Brevet FR2924089A1 — publié le 20090529

PEDALIER A SYSTÈME D'ENGRENAGE La présente invention concerne le domaine technique des systèmes d'entraînement des roues d'une bicyclette et plus particulièrement le domaine des pédaliers de bicyclette. Les pédaliers des bicyclettes modernes comprennent généralement plusieurs plateaux permettant, par leur usage sélectif, d'obtenir plusieurs gammes de rapport d'entraînement lors qu'ils sont associés à une multiplicité de pignons dont le nombre varie généralement entre 3 et 10. Dans le cas d'une utilisation sportive et notamment tout terrain, les dimensions des plateaux ne sont pas toujours compatibles avec la garde au sol nécessaire pour le franchissement d'obstacles. Il est dont apparu le besoin d'un nouveau type de pédalier qui permet notamment de réduire les dimensions du ou des plateaux du pédalier pour augmenter la garde au sol au niveau des plateau. Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un pédalier de bicyclette comprenant : - deux manivelles comprenant chacune au niveau d'une extrémité des moyens de fixation d'une pédale, -un arbre principal, d'axe x-x', lié en rotation aux deux manivelles et destiné à être adapté dans un boîtier de pédalier d'un cadre de bicyclette, - au moins un plateau denté, entraîné en rotation par les manivelles. Selon l'invention, le pédalier est caractérisé en ce que le plateaux est solidaire de moyens d'adaptation entraînés en rotation par un système d'engrenage interposé entre les moyens d'adaptation et les manivelles de manière démultiplier ou surmultiplier la vitesse de rotation des moyens d'adaptation par rapport à la vitesse de rotations des manivelles. La mise en oeuvre d'un tel système d'engrenage permet à rapport d'entraînement constant et dans le cas d'une surmultiplication de réduire la dimension des plateaux et donc d'augmenter la distance entre la partie basse du plus grand des plateaux et le sol. De plus la réduction de la taille des plateaux permet une réduction de la longueur de chaîne contribuant ainsi à un allègement global et à une plus grande fiabilité des changements de vitesse. Ce système d'engrenage permet dans le cas d'une démultiplication de conserver une dimension des plateaux suffisante pour assurer un bon guidage de la chaîne. Selon une caractéristique de l'invention le système d'engrenage est adapté pour surmultiplier la rotation des manivelles, de préférence dans un rapport, compris entre 1,2 et 1,5. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système d'engrenage est adapté pour surmultiplier la rotation des manivelles dans un rapport compris entre 1,25 et 1,45. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le pédalier comprend un grand plateau comprenant au plus 45 dents et au moins 25 dents ainsi qu'un petit plateau comprenant au moins 16 dents et au plus 30 dents. Selon une variante de l'invention, le système d'engrenage est un train épicycloïdal. Selon une caractéristique de cette variante, le pédalier comprend un engrenage planétaire intérieur, au moins un pignon satellite à double denture supporté par un porte satellite lié en rotation aux manivelles et un engrenage planétaire extérieur, les engrenages planétaires intérieur et extérieur étant respectivement lié en rotation aux moyens d'adaptation des poteaux et destiné à être lié en rotation au cadre, ou inversement. De manière préférée, mais non nécessaire, l'engrenage planétaire extérieur est lié en rotation aux moyens d'adaptation des plateaux tandis que l'engrenage planétaire intérieur est destinée à être lié au cadre. Selon une caractéristique de l'invention, le pédalier comprend alors un boîtier cloche qui est lié en rotation à une manivelle, supporte l'axe porte satellite et emboîte une collerette annulaire 28 solidaire des moyens d'adaptation des plateaux de manière à définir un logement pour le train épicycloïdal, l'engrenage planétaire intérieur étant porté par un manchon coaxial à l'arbre et destiné à être lié en rotation au cadre. Afin de faciliter, le montage et le démontage du pédalier, ce dernier comprend dans sa forme préférée de réalisation, un contre manchon destiné à être fixé sur le cadre et qui comprenant un cylindre réception du manchon qui est adapté de manière amovible sur le contre-manchon. Selon une caractéristique de l'invention, visant à conférer une bonne rigidité au pédalier, l'une des manivelles, le boîtier cloche et l'arbre principal forme un ensemble monobloc, l'autre manivelle étant destiné à être adapté de manière amovible sur l'arbre principal. Selon l'invention, le pédalier peut être réalisé en divers matériaux adaptés. Selon une caractéristique de l'invention, les manivelles et l'arbre principal sont réalisés en matériau composite comprenant des fibres de carbone. Selon une caractéristique de l'invention le pédalier comprend au moins deux plateaux. Bien entendu les différentes caractéristiques, formes de réalisation et variantes de l'invention peuvent être associées entre elles selon différentes combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Par ailleurs, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description effectuée en référence aux dessins annexés qui illustrent une forme préférée mais non limitative