Brevet FR2866624A1 — publié le 20050826

L'invention concerne un système de transmission mécanique convenant à la propulsion des bicyclettes et autres engins mus par la force musculaire Actuellement pour changer de vitesse les bicyclettes sont toutes équippées d'un même système de dérailleurs permettant de changer de plateaux et de pignons .Mais cela reste un moyen compliqué et peu pratique.La présente invention permet une variation progressive et continue dans le changement de vitesse d'une manière simple à partir d'une seule poignée placée sur le guidon . De nombreux brevets ont déjà été déposés sur un principe similaire , mais aucun n'a jamais été commercialisé à grande échelle car ils n'étaient pas assez adaptés à cet usage. Dans un but de meilleure adaptation à l'effort musculaire le présent brevet utilise une came à double effet permettant d'obtenir un bon confort dans l'effort de pédalage . Le principe de fonctionnement de ce dispositif est la transformation du mouvement de rotation du pédalier en un mouvement de translation alternatif du cable-moteur dont on pourra faire varier les caractéristiques d'amplitude et de force transmise puis de le retransformer en un mouvement de rotation continu de la roue motrice . On peut distinguer les trois parties fonctionnelles suivantes : - La 1[deg] partie transforme le mouvement de rotation du pédalier en un mouvement d'oscillation pendulaire du bras de levier .Cette partie est composée de trois éléments : Le pédalier qui reçoit l'effort de pédalage du cycliste , une came fixée sur ce pédalier actionnant un bras de levier . Ce bras de levier est articulé en rotation sur le cadre du vélo à une extrémité.L'autre extrémité est maintenue en contact avec le profil extérieur de la came grace à la traction exercée par le ressort de rappel via le cable-moteur. Lorsque la came tourne elle repousse l'extrémité du bras de levier et crée ainsi un mouvement pendulaire de ce dernier . Il est cependant nécessaire pour obtenir un bon confort de conduite que l'effort de propulsion transmis à la roue arrière correspondre à l'effort musculaire du cycliste sur les pédales et c'est le profil de la came qui doit réaliser cette adaptation. En descendant la jambe l'effort de poussée est maximal sur la pédale provoquant ainsi une force de propulsion maximale tirant sur le cable-moteur et va correspondre à un écartement progressif du bras de levier de l'axe de rotation (partie A de la câme). En position verticale du pédalier le cycliste ne fournit plus d'effort et c'est là que la came revient du diamètre maximum au diamètre minimum (partie B de la câme) et que le cable-moteur s'enroule sur le cylindre fixé sur la roue libre. Ceci pour chaque jambe donne deux tractions par tour de pédalier et justifie l'utilisation d'une came à deux lobes qui repousse deux fois par tour le bras de levier.Chaque lobe comprend deux parties A et B décrites précédemment. Pour minimiser l'effort de rotation le bras de levier est muni d'un galet tournant placé à son extrémité qui roulera sur le profil extérieur de la came.Ainsi lorque le pédalier tourne en entrainant la came , le bras de levier sera animé d'un mouvement pendulaire d'amplitude constante avec deux allers-retours par tour de pédalier. -La 2[deg] partie transforme le mouvement d'oscillation pendulaire en un mouvement d'oscillation linéaire tout en modifiant les caractéristiques de la transmission ( amplitude et force ) du cable-moteur . Elle est composée du couple curseur-bras de levier . Un curseur servant de liaison mécanique entre le bras de levier et le cable-moteur peut coulisser le long du bras de levier sous l'effet de tractions dans un sens puis dans l'autre d'un cable de commande actionné par le cycliste grâce à une poignée tournante placée sur le guidon. Lorsque le curseur est situé proche de l'axe de rotation du bras de levier fixé sur le cadre du vélo son amplitude d'oscillation sera faible mais la force transmise sera importante . En s'écartant de cet axe son amplitude va augmenter et la force transmise diminuer. Le mouvement de translation du cable-moteur ainsi que la force qu'il transmet vont varier en fonction de la position du curseur sur le bras de levier. - La 3[deg] partie transformant le mouvement alternatif rectiligne du cablemoteur en un mouvement de rotation continu de la roue motrice par le moyen d'un système à cliquets (roue libre).Le cable-moteur qui est fixé à une extrémité au cadre,contourne une poulie fixée au curseur mobile et est enroulé à son autre extrémité sur un cylindre solidaire du système à cliquets (roue libre) .Ce dernier permet de transmettre à la roue motrice le couple moteur poussant le vélo lorsque le cable-moteur est tiré vers l'avant par le curseur mobile ,le système à cliquets est alors embrayé.Lorsque le cable revient vers