemble prêt à monter sur une bicyclette standard i la figure 3 représente une vue partielle en coupe partielle d'une variante de la transmission de la figure 2 i les figures 4A à 4D représentent des vues schématiques partielles du positionnement respectif des manivelles au cours d'un cycle complet de rotation i la figure 5 représente une vue schématique partielle en coupe d'un autre mode de réalisation d'une transmission sans fin conforme à l' invention dans laquelle l'écartement entre axes géométriques de la transmission est réglable et la figure 6 représente une vue s chémat ique part iel le des manivelles au cours d'un cycle de rotation, le chemin de guidage étant délimité par une came évidée en forme de haricot. La transmission sans fin, objet de l'invention, est plus particulièrement destinée à des véhicules à péJales, en particulier des vélos, des bateaux à pédales ou similaire. Cette transmission sans fin est constituée de deux manivelles dites respectivement manivelle droite 1 et manivelle gauche 2 par rapport au sens d'avancement d'un véhicule équipé d'une telle transmission. Chaque manivelle 1, 2 est équipée, à son extrémité libre de manière en soi connue, d'une pédale 11. Chaque manivelle 1, 2 présente une longueur de bras de manivelle constante au cours d'un cycle de péJalage. Ces manivelles sont s entraînées en rotation autour d'un premier axe géométrique représenté en D aux figures. Ce premier axe D géométrique constitue l'axe pivot d'au moins un arbre 5 constituant l'arbre porteur des bras de manivelle. La liaison entre manivelle 1, 2 et arbre 5 porteur des bras de manivelle et/ou la conception de l'arbre 5 porteur permettent un déplacement angulaire relatif des bras de manivelles, notamment au voisinage des positions haute et basse desdits bras de manivelles 1, 2, de manière telle que la manivelle en mouvement ascendant dépasse le point mort haut avant que la manivelle descendante atteigne son point mort bas. Cette position angulaire particulière des bras de manivelle est plus particulièrement représentée aux figures 4A à 4C. Ce décalage angulaire se produit de part et d'autre de positions d'équilibre représentées en 4B et 4D dans lesquelles les bras de manivelle, décalés angulairement de , sont alignés dans un plan correspondant dans les figures au plan horizontal médian perpendiculaire au plan vertical passant par les points morts haut et bas. En d'autres termes, l'arbre 5 porteur des bras de manivelle est sectionné de telle sorte que arbre 5 et bras de manivelle ne forment pas un ensemble à liaison rigide. Pour permettre ce décalage angulaire des bras de manivelle, une première solution consiste dans le fait que l'arUre 5 porteur des bras de manivelle est constitué d'au moins deux segments 5A, 5B 5C d'arUres alignés. Chaque manivelle 1, 2 est portée par un segment 5A, 5B d'arbre, ces segments 5A, B d'arbre étant alignés pour former l'arbre 5 porteur. Ces segments 5A, 5B d'arbre sont indépendants pour permettre un décalage angulaire relatif des bras de manivelles 1, 2. 3s Une seconde solution aurait pu consister à ce qu'au moins l'une des deux manivelles 1, 2 soit montée libre à rotation sur l'arUre 5 porteur, l'arbre 5 lui-même étant couplé de manière solidaire en rotation à l'autre manivelle. Dans tous les exemples représentés aux figures, la solution dans laquelle chaque manivelle est portée par un segment d'arbre indépendant a été retenue. L'arbre 5 ainsi constitué de un ou plusieurs segments peut former entre les bras de manivelle un arbre continu ou discontinu. Le décalage angulaire des bras de manivelle se produit donc de part et d'autre d'une position d'équilibre d'alignement généralement sensiblement horizontale des bras de manivelle. Ce décalage angulaire est réalisé par au moins un toc 6, tel qu'un galet, un doigt, un téton logé dans un chemin 8 de guidage monté solidaire en rotation d'au moins une partie de l'arbre 5 porteur. Ce toc 6 est solidaire d'une pièce 7 rotative autour d'un second axe 10 géométrique parallèle et non confondu au premier axe D