FR2515602A1

FR2515602A1 - Pedal drive for bicycle - has pedals connected via cam to drive linkage for rear wheel

Info

Publication number: FR2515602A1
Application number: FR8120630A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1983-05-06

Abstract

The pedal drive for a bicycle has, on each side of the pedal housing, a cam (9) integral with the frame and eccentric to the axis of the pedal crank (6). The cam is connected to the pedal crank and has a peripheral groove (10) of oval or elliptical form. The pedal crank is formed of two sets of arms (1,2,,11) articulated in pairs to form a deformable parallelogram. This deforms around axes (3,4,12,13,19,20) defined by dogs (21) which move in the groove (10) during pedalling. The two intermediate pivots (3,4) are mounted on links (11) fixed to the axis (12) of the dogs.

Description

La présente invention a trait au domaine du cycle et concerne tout spécialement un nouveau type de manivelles pour pédalier. The present invention relates to the field of cycling and especially relates to a new type of cranks for crankset.

Depuis quelques années, on a cherché à augmenter la puissance du bras de levier dans un cycle en augmentant la longueur de la manivelle sans toutefois dépasser la limite idéale imposée par le parcours du pied sur la pédale. A cet effet, on a déjà décrit divers types de manivelles dites à coulisses constituées par des éléments télescopiques dont la longueur peut varier en fonction de l'effort exercé sur les pédales et qui sont associés à des mécanismes permettant de transformer le mouvement rotatif habituel en mouvement rectiligne alternatif, par exemple par mise en place -de chaque côté du plateau de pédalier- de cames fixes ovoldes excentrées par rapport au plateau et munies de nervures où circulent des roulements reliés à un ergot solidaire d'un desdits éléments télescopiques (brevet français nO 77.19718 publié sous le nO 2 356 550 ; brevet suisse nO 598 050 brevet anglais publié sous le nO 2 050 971 ; demande de brevet français nO 80.22758). In recent years, we have sought to increase the power of the lever arm in a cycle by increasing the length of the crank without however exceeding the ideal limit imposed by the path of the foot on the pedal. To this end, we have already described various types of so-called sliding cranks constituted by telescopic elements the length of which can vary according to the force exerted on the pedals and which are associated with mechanisms making it possible to transform the usual rotary movement into reciprocating rectilinear movement, for example by fitting - on each side of the bottom bracket - fixed oval cams eccentric relative to the plate and provided with ribs which circulate bearings connected to a lug secured to one of said telescopic elements (French patent No. 77.19718 published under No. 2,356,550; Swiss patent No. 598,050 English patent published under No. 2,050,971; French patent application No. 80,22,758).

Ces dispositifs doivent normalement procurer une notable amélioration de l'efficacité du pédalage grâce à l'utilisation d'une grande longueur de manivelle au moment de l'appui maximum sur la pédale et au raccourcissement de cette manivelle lors de la suspension de l'effort. Toutefois, les risques importants de frottements nuisent à l'intérêt de telles manivelles télescopiques. These devices should normally provide a significant improvement in pedaling efficiency thanks to the use of a long crank length at the time of maximum support on the pedal and to the shortening of this crank during the suspension of the effort. . However, the significant risks of friction harm the interest of such telescopic cranks.

Pour obvier à ces inconvénients, l'invention propose un nouveau mode de pédalier dans lequel les manivelles sont décomposées en plusieurs bras articulés entre eux et qui permet d'une part de résoudre les problèmes de frottements et, d'autre part, de procurer plus de force à l'utilisateur grâce à un allongement plus accentué du levier de manivelle dans la phase du cycle de pédalage où l'on exerce l'effort par appui sur la pédale. To overcome these drawbacks, the invention proposes a new crankset mode in which the cranks are broken down into several arms hinged together and which on the one hand makes it possible to solve the friction problems and, on the other hand, to provide more of force to the user thanks to a more accentuated elongation of the crank lever in the phase of the pedaling cycle where the force is exerted by depressing the pedal.

Dans un tel système, on fait appel, de façon connue en soi, à l'emploi de chaque côté de la boite de pédalier, d'une came munie d'une gorge périphérique ovoide ou elliptique excentrée par rapport à l'axe du pédalier et dans laquelle circule un roulement à bille. Mais, selon la caractéristique générale de l'invention, la manivelle est constituée par au moins deux séries de bras articulés deux à deux en parallélogramme déformable autour d'axes dont l'un est muni d'un roulement à billes qui circule dans ladite gorge pendant le cycle de pédalage. In such a system, use is made, in a manner known per se, of the use on each side of the bottom bracket, of a cam provided with an ovoid or elliptical peripheral groove eccentric relative to the axis of the bottom bracket and in which a ball bearing circulates. However, according to the general characteristic of the invention, the crank is constituted by at least two series of articulated arms two by two in deformable parallelogram around axes, one of which is provided with a ball bearing which circulates in said groove during the pedaling cycle.

