FR2755936A1 - Drive transmission for pedal bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT D'UNE MACHINE A PEDALIER
La présente invention concerne un dispositif d'entraînement d'une machine du type comportant un pédalier actionné en rotation par la force d'un utilisateur agissant sur des pédales disposées aux extrémités libres de deux manivelles solidaires dudit pédalier.DEVICE FOR DRIVING A PEDAL MACHINE
The present invention relates to a device for driving a machine of the type comprising a crankset actuated in rotation by the force of a user acting on pedals disposed at the free ends of two cranks integral with said crankset.
L'invention trouvera une application particulièrement avantageuse dans le domaine des cycles, bicyclettes, cyclomoteurs et vélomoteurs notamment, et plus généralement dans le domaine des machines actionnées par l'effort humain et en particulier par les jambes. The invention will find a particularly advantageous application in the field of cycles, bicycles, mopeds and mopeds in particular, and more generally in the field of machines actuated by human effort and in particular by the legs.
Habituellement, un pédalier de cycle ne peut permettre de dépasser la vitesse résultant du rapport des diamètres existants entre celui du pédalier et celui du pignon de la roue arrière qui l'entraîne par l'intermédiaire d'une chaîne de transmission. Usually, a cycle crankset cannot make it possible to exceed the speed resulting from the ratio of the diameters existing between that of the crankset and that of the rear wheel sprocket which drives it via a transmission chain.
Sur une bicyclette conventionnelle la différence de diamètre la plus grande est celle existant entre le plus grand des étages du pédalier et le plus petit pignon de la roue arrière à entraîner, soit en général environ 20 cm de diamètre pour le premier et 5 cm pour le second, ce qui pour un tour de pédale du pédalier, donne au maximum quatre tours de la roue arrière. On a conventional bicycle, the largest difference in diameter is that existing between the largest of the pedal stages and the smallest pinion of the rear wheel to be driven, in general about 20 cm in diameter for the first and 5 cm for the second, which for a pedal turn of the pedal, gives a maximum of four turns of the rear wheel.
Il a souvent été imaginé des dispositifs permettant un effort moindre sur le pédalier d'une bicyclette à développement égal, par rapport à une bicyclette classique afin donc d'obtenir une augmentation de couple. It has often been imagined devices allowing a less effort on the pedals of a bicycle with equal development, compared to a conventional bicycle in order therefore to obtain an increase in torque.
Pour ce faire, il est proposé et décrit dans la demande de brevet d'invention français nO 2 670 174 ainsi que dans les brevets français nO 898 069, 926 528 et 968 750, de relier le pédalier au pignon d'entraînement de la roue motrice de la bicyclette, par l'intermédiaire dun plateau libre disposé entre les deux éléments précités et comportant au moins deux étages dentés dont l'un est relié au pédalier et l'autre au pignon d'entraînement, par chaînes. To do this, it is proposed and described in the French patent application No. 2,670,174 as well as in French patents No. 898,069, 926,528 and 968,750, to connect the crankset to the wheel drive pinion. driving the bicycle, by means of a free plate disposed between the two aforementioned elements and comprising at least two toothed stages, one of which is connected to the crankset and the other to the drive pinion, by chains.
On se rend compte à l'étude de ces documents que si l'étage du plateau intermédiaire relié au pédalier peut être d'un diamètre inférieur à celui-ci, on constate par contre que l'étage du même plateau intermédiaire relié au pignon d'entraînement n'est jamais plus grand que ledit pédalier, dans le but d'obtenir une réelle augmentation de la vitesse pour un couple donné, au besoin en réduisant considérablement le diamètre du pédalier comme par exemple, dans le brevet d'invention français nO 898 069 ou encore le brevet allemand nO DE 39 08 385, mais qui ne sont donc plus des pédaliers conventionnels du commerce et qui nécessitent des fabrications spéciales. We realize from the study of these documents that if the stage of the intermediate plate connected to the crankset can be of a diameter smaller than this, we note on the other hand that the stage of the same intermediate plate connected to the pinion d drive is never greater than said crankset, in order to obtain a real increase in speed for a given torque, if necessary by considerably reducing the diameter of the crankset as for example, in the French patent of invention nO 898 069 or even German patent No. DE 39 08 385, but which are therefore no longer conventional pedal boards on the market and which require special manufacturing.
