Brevet FR2983454A1 — publié le 20130607

La présente invention concerne un dispositif de pédalier à détection de couple avec motorisation pour transformer un vélo classique en vélo à assistance électrique. Des systèmes similaires existent sauf que cela nécessite un cadre de 5 vélo adapté, ce qui implique une complexité de montage. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. Il comporte en effet selon une première caractéristique un plateau central relié à la roue par la chaine et qui est libre en rotation angulaire d'un angle (a°) par rapport au plateau moteur solidaire de la manivelle du 10 pédalier. Le guidage se fait par des lumières de rotation (l'angle a°) dépend de la course que permettent les lumières et les butées). Le plateau central reçoit 3 poulies qui tournent autour d'un axe inscrit dans le plan du plateau et passant par le centre de rotation du pédalier, (axe de pédalage). Un plateau de position mobile est relié au plateau central par l'intermédiaire 3 15 pâtes ressorts. un deuxième plateau intermédiaire vient se fixer sur le plateau central pour recevoir le couple moteur. Trois câbles de longueur égale viennent se raccorder au plateau mobile de position, ils passent par les trois poulies et sont maintenus au plateau solidaire du pédalier par des attaches-câble. 20 Lorsque l'utilisateur actionne les pédales il exerce une force sur le plateau solidaire du pédalier, ce qui crée un décalage entre le plateau central et ce dernier. La force de pédalage est transmise au plateau de position par l'intermédiaire des câbles, ce qui déforme les ressorts ; engendrant un changement de position axial du plateau mobile. 25 Un enregistrement du couple est donc possible par mesure de la distance de décalage. Plus le plateau de position se rapproche du plateau central plus l'effort de pédalage est élevé cela est du à la raideur du ressort avec F=k.A1 que divise le nombre de ressort ici 3. Le nombre trois (3) des poulies est très important, un nombre inférieur 30 ou supérieur sera insuffisant ou inutile au bon fonctionnement. L'axe de chaque poulie est fixé sur le plateau central par sertissage. L'action de pédaler entraine un déplacement du plateau mobile actionnant un détecteur, Par exemple un micro-contacteur de fin de course. Ce dernier est muni d'un réglage de position. Le plateau mobile peut avoir une 35 face à coefficient de frottement très faible afin de permettre une aisance dans la lecture de position. Ensuite à l'aide d'un câblage électrique le moteur entraine le plateau central par action directe sur le plateau intermédiaire ou dans un autre cas ; l'entrainement direct de la roue avec un moteur inscrit dans le moyeu de la 40 roue. La transmission choisie dans ce cas est par chaine avec utilisation d'un moteur dans le pédalier. L'arrêt du pédalage entraine systématiquement un retour du plateau de -2- position à son état initial, d'une part par l'action des ressorts et de l'autre par rattrapage de course du au moteur qui actionne le plateau 45 intermédiaire. D'où l'intérêt d'entrainer le pédalier central par le moteur (moteur dans le pédalier). On peut également trouver un intérêt d'entrainer le vélo par un moteur inscrit dans la roue, cela permet de recharger la batterie dans les descentes 50 par exemple. Le système permet donc d'assister le cycliste dans son mouvement de pédalage des qu'il y a détection de couple dans le pédalier. Dans notre cas, plus le moteur est proche du pédalier meilleur sera le rendement due au frottement dans la transmission. L'action du pédalage sera 55 cyclique, elle sera indicative ou non de la fréquence de pédalage, une logique de programmation est sensé lisser le signal pour avoir un fonctionnement en continue du moteur. L'avantage de ce pédalier réside dans sa facilitée de montage sur tous 60 les types d'axes standards, seul un changement de lunette d'adaptation est nécessaire en cas de nécessité pour l'assemblage avec le boitier de pédalier. L'alimentation du moteur électrique en courant et en tension dépend du couple enregistré et de la fréquence de pédalage. L'énergie est fournie à l'aide de la batterie placé sur le vélo directement fixé sur le cadre, ou 65 dans le moyeu de la roue. Un capteur magnétique de fréquence de pédalage peut être également ajouté pour l'optimisation du fonctionnement. On peut envisager une fixation rapide sur le vélo à motoriser si le bloque du pédalier forme un ensemble avec le moteur. Pour cela on peut se servir de l'axe de pédalage pour supporter le moyeu du bloc moteur qui lui 70 reste fixe par rapport au cadre du vélo. D'autre fixation peuvent se rajouter pour affirmer le maintien en position de la motorisation. Un capotage vient donc couvrir l'ensemble des éléments mobiles, chaines, pignons et pièces en mouvement. Selon des modes particuliers de réalisation : 75 - A titre d'exemple non limitatif, et selon des variantes non illustrées, le moteur peut entrainer la roue avant ou arrière, et/ou peut être également inscrit dans le moyeu. - A titre d'exemple non limitatif, et selon des variantes non illustrées, le mécanisme de transformation du mouvement angulaire en mouvement axial 80 appliqué au plateau mobile, peut être réalisé par une autre solution mécanique tel par exemple came rotatif et galet. - A titre d'exemple non limitatif, et selon des variantes non illustrées, la transmission mécanique entre les éléments tournant peu être effectuer par un système galet courroie. 85 - A titre d'exemple non limitatif, et selon des variantes non illustrées, -3- le contact mobile peut être magnétique ainsi le capteur peut détecter les changements dans le champ magnétique. Dans un autre cas le capteur peut être inductif. Dans ces deux cas le frottement est nul. - A titre d'exemple non limitatif, le capteur peut avoir des niveaux de 90 détection sachant que plus on s'éloigne du détecteur le couple devient important. - A titre d'exemple non limitatif, un capteur de détection de fréquence de pédalage peut être ajouté à l'axe du pédalier pour l'optimisation de l'assistance. 