l'arrière sous l'effet du ressort de rappel le système à cliquets est débrayé et le cable va se rembobiner sur le cylindre prêt pour un prochain cycle .Ainsi le cycliste pourra ajuster de son guidon avec une seule poignée tournante le rapport de réduction qu'il souhaite obtenir .Ce qui remplace avantageusement les changements de pignons arrières et de plateaux des vélos actuels . L'invention décrite ci-aprés selon un mode de réalisation préférentielle est illustrée par les dessins joints : Figure 1 : vue générale de la bicyclette montrant l'assemblage des différents éléments. Figure 2 : Système combiné de câme à double effet et bras de levier muni d'un curseur. Figure 3 : Roue motrice avec cable-moteur et ressort de rappel Figure 4 : Développé du profil extérieur de la câme. Figure 5 : Détail de la câme à deux lobes Les différents composants sont numérotés comme suit : 1- Le pédalier 2 -La came à deux lobes 3 -Le bras de levier 4 - Le galet tournant 5 - Le curseur mobile 6 - Le cable de commande 7 - La poignée de réglage 8 - Le cable-moteur 9 - Le système à cliquets ou roue libre 10 - La roue motrice 11 - Le ressort de rappel 12 - La poulie du curseur Selon un mode de réalisation préférentielle l'invention comporte une came 2 fixée solidairement sur le pédalier 1 . Cette came comporte deux lobes et lorsqu'elle tourne repousse deux fois par tour l'extrémité basse du bras de levier 3.Cette extrémité est maintenue en contact avec le profil extérieur de la câme grace à la traction du ressort de rappel 11 exercée à travers le cable-moteur 8,et roule sur ce profil grâce au galet tournant 4 .L'extrémité haute du bras de levier est articulée sur le cadre du vélo.Le bras de levier est donc animé d'un mouvement pendulaire lorsque le pédalier tourne.Un curseur mobile 5 ,qui peut se déplacer le long du bras de levier , est positioné au moyen du cable de commande 6 actionné par le cycliste grâce à la poignée de réglage 7. Le cable-moteur 8 est fixé au cadre et passe sur une poulie 12 fixée au curseur.Lorsque le curseur est tiré vers l'avant il tire sur le cable-moteur qui entraine en rotation le cylindre fixé sur la roue libre 9 . Dans ce sens de rotation la roue libre est bloquée et entraine en rotation la roue motrice 10 . Lorsque le curseur revient vers l'arrière la roue libre est débrayée et le cablemoteur s'enroule sur le cylindre sous l'effet du ressort de rappel 11 prêt pour un autre cycle. Lorsque le cycliste tourne la poignée 7 le curseur se déplace et fait varier l'amplitude et la force transmise au cable-moteur.Proche de l'articulation du cadre l'amplitude sera faible et la force transmise importante (effet de bras de levier) éloigné de l'articulation l'amplitude augmentera et la force diminuera qui correspondera à une vitesse plus grande du vélo. La réalisation préférentielle de la came est décrite fig 5 . La câme comporte deux lobes sysmétriques par rapport à l'axe de rotation. Le développé du profil extérieur de la came est décrit fig 4. Ce profil est composé de deux cercles opposés de même diamètre R centrés sur 0' et 0" avec un entraxe O'O" égale à R. L'axe de rotation de la came est en O.Les points 0,0',0" sont alignés. Les deux lobes de la câme sont décomposés en différentes zones . Zone A : correspond à l'effort de poussée sur la pédale ,la distance du galet au centre de rotation augmente progressivement et entraine une traction motrice du cable-moteur. Zone B : zone de non effort correspond à la position verticale du pédalier et au retour rapide du galet au diamètre mini de la came. REVENDICATIONS 1) Dispositif de transmission mécanique pour bicyclette basé sur le principe de transformation du mouvement de rotation continu du pédalier en un mouvement alternatif rectiligne du cable-moteur qui se retransforme en un mouvement de rotation continu de la roue motrice caractérisé en ce qu'il comporte une came fixée sur le pédalier actionnant un bras de levier articulé en rotation sur le cadre du vélo. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la came fixée sur le pédalier comporte deux lobes qui repoussent deux fois par tour le bras de levier. 3)Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que chaque lobe comporte deux parties .Une partie A s'écartant progressivement de l'axe de rotation et une autre partie B revenant rapidement du diamètre maximum au diamètre minimum. 4)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bras de levier est muni d'un galet tournant placé à son extrémité . 5)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bras de levier est muni d'un curseur mobile qui peut coulisser sur sa longueur. 6)Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le curseur mobile coulissant sur le bras de levier est déplacé et positionné par le moyen d'un cable de commande actionné par le cycliste.