Brevet FR2951432A1 — publié le 20110422

La présente invention concerne le perfectionnement d'un système de moteur d'assistance à air comprimé de type impulsion/réarmement disposé sur un cycle pour lequel au moins une roue est mise en rotation par un système de pédalier. Le principe de ce système de moteur a été décrit dans la précédente demande de brevet 0803621 du même auteur. Cette précédente demande décrivait le fonctionnement du moteur mais ne fournissait aucune explication sur la manière dont un moteur à deux cylindres de ce type pouvait être agencé sur un véhicule, ni sur l'ordonnancement des impulsions de couple en vue d'obtenir une régulation du couple moteur par rapport au couple de pédalage. La présente invention consiste à aménager l'agencement d'un cycle au moyen d'un dispositif permettant de procurer à une roue motrice (ou à un axe moteur de véhicule) l'assistance d'un moteur de type impulsion/réarmement, mentionné ci-dessus, agissant au moyen de deux cylindres, de manière à ce que les impulsions alternées du couple d'assistance se produisent au moment où le système de pédalage ne fournit plus de couple parce que l'orientation des bras de pédalier se trouvent dans une position verticale. Ce nouvel agencement permet aussi d'installer le dispositif sur une bicyclette, sur la roue arrière d'un triporteur, ou sur tout autre véhicule à pédale de la famille du cycle. Le nouveau dispositif à deux vérins comporte, une réserve d'air comprimé munie d'un détendeur alimentant un clapet d'admission et un clapet d'échappement pour chaque vérin. Ces clapets, sont actionnés par deux cames distinctes mises en rotation par le pédalier de manière à produire de façon décalée, d'une part des bulles d'air servant à actionner la détente des pistons et d'autre part des soupapes autorisant l'échappement de l'air et le retour des pistons sous l'effet d'un ressort. Les à-coups de poussée en provenance des pistons sont transformés en couple transmis à un arbre moteur par l'intermédiaire d'ensembles bras de pédalier/roue dentée ; l'arbre moteur, muni de roues libres lui permettant une rotation arrière, est lui-même relié à une roue motrice du véhicule. L'invention est caractérisée en ce que la séquence de l'envoi des bulles d'air est telle que les impulsions maximales donnée à la roue motrice par les vérins se produisent à chaque fois que les bras de pédalier se positionnent verticalement, c'est-à-dire dans une position qui n'apporte pas de couple au véhicule. Le moteur d'assistance permet ainsi de fournir au véhicule un complément de puissance à la même cadence que le pédalage, complément qui se positionne aux points de déficience du pédalier, donnant ainsi une régulation du couple moteur résultant. La présente invention va maintenant être décrite en se référant, à titre d'exemple, à un mode de réalisation sur une bicyclette utilisant un moteur d'assistance à deux vérins. La figure 1 représente, en vue latérale, une bicyclette munie d'un moteur d'assistance à air comprimé à deux cylindres. La figure 2 montre la même bicyclette en vue arrière. La figure 3 montre, en perspective, le pédalier de la bicyclette avec ses cames de commande et ses clapets distributeurs pour l'admission et l'échappement de l'air. La figure 4 représente, en fonction du temps (t), les courbes du couple de pédalage (a), les courbes de couple du moteur d'assistance (b), et la courbe de couple résultant (c). 05 Le dispositif d'adaptation du moteur selon la nouvelle invention, illustré par les figures 1 et 2 sur une bicyclette, présente un réservoir d'air (1) muni d'un détendeur (2) qui alimente par des flexibles les deux clapets distributeurs d'alimentation (3) et (4) destinés à produire des bulles d'air comprimé. Ces bulles sont dirigées par des flexibles vers l'entrée des vérins (5) et (6) 10 fonctionnant séparément selon la commande donnée par le pédalage. La poussée des pistons des vérins (5) et (6) fait tourner chacun un des deux ensembles bras de levier/plateau denté (7) et (8) qui, munis de chaînes, entraînent l'arbre du moteur d'assistance (9). Cet arbre (9), dont les pignons d'entrée sont munis de roues libres permet à chacun des ensembles bras de 15 levier/plateau denté (7) et (8) de revenir en arrière, sous l'effet de ressorts (10) dès lors que les clapets distributeurs d'échappement (11) et (12) sont ouverts. L'arbre du moteur d'assistance (9), relié par chaîne à la roue motrice de la bicyclette, lui apporte les impulsions de couple successives et alternées en provenance du moteur d'assistance. 