Brevet FR2866309A1 — publié le 20050819

La présente invention concerne un dispositif, un pédalier, permettant une assistance de l'effort à fournir pour "lancer" un véhicule à transmission mécanique, en particulier une bicyclette. Le "démarrage" ou "lancement" du véhicule nécessite un couple important. Traditionnellement, il peut être réduit par un changement de braquet, impossible à l'arrêt, ou par une assistance électrique qui exige un moteur, et donc un apport d'énergie, extérieurs au véhicule. Le pédalier, selon l'invention, permet de lancer le véhicule avec une démultiplication progressive de l'effort à fournir. Il comporte selon une première caractéristique, un ressort à spirale, générateur de la démultiplication, une cage à roulements, une couronne de transmission, dentée pour chaîne sur le dispositif exposé, et une plaque de liaison couronne dentée-roulement interne ajourée en plusieurs points. Lorsque l'on exerce une pression sur la manivelle, en clair que l'on commence à pédaler, le ressort de la spirale se tend, entraînant directement, mais avec un "différé" de puissance, la couronne dentée qui elle même entraîne le véhicule. Entre le moment où on lance le véhicule et le moment où ce dernier atteint une vitesse plus ou moins constante, ou de "croisière", le ressort s'est détendu en libérant progressivement la puissance qui lui a été insufflée au départ. La force "souple" exercée au départ n'est pas perdue, puisqu'elle se retransmet ensuite au véhicule lorsque le ressort se détend. Lorsque le véhicule est en "croisière", chaque accélération est assouplie par ce système, et cela peut être un inconvénient. Ainsi, toujours selon l'invention, un système de blocage du système a été imaginé. Il comporte selon une première caractéristique une plaque circulaire, pouvant s'emboîter à l'intérieur de l'axe du pédalier, (elle en est solidaire dans la rotation), des vis "doublement coniques", un ressort axial, et un système de commande. Ce système de commande comprend une manette, un câble, une tige métallique cylindrique dotée à son extrémité d'une petite roulette, des guides pour la tige et le câble, et enfin un ressort relié entre la tige et son guide. Lorsque l'on actionne cette commande, tout en pédalant, les vis "doublement coniques" viennent se solidariser avec la plaque de liaison couronne dentée-roulement interne, ajourée, neutralisant ainsi la "liberté" du ressort à spirale. Pour libérer à nouveau le système, un simple rétropédalage suffit, éventuellement assisté de l'action de la manette de commande. Cette dernière manipulation peut évidemment se faire à l'arrêt. Selon les modes particuliers de réalisation: - Un ensemble sans système de blocage est envisageable. - La plaque de liaison ajourée peut être remplacée par un ensemble solidaire, un plateau, de trois ou quatre "branches" munies d'encoches permettant le blocage des vis 5 doublement coniques. - Un seul "roulement" peut suffire, deux roulements permettant à priori une meilleure stabilité de l'ensemble. - Les roulements à billes peuvent être des roulements "céramique". - La plaque de liaison, côté manivelle, n'est pas absolument nécessaire. - La fixation de la spirale à ses extrémités intérieure et extérieure peut se faire par glissement dans des encoches, la spirale étant alors pliée sur elle même à chacune des extrémités. - La fixation de la spirale, plutôt qu'être soudée, vissée, rivetée, ou glissée dans des encoches, peut être fixée par un système de charnière. - La couronne dentée peut être remplacée par un guide pour transmission par courroie. - Le dispositif peut être équipé de deux, voire trois couronnes dentées, ou plateaux, de diamètres différents. - Le système de blocage peut être "inversé". La plaque de liaison, ou les branches 20 du plateau, porte alors les vis doublement coniques. La plaque circulaire du système de blocage est alors ajourée. - Pour le système de blocage, plutôt qu'un cylindre "dentelé" assurant la cohésion avec l'axe central, des tiges cylindriques peuvent s'emboîter dans des orifices percés à l'intérieur de l'axe central. Les dessins annexés illustrent l'invention: - La figure 1-1 représente la face interne du dispositif de l'invention, avec son système de blocage en position libre. La flèche indique le sens de rotation du