FR3053018B1 - Manivelle de pedalier - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une manivelle de pédalier comprenant une première partie solidaire à un pédalier et formant une cavité, une deuxième partie s'insérant dans la cavité via une première ouverture de la première partie, la deuxième partie pouvant se déplacer par rapport à la première partie en suivant un mouvement de translation rectiligne, des moyens contrôlant le déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie pour provoquer une élongation maximale de la manivelle en phase d'appui du pédalage et une élongation minimale de la manivelle en phase de traction du pédalage. La cavité de la première partie comprend une deuxième ouverture permettant à l'une des extrémités de la deuxième partie de sortir de la cavité.
Description
MANIVELLE DE PEDALIER
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine des manivelles pour pédaliers, et en particulier celui des manivelles pour pédalier permettant d'améliorer l'efficacité du transfert d'énergie dans un système comportant un pédalier.
ETAT DE LA TECHNIQUE
De nombreuses techniques ont été développées afin d'améliorer les performances de la transmission d'énergie dans un système comportant un pédalier tel qu'une bicyclette. En particulier des solutions permettant d'augmenter l'effet de levier sur la manivelle lors du pédalage existent tels que décrit par exemple dans les documents US4519271, US4446754 et US4882945.
Ces solutions souffrent cependant d'un certain nombre de limitations. Parmi celles-ci, on peut citer un fonctionnement pas suffisamment simple pour permettre une souplesse et aisance d'utilisation que requiert le pédalage. Ce manque de simplicité s'accompagne de problèmes dans la mise en oeuvre effective de ces solutions. Elles souffrent en outre de problèmes de robustesse insuffisante également lié au manque de simplicité de leur mise en œuvre. De plus, leuramplitude de déplacement est faible et ne permet donc pas d'obtenir un effet de levier suffisant.
Le but de la présente invention est de fournir une solution palliant au moins partiellement les inconvénients précités. Plus particulièrement, l'invention vise à mettre en œuvre un dispositif d'économie musculaire dans le pédalage surtout type d'appareil utilisant un pédalier qui soit simple, efficace, résistante à l'effort du pédalage, simple d'entretien et indépendant du type de moyeu du pédalier.
EXPOSE DE L'INVENTION A cette fin, la présente invention propose une manivelle de pédalier qui comprend une première partie et une deuxième partie pouvant se déplacer par rapport à la première partie en suivant un mouvement de translation rectiligne. La première partie peut être solidaire à un pédalier. La première partie forme une cavité dans laquelle s'insère la deuxième partie par une première ouverture de la première partie. La manivelle de pédalier selon l'invention comprend de plus des moyens qui contrôlent le déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie pour provoquer une élongation maximale de la manivelle en phase d'appui du pédalage et une élongation minimale de la manivelle en phase de traction du pédalage. La première partie de la manivelle de pédalier selon l'invention comprend une deuxième ouverture permettant à l'une des extrémités de la deuxième partie de sortir de la cavité.
Ainsi, la manivelle de pédalier selon l'invention comprend une première partie (que l'on peut aussi nommer support) qui est solidaire au pédalier, et donc indirectement solidaire au moyeu sur lequel le pédalier est fixé, et une deuxième partie (que l'on peut nommer aussi manivelle mobile) qui est mobile par rapport à la première partie suivant un mouvement de translation rectiligne. Le support sur lequel la manivelle mobile est fixée et la manivelle mobile constituent un bras de levier.
Le pédalage est un mouvement circulaire complexe, alternant sur chacun des membres inférieurs de la personne qui pédale les quatre phases suivantes représentées sur la Figure 10 : une phase d'appui (aussi nommée phase de pression) qui correspond au passage de la position B vers la position D, une phase de traction correspond au passage de la position D vers la position B, un point mort bas D situé entre la phase de traction et la phase d'appui, et un point mort haut B situé entre la phase de pression et la phase de traction.
Les moyens que comprend la manivelle selon l'invention contrôlent ainsi la longueur du déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie en fonction de la phase de pédalage de telle sorte le bras de levier atteint son maximum lors la phase d'appui du pédalage et atteint son minimum en phase de traction du pédalage.
