Brevet FR2924088A1 — publié le 20090529

PEDALIER A PLATEAUX INTERCHANGEABLES 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. La fixation des plateaux fait alors intervenir un principe de fixation par des rivets des plateaux sur des attaches solidaires des manivelles. Le changement des plateaux implique donc un changement de longueur de ces attaches en fonction de la taille (circonférence) des plateaux. Cela impose un changement complet du pédalier ou tout au moins de la manivelle supportant les plateaux de sorte qu'il est nécessaire de disposer d'autant d'ensemble de pédalier ou de manivelles que de combinaisons de plateaux nécessaires à offrir à la bicyclette des rapports d'entraînement parfaitement adaptés aux conditions d'utilisation. Il est donc apparu le besoin d'un nouveau type de pédalier permettant d'obtenir toutes les configurations de � jeux de plateaux � possibles avec une même paire de manivelles ou un � pédalier unique �. 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 plateaux denté, entraîné en rotation par les manivelles. Selon l'invention, le pédalier est caractérisé en ce que qu'il comprend des moyens universels d'adaptation du plateau qui sont entraînés en rotation par les manivelles et qui permettent une mise en place et un retrait du plateau (8) par emboîtement. La mise en oeuvre de moyens universels d'adaptation liés aux manivelles et le montage par emboîtement des plateaux sur ces moyens universels d'adaptation permet de changer rapidement les plateaux de sorte qu'il est possible avec un même pédalier d'obtenir différentes gammes d'entraînement par simple changement des plateaux. De plus, le caractère emboîtable des plateaux permet d'envisager diverses combinaisons de tailles des plateaux. Le pédalier selon l'invention présente donc des atouts pratiques et économiques évidents pour l'utilisation d'une même bicyclette dans des conditions variées. Les moyens d'adaptation d'un ou plusieurs plateaux sont qualifié d'universels dans la mesure où ils ont adaptés pour recevoir, d'une part, des plateau de grande taille c'est-à-dire de la taille maximale communément utilisée a savoir de l'ordre de 54 dents et, d'autre part, des plateaux de petites taille c'est-à-dire de la plus petite taille communément utilisée à savoir de l'ordre de 22 dents. Un pédalier selon l'invention peut alors, grâce aux moyens d'adaptation universels, recevoir, alternativement ou en combinaison de deux ou trois plateaux, des plateaux dans toute la gamme de tailles comprises entre 22 dents et 54 dents voire entre 14 dents et 55 dents, alors que, selon l'art antérieur il faut plusieurs pédaliers pour couvrir une telle gamme de tailles de plateaux. Ainsi, selon une caractéristique de l'invention, les moyens universels 20 d'adaptation sont adaptés pour recevoir alternativement et/ou en combinaison un plateau de petite taille comprenant entre 14 et 31 dents et un plateau de grand taille comprenant entre 34 et 55 dents. Selon une caractéristique de l'invention les moyens universels d'adaptation des plateaux comprennent au moins un arbre secondaire coaxial à l'arbre 25 principal. La mise en oeuvre en tant que moyens universels d'adaptation d'un arbre secondaire co-axial à l'arbre principal permet de simplifier, plus encore, le montage dans la mesure où quelque soit leur taille les plateaux sont emboîtés les uns à la suite des autres sur le même arbre secondaire. 30 Selon une variante de réalisation les moyens universels d'adaptation comprennent alors un arbre secondaire cylindrique cannelé d'axe x-x' et chaque plateau présente en son centre un alésage d'une forme complémentaire à celle de l'arbre secondaire de manière à lier en rotation le plateau et l'arbre secondaire. Selon une caractéristique de l'invention, le pédalier comprend au moins une entretoise amovible interposée entre chaque plateau. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le pédalier comprend au moins deux plateaux amovibles. Selon une forme préférée mais non nécessaire de réalisation, le pédalier comprend un système d'engrenage interposé entre les moyens universels d'adaptation et les manivelles de manière démultiplier ou surmultiplier la vitesse de rotation des moyens universels 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 cette forme préférée de réalisation 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 cette forme préférée de réalisation, 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 cette forme préférée de réalisation, 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 la forme préférée de réalisation 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 universels d'adaptation des plateaux 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 universels 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 solidaire des moyens universels 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 de 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. 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 universels 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. Ainsi, il peut être mis en oeuvre d'un jeu de plateaux comprenant au moins quatre plateaux comme par exemple : - un grand plateau comprenant entre 49 et 54 dents, - un premier plateau intermédiaire comprenant entre 44 et 48 dents, - un deuxième plateau intermédiaire comprenant entre 37 et 43 dents, et - un petit plateau comprenant entre 22 et 36 dents. Les plateaux sont alors susceptibles d'être utilisés alternativement ou en combinaison de deux ou trois plateaux par exemple. Il sera alors mis en oeuvre des entretoises de différentes tailles permettant d'assurer un parfait calage axial du ou des plateaux montés sur les moyens d'adaptation universels 15. Selon l'invention, l'entraînement en rotation de l'arbre secondaire 15 et donc des plateaux 8 à 10 peut être réalisé par une liaison directe entre les manivelles et l'arbre secondaire 15, un tour de manivelle correspondant à un tour de l'arbre secondaire ou au contraire par 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 universels d'adaptation 15 des plateaux supérieure à un tour. Dans le cas de la mise en oeuvre, d'un tel système d'engrenage le pédalier selon l'invention peut être associé à un jeu de plateaux comprenant au moins 15 quatre plateaux comme par exemple : - un grand plateau comprenant entre 34 et 38 dents, - un premier plateau intermédiaire comprenant entre 30 et 33 dents, - un deuxième plateau intermédiaire comprenant entre 25 et 29 dents, et 20 - un petit plateau comprenant entre 15 et 24 dents. Comme cela a été dit plus haut, les plateaux sont alors susceptibles d'être utilisés alternativement ou en combinaison de deux ou trois plateaux par exemple. Il sera alors utilisé des entretoises de différentes tailles permettant d'assurer un parfait calage axial du ou des plateaux montés sur les moyens d'adaptation 25 universels 15. 