dispositif. - La figure 1-2 représente en coupe, le dispositif de l'invention, son système de blocage et l'appareillage de commande de blocage, en position libre. - La figure 2-1 représente la face interne du dispositif de l'invention, avec son système de blocage en position bloquée. - La figure 2-2 représente en coupe, le dispositif de l'invention, son système de blocage et l'appareillage de commande de blocage, en position de blocage. - La figure 2-3 représente en coupe, le dispositif de l'invention, son système de blocage et l'appareillage de commande de blocage, en position bloquée, la tige de commande de blocage rétractée. - La figure 3-1 représente la face interne du dispositif de l'invention, avec son système de blocage en position libre, le ressort en spirale serré. - La figure 3-2 représente en coupe, le dispositif de l'invention, son système de blocage et l'appareillage de commande de blocage, en position libre, le ressort en spirale serré. - La figure 4-1 représente la face interne du dispositif de l'invention, équipé du plateau à quatre branches, avec son système de blocage en position libre. - La figure 4-2 représente en coupe, le dispositif de l'invention muni d'un seul roulement, son système de blocage et l'appareillage de commande de blocage, en position libre. - La figure 5 représente la face interne du dispositif de l'invention, équipé du plateau à quatre branches, avec son système de blocage en position bloquée. - La figure 6 représente la face interne du dispositif de l'invention, équipé du plateau à quatre branches, avec son système de blocage en position libre, avec son ressort en spirale serré. - La figure 7 représente de face et en coupe, les diverses pièces qui composent le dispositif de l'invention. En référence à ces dessins, en premier lieu les figures 1-1 et 1-2, le dispositif comporte un moyeu (1) (2), à l'extrémité duquel (2) est fixé (7) un ressort en spirale (6). Ce ressort (6) est enroulé à l'intérieur d'un cylindre (15), support d'une couronne dentée (9) destinée à entraîner une chaîne de transmission non représentée. La rotation du moyeu (1)(2) entraîne ainsi la couronne dentée (9), le ressort en spirale se serrant si une résistance est exercée sur la couronne dentée (voir figures 3-1 et 3-2). Ce même dispositif comporte deux roulements (3)(4) à billes (5) dont les anneaux internes (3) sont fixés au moyeu (1)(2) et les anneaux externes (4) à deux "plaques circulaires de liaison" (10) dont l'une est ajourée (Il). La "plaque circulaire de liaison" (10) et les roulements (3)(4) à billes (5) assurent la cohésion et la stabilité du dispositif. Le "jour" (11) de l'une des plaques (10) est destiné à recevoir les vis doublement coniques (ss) que nous décrirons ci-après. Un ensemble manivelle (12) -pédale (13) est solidarisé au dispositif par des chevilles métalliques (14) par exemple, et une vis standard de fixation (non représentée) vissée à l'axe central de rotation (non représenté). Toujours en référence aux figures 1-1 et 1-2, Le dispositif comporte un système de blocage comportant une plaque circulaire (a) solidaire d'un cylindre cannelé (y). Sur la plaque circulaire (a) sont fixées quatre vis "doublement coniques" (ss). Le cylindre (y) coulisse entre le moyeu (1) et l'anneau interne (3) d'un roulement (3)(4)(5) tout en étant solidaire du moyeu par les cannelures. Les vis "doublement coniques" (ss) vont venir s'insérer dans le jour (11) de la plaque (10) et grâce à la rotation du moyeu (1)(2), s'y bloquer dans la partie rétrécie du jour (I1). Le moyeu (1) et la couronne dentée de transmission (9) sont alors totalement solidaires, et l'ensemble du dispositif a alors les propriétés d'un pédalier classique (voir figures 2-1, 2-2, 2-3). Un ressort hélicoïdal (b) , ici en position détendue, est inséré entre la plaque circulaire (a) et le moyeu (1), à l'intérieur du cylindre cannelé (y), afin d'éloigner le système de blocage lorsque ce dernier ne doit pas être enclenché. Et enfin, en référence à la figure 1-2, le dispositif comporte un appareillage de commande de blocage, composé d'une roulette (H) supportée par un cylindre (E) coulissant à l'intérieur d'un guide cylindrique (F). Sur ce cylindre (E) est fixé un ressort hélicoïdal (G) permettant d'éloigner la roulette (H) de la plaque circulaire (a) du