De préférence, le bras de levier atteint son maximum lorsque la manivelle selon l'invention a réalisé la moitié de son déplacement lors du passage de la position B vers la position D, c'est-à-dire lorsque la pédale est en position C comme représentée sur la Figure 10 (en position avant) ; le bras de levier atteint son minimum lorsque la manivelle selon l'invention a réalisé la moitié de son déplacement lors du passage de la position D vers la position B, c'est-à-dire lorsque la pédale est en position A comme représentée sur la Figure 10 (en position arrière). En d'autres termes, les moyens contrôlant le déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie, déplacent la deuxième partie afin que la longueur de la manivelle soit maximale lorsque la manivelle est en position avant, et qu'au contraire la longueur de la manivelle soit minimale lorsque la manivelle est en position arrière. Les longueurs maximales et minimales de la manivelle dépendent des moyens de contrôlant le déplacement de la deuxième partie.
Le passage entre les élongations maximales et minimales de la manivelle se fait de manière continue, c'est-à-dire que le diamètre du pédalage reste constant. En d'autres termes, le mouvement circulaire et le rayon du pédalage reste constant. De cette manière, le centre de rotation du pédalage est décentré sur l'avant par rapport au moyeu sur lequel le pédalier est fixé, c'est-à-dire qu'un effet de levier supplémentaire est créé en phase d'appui du pédalage. Cet effet de levier supplémentaire durant la phase d'appui lié au décentrage du pédalage est illustré sur les figures 5 et 10. L'amplitude du déplacement est plus importante car la première partie comprend deux ouvertures débouchant sur sa cavité qui permettent à l'une des deux extrémités de la deuxième partie de successivement entrer dans la cavité par la première ouverture et sortir de la cavité par la deuxième ouverture. Ainsi, la présence de la deuxième ouverture permet un déplacement de la deuxième partie plus important sans qu'il soit nécessaire de raccourcir la deuxième partie. La robustesse de la manivelle n'est donc pas affectée.
La manivelle selon l'invention peut être utilisée avec tout type de pédalier et être fixée indifféremment sur le côté avec ou sans plateau d'un pédalier comportant un ou plusieurs plateaux.
La manivelle selon l'invention peut être utilisée avec tout type de moyeu car son fonctionnement est indépendant ou autonome du type de moyeu. En effet, les moyens qui contrôlent l'élongation de la manivelle selon l'invention n'interagissent pas le moyeu, mais uniquement les éléments de la manivelle.
Ainsi, la manivelle selon l'invention peut être utilisée avec tout type de véhicule ou dispositif qui utilise un pédalier, par exemple une bicyclette.
Suivant des modes de réalisation préférés, la manivelle pour pédalier comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les moyens contrôlant l'élongation de la deuxième partie par rapport à la première partie comprennent un système bielle-came ; - le système bielle-came comprend une came reliée à l'une de ses extrémités une bielle par une première articulation et reliée à l'autre de ses extrémités à ladite deuxième partie par une deuxième articulation, une bielle reliée à l'une de ses extrémités à la came par la première articulation et reliée à l'autre de ses extrémités à ladite première partie par une troisième articulation ; - la deuxième articulation comprend un moyen d'attache qui est un goujon solidaire à la came et disposé à travers un trou traversant de ladite deuxième partie, une pédale étant solidaire avec ledit goujon ; - la longueur de la came est comprise entre 3,5 et 7 centimètres ; - ladite deuxième partie est emboîtée dans ladite première partie, lesdites première et deuxième parties comprenant des moyens de coulissement de ladite deuxième partie emboîtée dans la dite première partie. - les moyens de coulissement comprennent au moins deux rainures sur ladite première partie et au moins deux rainures sur ladite deuxième partie, chaque rainure de ladite première partie étant disposée en face d'une rainure de ladite deuxième partie et les deux rainures en face l'une de l'autre formant un espace. - les moyens de coulissement comprennent en outre des roulements à bille linéaires situés dans au moins deux espaces ; - les moyens de roulement comprennent en outre des aiguilles situées dans au moins deux espaces.
La présente invention propose un pédalier comprenant des manivelles de pédalier selon l'invention.