géométrique. Dans toutes les figures, la distance séparant les premier et second axes géométriques est représentée par A. Sur la base de cette définition, de nombreux modes de réalisation de la transmission peuvent être envisagés. Un premier mode de réalisation de l' invention est représenté à la figure 1. Dans ce cas, l'arbre 5 est constitué d'au moins trois segments 5A, 5B, 5C d'arbre alignés et ayant pour axe pivot le premier axe D géométrique. Au moins l'un des segments, en l' occurrence le segment d'arbre 5C, est muni d'une fourchette 9 ou d'une came 9A, de préférence en forme de haricot solidaire en rotation dudit segment 5C d'arbre. Cette fourchette 9 ou came 9A délimite un chemin de guidage 8 servant à la réception d'un toc 6. De manière générale, le ou chaque toc 6 coopérant avec un chemin 8 de guidage est monté sur un S plateau tournant autour du second axe 10 géométrique parallèle audit premier axe D géométrique. Dans un cas particulier conforme à celui représenté, chaque toc 6 coopérant avec un chemin 8 de guidage est monté sur un même plateau 7 tournant autour du second axe 10 géométrique parallèle au premier axe D géométrique, ledit plateau 7 se présentant sous forme d'une couronne 7A montée libre à rotation autour d'un excentrique 7B fixe traversé par l'arUre 5 porteur des bras de manivelle. Ainsi, dans la figure 1, le segment d'arbre 5C est encore muni d'un excentrique 7B fixe en rotation autour duquel est montée, à rotation autour du second axe 10 géométrique, une couronne 7A portant le toc 6. L'excentrique 7B est traversé par l'arbre 5 porteur des bras de manivelle. Ce toc 6 est couplé, par l'intermédiaire d'au moins un organe de transmission 3, aux autres segments 5A, 5B d'arbre. En effet, dans ce cas, les manivelles 1 et 2 sont reliées de manière fixe à chaque segment d'arUre respectivement 2s représentés en 5A et 5B. Les segments 5A, 5B d'arbre sont respectivement reliés au toc 6 par l'intermédiaire d'un levier 4 coudé calé angulairement sur le bras de manivelle porté par le segment 5A, 5B d'arbre correspondant, ce levier 4 étant relié à une biellette 3A elle-même reliée à son autre extrémité à un axe 6A solidaire en rotation du toc 6 et disposé concentrique à ce dernier de manière à former un prolongement de ce dernier. Biellette 3A et levier 4 constituent à chaque fois l'organe de transmission 3 entre segment d'arbre 5A ou respectivement 5B et toc 6, 6A. La fourchette 9 ou la came 9A et la couronne 7A sont solidaires en rotation du segment 5C d'arbre et du plateau 12, ce plateau étant équipé, de manière en soi connue, d'une chaîne pour assurer la transmission du mouvement rotatif dudit arbre. Le bras de manivelle 2 et le segment S d'arUre 5B sont quant à eux montés libres à rotation sur le segment 5A d'arbre en l' absence des organes de transmission 3. Il en est de même du segment 5C en l' absence de toc 6. Le contrôle du décalage angulaire entre les bras de manivelle 1 et 2 est obtenu par l'intermédiaire des organes 3 de transmission constitués par les biellettes 3A et les leviers 4 coopérant avec le toc 6, lui-même coopérant avec la fourchette 9 ou la came 9A solidaire en rotation du segment d'arUre 5C. On obtient une cinématique conforme à 1S celle décrite ci-dessus, à savoir une manivelle en mouvement ascendant qui dépasse le point mort haut avant que la manivelle descendante n'atteigne son point mort bas comme l'illustrent les figures 4A à 4D. Pour obtenir une telle cinématique, la manivelle ayant dépassé le point mort bas exécute un mouvement ascendant plus rapide que la manivelle descendante ayant dépassé le point mort haut. Les positions d'alignement des manivelles ou positions d'équilibre sont quant à elles représentées en 4B et 4C. Il est bien évident que l' angle a, qui représente aux figures 1 et 3 ce décalage vers l' avant des bras de manivelle, peut être choisi par le constructeur pour optimiser ce paramètre en définissant la valeur A. Cette valeur correspond à l'écartement entre le premier axe D géométrique et le second axe 10 géométrique parallèle audit premier axe D géométrique. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 5, l'écartement entre l'axe D géométrique constituant l'axe pivot à l'arUre 5 porteur des bras de manivelle et l'axe 10 de rotation de la pièce rotative 7, 7A porte-toc 6 est réglable pour permettre indifféremment un dépassement des points morts haut et bas synchronisé lorsque la valeur de l'écartement est égale à zéro ou asynchrone lorsque la valeur de l'écartement est différente d'une valeur nulle. Cette configuration permet S de disposer d'une transmission qui peut fonctionner indifféremment avec un décalage angulaire constant de 180 des bras de manivelle ou un décalage angulaire variable. Dans le cas d'une application à une bicyclette, le réglage peut être obtenu au moyen d'une manette crantée positionnée au niveau du guidon, cette commande agissant sur l'excentrique apte à se déplacer à l'intérieur d'une glissière 13 comme l'illustre la figure 5. D'autre part, l' orientation de l'ensemble autour du premier axe D géométrique permet de modifier la position d'alignement des manivelles 1 et 2 au gré de l'utilisateur. La transmission, dans laquelle le chemin de guidage 8 servant à la réception d'un toc 6 est délimité au moyen d'une came 9A, de préférence sensiblement en forme de haricot (figure 6) ou d'une fourchette 9, montée solidaire en rotation d'au moins un segment 5A, 5B, 5C d'arbre, peut se présenter sous forme d'un ensemble prêt à monter logé au moins partiellement à l'intérieur d'un boîtier déporté généralement sur la gauche par rapport au cadre d'une 2s bicyclette comme l'illustre la figure 2. Dans ce cas, un tel boîtier permet d'équiper la plupart des bicyclettes existant dans le commerce. Dans un autre mode de réalisation représenté à la figure 3, au moins une partie de la transmission est logée à l'intérieur d'un boîtier, ce boîtier étant dimensionné pour s'insérer entre la fourche arrière et l'élément tubulaire du cadre avant d'une bicyclette. Cette solution d'un boîtier intogré dans le cadre présente l'avantage d'une conception de transmission équilibrée et entièrement protagée en cas de chute, notamment lorsque cette dernière équipe une bicyclette. Elle présente à l' inverse l'inconvénient de repousser légèrement la roue arrière, notamment lorsqu'elle équipe un vélo de course. Une telle s solution est plus particulièrement appropriée dans le cas d'une transmission équipant en première monte une bicyclette. Bien évidemment, d'autres modes de réalisation de l' invention auraient pu être représentés aux figures. Ainsi, il aurait pu être prévu que chaque segment d'arbre soit muni d'une fourchette solidaire en rotation du segment d'arbre. Cette fourchette comporte alors un chemin de guidage servant à la réception d'un toc. Au moins l'un des tocs coopérant avec un chemin de guidage est monté sur un plateau tournant autour du second axe géométrique parallèle audit premier axe D géométrique. Les chemins de guidage sont montés sur un même plateau tournant autour du second axe géométrique parallèle au premier axe D géométrique. Le plateau se présente alors sous forme d'une couronne montée libre à rotation autour d'une excentrique fixe traversé par l'arbre 5 porteur des bras de manivelle. Dans une autre version, les tocs peuvent être portés par un plateau tournant différencié. I1 est à noter que la transmission précitée peut également s'appliquer à un treuil à main à double manivelles, encore appelé "Winch", la transmission étant associce au tambour d'enroulement de câble du treuil. REVENDICATIONS 1. Transmission sans fin, notamment pour bicyclette, par exemple pour pédalier et plateau denté, du type à manivelles (l, 2) sans marquage de point mort, lesdites manivelles (l, 2) étant entraînables à rotation autour d'un premier axe (D) géométrique pour permettre un déplacement angulaire relatif des bras de manivelle notamment au voisinage des positions haute et basse desdits bras de manivelle (l, 2), de manière telle que la manivelle en mouvement ascendant dépasse le point mort haut avant