Le but de la présente invention consiste principalement à offrir la possibilité d'accroître la vitesse de la machine jusqu'à la doubler et même davantage tout en respectant les dimensions du cadre de la bicyclette ainsi qu'en utilisant un pédalier conventionnel. The object of the present invention consists mainly in offering the possibility of increasing the speed of the machine up to doubling it and even more while respecting the dimensions of the frame of the bicycle as well as by using a conventional crankset.
Il sera admis d'une manière générale que selon le marché actuel de la bicyclette, un pédalier conventionnel est un pédalier dont l'étage de diamètre supérieur comporte un nombre de dents compris entre 42 et 52 pour un diamètre généralement de 170 mm à 200 mm. It will be generally accepted that according to the current bicycle market, a conventional crankset is a crankset whose upper diameter stage has a number of teeth between 42 and 52 for a diameter generally from 170 mm to 200 mm .
Le but de la présente invention consiste principalement à offrir la possibilité d'accroître la vitesse de la machine jusqu'à la doubler et même davantage tout en respectant les dimensions du cadre de la bicyclette ainsi qu'en utilisant un pédalier conventionnel. The object of the present invention consists mainly in offering the possibility of increasing the speed of the machine up to doubling it and even more while respecting the dimensions of the frame of the bicycle as well as by using a conventional crankset.
A cet effet, elle concerne un dispositif d'entraînement d'une machine de type comportant un pédalier actionné en rotation par la force d'un utilisateur, agissant sur des pédales disposées aux extrémités libres de deux manivelles solidaires dudit pédalier, celui-ci étant relié à un pignon d'entraînement d'une roue motrice par l'intermédiaire d'un plateau libre comportant au moins deux étages dentés dont l'un est relié au pédalier et l'autre au pignon d'entraînement par tout moyen de liaison, caractérisé en ce que le plateau intermédiaire comporte au moins un premier étage denté en liaison avec un pédalier conventionnel et dont le diamètre est égal ou plus petit que celui dudit pédalier et un second étage denté en liaison avec le pignon d'entraînement de la roue et dont le diamètre est supérieur à celui dudit pédalier, de manière à obtenir un gain de vitesse de la machine pour un couple donné fourni par l'utilisateur. To this end, it relates to a device for driving a machine of the type comprising a crankset actuated in rotation by the force of a user, acting on pedals arranged at the free ends of two cranks integral with said crankset, the latter being connected to a drive pinion of a driving wheel by means of a free plate comprising at least two toothed stages, one of which is connected to the crankset and the other to the drive pinion by any connecting means, characterized in that the intermediate plate comprises at least a first toothed stage in connection with a conventional crankset and the diameter of which is equal to or smaller than that of said crankset and a second toothed stage in connection with the wheel drive pinion and whose diameter is greater than that of said bottom bracket, so as to obtain a gain in speed of the machine for a given torque supplied by the user.
La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. The present invention also relates to the characteristics which will emerge during the description which follows and which should be considered in isolation or according to all their possible technical combinations.
Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une vue latérale d'une bicyclette comportant le dispositif d'entraînement selon l'invention, selon un premier exemple de réalisation;
- la figures 2 est une vue latérale d'une bicyclette comportant un dispositif d'entraînement selon une variante de réalisation de l'invention;
- la figure 3 est une vue de profil d'un pédalier et d'un plateau intermédiaire selon la figure 2;
- la figure 4 est une vue latérale d'une bicyclette comportant un dispositif d'entraînement dont le plateau intermédiaire constitue une variante de réalisation;
- la figure 5 est une vue de profil d'un pédalier et d'un plateau intermédiaire selon la figure 4.This description given by way of nonlimiting example will make it easier to understand how the invention can be implemented with reference to the attached drawings in which:
- Figure 1 is a side view of a bicycle comprising the drive device according to the invention, according to a first embodiment;
- Figures 2 is a side view of a bicycle comprising a drive device according to an alternative embodiment of the invention;
- Figure 3 is a side view of a crankset and an intermediate plate according to Figure 2;
- Figure 4 is a side view of a bicycle comprising a drive device whose intermediate plate constitutes an alternative embodiment;
FIG. 5 is a side view of a crankset and an intermediate plate according to FIG. 4.
La bicyclette 1 désignée dans son ensemble sur la figure 1 est citée à titre d'exemple d'application de l'invention. Elle ne sera pas décrite en détail car connue en soi. The bicycle 1 designated as a whole in FIG. 1 is cited by way of example of application of the invention. It will not be described in detail since it is known per se.
Le dispositif d'entraînement 2 globalement désigné, comporte un pédalier conventionnel 3 actionné en rotation par la force d'un utilisateur, agissant sur des pédales 4 disposées aux extrémités libres de deux manivelles 5 solidaires dudit pédalier 3. Celui-ci est relié à un pignon d'entraînement 6 d'une roue motrice 7 de la bicyclette 1, par l'intermédiaire d'un plateau libre 8 comportant au moins deux étages dentés 8a, 8b dont l'un, 8b est relié au pédalier conventionnel 3 et l'autre 8a au pignon d'entraînement 6, grâce à des moyens de liaison qui seront évoqués ultérieurement. The generally designated drive device 2 comprises a conventional crankset 3 actuated in rotation by the force of a user, acting on pedals 4 disposed at the free ends of two cranks 5 integral with said crankset 3. The latter is connected to a drive pinion 6 of a driving wheel 7 of the bicycle 1, by means of a free plate 8 comprising at least two toothed stages 8a, 8b of which one, 8b is connected to the conventional crankset 3 and the another 8a to the drive pinion 6, thanks to connection means which will be mentioned later.
Selon le principe de base de l'invention, le plateau intermédiaire 8 comporte un premier étage denté 8b en liaison avec le pédalier conventionnel 3 dont le diamètre D1 est égal ou plus petit que celui D2 dudit pédalier 3 et un second étage denté 8a en liaison avec le pignon d'entraînement 6 de la roue 7, dont le diamètre D3 est supérieur à celui D2 dudit pédalier 3, de manière à obtenir un gain de vitesse de la machine pour un couple donné fourni par l'utilisateur. According to the basic principle of the invention, the intermediate plate 8 comprises a first toothed stage 8b in connection with the conventional crankset 3 whose diameter D1 is equal or smaller than that D2 of said crankset 3 and a second toothed stage 8a in connection with the drive pinion 6 of the wheel 7, the diameter D3 of which is greater than that D2 of the crankset 3, so as to obtain a gain in speed of the machine for a given torque supplied by the user.
Toujours selon le présent exemple de réalisation de la figure 1, il est indiqué à titre illustratif et non limitatif que le diamètre de l'étage 8a du plateau intermédiaire 8 est d'un diamètre D3 égal à 40 cm et que le deuxième étage 8b est d'un diamètre D1 égal à 20 cm en liaison, par l'intermédiaire d'une chaîne 9, avec le pédalier 3 qui est d'un diamètre D2 égal à 20 cm. Le pignon d'entraînement 6 en liaison avec l'étage 8a du plateau intermédiaire 8, est quant à lui d'un diamètre de 5 cm. Still according to the present embodiment of FIG. 1, it is indicated by way of illustration and without limitation that the diameter of the stage 8a of the intermediate plate 8 is of a diameter D3 equal to 40 cm and that the second stage 8b is with a diameter D1 equal to 20 cm in connection, via a chain 9, with the crankset 3 which is of a diameter D2 equal to 20 cm. The drive pinion 6 in connection with the stage 8a of the intermediate plate 8, is in turn of a diameter of 5 cm.