La présente invention propose une bicyclette comprenant un pédalier selon l'invention.
PRESENTATION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés.
La Figure 1 montre une coupe d'une vue de face d'un exemple de la manivelle selon l'invention avec une élongation maximale ;
La Figure 2 montre une coupe d'une vue de haut d'un exemple de la manivelle selon l'invention avec une élongation maximale ;
La Figure 3 montre la vue de face de la Figure 1 dans laquelle la manivelle a une élongation minimale après avoir parcouru un demi-tour supplémentaire ;
La Figure 4 montre la vue de face de la Figure 2 dans laquelle la manivelle a une élongation minimale après avoir parcouru un demi-tour supplémentaire ;
La Figure 5 montre une vue de face des positions haute, basse, arrière et avant d'un exemple de manivelle de pédalier selon l'invention ;
La Figure 6 montre un exemple de fixation d'une manivelle selon l'invention sur un côté de pédalier sans plateau ;
La Figure 7 montre un exemple de fixation d'une manivelle selon l'invention sur un côté de pédalier avec un plateau ;
Les figures 8, 9a, 9b, et 9c montrent des exemples de moyens améliorant le coulissement de la première partie avec la deuxième partie de la manivelle selon l'invention ;
La figure 10 montre l'effet de levier obtenu avec la manivelle selon l'invention ;
Les figures 11 et 12 montrent des vues de la première partie et de la deuxième partie de la manivelle selon l'invention ;
La figure 13 montre un exemple de la première partie et de la deuxième partie qui sont emboîtées ;
La figure 14 montre un exemple de cavité de la première partie en forme de U et fermée.
DESCRIPTION DETAILLE D'UN EXEMPLE DE L'INVENTION
Les Figures 1 à 5 montrent des exemples de la manivelle 10 selon l'invention. Les Figures 1 et 2 montrent la manivelle avec une élongation maximale (et donc avec un bras de levier maximal) lorsqu'elle est en position avant (C) de la Figure 5. L'élongation maximale de la manivelle (ou encore allongement maximal de la manivelle) correspond à la longueur maximale que peut avoir la manivelle. Les Figures 3 et 4 montrent la manivelle avec une élongation minimale (et donc avec un bras de levier minimal) lorsqu'elle est en position arrière (A) de la Figure 5. L'élongation minimale de la manivelle (ou encore allongement minimal de la manivelle) correspond à la longueur minimale que peut avoir la manivelle. Les manivelles représentées sur les Figures 1 à 4 sont identiques, mais présentées sous des vues et des agencements qui diffèrent ; les figures 1 et 3 représentent une vue de côté d'une manivelle et les figures 2 et 4 représentent une vue de dessus de la même manivelle.
Les figures 11 et 12 montrent des exemples de la première partie et deuxième partie uniquement, c'est-à-dire sans les moyens contrôlant le déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie. La figure 11 montre une vue de face, une vue de haut, une vue de gauche ainsi qu'une vue de droite de la première partie de la manivelle selon l'invention. La figure 12 montre une vue de face, une vue de haut, une vue de gauche ainsi qu'une vue de droite de la deuxième partie de la manivelle selon l'invention.
