Brevet FR2921630A1 — publié le 20090403

Le secteur technique de la présente invention est celui des cycles et plus particulièrement des systèmes d'entraînement à plusieurs vitesses d'une roue de cycle. L'utilisation d'un système pédalier/plateaux/pignons est déjà bien connue dans le domaine des cycles, et plus largement dans celui des véhicules propulsés par leur conducteur, pour propulser le cycle et adapter la démultiplication du mouvement de pédalage (ou braquet) en fonction de la nature du terrain. Ainsi, les cycles sont classiquement équipés d'un système de transmission comportant un pédalier à un ou plusieurs plateaux, plusieurs pignons montés sur la roue arrière et une chaîne de transmission permettant de transmettre l'effort de pédalage jusqu'aux pignons. Un système de changement de vitesse permet de déplacer la chaîne d'un pignon à un autre et/ou d'un plateau à un autre. Les pignons sont montés sur la roue arrière par l'intermédiaire d'une roue libre, c'est à dire un mécanisme permettant l'entraînement de la roue par la chaîne lors du pédalage et, en l'absence de pédalage, laissant tourner librement la roue arrière, sans que la roue n'entraîne les pignons en rotation. On connaît cependant plusieurs inconvénients à ce type de système de transmission. Un premier inconvénient réside dans le fait que le passage de vitesse ne peut être effectué que lorsque la chaîne est en mouvement et entraîne la roue, ce qui est particulièrement contraignant car l'utilisateur du cycle doit obligatoirement pédaler afin de changer de vitesse. Un autre inconvénient réside dans le fait que, lorsqu'on se déplace sur un parcours accidenté et que la chaîne est immobile, cette dernière peut "sauter", c'est à dire se désengager des dents d'un pignon ou d'un plateau, ce qui peut contraindre l'utilisateur à s'arrêter afin de la remettre en place. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif permettant de remédier à ces inconvénients. L'invention a donc pour objet un pédalier pour cycle multivitesses, comportant des manivelles et plusieurs plateaux entraînés en rotation par les manivelles et destinés à engrener un moyen d'entraînement, caractérisé en ce qu'il comporte un système à roue libre disposé entre les plateaux et les manivelles afin de permettre l'entraînement en rotation des plateaux par les manivelles dans un premier sens et de les dissocier dans l'autre sens. Selon une caractéristique de l'invention, le pédalier comporte un axe central solidaire des manivelles et assurant la transmission de l'effort de pédalage des manivelles vers le système à roue libre. Selon une caractéristique de l'invention, le système à roue libre comporte une bague à cliquets. Selon une caractéristique de l'invention, le système à roue libre est constitué d'une bague intérieure fixée sur l'axe central et munie de cliquets, de deux roulements disposés de part et d'autre de la bague intérieure et d'une bague extérieure coiffant la bague intérieure et les roulements. Selon une caractéristique de l'invention, le système à roue libre est constitué d'une bague intérieure fixée sur une manivelle et munie de cliquets, de deux roulements disposés de part et d'autre de la bague intérieure et d'une bague extérieure coiffant la bague intérieure et les roulements. Selon une caractéristique de l'invention, la bague intérieure comporte une couronne munie de logements destinés à recevoir les cliquets et en ce que la bague extérieure comporte une piste crénelée coopérant avec lesdits cliquets. Selon une caractéristique de l'invention, la bague extérieure comporte des moyens de liaison avec les plateaux. L'invention concerne également un dispositif d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule propulsé par son conducteur, comportant un pédalier, un moyen d'entraînement et plusieurs pignons portés par la roue du véhicule, caractérisé en ce que les pignons sont fixes en rotation de la roue et en ce que le pédalier comporte un système à roue libre permettant l'entraînement en rotation du moyen entraînement par le pédalier dans un premier sens et de les dissocier dans l'autre sens. Selon une caractéristique du dispositif, le pédalier comporte des manivelles et un ou plusieurs plateaux entraînés en rotation par les manivelles et destinés à engrener le moyen entraînement et en ce que le système à roue libre est disposé entre le ou les plateaux et les manivelles. Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte un axe central solidaire des manivelles et assurant la transmission de l'effort de pédalage des manivelles vers le système à roue libre. Un tout premier avantage de l'invention réside dans le fait que la chaîne d'entraînement est toujours maintenue en rotation lors de la rotation de la roue, ce qui diminue les risques de saut de chaîne et facilite les changements de vitesse. Un autre avantage réside dans le fait que le dispositif 15 selon l'invention permet de recentrer les masses appliquées au cycle. Un autre avantage réside dans le fait que le dispositif selon l'invention permet de diminuer l'inertie de la roue arrière du cycle. 20 Un autre avantage encore réside dans le fait que, lors du changement de vitesse, l'utilisateur peut consacrer toute son attention et son énergie à la conduite du cycle car le pédalage n'est plus nécessaire qu'à des fins propulsives. D'autres caractéristiques, détails et avantages de 25 l'invention ressortiront plus clairement de la description donnée ci- après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : - la figure 1 représente un dispositif d'entraînement d'une roue de cycle selon l'invention, 30 - la figure 2 illustre un pédalier selon l'invention, - la figure 3 est une vue éclatée illustrant l'ensemble constitué par les plateaux et la roue libre, et - la figure 4 est une vue éclatée d'un exemple de réalisation d'un système à roue libre. 35 La figure 1 représente la partie arrière d'un cycle multivitesses (c'est à dire dont on peut modifier le braquet) comportant un dispositif d'entraînement selon l'invention. Dans cette représentation, le cycle est un cycle classique comportant un cadre 9 (partiellement représenté), une roue arrière 4, une roue avant (non représentée), un pédalier 1 supporté par le cadre et disposé entre les deux roues et un moyen d'entraînement 2 (ici réalisé par une chaîne 2) assurant la transmission du couple de pédalage entre le pédalier 1 et la roue arrière 4. Il s'agit par exemple d'un cycle de route ou encore d'un cycle pour terrains accidentés, dit "vélo tout terrain" (VTT). La roue arrière 4 comporte plusieurs pignons 3 (ici neuf pignons, numérotés 3a à 3i) formant une cassette. Une particularité de l'invention réside dans le fait que cette cassette est toujours solidaire en rotation de la roue 4. Le moyen d'entraînement 2 est préférentiellement une chaîne à maillons qui est engrenée par les dents des plateaux 5 du pédalier 1 et entraîne en rotation la roue arrière 4 par l'intermédiaire des pignons 3. Le pédalier 1 est spécifique à l'invention et comporte un système à roue libre permettant l'entraînement en rotation de la chaîne 2 par le pédalier 1 dans un premier sens et de les dissocier dans l'autre sens. Ce pédalier sera décrit plus précisément en relation avec les figures suivantes. Le pédalier 1, la chaîne d'entraînement 2 et les pignons 3 constituent un dispositif d'entraînement en rotation de la roue 4. La figure 2 est une vue en perspective d'un pédalier selon l'invention. Le pédalier 1 comporte classiquement des manivelles 6 destinées à recevoir des pédales (non représentées), un axe central 7 solidaire des manivelles 6 et entraîné en rotation par ces dernières et des plateaux 5a, 5b et 5c, solidaires les uns des autres, entraînés en rotation par l'axe 7 et engrenant une chaîne 2. Cependant, à la différence des pédaliers déjà connus, le pédalier selon l'invention comporte un système à roue libre 8 disposé entre les plateaux 5 et l'axe central 7 afin de permettre l'entraînement en rotation des plateaux 5 par les manivelles 6 dans un premier sens et de les dissocier dans l'autre sens. Dans cet exemple de réalisation, l'axe central 7 comporte des cannelures 10 coopérant avec des cannelures d'une bague interne du système à roue libre 8 afin d'en être solidaire. L'axe central 7 assure la transmission de l'effort de pédalage des manivelles 6 vers le système à roue libre 8. La figure 3 est une vue éclatée de l'ensemble plateaux-système à roue libre. Le système à roue libre 8 comporte une bague intérieure 11 présentant des cannelures afin d'être solidaire de l'axe central 7 (visible sur la figure 2) et une bague extérieure 12 comportant des oreilles 13 pourvues d'un perçage 19. Un premier plateau 5c, dit "petit plateau", est destiné à être fixé sur la bague extérieure 12 et comporte des perçages 15c à cet effet. Un organe de liaison 14 permet de solidariser un second plateau 5b dit "moyen plateau", et un troisième p=_ateau 5a dit "grand plateau", avec le système à roue libre B. L'organe de liaison 14 présente donc une surface interne annulaire de diamètre sensiblement égal au diamètre externe de la bague extérieure 12 afin de coopérer avec cette dernière. De plus, l'organe de liaison 14 présente des perçages 16 en regard des perçages 19 de la bague extérieure 12. L'organe de liaison 14 comporte également des pattes de liaison 17 munies de perçages 18. Des perçages 15a et 15b sont également réalisés sur les grand et moyen plateaux 5a et 5b en vis-à-vis des perçages 18 du moyen de liaison. Ainsi, l'organe de liaison 14 est fixé à la bague extérieure au niveau des oreilles 13 et les plateaux 5a et 5b sont fixés de part et d'autre de cet organe au niveau des perçage 15a et 15b. L'assemblage est réalisé de la manière suivante : on positionne les grand et moyen plateaux de part et d'autre de l'organe de liaison 14. Les perçages 15a, 15b des plateaux et 18 des pattes de liaison de l'organe de liaison sont alors en vis-à-vis et permettent le passage d'un moyen d'assemblage (par exemple des rivets ou des boulons). Le petit plateau 5c et l'organe de liaison 14 solidaires des deux autres plateaux se positionnent ensuite de part et d'autre des oreilles 13 de la bague extérieure 12. Les perçages 15c du petit plateau, 19 des oreilles et 16 de l'organe de liaison sont alors en vis- à-vis et permettent le passage d'un moyen d'assemblage (par exemple des rivets ou des boulons). L'assemblage forme alors un ensemble compact et solidaire. La figure 4 est une vue éclatée illustrant un exemple de réalisation du système à roue libre 8. Dans cet exemple de 5 réalisation, le système à roue libre est un système à cliquets. Le système à roue libre 8 comporte dans cet exemple de réalisation, la bague intérieure 11, la bague extérieure 12, des roulements 21 et 22 et des cliquets 23 mis en contrainte 10 par des ressorts 24. La bague intérieure 11 présente, au niveau de sa partie externe, une couronne 28 munie de logements 25 destinés à recevoir les cliquets 23 et les ressorts 24. La bague extérieure 12 présente, au niveau de sa partie interne, une piste 26 crénelée en "dents de scie". Les 15 roulements 21 et 22 sont des roulements classiques (par exemple à billes ou à rouleaux) destinés à se placer entre la bague intérieure et la bague extérieure de part et d'autre de la couronne 28 afin de supporter les efforts radiaux (notamment lors du pédalage ou dus à la tension de la 20 chaîne). Le système à roue libre 8 est assemblé de la manière suivante: les cliquets 23 sont disposés dans leurs logements 25 de la couronne 28 et les ressorts 24 placés sous les cliquets. Les roulements 21 et 22 se placent de part et d'autre de la couronne 28 et la bague extérieure 12 coiffe 25 l'ensemble. Sous l'effet des ressorts 24, les cliquets 23 sont plaqués contre la piste crénelée 26 de la bague extérieure. En fonctionnement (c'est à dire lors du pédalage), les cliquets 23 engrènent sur la piste crénelée 26, ce qui assure l'entraînement de la chaîne 2. En l'absence 30 de pédalage, les cliquets 23 glissent sur la denture de la piste crénelée 26. Ainsi, en raison du profil en "dents de scie" de la piste crénelée 26, la rotation de la bague intérieure 11 par rapport à la bague extérieure 12 n'est possible que dans un seul sens. Ainsi, un tel mécanisme 35 permet d'assurer l'entraînement des plateaux 5 lors de la rotation des manivelles 6 tout en empêchant que la rotation des plateaux 5 n'entraîne la rotation des manivelles 6. Pour des raison de clarté, seuls les éléments relatifs à l'invention ont été représentés. Le cycle comporte également d'autres éléments, par exemple des moyens de changement de vitesse ou un tenseur de chaîne, qui n'ont pas été représenté mais sont déjà bien connus de l'homme de l'art et n'ont pas à 5 être décrits en particulier. Le système à roue libre est préférentiellement réalisé par un système à cliquets mais on pourra réaliser l'invention au moyen de systèmes équivalents, par exemple un système à tambour, à douille conique ou biconique ou un système mettant 10 en oeuvre des éléments roulants pouvant être immobilisés par coincement. L'utilisation d'une chaîne 2 coopérant avec des roues dentées a été donnée à titre illustratif. On pourra également réaliser l'invention avec d'autres moyens de transmission. 