Comme on peut le voir sur les figures 1, 2, le plateau intermédiaire 8 est disposé sur un axe XX' partant du centre du pédalier conventionnel 3 et formant un angle a par rapport à son axe vertical YY, ledit axe XX' s'étendant vers l'arrière de ladite bicyclette 1. As can be seen in FIGS. 1, 2, the intermediate plate 8 is arranged on an axis XX 'starting from the center of the conventional crankset 3 and forming an angle a relative to its vertical axis YY, said axis XX' extending towards the rear of said bicycle 1.
Selon le présent exemple de réalisation, la liaison de l'un des étages 8b du plateau intermédiaire 8 avec le pédalier 3 s'effectue dans l'intermédiaire d'une chaîne 9 alors que la liaison d'un autre étage 8a du même plateau intermédiaire 8 avec le pignon d'entraînement 6 de la roue 7 s'effectue par prise directe des dents de l'un 8a avec les dents de l'autre 6. According to the present embodiment, the connection of one of the stages 8b of the intermediate plate 8 with the crankset 3 takes place through a chain 9 while the connection of another stage 8a of the same intermediate plate 8 with the drive pinion 6 of the wheel 7 is effected by direct engagement of the teeth of one 8a with the teeth of the other 6.
On peut prévoir selon une variante non représentée que les liaisons de l'un des étages 8b du plateau intermédiaire 8 avec le pédalier 3 et un autre étage 8a du même plateau 3 avec le pignon d'entraînement 6 de la roue 7, s'effectuent dans les deux cas par prise directe des dents des étages 8a, 8b du plateau intermédiaire 8 respectivement avec celles du pédalier 3 et avec celles du pignon 6. It can be provided according to a variant not shown that the connections of one of the stages 8b of the intermediate plate 8 with the crankset 3 and another stage 8a of the same plate 3 with the drive pinion 6 of the wheel 7, are made in both cases by direct engagement of the teeth of stages 8a, 8b of the intermediate plate 8 respectively with those of the crankset 3 and with those of the pinion 6.
On pourrait également imaginer que la liaison par prise directe des dents de l'un des étages 8a, 8b du plateau intermédiaire 8 avec celles du pignon d'entraînement 6 de la roue 7 s'effectue par des dentures ménagées sur leur périphérie extérieure respective. One could also imagine that the connection by direct engagement of the teeth of one of the stages 8a, 8b of the intermediate plate 8 with those of the drive pinion 6 of the wheel 7 is effected by teeth provided on their respective outer periphery.
En fait, selon les exemples de réalisation représentés sur les figures 1, 2 et 4, la liaison par prise directe des dents de l'un des étages 8a du plateau intermédiaire 8 avec celles du pignon d'entraînement 6 de la roue 7 s'effectue par une denture périphérique interne d'une couronne creuse 12 constituant ledit plateau 8 apte à coopérer avec la denture périphérique externe du pignon d'entraînement 6 se logeant à la manière d'un satellite à l'intérieur de ladite couronne 12 constitutive du plateau 8. In fact, according to the exemplary embodiments represented in FIGS. 1, 2 and 4, the connection by direct engagement of the teeth of one of the stages 8a of the intermediate plate 8 with those of the drive pinion 6 of the wheel 7 s' made by an internal peripheral toothing of a hollow crown 12 constituting said plate 8 capable of cooperating with the external peripheral toothing of the drive pinion 6 being housed like a satellite inside said crown 12 constituting the plate 8.