La manivelle 10 comprend une première partie 12 qui est solidaire au pédalier (non représenté). Le pédalier est fixé à un moyeu, et la manivelle est donc fixe par rapport au moyeu. II est préférable que l'une des extrémités de la première partie soit positionnée centrée sur l'axe de rotation 60 du moyeu, comme cela se fait de manière habituelle sur un pédalier. La manivelle comprend également une deuxième partie 14 qui est mobile par rapport à la première partie 12 en suivant un mouvement de translation rectiligne : la deuxième partie est donc mobile par rapport au pédalier, et donc par rapport au moyeu sur lequel le pédalier est fixé. La mobilité suivant un mouvement de translation rectiligne de la deuxième partie par rapport à la première peut être assurée par un emboîtement ou insertion de la deuxième partie dans la première partie. L'emboîtement ou insertion implique que la première partie recouvre au moins partiellement la deuxième partie : pour cela, la première partie comprend une cavité 16 qui peut accueillir la deuxième partie. La cavité est donc un volume sans matière aménagés dans la première partie. II est préférable que la surface de la cavité de la première partie et la surface extérieure de la deuxième partie aient chacune une forme (ou géométrie) qui soit complémentaire de l'autre afin d'assurer que le mouvement de la deuxième partie par rapport à la première soit un mouvement de translation rectiligne. Par exemple, la cavité de la première partie peut être en forme de U rectangulaire (ou carré), et la section de la deuxième partie sera préférentiellement rectangulaire (ou carré) afin d'assurer que le mouvement soit effectivement un mouvement de translation rectiligne. Comme autre exemple, la cavité de la première partie peut être de section elliptique, et la section de la deuxième partie est également elliptique. On comprendra que la forme de la cavité et la section de la deuxième partie ne sont pas limitées à ces seuls exemples. Sur la droite de la figure 14, la première partie 12 a une cavité 16 en forme de U, c'est-à-dire qu'elle comprend une ouverture qui s'étend sur l'un de ses côtés. Sur la gauche de la figure 14, la première partie 12 a une cavité 16 qui est au contraire fermée.
La première partie 12 peut donc être considérée comme un support sur lequel est emboîtée ou inséré une deuxième partie 14 qui est une manivelle mobile suivant une translation rectiligne par rapport à ce support. Autrement dit, la deuxième partie s'insère dans la première partie. La manivelle mobile peut donc s'extraire et s'insérer par rapport au support en suivant un mouvement de translation rectiligne.
La cavité de la première partie est traversant, c'est-à-dire que la cavité débouche sur deux ouvertures. Ainsi, la deuxième partie peut s'insérer dans la première partie par une première ouverture de la première partie et ressortir par la deuxième ouverture de la première partie ; ce qui est avantageux lors des phases d'élongation minimale. L'emboîtement ou insertion de la deuxième partie dans la première partie est partiel, ce qui signifie que la deuxième partie n'est jamais complètement incluse dans la première partie.
Sur l'exemple de la FIG. 11, la première partie 12 a une section en forme de U qui comprend deux ouvertures 12a et 12b par lesquelles une des deux extrémités 14a, 14b de la deuxième partie 14 représentées dans l'exemple de la FIG. 12, peut s'insérer et ressortir. Sur la FIG. 13, l'une 14b des deux extrémités de la deuxième partie a été insérée via la première ouverture 12a de la première partie, et elle peut ressortir via la deuxième ouverture 12b. On comprend donc que les deux ouvertures 12a et 12b permettent un déplacement linéaire de plus grande amplitude de la deuxième partie par rapport à la première.
Afin d'améliorer le mouvement de la deuxième partie par rapport à la première, des moyens de coulissement entre les deux parties peuvent être ajoutés. Ces moyens de coulissement permettent notamment de minimiser les frottements entre les deux parties lors du passage d'une élongation maximale vers une élongation minimale (et inversement) de sorte que le pédalage soit le plus fluide possible.
Par exemple, ces moyens de coulissement peuvent comprendre au moins une rainure (160) dans la première partie qui est disposée face à une rainure (90a, 90b, 90c) de la deuxième partie. La(les) rainure(s) de la première partie est(sont) donc disposée(s) dans la surface de la cavité du support et la(les) rainure(s) de la deuxième partie est(sont) donc disposée(s) dans la surface externe de la deuxième partie. Ces moyens de coulissement comprennent également au moins un moyen de roulement situé dans l'espace créé par les dites au moins une rainure de la première et deuxième partie, les rainures étant disposées en face l'une de l'autre et formant un chemin de guidage dans lequel le roulement linéaire est situé. Le dit au moins un moyen de roulement peut être un roulement à bille linéaire ou encore un roulement à aiguilles linéaire. Dans un exemple tel que celui représenté par la Figure 13, la section de la deuxième partie 14 est rectangulaire (ou carrée) et deux rainures sont disposées sur deux faces opposées de la section ; la section de la cavité est également rectangulaire en forme de U et deux rainures sont disposées sur deux faces opposées de la cavité. Un roulement à bille linéaire 92a est situé dans chacun des deux espaces créés par les quatre rainures. Dans un autre exemple, l'élément 92a est une aiguille qui est situé dans chacun des deux espaces (ou chemin de guidage créés par les quatre rainures). Le terme aiguille signifie un élément qui s'engage dans deux rainures situées l'une en face de l'autre et qui sert d'élément de guidage et de coulissage pour chaque partie l'une par rapport à l'autre ; la longueur d'une aiguille peut varier sans pour autant être plus longue que les rainures. Alternativement, les moyens de coulissement peuvent comprendre au moins une rainure sur la première (ou la deuxième partie), et un rail sur la deuxième (ou la première partie) qui s'engage dans une rainure (90a, 90b, 90c) de ladite première partie. Le terme rail désigne un élément en saillie de la surface de la cavité de la première partie (ou de la deuxième partie) ; la deuxième partie (ou la première partie) comprend une rainure dans laquelle l'élément en saillie peut s'engager sans gêner le coulissement. Un lubrifiant peut être ajouté avant de facilité de glissement du rail dans la rainure. Toujours dans cette alternative, les moyens de coulissement permettent à la deuxième partie de se comporter comme un chariot mobile se déplaçant dans rail de guidage ; les premières et deuxièmes parties forment un rail télescopique.