Selon un premier mode de réalisation, sur les deux articulations intermédiaires des deux séries ou couples de bras de manivelle, sont montées des biellettes d'écartement qui sont fixées, à l'une de leurs extrémités, audit roulement à billes. According to a first embodiment, on the two intermediate articulations of the two series or pairs of crank arms, spacers are mounted which are fixed, at one of their ends, to said ball bearing.

'Conformément à un autre mode de réalisation, plus simplifié, la manivelle comprend -de chaque côté de la boite du pédalier- deux séries seulement de bras articulés à un niveau intermédiaire de l'attache-manivelle et 'de la pédale, l'un des axes étant commun au roulement à billes précité. 'In accordance with another, more simplified embodiment, the crank comprises - on each side of the pedal box - only two series of arms articulated at an intermediate level of the crank clip and' of the pedal, one axes being common to the aforementioned ball bearing.

D'autres modes d'exécution et variantes apparaîtront dans la description plus détaillée qui suit, par référe ce aux dessins schématiques des planches annexées qui représentent
- Figure 1 : une vue de profil d'un principe de manivelle selon l'invention, un seul côté étant représenté par rapport au plateau du pédalier
- Figure 2 : une vue de dessus en coupe de la figure I ;
- Figure 3 : un détail d'une variante d'accouplement de l'un des axes d'articulation selon la figure 1
- Figure 4 : une variante de réalisation de la came à gorge de la figure 1, remplacée ici par un système à fonction équivalente ;
- Figure 5 : un autre mode d'exécution d'une manivelle selon l'invention, de structure simplifiée par rapport à la figure I ; et
- Figure 6 : une vue en coupe partielle de la figure 5.Other embodiments and variants will appear in the more detailed description which follows, with reference to the schematic drawings of the attached plates which represent
- Figure 1: a side view of a crank principle according to the invention, only one side being shown relative to the bottom bracket
- Figure 2: a top view in section of Figure I;
- Figure 3: a detail of a variant coupling of one of the articulation axes according to Figure 1
- Figure 4: an alternative embodiment of the grooved cam of Figure 1, replaced here by a system with equivalent function;
- Figure 5: another embodiment of a crank according to the invention, of simplified structure compared to Figure I; and
- Figure 6: a partial sectional view of Figure 5.

Dans la réalisation illustrée sur les figures I à 3 on peut voir une manivelle articulée de l'invention qui comporte essentiellement : une première série 1, 1' et une deuxième série 2, 2' de bras articulés intermédiairement sur les axes 3, 4, 19, 19', 20 et reliés d'une part à l'attachemanivelle 5 bloqué sur l'axe 6 du pédalier et, d'autre part, à une pédale 7 d'axe 8 ; une came 9 munie d'une gorge périphérique 10, solidaire du cadre du vélo et dont la forme spéciale doit être étudiée pour assurer la circonférence idéale du parcours de la pédale ; enfin un couple de biellettes d'écartement 11, I1' qui sont fixées à l'axe de roulement à billes 12 circulant dans la gorge 10 de la came excentree.On notera que ces biellettes peuvent être reliées et articulées sur les bras mobiles 1, 1' et 2, 2' par des axes 13 distincts des axes 3, 4 ou directement par ces derniers axes, alors communs (voir figure 3). Bien entendu, comme dit ci-dessus, les vues ne représentent qu'une face du pédalier et on retrouve évidemment sur l'autre face le même type de manivelle articulée. In the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3, we can see an articulated crank of the invention which essentially comprises: a first series 1, 1 ′ and a second series 2, 2 ′ of arms articulated intermediate on the axes 3, 4, 19, 19 ', 20 and connected on the one hand to the crank fastener 5 blocked on the axis 6 of the crankset and, on the other hand, to a pedal 7 of axis 8; a cam 9 provided with a peripheral groove 10, integral with the frame of the bicycle and whose special shape must be studied to ensure the ideal circumference of the path of the pedal; finally a couple of spacing rods 11, I1 'which are fixed to the ball bearing axis 12 circulating in the groove 10 of the eccentric cam. It will be noted that these rods can be connected and articulated on the movable arms 1, 1 'and 2, 2' by axes 13 distinct from axes 3, 4 or directly by these latter axes, then common (see FIG. 3). Of course, as said above, the views represent only one side of the pedal and we obviously find on the other side the same type of articulated crank.