Selon les exemples des figures 1, 2 et 3, les étages 8a, 8b du plateau intermédiaire 8 sont concentriques. According to the examples of Figures 1, 2 and 3, the stages 8a, 8b of the intermediate plate 8 are concentric.
Dans tous les cas précédents, le plateau intermédiaire 8 est centré par rapport à l'axe de rotation de celui-ci et est fixé librement sur une partie (13) fixe du cadre de la bicyclette 1. In all the preceding cases, the intermediate plate 8 is centered relative to the axis of rotation of the latter and is fixed freely on a fixed part (13) of the frame of the bicycle 1.
Comme le montre particulièrement bien la figure 2, le plateau intermédiaire 8 comporte au moins trois étages dentés de diamètres différents s'échelonnant concentriquement de l'intérieur vers l'extérieur à partir d'un axe de rotation libre 11, au moins deux étages intérieurs 8b, 8e étant réservés à la liaison avec le pédalier conventionnel 3 s'effectuant au choix par l'intermédiaire d'un dérailleur (non représenté) et ayant des diamètres respectivement plus petit ou égal audit plateau 3, tandis qu'au moins un étage extérieur 8a est en liaison permanente avec le pignon d'entraînement 6 et est d'un diamètre plus grand que celui dudit pédalier 3. As shown particularly well in FIG. 2, the intermediate plate 8 comprises at least three toothed stages of different diameters staggering concentrically from the inside to the outside from an axis of free rotation 11, at least two internal stages 8b, 8e being reserved for the connection with the conventional crankset 3 being carried out optionally by means of a derailleur (not shown) and having diameters respectively smaller or equal to said chainring 3, while at least one stage outside 8a is in permanent connection with the drive pinion 6 and is of a larger diameter than that of said crankset 3.
Selon un mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, celui-ci se différencie essentiellement des précédents en ce que l'un des étages 8b du plateau intermédiaire 8 est excentré par rapport à l'axe de rotation de celui-ci et est monté librement sur une partie du cadre, ledit étage 8b comportant en outre une denture externe en liaison, par chaîne ou prise directe, avec le pédalier conventionnel 3 et une denture interne en prise directe avec un étage 8c, concentrique à l'étage 8a dudit plateau intermédiaire 8, lequel étage 8a comporte une denture interne en prise directe avec la denture externe d'un pignon d'entraînement 6 de la roue 7. According to an embodiment shown in Figures 4 and 5, it differs essentially from the previous ones in that one of the stages 8b of the intermediate plate 8 is eccentric with respect to the axis of rotation of the latter and is freely mounted on a part of the frame, said stage 8b further comprising an external toothing in connection, by chain or direct drive, with the conventional crankset 3 and an internal toothing in direct engagement with a stage 8c, concentric with stage 8a of said intermediate plate 8, which stage 8a has an internal toothing in direct engagement with the external toothing of a drive pinion 6 of the wheel 7.
Le fonctionnement des différents dispositifs d'entraînement qui viennent d'être décrit est le suivant. The operation of the various drive devices which have just been described is as follows.
Quand un cycliste fait un tour de pédalier d'un diamètre conventionnel d'environ 20 cm, il entraîne le plateau intermédiaire situé au-dessus de celui-ci grâce à la chaîne de liaison 9. Si on suppose que l'étage du plateau 8 en liaison avec le pédalier 3 est d'un même diamètre, ils tourneront à la même vitesse. Par contre, le deuxième étage du plateau intermédiaire, d'un diamètre plus grand que celui du pédalier, fera faire au pignon d'entraînement avec lequel il est en liaison et donc à la roue, un nombre de tours correspondant au nombre pour lesquels son diamètre lui est supérieur, multiplié par le nombre de tours auxquels il est lui-même entraîné par le pédalier. When a cyclist makes a turn of the bottom bracket with a conventional diameter of about 20 cm, he drives the intermediate plate situated above it thanks to the connecting chain 9. If we assume that the stage of the plate 8 in conjunction with the crankset 3 is of the same diameter, they will rotate at the same speed. On the other hand, the second stage of the intermediate plate, with a larger diameter than that of the crankset, will cause the drive pinion with which it is connected and therefore the wheel, to make a number of turns corresponding to the number for which its diameter is greater than it, multiplied by the number of turns to which it is itself driven by the crankset.