La Figure 9a montre un exemple dans lequel la deuxième partie 14 comprend deux rainures 90a identiques en forme et en taille qui sont placés sur deux faces opposées, et deux aiguilles 92a qui sont insérés entre les rainures 90a et les rainures de la première partie (non représentées) afin de guider le mouvement de la deuxième partie par rapport à la première partie. Les aiguilles et les rainures peuvent être lubrifiées afin de réduire le frottement et l'usure entre eux.
La figure 9b montre un deuxième exemple dans lequel chacune des deux rainures 90b reçoit un roulement à billes linéaire 92b (c'est-à-dire les que les bille sont alignées suivant un axe, par exemple celui de la rainure), par exemple celui représenté à la figure 8. Les rainures ont dans cet exemple une forme demi-hémisphérique afin de minimiser les frottements entre les deux parties; étant entendu que leur forme n'est pas limité à cet exemple.
La figure 9c montre un exemple semblable à celui de la figure 9b, sauf que quatre rainures 90c sont présentes. Cela permet de répartir l'effort sur un nombre plus importants de rainures 90c et de billes 92c ; et donc de diminuer les forces de frottements, ce qui améliore la souplesse d'utilisation de la manivelle selon l'invention.
Dans la Figure 9a, 9b, et 9c, l'écart entre les rainures a été exagérément augmenté pour des fins de clarté des figures uniquement.
Sur les Figures 9a, 9b, et 9c, les formes géométriques des sections de la deuxième partie 14 diffèrent. Par exemple, l'une des faces 94a de la deuxième partie 14 comprend un renfoncement qui peut servir pour alléger la deuxième partie. Sur la figure 9c, deux renfoncements 94c qui sont situés face à face permettent d'alléger la deuxième partie. La deuxième partie 14 représentée sur la Figure 9b comprend des arrêtes d'angles qui ont été arrondies afin de limiter les frottements avec la cavité rectangulaire (non représentée) de la première partie. On comprendra les différents exemples des Figures 9a, 9b et 9c peuvent voir leurs éléments distinctifs agencés entre eux ; par exemple, la deuxième partie de la figure 9c pourrait avec des arrêtes arrondies semblables à celles de la Figure 9b.
La figure 13 montre un exemple de la deuxième partie 14 qui est emboîtée ou insérée dans la première partie selon l'exemple de la figure 9a. La section de la première partie étant en U, au moins une face latérale de la deuxième partie n'est pas en contact la cavité de la première partie ; la première partie peut être maintenu par rapport à la deuxième partie uniquement à l'aide des aguilles ou des roulements.
De retour sur les Figures 2 et 4, des moyens 162 à 178 permettant de contrôler le déplacement de la deuxième partie 14 de la manivelle 10 par rapport à la première partie 12 sont représentés. En particulier, les moyens vont provoquer une extraction maximale de la deuxième partie dans la première partie en phase d'appui du pédalage et provoquer au contraire une insertion maximale de la deuxième partie dans la première en phase de traction du pédalage. L'extraction maximale (c'est-à-dire lorsque la manivelle a une longueur maximale) et l'insertion maximale (c'est-à-dire lorsque la manivelle a une longueur minimale) dépendent des moyens contrôlant le déplacement de la deuxième partie par rapport à la première.