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 30 égard, il sera également 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. Enfin, il sera noté que la mise en oeuvre d'un engrenage de transmission entre les manivelles et les plateaux n'est pas toujours nécessaire à la réalisation d'un pédalier selon l'invention. Bien entendu diverses 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 plateaux denté (8), entraînés en rotation par les manivelles (4, 5), pédalier caractérisé en ce qu'il comprend des moyens universels d'adaptation (15) du plateau (8) qui sont entraînés en rotation par les manivelles (4, 5) et qui permettent une mise en place et un retrait du plateau (8) par emboîtement. 2. Pédalier selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens universels d'adaptation (15) sont adaptés pour recevoir alternativement et/ou en combinaison un plateaux de petite taille comprenant entre 14 et 31 dents et un plateau de grand taille comprenant entre 34 et 55 dents. 3. Pédalier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens universels d'adaptation comprennent au moins un arbre secondaire (15) coaxial à l'arbre principal (6) et en ce que chaque plateau (8, 9) présente en son centre un alésage (16) d'une forme complémentaire à celle de l'arbre secondaire (15) de manière à lier en rotation le plateau (8) et l'arbre secondaire (15). 4. Pédalier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens universels d'adaptation (15) comprennent un arbre secondaire cylindrique cannelé d'axe x-x' et en ce que chaque plateau (8) présente en son centre un alésage (16) d'une forme complémentaire à celle de l'arbre secondaire de manière à lier en rotation le plateau (8, 9) et l'arbre secondaire (15). 5. Pédalier l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une entretoise amovible (17) interposée entre chaque plateau (8, 9). 6. Pédalier selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux plateaux amovibles (8, 9). 7. Pédalier selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'engrenage (25) interposé entre les moyens universels d'adaptation (15) et les manivelles (4, 5) de manière démultiplier ou surmultiplier la vitesse de rotation des moyens universels d'adaptation par rapport à la vitesse de rotations des manivelles. 8. Pédalier selon la revendication 7 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. 9. Pédalier selon la revendication 8 caractérisé en ce que le système d'engrenage (25) est adapté pour surmultiplier la vitesse de rotation des manivelles dans un rapport compris entre 1,25 et 1,45. 10. Pédalier selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un grand plateau (8) comprenant au plus 45 dents et au moins 25 dents ainsi qu'un petit plateau (10) comprenant au moins 16 dents et au plus 30 dents. 11. Pédalier selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le système d'engrenage (25) est un train épicycloidal. 12. Pédalier selon la revendication 11 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 universels d'adaptation (15) et destiné à être lié en rotation au cadre, ou inversement. 13. Pédalier selon la revendication 12, 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). 14. Pédalier selon la revendication 13, 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 universels d'adaptation (15) des plateaux de manière à définir un logement pour le train épicycloïdal (25), l'engrenage planétaire intérieur (30) étant porté par unmanchon (31) coaxial à l'arbre principal (6) et destiné à être lié en rotation au cadre. 15. Pédalier selon la revendication 14 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). 16. Pédalier selon la revendications 14 ou 15, 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). 17. Pédalier selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les manivelles (4, 5) et l'arbre principal (6) sont réalisés en matériau composite comprenant des fibres de carbone. 18. Ensemble formé, d'une part, d'un pédalier selon l'une des revendications 1 à 6 dont les moyens universel d'adaptation (15) sont conçus pour recevoir au moins deux plateaux simultanément et, d'autre part, d'un jeu de plateaux indépendants les uns des autres destinés à être adaptés alternativement et/ou en combinaison de deux ou trois et de manière amovible sur les moyens universel d'adaptation (15) du pédalier, le jeu de plateaux indépendants comprenant au moins : - un grand plateau comprenant entre 49 et 54 dents, - un premier plateau intermédiaire comprenant entre 44 et 48 dents, - un deuxième plateau intermédiaire comprenant entre 37 et 43 dents, et - un petit plateau comprenant entre 22 et 36 dents. 19. Ensemble formé, d'une part, d'un pédalier selon l'une des revendications 7 à 16, dont les moyens universel d'adaptation (15) sont conçus pour recevoir au moins deux plateaux simultanément et, d'autre part, d'un jeu de plateaux indépendants les uns des autres destinés à être adaptés alternativement et/ou en combinaison de deux ou trois et de manière amovible sur les moyens universel d'adaptation (15) du pédalier, le jeu de plateaux indépendants comprenant au moins : - un grand plateau comprenant entre 34 et 38 dents,- un premier plateau intermédiaire comprenant entre 30 et 33 dents, - un deuxième plateau intermédiaire comprenant entre 25 et 29 dents, et - un petit plateau comprenant entre 15 et 24 dents.5