15 Par exemple en utilisant une courroie. L'utilisation des roulements 21 et 22 se plaçant de part et d'autre de la couronne 28 a été donné à titre illustratif et non exhaustif. On pourra également réaliser l'invention en remplaçant ces roulements par des paliers, des bagues, des 20 chemins de billes ou tout autre moyen permettant de faciliter la rotation du pédalier et de supporter les efforts inhérents au pédalage. On a représenté la liaison entre l'axe central 7 et la bague extérieure 11 par des cannelures, mais cette 25 représentation est donnée à titre illustratif et non exhaustif. On pourra envisager d'autres moyens de solidarisation, par exemple le montage en force ou le vissage. Dans cet exemple de réalisation, on a décrit le système à 30 roue libre 8 comme fixé sur l'axe central 7. D'autres réalisations sont cependant envisageables à condition que le système à roue libre 8 soit disposé entre les plateaux 5 et les manivelles 6. Ou pourra, par exemple fixer directement le système à roue libre 8 sur une manivelle, sur le boiter de 35 pédalier ou l'intégrer dans le boîtier de pédalier, par exemple entre les roulements du boîtier. Avantageusement, on utilisera des dimensions standards pour réaliser :es perçages 19 et les organes de liaison 14 afin de pouvoir réaliser l'invention en utilisant des plateaux 5 de dimensions standards habituellement disponibles dans le commerce. REVENDICATIONS 1. Pédalier pour cycle multivitesses, comportant des manivelles (6) et plusieurs plateaux (5) entraînés en rotation par les manivelles (6) et destinés à engrener un moyen d'entraînement (2), caractérisé en ce qu'il comporte un système à roue libre (8) disposé entre les plateaux (5) et les manivelles (6) afin de permettre l'entraînement en rotation des plateaux (5) par les manivelles (6) dans un premier sens et de les dissocier dans l'autre sens. 2. Pédalier pour cycle multivitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un axe central (7) solidaire des manivelles (6) et assurant la transmission de l'effort de pédalage des manivelles (6) vers le système à roue libre (8). 3. Pédalier pour cycle multivitesses selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système à roue libre (8) comporte une bague à cliquets. 4. Pédalier pour cycle multivitesses selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système à roue libre (8) est constitué d'une bague intérieure (11) fixée sur l'axe central (7) et munie de cliquets (23), de deux roulements (21, 22) disposés de part et d'autre de la bague intérieure (11) et d'une bague extérieure (12) coiffant la bague intérieure (11) et les roulements (21, 22). 5. Pédalier pour cycle multivitesses selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système à roue libre (8) est constitué d'une bague intérieure (11) fixée sur une manivelle (6) et munie de cliquets (23), de deux roulements (21, 22) disposés de part et d'autre de la bague intérieure (11) et d'une bague extérieure (12) coiffant la bague intérieure (11) et les roulements (21, 22). 6. Pédalier pour cycle multivitesses selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la bague intérieure (11) comporte une couronne (28) munie de logements (25) destinés à recevoir les cliquets (23) et en ce que la bague extérieure (12) comporte une piste crénelée (26) coopérant avec lesdits cliquets (25). 7. Pédalier pour cycle multivitesses selon l'une desrevendications 4 à 6, caractérisé en ce que la bague extérieure (12) comporte des moyens de liaison (13) avec les plateaux (5). 8. Dispositif d'entraînement en rotation d'une roue (4) de véhicule propulsé par son conducteur, comportant un pédalier (1), un moyen d'entraînement (2) et plusieurs pignons (3) portés par la roue (4) du véhicule, caractérisé en ce que les pignons (3) sont fixes en rotation de la roue (4) et en ce que le pédalier (1) comporte plusieurs plateaux (5), un système à roue libre (8) permettant l'entraînement en rotation du moyen d'entraînement (2) par le pédalier (1) dans un premier sens et de les dissocier dans l'autre sens. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pédalier (1) comporte des manivelles (6) et un ou plusieurs plateaux (5) entraînés en rotation par les manivelles (6) et destinés à engrener le moyen d'entraînement (2) et en ce que le système à roue libre (8) est disposé entre le ou les plateaux (5) et les manivelles (6). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en 20 ce qu'il comporte un axe central (7) solidaire des manivelles (6) et assurant la transmission de l'effort de pédalage des manivelles (6) vers le système à roue libre (8).