Dans un exemple, les moyens comprennent un système de bielle-came 164 à 170. Une came 170 est reliée à sa première extrémité à une bielle 164 via une première articulation 168, 176 ; ce qui revient à dire que la bielle 164 est reliée à sa première extrémité à la manivelle 170 via la première articulation 168,176. La came 170 est en outre reliée solidairement par sa seconde extrémité à un goujon 172. La bielle 164 est reliée à sa deuxième extrémité au support 12 (la première partie) par une articulation (162,174). La bielle 164 est reliée sur sa deuxième extrémité à l'une des deux extrémités de la première partie via une troisième articulation (162, 174). Ladite une des deux extrémités de la première partie est celle qui est la plus éloignée de l'axe du moyeu.
La première et troisièmes articulation peuvent être constitués d'éléments identiques, ce qui simplifie la fabrication de la manivelle 10 selon l'invention. Ainsi les première et troisième articulations comprennent chacune un moyen de liaison qui peut être une vis 162,168, ainsi qu'un roulement à bille 174,176 qui vient limiter les frottements entre la vis et la bielle 164.
De préférence, la came 170 est située dans un même plan que celui de la première partie 14. Plus précisément, la face 186 de la came 170 et la face 184 de la deuxième partie 14 sont situées dans un même plan. II est intéressant de noter que ce même plan peut être également le plan avec lequel la face 188 de la bielle - la face 188 de la bielle est celle qui la plus proche des faces 184 et 186 - coïncide sensiblement.
Les trois articulations forment des liaisons de type pivot, c'est-à-dire qu'elles mettent en rotation une pièce en ne permettant qu'une rotation autour de l'axe de la liaison.
Les trois articulations susmentionnées peuvent comprendre des éléments supplémentaires tels qu'un élément qui maintient un espace entre deux faces de deux éléments qui sont reliés ; par exemple une rondelle. Ceci permet de limiter les frottements entre les deux faces des éléments qui sont reliés. L'articulation entre la deuxième partie 14 et la came 170 peut être réalisée avec un moyen de liaison tel qu'un goujon 172 qui est solidaire avec la came 170, c'est-à-dire qu'il ne peut y avoir de rotation entre ces deux éléments. Le goujon 172 est inséré dans un trou traversant situé dans ladite une des deux extrémités de la deuxième partie 14 de la manivelle 10. La liaison peut de plus comprendre un roulement à bille 178 inséré dans le trou traversant situé dans ladite une des deux extrémités de la deuxième partie 14 de la manivelle 10. Le goujon 172 est alors inséré dans le trou traversant via le roulement à bille 178. De cette manière, les frottements entre le goujon 172 et le trou traversant sont limités. Le goujon 172 peut servir de moyen d'attache d'une pédale 180 représentée sur la figure 4 : la partie fileté du goujon est hors du trou traversant et permet d'y visser la pédale. Le goujon 172 et la pédale 180 sont solidaires, c'est-à-dire qu'il ne qu'il ne peut plus y avoir de rotation entre ces deux éléments également une fois la pédale vissé et bloqué sur le goujon. Ainsi, le mouvement circulaire de la pédale créé par l'action de pédalage entraîne le goujon qui lui-même entraîne une rotation de la came 170.
Ainsi, et en référence à la Figure 10, lors du passage d'une position A de la pédale à une position C de la pédale, la came (170) extrait progressivement la manivelle mobile (la deuxième partie 14) du support (la première partie 12) en prenant appui sur la bielle (164). Toujours en référence à la Figure 10, lors du passage d'une position C de la pédale à une position A de la pédale, la came (170) insère progressivement la manivelle mobile (la deuxième partie 14) dans le support (la première partie 12). A chaque tour de pédalage complet (c'est-à-dire en passant progressivement de la position A vers la position B, de la position B vers la position C, de la position C vers la position D et de la position D vers la position A), cette liaison articulée came/bielle/première partie (170,164,12) provoque un déplacement longitudinal en va-et-vient de la manivelle mobile (14) dans le support (12) qui est lui-même en rotation sur le moyeu. Les deux déplacements conjugués provoquent un mouvement circulaire décalé vers l'avant, c'est-à-dire que la pédale 180 effectue un mouvement de translation circulaire de centre O' qui est décalé vers l'avant par rapport à l'axe du moyeu, comme illustré sur les figures 5 et 10.