En fonctionnement, l'attache-manivelle 5 entraine l'axe 6 du pédalier grâce à la pression exercée par la pédale 7 et transmise aux séries de bras 1, 1' et 2, 2' articulés sur les axes 3, 4, 19, 19' et 20. Le roulement 21, en circulant dans la gorge ovoide 10, fait écarter ou rapprocher, par l'intermédiaire des biellettes d'écartement Il, II', les bras de manivelle précités de façon à faire coincider l'allongement et l'effort d'appui sur la pédale 7 au moment de l'extension de la jambe, ce qui a pour effet d'augmenter la distance et la puissance entre l'axe 8 de la pédale et l'axe 6 de rotation du pédalier. In operation, the crank fastener 5 drives the axis 6 of the crankset thanks to the pressure exerted by the pedal 7 and transmitted to the series of arms 1, 1 'and 2, 2' articulated on the axes 3, 4, 19, 19 'and 20. The bearing 21, by circulating in the ovoid groove 10, causes the above-mentioned crank arms to be moved apart or brought closer together by spacing links II, II' so as to make the elongation coincide and the bearing force on the pedal 7 at the time of the extension of the leg, which has the effect of increasing the distance and the power between the axis 8 of the pedal and the axis 6 of rotation of the crankset .

La figure 4 illustre une variante d'exécution dans laquelle la came 9 des figures précédentes est remplacée par un disque 14 muni d'un rebord ou bande de roulement 15 sur les deux faces de laquelle se meuvent les deux roulements à billes 16 et 17 reliés aux biellettes d'écartement (11, il'), un tel dispositif pouvant s'adapter également à l'une des séries de bras (1, 1' ou 2, 2') de la manivelle. Figure 4 illustrates an alternative embodiment in which the cam 9 of the previous figures is replaced by a disc 14 provided with a flange or tread 15 on the two faces of which move the two ball bearings 16 and 17 connected with spacing rods (11, il '), such a device which can also be adapted to one of the series of arms (1, 1' or 2, 2 ') of the crank.

Sur la figure 5 (et la coupe partielle fig. 6) on peut voir une autre variante de réalisation du système de la figure 1 mais selon une construction simplifiée dans laquelle on a supprimé les deux biellettes d'écartement 11, 11'. Dans ce cas, le roulement 21 est fixé directement sur l'axe 3 où s'articulent les bras mobiles 1, 1'. Selon ce mode de réalisation, lorsque la gorge 10 est ovalisée, il est opportun de prévoir -pendant la phase où la manivelle descend et reste en position d'allongement maximum- des butées d'appui 18 qui permettent ainsi de soulager l'effort du roulement 21 lorsqu'on exerce la pression maximum sur la pédale 7. Un tel dispositif est plus économique mais il ne permet pas, évidemment, de coordonner parfaitement le pédalage. In FIG. 5 (and the partial section in FIG. 6) one can see another alternative embodiment of the system of FIG. 1 but according to a simplified construction in which the two spacing rods 11, 11 ′ have been eliminated. In this case, the bearing 21 is fixed directly on the axis 3 where the movable arms 1, 1 'are articulated. According to this embodiment, when the groove 10 is ovalized, it is advisable to provide - during the phase when the crank descends and remains in the position of maximum elongation - bearing stops 18 which thus make it possible to relieve the effort of the bearing 21 when the maximum pressure is exerted on the pedal 7. Such a device is more economical but it obviously does not make it possible to perfectly coordinate the pedaling.

Bien entendu, d'autres variantes d'exécution peuvent être mises en oeuvre selon le principe susdécrit sans sortir du cadre de l'invention. Of course, other alternative embodiments can be implemented according to the principle described above without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Cycle pedals of the type comprising, on each side of the pedal box, a cam (9) secured to the frame of the bicycle, eccentric with respect to the axis (6) of the pedal box, connected by crank to the pedal, and provided with a peripheral groove (10) of ovoid or elliptical shape, the crankset being characterized in that the conventional crank is replaced by at least two sets of arms (1, 1 '; 2, 2'; 11, 11 ') articulated two by two in deformable parallelogram around axes (3, 4, 12, 13, 19, 19 ', 20) one of which is provided with a ball bearing (21) which circulates in said groove (10) during the pedaling cycle.

2. Crankset according to claim 1, characterized in that, on the two intermediate articulations (3, 4) of the two series or pairs of crank arms, are mounted spacers (11, 11 ') which are fixed to the axis (12) of said ball bearing (21).

3. Crankset according to claim 1, characterized in that the crank comprises two series or pairs (1, 1 '; 2, 2') of articulated arms at an intermediate level of the crank clip (5) and the pedal (7), one of the articulation axes (3) being common to said ball bearing (21).

4. Crankset according to claim 3, characterized in that support stops (18) are provided between two arms of said pairs to relieve the effort of the ball bearing during the maximum effort exerted on the pedal.

5. Crankset according to claim 1, characterized in that the groove (10) of the cam (9) is replaced by a band (15) on the two faces of which circulate bearings (16, 17) connected to one articulated arms (11 'or 2).