de réalisation d'un pédalier selon l'invention. - la figure 1 est une perspective partielle d'un pédalier selon l'invention adapté sur un cadre de bicyclette dont seule la partie située aux environs du boîtier de pédalier est représentée ; - la figure 2 est une perspective éclatée du pédalier tel qu'illustré à la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe axiale dans le plan III-III du pédalier illustré à la figure 1 ; et - la figure 4 est une vue à plus grande échelle de la partie IV de la figure 3. Un pédalier selon l'invention, tel qu'illustré aux figures 1 à 4 et désigné dans son ensemble par la référence 1, est destiné à être adapté de manière amovible sur un cadre de bicyclette 2 au niveau d'un logement appelé boîtier de pédalier 3 aménagé en partie basse du cadre. Le pédalier 1 comprend deux manivelles, respectivement gauche 4 et droite 5, qui sont liées entre elles par un arbre principal 6. Selon l'exemple illustré, la manivelle gauche 4 est liée de manière amovible à l'arbre 6 qui est solidaire de la manivelle droite 5 et forme avec cette dernière un ensemble monobloc. Ainsi, par le démontage de la manivelle gauche 4, il est possible de désolidariser le pédalier du cadre 2. Bien entendu, les manivelles 4 et 5 pourraient également toutes deux être fixées de manière amovible ou démontable sur l'arbre 6. Les manivelles 4 et 5 présentent au niveau d'une extrémité opposée à l'arbre principal 6 des moyens 7 de fixation d'une pédale non représentée. Selon l'exemple illustré les moyens de fixation sont réalisés sous la forme d'un alésage 7 de réception d'une pédale ou d'un axe de pédale. Le pédalier 1 comprend en outre, en tant que moyens d'adaptation de trois plateaux amovibles 8, 9 et 10, un arbre secondaire 15 entraîné en rotation par les manivelles 4 et 5. Selon l'exemple illustré, l'arbre secondaire 15 possède une forme générale cylindrique de révolution co-axiale à l'arbre principal 6 et partageant donc avec ce dernier l'axe X-X' de rotation des manivelles. Selon l'exemple illustré, l'arbre secondaire 15 est réalisé sous la forme d'un arbre cannelé permettant d'assurer une liaison en rotation avec les plateaux 8 à 10. Ainsi, chacun des plateaux 8 à 10 présente en son centre un alésage 16 de forme complémentaire à celle de l'arbre 15. Le montage des plateaux 8 à 10 s'effectue donc par un simple emboîtement des plateaux sur l'arbre secondaire 15 avec interposition d'une entretoise amovible 17 entre chaque plateau. Le verrouillage axial des plateaux est alors assuré au moyen d'une bague 18 fixée sur l'arbre secondaire 15. Ainsi, il est particulièrement aisé de remplacer l'un ou l'autre des plateaux par simple démontage de la manivelle droite et de la bague 18. Il est alors possible, avec des plateaux de différentes tailles, de réaliser différentes combinaisons de plateaux pour un même pédalier en jouant sur le nombre et/ou la taille des plateaux. Selon l'invention, l'entraînement en rotation de l'arbre secondaire 15 et donc des plateaux 8 à 10 est réalisé l'intermédiaire d'un système d'engrenage. Selon l'exemple illustré, il est mis en oeuvre un système d'engrenage 25, formé par un train épicycloïdal assurant une sur-multiplication de la vitesse de rotation des manivelles 4 et 5 dans un rapport compris entre 1,2 et 1,5 et de manière préférée compris entre 1, 25 et 1,45. Selon l'exemple illustré, afin d'assurer une parfaite protection du train épicycloïdal 25, la manivelle droite 5 supporte un boîtier cloche 26 avec lequel elle forme un ensemble monobloc. Le boîtier cloche 26 est fermé du côté orienté vers la manivelle droite 5 et ouvert à l'opposé. Le boîtier cloche 26 présente un bord périphérique 27 qui emboîte un rebord périphérique 28 de l'arbre secondaire 15. Le rebord périphérique 28 porte un engrenage planétaire extérieur 29. Le boîtier 26 forme avec le disque annulaire 28 un espace clos à l'intérieur duquel se trouve également un engrenage planétaire intérieur 30 solidaire d'un manchon 31 emboîté sur un contre manchon 32 lié au boîtier de pédalier de sorte que l'engrenage planétaire intérieur 30 est lié en rotation au cadre 2. Le train épicycloïdal 25 comprend enfin au moins un et selon l'exemple illustré trois engrenages satellite dont un seul engrenage 35 est visible. Chaque engrenage satellite 35 est porté par un axe 36 solidaire du boîtier cloche 26 et parallèle à l'axe X-X'. Chaque satellite 35 comprend une double denture dont une première est destinée à coopérer avec l'engrenage planétaire intérieur 30 tandis que la deuxième est destinée à coopérer avec l'engrenage planétaire extérieur 29. Selon l'invention, les dimensions des engrenages planétaires intérieur et extérieur ainsi que celles des satellites 35 sont choisies pour que le train épicycloïdal 25 assure une sur-multiplication de la rotation des manivelles de sorte qu'un tour des manivelles assure une rotation des moyens 15 d'adaptation des plateaux supérieure à un tour. Il sera remarqué que selon l'exemple illustré, la surface de réception du manchon 31 sur le contre manchon 32 forme un arbre cannelé destiné à coopérer avec la forme complémentaire de l'alésage interne du manchon 31. Cette forme permet de faciliter les opérations de montage et démontage du