C'est ainsi par exemple, que si le deuxième étage du plateau intermédiaire est de 30 cm, et que le premier étage est de de 20 cm, égal au pédalier classique de 20 cm, avec un pignon de roue de 5 cm, on obtiendra pour un tour de pédale selon l'invention 30 : 5 = 6 tours au lieu de 20 : 5 = 4 tours de roue. Thus, for example, if the second stage of the intermediate plate is 30 cm, and the first stage is 20 cm, equal to the classic crankset of 20 cm, with a wheel pinion of 5 cm, we will obtain for a pedal turn according to the invention 30: 5 = 6 turns instead of 20: 5 = 4 wheel turns.
L'effet recherché peut être augmenté comme illustré par exemple par la figure 7 dans lequel le pédalier ayant classiquement un diamètre de 20 cm, entraîne par la chaîne 9 le plus petit étage 8f d'un diamètre de 5 cm du plateau intermédiaire 8, le rapport sera de 20 5 = 4. Si par ailleurs le plus grand étage 8c du même plateau 8 est d'un diamètre de 60 cm et entraîne un pignon arrière 6 classiquement d'un diamètre de 5 cm, le rapport sera de 60 : 5 = 12 multiplié par le nombre de tours auxquels il est lui-même entraîné par le pédalier agissant par l'intermédiaire du petit étage de 5 cm, ce qui donne 4 x 12 = 48 rotations de la roue arrière pour un tour de pédale. Le rapport de démultiplication est en conséquence de douze fois supérieur (48 : 4 = 12) au rapport de démultiplication de la bicyclette traditionnelle qui est de quatre rotations de la roue arrière pour un tour de pédale (20 : 5 = 4). The desired effect can be increased as illustrated for example by FIG. 7 in which the crankset having conventionally a diameter of 20 cm, drives by chain 9 the smallest stage 8f with a diameter of 5 cm from the intermediate plate 8, the ratio will be 20 5 = 4. If, moreover, the largest stage 8c of the same plate 8 has a diameter of 60 cm and drives a rear pinion 6 conventionally with a diameter of 5 cm, the ratio will be 60: 5 = 12 multiplied by the number of turns to which it is itself driven by the crankset acting through the small stage of 5 cm, which gives 4 x 12 = 48 rotations of the rear wheel for a pedal turn. The gear ratio is therefore twelve times greater (48: 4 = 12) than the gear ratio of the traditional bicycle which is four rotations of the rear wheel for one pedal turn (20: 5 = 4).
Bien entendu, à partir de ce raisonnement tout autre rapport peut être obtenu en effectuant des combinaisons de rapport avec des diamètres intermédiaires ou supérieurs. Of course, from this reasoning any other report can be obtained by performing report combinations with intermediate or larger diameters.
L'avantage sera ainsi d'obtenir une vitesse de la bicyclette considérablement augmentée par rapport à la bicyclette classique pour un effort du cycliste identique ou à peine supérieur. The advantage will thus be to obtain a speed of the bicycle considerably increased compared to the conventional bicycle for an effort of the cyclist identical or hardly higher.
L'invention permet de faire passer la vitesse de la bicyclette traditionnelle à une vitesse qui n'est pas seulement doublée mais plus que décuplée, au prix d'un effort musculaire à la portée de tout un chacun. The invention makes it possible to change the speed of the traditional bicycle to a speed which is not only doubled but more than tenfold, at the cost of muscular effort within the reach of everyone.
Claims (10)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2755936B1 (en) | 1999-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100730 |