système de blocage. Un câble (B) peut être tiré vers le haut par une manette (I) fixée sur le cadre du véhicule. Lorsque cette manette (I) est actionnée, le câble (B), dévié par un guide (C), tire le cylindre coulissant (E) vers la droite, grâce à un point de fixation (D) de ce câble (B) sur le cylindre (E). En clair, lorsque l'on actionne la manette (I), la roulette (H) pousse le système de blocage vers la droite, pour permettre aux vis doublement coniques (ss) de s'insérer et se bloquer dans les jours (11) de la plaque de liaison (10). Dans la forme de réalisation selon les figures 2-1, 2-2, et 2-3, la spirale est fixée aux cylindre et axe central par des rivets (16). La figure 2-1 montre le dispositif de face en position bloquée, les vis doublement coniques sont insérées dans la partie rétrécie du jour de la plaque de liaison. La figure 2-2 montre le dispositif, de profil, en position de blocage, la roulette pousse encore le cylindre du système de blocage. La figure 2-3 montre le dispositif, de profil, en position bloquée, les vis doublement coniques sont insérées dans les jours, et la roulette est revenue en position initiale. Selon les figures 3-1 et 3-2, le dispositif est montré en position libre, la spirale serrée. Cet état est obtenu lorsque l'on exerce une forte puissance dans le pédalage. La force obtenue par le serrement de la spirale se libère ensuite progressivement en entraînant la couronne dentée. Une fois la vitesse de croisière obtenue, la spirale retrouve approximativement une forme détendue. Dans la forme de réalisation selon la figure 4-1, la spirale a été pliée a ses extrémités (19) de façon à s'insérer dans des encoches (20) fixées sur le cylindre et l'axe central. Selon la figure 4-1, le dispositif est montré de face, équipé d'un plateau (17) comportant quatre entailles (18). Ce plateau (17) et les entailles (18) font office de plaque de liaison (10) et des jours (11) de cette plaque, décrits en figures 1-1 et 1-2. Le fonctionnement général reste le même. Dans la forme de réalisation selon la figure 4-2, le dispositif est exposé de profil, mais cette fois équipé d'un seul roulement, et sans plaque de liaison extérieure. Ce mode de réalisation a l'avantage de présenter un dispositif plus compact et probablement plus simple à réaliser. Avec ce mode réalisation, la spirale peut être plus facilement retirée, permettant ainsi de monter des ressorts de puissances différentes en fonction des personnes qui utilisent le véhicule. La stabilité du dispositif peut être en revanche affaiblie par la présence d'un seul roulement, mais ce dernier peut être un roulement céramique, par exemple. Selon la figure 5, le dispositif est montré de face, équipé du plateau, et en position bloquée. Les vis doublement coniques sont coincées dans les entailles. Selon la figure 6, le dispositif est en position libre, la spirale serrée. La figure 7 expose les pièces essentielles du dispositif: - La spirale (6) pliée à ses extrémités pour s'insérer dans des encoches. - Une cage à roulements (3)(4)(5) montrée de face et de profil. - L'axe central (1)(2) montré de face et de profil, avec sa manivelle et la pédale. - Le plateau (17) et ses entailles (18). - La plaque de liaison roulement externe (4) -cylindre (15) {(10)}, et ses jours (11), montrés de face et de profil. - La couronne dentée (9) et le cylindre (15) qui la supporte, montés également de profil et de face. Selon une variante non illustrée, la couronne dentée peut être remplacée par un guide pour une transmission par courroie. Selon une autre variante non illustrée, le dispositif peut être équipé de deux, voire trois couronnes dentées, ou plateaux, de diamètres différents. Selon une autre variante non illustrée, les roulements à billes peuvent être des roulements "céramique". Selon une autre variante non illustrée, la fixation de la spirale, plutôt qu'être soudée, vissée, rivetée, ou glissée dans des encoches, peut être fixée par un système de charnière. Selon une autre variante non illustrée, le système de blocage peut être "inversé". La plaque de liaison, ou les branches du plateau, porte alors les vis doublement coniques. La plaque circulaire du système de blocage est alors ajourée. Selon une autre variante non illustrée, pour le système de blocage, plutôt qu'un cylindre "dentelé" assurant la cohésion avec l'axe central, des tiges cylindriques peuvent s'emboîter dans des orifices percés à l'intérieur de l'axe central. À titre d'exemple non limitatif, le diamètre du dispositif sera d'environ 21 cm, et le nombre de dents de la couronne dentée se calquera sur les standards habituels des pédaliers classiques. 