pédalier. A cet égard, il sera remarqué que le roulement de guidage de la rotation de l'arbre principal 6 au niveau de la manivelle droite 5 est interposé entre le manchon 31 et l'arbre 6. Tandis que du côté gauche le roulement de guidage de rotation de l'arbre principal 6 est porté par une bague 38 fixée sur le boîtier de pédalier 3 et à l'intérieur duquel l'arbre principal 6 vient s'engager. Ainsi, les opérations de montage et démontage du pédalier sont facilement exécutées. On pourra également remarquer que la conformation du boîtier 26 et du disque annulaire 28 permet de définir un espace de réception du train épicycloïdal relativement protégé des projections d'eau et qu'afin d'augmenter encore l'étanchéité aux éclaboussures de cet espace, il peut être aménagé une lèvre d'étanchéité 40 liée soit sur le rebord annulaire 28, soit sur le rebord périphérique 27. Selon l'invention, les différents éléments constitutifs du pédalier peuvent être réalisés en tout matériaux adaptés. Dans une forme préférée de réalisation, les manivelles 4, 5 et l'arbre principal 6 ainsi que le boîtier cloche 26 au moins sont réalisés en matériaux composites renforcés par des fibres de carbone. Il pourra en outre être remarqué que selon l'exemple illustré, l'arbre principal 6, la manivelle 5 et le boîtier cloche 26 forment un ensemble monobloc. Bien entendu, il pourrait être envisagé de réaliser toutes les pièces constitutives du pédalier en métal, les manivelles, l'arbre principal et le boîtier pouvant alors être réalisés en métal ou alliages légers, tels que de l'aluminium ou un alliage d'aluminium. Il sera enfin noté que la mise en oeuvre de moyens d'adaptations permettant une interchangeabilité des plateaux n'est pas toujours nécessaire à la réalisation d'un pédalier selon l'invention. Ainsi, selon l'invention les plateaux pourraient être liés de manière permanente aux moyens d'adaptation par des vis ou des rivets Bien entendu diverses autres modifications peuvent être apportées au pédalier selon l'invention dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1. Pédalier de bicyclette comprenant : - deux manivelles (4, 5) comprenant chacune au niveau d'une extrémité des moyens (7) de fixation d'une pédale, - un arbre principal (6), d'axe x-x', lié en rotation aux deux manivelles (4, 5) et destiné à être adapté dans un boîtier de pédalier (3) d'un cadre de bicyclette (2), - au moins un plateau denté (8), entraîné en rotation par les manivelles (4, 5), pédalier caractérisé en ce que les plateaux sont solidaires de moyens d'adaptation (15) entraînés en rotation par un système d'engrenage (25) interposé entre les moyens d'adaptation (15) et les manivelles (4, 5) de manière démultiplier ou surmultiplier la vitesse de rotation des moyens d'adaptation par rapport à la vitesse de rotations des manivelles. 2. Pédalier selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système d'engrenage (25) est adapté pour surmultiplier la vitesse de rotation des manivelles dans un rapport supérieur à 1 et, de préférence, compris entre 1,2 et 1,5 et de manière plus particulièrement préférée dans un rapport compris entre 1,25 et 1,45. 3. Pédalier selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux plateaux (8,9). 4. Pédalier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système d'engrenage (25) est un train épicycloidal. 5. Pédalier selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend un engrenage planétaire intérieur (30), au moins un pignon satellite (35) à double denture supporté par un porte satellite lié aux manivelles (4, 5) et un engrenage planétaire extérieur (29), les engrenages planétaires intérieur et extérieur étant respectivement lié en rotation aux moyens d'adoption (15) et destiné à être lié en rotation au cadre, ou inversement. 6. Pédalier selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'engrenage planétaire extérieur (29) est lié en rotation au moyen d'adaptation des plateaux(15) tandis que l'engrenage planétaire extérieur (30) est destiné à être lié en rotation aux cadre (3). 7. Pédalier selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier cloche (26) qui est lié en rotation à une manivelle (5), supporte l'axe porte satellite (36) et emboîte une collerette annulaire (28) solidaire des moyens d'adaptation (15) des plateaux de manière à définir un logement pour le train épicycloïdal (25), l'engrenage planétaire intérieur (30) étant porté par un manchon (31) coaxial à l'arbre principal (6) et destiné à être lié en rotation au cadre. 8. Pédalier selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comprend un contre manchon (32) étant destiné à être fixé sur le cadre (3) et comprenant un cylindre réception du manchon (31) qui est adapté de manière amovible sur le contre-manchon (32). 9. Pédalier selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'une des manivelles (5), le boîtier cloche (26) et l'arbre principal (6) forme un ensemble monobloc, l'autre manivelle (4) étant destiné à être adapté de manière amovible sur l'arbre principal (6). 10. Pédalier selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les manivelles (4, 5) et l'arbre principal (6) sont réalisés en matériau composite comprenant des fibres de carbone.20