95 Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente une vue 3D éclatée, du pédalier avec les différents éléments. La figure 2 représente une vue 3D, du pédalier assemblé. 100 La figure 3 représente une vue 3D du moteur et de sa fixation le cadre du vélo La figure 4 représente une vue 3D éclatée du plateau moteur ainsi que l'empreinte de l'axe du boitier de pédalier. La figure 5 représente une vue 3D de la lunette d'adaptation du pédalier sur 105 un autre type d'axe standard. La figure 6 représente une vue 3D du plateau central du pédalier. La figure 7 représente une vue 3D en coupe du pédalier assemblé sur le vélo, et son système de détection de couple. La figure 8 représente une vue de face du pédalier représentant un état au 110 repos. La figure 9 représente une vue de face du pédalier représentant un état sous contrainte. La figure 10 représente une vue 3D de la liaison du pédalier avec le moteur. La figure 11 représente une vue 3D globale du vélo à assistance électrique. 115 La figure 12, 13, 14 et 15 représente une variante de ce système avec un bloque moteur joint au pédalier. En référence à ces dessins, le dispositif comprend un plateau central (1) accueillant 3 poulies (7) tournante autour d'un axe (13) sertie dans ce 120 plateau. Un plateau moteur (2) (solidaire a la manivelle du pédalier (3)) vient s'assembler au plateau central par des galets (11,14). Ces derniers coulissent le long des lumières, ce qui permet un mouvement de rotation entre les deux plateaux. Un plateau mobile (10) vient se lié au plateau central par 125 l'intermédiaire de 3 pattes ressort (9). Des serres câbles (8) viennent s'installer sur le plateau moteur (2), et reçoivent les câbles (32) qui passent par les poulies (7) et traversent le plateau mobile (10). Des serre- -4- câbles (6) font office de maintien contre l'échappement des câbles coté plateau mobile. 130 Des butés de fin de course de rotation (33) limitent la déformation des ressort (9). L'angle (a°) est résultat de l'effort de pédalage. Un motoréducteur (17,18) vient se fixer au cadre (31), par la patte (23) qui permet également la fixation du micro contacteur (16). La position de ce dernier peut être réglable par des lumières et des vis. Une patte (22) 135 vient affirmer la mise en position du bloc moteur. Le détecteur (16) donne l'ordre au motoréducteur de se déclencher. la sortie du motoréducteur se fait par le pignon (19) qui a comme fonction de transmettre le couple moteur au plateau intermédiaire (34) qui est solidaire du plateau central (1). Une transmission par chaine est 140 privilégié (21). Le plateau central est directement lié à la roue arrière, pour lui communiquer le couple moteur final par une chaine (29). L'énergie électrique est fournie au moteur (17) par la batterie (24). La lunette (4) solidaire au plateau moteur peut être interchangeable en fonction de la forme de l'axe standard (20). Elle peut être remplacée par une 145 autre lunette (15) issu d'un axe standard. Des vis (35) assurent la fixation de l'ensemble (2, 3, 4) ou (2, 3, 15). Concernant la variante illustrée le bloc moteur (26) est fixé au cadre par la vis (28), et il forme un moyeu traversé par l'axe du pédalier (30) qui 150 tourne autour d'une bague (25). Le moteur et le pédalier forme un bloc complet prêt à être installé sur le cadre du vélo. REVENDICATIONS1) Dispositif de pédalier à détection de couple comprenant un 1 ensemble solidaire axe (20), manivelle (3), plateau moteur (2), lunette (4), sur lequel s'intercale un plateau central (1) apte à pivoter par rapport au plateau moteur (2), caractérisé en ce que ce plateau moteur (2) est relié par un mécanisme de transformation de mouvement angulaire en mouvement axial (32, 7, 13) au plateau mobile (10) fixé par des pattes ressort (9) au plateau central (1), ce qui permet lorsque une pression est exercé sur la manivelle (3) un déplacement axial du plateau mobile (10) obtenu par le décalage angulaire entre le plateau moteur (2) et le plateau central (1), le déplacement axial du plateau (10) actionne un détecteur (16) fixé au cadre du vélo (31) par une patte (23). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mécanisme de transformation de mouvement angulaire en mouvement axial (32, 7, 13) est réalisé à l'aide de poulies (7) libre de rotation autour d'axes (13) fixés au plateau central (1), et des câbles (32) qui passent à travers ces poulies (7) et reçoivent des serre-câbles (6) coté plateau mobile (10) et des serre-câbles (8) fixé au plateau moteur (2). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le 20 mécanisme de transformation de mouvement angulaire en mouvement axial consiste en une came rotatif et un galet. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un motoréducteur (17,18) fixé au cadre (31) par la patte 25 (23). 5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur (16) donne l'ordre au motoréducteur (17,18) de se déclencher. 30 6) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motoréducteur (17, 18) comporte un pignon (19) qui entraine un plateau intermédiaire (34) fixé au plateau central (1) par un moyen de transmission mécanique (21). 7) Dispositif selon la revendication précédentes, caractérisé en ce 35 que le moyen de transmission mécanique est une chaine (21) ou un système galet courroie. 8) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc moteur (26) forme un moyeu traversé par l'axe du 40 pédalier (30) qui tourne autour d'une bague (25).-6- 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que des butés de fin de course (33) fixé en plateau central (1) limitent la déformation des pattes ressort (9). 45 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lunette (4) solidaire au plateau moteur (2) est interchangeable en fonction de la forme de l'axe (20).