que la manivelle descendante atteigne son point mort bas, ledit premier axe (D) géométrique constituant l'axe pivot d'au moins un arbre (5) dit arbre porteur des bras de manivelle, caractérisée en ce que les bras de manivelle sont de longueur constante et en ce que le décalage angulaire se produisant de part et d'autre d'une position d'équilibre d'alignement des bras de manivelles (l, 2) est réalisé par au moins un toc (6), tel qu'un galet, un doigt, un téton logé dans un chemin (8) de guidage monté solidaire en rotation d'au moins une partie de l'arbre (5) dit arUre porteur des bras de manivelle, ce toc (6) étant solidaire d'une pièce rotative (7, 7A) autour d'un second axe (l0) géométrique parallèle et non confondu au premier axe (D) géométrique. 2. Transmission sans fin selon la revendication l, caractérisée en ce que l'arbre (5) porteur des bras de manivelle est constitué d'au moins deux segments (5A, 5B, 5C) d'arbre alignés, chaque manivelle (l, 2) étant portée par un segment (5A, 5B) d'arbre, ces segments (5A, 5B) d'arUre étant indépendants pour permettre un décalage angulaire relatif des bras de manivelles (l, 2). 3. Transmission sans fin selon l'une des revendications l et 2, caractérisoe en ce que le chemin de guidage (8) servant à la réception d'un toc (6) est délimité au moyen d'une came (9A), de préférence sensiblement en forme de haricot ou d'une fourchette (9), montée solidaire en rotation d'au moins un segment ( 5A, 5B, 5C) d'arbre. 4. Transmission sans fin selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins l'un des tocs (6) coopérant avec un chemin (8) de guidage est monté sur un plateau tournant autour du second axe (10) géométrique parallèle audit premier axe (D) géométrique. 5. Transmission sans fin selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque toc (6) coopérant avec un chemin (8) de guidage est monté sur un même plateau ( 7) tournant autour du second axe (10) géométrique parallèle au premier axe (D) géométrique, ledit plateau (7) se présentant sous forme d'une couronne ( 7A) montée libre à rotation autour d'un excentrique (7B) fixe traversé par l'arbre ( 5) porteur des bras de manivelle. 6. Transmission sans fin selon l'une des revendications 1 à , caractérisée en ce que l ' arbre ( 5) est constitué d' au moins trois segments (5A, 5B, 5C) d'arbre alignés, au moins l'un (5C) des segments (5A, 5B, 5C) d'axe (5) étant muni d'une fourchette (9) ou d'une came (9A), de préférence en forme de haricot solidaire en rotation dudit segment ( 5C) d'arbre, et d'un excentrique (7B) fixe en rotation autour duquel est montée, à rotation autour du second axe (10) géométrique, une couronne (7A) portant le toc (6), ce toc (6) étant couplé, par l'intermédiaire d'au moins un organe de transmission (3), aux autres segments (5A, 5B) d'arbre. 7. Transmission sans fin selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle se présente sous forme d'un ensemble prét à monter logé au moins partiellement à l'intérieur d'un boîtier. g. Transmission sans fin selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'au moins une partie de la transmission est logée à l'intérieur d'un boîtier, ce boitier étant dimensionné pour s'insérer entre la fourche arrière et l'élément tubulaire du cadre avant d'une bicyclette. 9. Transmission sans fin selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'écartement () entre l'axe (D) géométrique constituant l'axe pivot à l'arbre (5) porteur des bras de manivelle et l'axe (10) de rotation de la pièce rotative (7, 7A) porte-toc (6) est réglable pour permettre indifféremment un dépassement des points morts haut et bas synchronisé lorsque la valeur de l'écartement () est égale à zéro ou asynchrone lorsque la valeur de l'écartement () est différente d'une valeur nulle. 10. Véhicule, caractérisé en ce qu'il est équipé d'une transmission sans fin conforme à l'une des revendications 1 à 9. 11. Treuil à main à double manivelles, caractérisé en ce qu'il est équipé d'une transmission sans fin conforme à l'une des revendications 1 à 9.