20 L'objet de la présente invention est d'optimiser le fonctionnement de commande de la détente des vérins (5) et (6) par l'envoi de bulles d'air de manière, manière décalée, cadencée et en phase avec les mouvements du pédalage, ainsi que l'ouverture d'échappement d'air permettant le réarmement des pistons après la détente. Comme le montre la figure 3, la rotation du 25 pédalier entraîne deux plateaux (13) et (14) munis de cames ouvrant et fermant des clapets distributeurs en position diamétralement opposée de manière à obtenir un déclenchement alterné à chaque demi tour de pédale. Le plateau (13) ouvre alternativement les deux clapets (3) et (4) produisant les bulles, alimentant respectivement sur les vérins (5) et (6) ; et le plateau (14) ouvre et ferme les 30 clapets (11) et (12) commandant l'échappement sur les mêmes vérins. Les clapets (3) et (11) sont liés par une liaison en T à un même flexible (15) qui sert à véhiculer l'admission et l'échappement sur l'un des vérins. De même les clapets (4) et (12) sont reliés par une liaison en T sur un flexible (16) d'alimentation de l'autre vérin. La mise en rotation des pédales produit 35 l'ordonnancement et le cadencement des impulsions de couple sur la roue motrice. L'optimisation désirée du système est obtenue par la position angulaire des plateaux (13) et (14) par rapport à l'axe des pédales. La figure 4 illustre, d'une manière non limitative, la manière dont les commandes de pédalier peuvent être optimisées. La courbe (a) montre 40 comment le couple de pédalage varie dans le temps ; Il passe par un maximum lorsque les pédales sont horizontales et s'annule lorsque les pédales passent par la verticale, positions (Y). Pour obtenir une meilleure régulation du couple, il convient de faire produire le maximum de couple du moteur d'assistance lorsque le couple de pédalage passe par zéro, comme le montre la courbe (b). Une bulle 45 est ainsi déclenchée juste avant le passage d'une pédale par la position verticale (Y). Par symétrie, une autre bulle sera émise, un demi-tour plus tard, lorsque l'autre pédale s'approchera de la position (Y) suivante. La courbe (c) 2 montre le couple résultant, optimisé pour être le plus constant possible. Une autre forme d'optimisation peut être recherchée en déclenchant l'impulsion de couple en même temps que le couple maximum de pédalage, en vue d'obtenir une accélération plus rapide au démarrage du véhicule. 05 D'autres véhicules qu'une bicyclette peuvent recevoir le même système d'assistance au pédalage que celui proposé dans la présente demande de brevet. Un triporteur, par exemple, peut être muni sur sa roue arrière d'un dispositif semblable à celui de la bicyclette décrite ci-dessus. Une voiturette à quatre roues à pédale peut recevoir sur son arbre moteur arrière un dispositif tel 10 que décrit ci-dessus. Le système selon la présente demande de brevet peut également être adapté à un vélorail ou à un pédalo. REVENDICATIONS1 û Dispositif d'assistance pneumatique au pédalage sur un cycle comprenant un réservoir d'air comprimé (1) muni d'un détendeur (2) de deux clapets d'admission (3) et (4) actionnés par une came (13) envoyant des bulles d'air dans deux vérins (5) et (6) mettant en rotation deux ensembles 05 bras/plateau (7) et (8) entraînant un arbre moteur (9) lié à une roue motrice du cycle et muni de roues libres de manière à permettre le réarmement des vérins sous l'effet d'un ressort (10) lorsque les clapets d'échappement, (11) et (12) commandés par une deuxième came (14), sont ouverts ; caractérisé en ce que les cames de commande (13) et (14), solidaires du pédalier d'entraînement du 10 cycle, produisent, par action sur les ensembles de clapets, (3)-(4) et (11)-(12), dont les éléments sont situés par couple en position diamétralement opposée sur chacune des cames, des impulsions d'assistance, alternées, cadencées et optimisées par rapport au mouvement de pédalage ; l'optimisation pouvant être obtenue de manière à ajuster les impulsions d'assistance, soit lorsque le 15 couple de pédalage est nul, soit lorsque le couple de pédalage est maximum. 2. û Dispositif d'assistance pneumatique selon la revendication 1 appliqué à un axe moteur d'autres véhicules de la famille du cycle tels que : voiturettes à quatre roues à pédale, vélorail ou pédalo.