2866309 -7- REVENDICATIONS 1) Dispositif pour démultiplier l'effort à fournir pour lancer un véhicule à transmission mécanique, caractérisé en ce qu'il comporte un pédalier dont l'axe central (1)(2) est relié à la couronne de transmission (9) par un ressort en spirale (6). Le ressort en spirale (6) se tend lorsque l'utilisateur commence à pédaler, entraînant ainsi le véhicule avec un "retard" d'énergie transmise à la couronne de transmission (9), "retard" récupéré ensuite par la détente du ressort (6) lorsque l'utilisateur atteint progressivement avec son véhicule une "vitesse de croisière". 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le pédalier est assorti d'une double plaque de liaison (10), liée à un cylindre (15) support de la couronne dentée (9), reliée à une partie de deux cages à roulements (3)(4)(5) qui permettent une rotation libre (hors effet du ressort à spirale (6)) entre le moyeu (1)(2) et la couronne dentée (9). L'ensemble est censé assurer une meilleure stabilité du dispositif. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le pédalier est assorti d'un plateau (17) à x branches, support de la couronne dentée (9), relié à une partie d'une seule cage à roulement (3)(4)(5) qui permet une rotation "libre" (hors effet du ressort à spirale (6)) entre la couronne dentée (9) et l'axe central (1)(2). 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fixation 20 du ressort à spirale (6) peut être faite par soudure, rivetage, charnières ou encoches. 5) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la ou les cages à roulements (3)(4)(5) peuvent être des cages "céramique". 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce que la couronne dentée pour chaîne (9) peut être remplacée par un guide pour courroie de transmission. 7) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couronne dentée (9) peut être double ou triple, et de diamètres différents. 8) Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 4, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que le pédalier sera muni d'un système de blocage constitué d'une plaque circulaire (a) solidaire 30 d'un cylindre cannelé (y) s'insérant dans un guide prévu dans le moyeu (1) du pédalier, éloigné de l'axe central (1) par un ressort hélicoïdal (ô) glissé à l'intérieur du cylindre (y) du système de blocage. La plaque circulaire (a) est assortie de vis doublement coniques (f3) s'insérant et se bloquant dans l'une des plaques (10). La plaque de liaison (10) est alors ajourée. 9) Dispositif selon l'une des revendications 1, 3, 4, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que le pédalier sera muni d'un système de blocage constitué d'une plaque circulaire (a) solidaire d'un cylindre cannelé (y) s'insérant dans un guide prévu dans le moyeu (1) du pédalier, éloigné de l'axe central (1) par un ressort hélicoïdal (S) glissé à l'intérieur du cylindre (y) du système de blocage. La plaque circulaire (a) est assortie de vis doublement coniques (ss) s'insérant et se bloquant dans le plateau (17). Le plateau (17) est alors "entaillé". 10) Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que les vis doublements coniques (ss) sont fixées sur la plaque de liaison (10). La plaque circulaire du système de blocage (a) est alors ajourée en plusieurs points. 11) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que les vis doublements 15 coniques (ss) sont fixées sur le plateau (17). La plaque circulaire du système de blocage (a) est alors ajourée en plusieurs points. 12) Dispositif selon les revendications 8, 9, 10 et 1l, caractérisé en ce que le système de blocage est actionné par un système de commande de blocage constitué d'une manette (I), tirant un câble (B) qui fait coulisser un cylindre (E), support d'une roulette (H), retenu par un ressort hélicoïdal (G), qui pousse le système de blocage en direction du pédalier et revient en position initiale une fois la manette (1) relâchée, grâce à la détente du ressort.