La Figure 5 illustre comment les moyens de contrôle l'allongement de la manivelle 10 en fonction de la phase de pédalage, c'est-à-dire comment l'allongement du bras de levier est contrôlé. La deuxième partie réalise un mouvement de va et vient par rapport à la première partie pour chaque rotation complète du pédalier sur lequel est attachée la manivelle 10. L'élongation L de la manivelle est minimale en position arrière A : la longueur de la manivelle est minimale. La position arrière est la position dans laquelle la manivelle est sensiblement horizontale durant la phase de traction du pédalage. L'élongation L de la manivelle est égale à la moitié de l'élongation maximale en position haute B. La position haute est la position à laquelle la manivelle est sensiblement verticale et est en position de point mort haut situé entre la phase de traction et la phase d'appui du pédalage. L'élongation L de la manivelle est maximale en position avant C : la longueur de la manivelle est maximale. La position avant est la position dans laquelle la manivelle est sensiblement horizontale durant la phase d'appui du pédalage. L'élongation L de la manivelle est égale à la moitié de l'élongation maximale en position basse. La position basse est la position à laquelle la manivelle est sensiblement verticale et est en position de point mort bas situé entre la phase de d'appui et la phase de traction du pédalage. On comprendra que le passage d'une position à l'autre suit l'ordre suivant : position arrière, position haute, position avant, position basse. Lors du passage d'une position à l'autre, la longueur de la manivelle évolue de manière continue : pour chaque variation de position de la manivelle correspond une variation de la longueur de manivelle L. Le centre de rotation du pédalage est en conséquent décentré sur l'avant par rapport au moyeu sur lequel le pédalier est fixé, c'est-à-dire qu'un effet de levier supplémentaire est créé en phase d'appui du pédalage. On notera que la pédale 180, qui est solidaire à la came 170 via le goujon 172, effectue un mouvement de translation circulaire de centre O' qui est décalé vers l'avant par rapport à l'axe du moyeu.
Le réglage de la came sur l'axe du goujon peut permettre une modification de son angle de poussée. La modification de la longueur de la came permet de faire varier l'effet levier. En effet, la came 170 est orientée dans un même plan horizontal que celui pédale. Ainsi, si la came est orientée de quelques degrés vers le haut ou vers le bas par rapport au plan de la pédale, l'allongement maximum du bras de levier est soit en retard, soit en avance sur la position l'horizontale avant A. Le vissage de la pédale sur le goujon de la came permet ce réglage avec un contre écrou 190a entre la pédale et le goujon, comme représenté sur la figure 4. Ce réglage permet notamment d'adapter la manivelle au pédalage qui est propre à chaque l'utilisateur.
Le rapport entre la longueur du rayon de pédalage standard et la course de la came 170 peut être compris entre 0,2 et 0,5. De préférence, il est compris en 0,25 et 0,33. Le choix de la valeur de ce rapport va notamment dépendre de l'effet bras de levier souhaité. Plus la came est longue, plus le rapport est grand avec une longueur de bielle constante, et plus l'effet de levier est important. Ce qui entraîne une augmentation du décalage du pédalage vers l'avant. La longueur de la manivelle standard est typiquement comprise entre 17,5 cm et 18 cm. Avec une manivelle à 17,5 cm et un rapport de 0,25, la manivelle pourrait avoir 21,88 cm en longueur maximale et 13,13 cm en longueur minimale. Avec un rapport de 0,33 la manivelle pourrait avoir 23,28 cm en longueur maximale et 11,72 cm en longueur minimale.
Les Figures 6 et 7 montrent des exemples de fixation de la manivelle sur un axe 60 d'un moyeu qui peut être maintenu sur un cadre à l'aide par exemple d'une cuvette ajustable comme connu par exemple dans le domaine des bicyclettes. Une interface 64 vient s'insérer sur l'axe du moyeu qui peut avoir par exemple une forme carrée ou hexagonale. L'interface 64 est maintenue sur le moyen à l'aide d'une vis 66 qui se fixe dans un trou du moyeu à cet effet. D'autres moyens peuvent être envisagés pour maintenir fixé l'interface 64 sur l'axe du moyeu, par exemple une clavette. L'extrémité de la première partie 12, qui ne comprend pas la troisième articulation, comprend des moyens adaptés pour s'insérer sur l'interface 64 et fixer 69 ce dernier à la première partie. La fixation peut être réalisée par exemple à l'aide d'une clavette ou d'une vis 69. La manivelle 10 est donc solidaire avec l'axe 60 du moyeu.
La Figure 7 se distingue de la Figure 6 en ce que l'interface 64 comprend des moyens 70a, 70b, 70c, 70d permettant de fixer un plateau. Le nombre de moyens peut varier selon le type de plateau devant être fixé, par exemple cinq moyens peuvent être nécessaires.
Les matériaux utilisés dans la fabrication de la manivelle peuvent être par exemple un alliage d'aluminium, du titane, du magnésium, de l'acier, ou des fibres de carbone ou de verre.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Manivelle (10) de pédalier comprenant : - une première partie (12) comprenant une cavité ; - une deuxième partie (14) s'insérant dans la cavité via une première ouverture de la première partie, la deuxième partie pouvant se déplacer par rapport à la première partie en suivant un mouvement de translation rectiligne, la cavité de la première partie comprenant une deuxième ouverture permettant à l'une des extrémités de la deuxième partie de sortir de la cavité ; - des moyens (162-178) contrôlant le déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie pour provoquer une élongation maximale de la manivelle en phase d'appui du pédalage et une élongation minimale de la manivelle en phase de traction du pédalage ; caractérisée en ce que les moyens contrôlant l'élongation de la deuxième partie par rapport à la première partie comprennent un système bielle-came (164, 170) qui comprend : - une came (170) reliée, à l'une de ses extrémités, à une bielle (164) par une première articulation (168,176) et reliée, à l'autre de ses extrémités, à ladite deuxième partie (14) par une deuxième articulation (172,178) ; - la bielle (164) reliée, à l'une de ses extrémités, à la came (170) par la première articulation (168, 176) et reliée, à l'autre de ses extrémités, à ladite première partie (12) par une troisième articulation (162,174).
- 2. Manivelle de pédalier selon la revendication 1, dans laquelle la deuxième articulation (172, 178) comprend un moyen d'attache qui est un goujon (172) solidaire à la came (170) et disposé à travers un trou traversant de ladite deuxième partie, une pédale (180) étant solidaire avec ledit goujon.
- 3. Manivelle de pédalier selon l'un des revendications 1 à 2, dans laquelle la longueur de la came est comprise entre 3,5 et 7 centimètres.
- 4. Manivelle de pédalier selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle lesdites première et deuxième parties comprennent des moyens de coulissement de ladite deuxième partie dans la dite première partie.
- 5. Manivelle de pédalier selon la revendication 4, dans laquelle les moyens de coulissement comprennent au moins deux rainures (160) sur ladite première partie et deux rainures (90a, 90b, 90c) sur ladite deuxième partie, chaque rainure de ladite première partie étant disposée en face d'une rainure de ladite deuxième partie et les deux rainures en face l'une de l'autre formant un espace.
- 6. Manivelle de pédalier selon la revendication 5, dans laquelle les moyens de coulissement comprennent en outre des roulements à bille linéaires situés dans lesdits espaces formés.
- 7. Manivelle de pédalier selon la revendication 6, dans laquelle les moyens de roulement comprennent en outre des aiguilles situées dans lesdits au moins deux espaces.
- 8. Manivelle de pédalier selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle lesdites première et deuxième parties ont une section rectangulaire.
- 9. Pédalier comprenant des manivelles de pédalier selon l'une des revendications 1 à 8.
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Applications Claiming Priority (2)
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| FR1655973A FR3053018B1 (fr) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | Manivelle de pedalier |
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