WO1992012042A1 - Bicyclette a transmission hydrostatique - Google Patents

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WO1992012042A1
WO1992012042A1 PCT/CA1990/000458 CA9000458W WO9212042A1 WO 1992012042 A1 WO1992012042 A1 WO 1992012042A1 CA 9000458 W CA9000458 W CA 9000458W WO 9212042 A1 WO9212042 A1 WO 9212042A1
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pump
motor
bicycle
hydraulic
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PCT/CA1990/000458
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Inventor
Jean Filion
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Jean Filion
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M19/00—Transmissions characterised by use of non-mechanical gearing, e.g. fluid gearing

Definitions

  • My invention relates to the transmission system of a bicycle, using hydraulic components rather than mechanical ones. This system makes it possible to change the speed ratio, continuously, in automatic or manual mode.
  • the object of this invention is that the cyclist can concentrate perfectly on his route, without worrying about the gear changes to be made.
  • this system compensates for variations in road conditions, either hills to climb or descend, favorable or headwinds or simply to go according to the mood of the cyclist who wants to rest his muscles or go for a sprint .
  • the cyclist is chosen from a barrel graduated from 0 to 9, mounted on the handlebars of the bicycle,
  • the cyclist may, according to his own weight and according to the effort deployed, choose his cruising speed, either in automatic mode or in fixed mode.
  • the automatic mode consists in positioning the graduated barrel with the number which corresponds to the effort that the cyclist wishes to provide and the fixed mode consists in simply locking the selected gear ratio in place.
  • the object of this invention is also to obtain a better efficiency of power transmission from the crankset to the drive wheel, and this, maintenance-free, extremely easy to operate and can be adapted to all types of bicycle chassis.
  • FIG. 1 Side view of a conventional bicycle with the invention
  • Figure 2 Top view of the bicycle with the invention
  • Figure 3 Sectional view of the hydrostatic, ie the pump and the hydraulic motor
  • Figure 4 Schematic interpretation of the hydraulic system
  • Figure 5 Sectional view of the automatic gear change system
  • the number (10) represents the entire hydrostatic system.
  • the hydraulic pump (11) is mounted between the pedals (12) like a conventional bicycle (13).
  • This pump (11) is used to produce a hydraulic pressure which activates a hydraulic motor (14) mounted in the driving wheel of the bicycle (13).
  • the hydraulic pressure produced takes the conduit (27) to go to the engine (14) and returns in closed circuit to the pump via the conduit (28).
  • This hydraulic pump is of the "Axial compensated flow" type.
  • the pump (11) comprises a rotor (20) with a certain number of pistons (15) connected to the pedals by a central shaft (29).
  • the pistons (15) communicate with collecting chambers, one for the pressure (16) and one for the suction (17).
  • FIG. 4 there is a rocking plate (18) in which a disc (19) which rotates with a minimum of friction, at the same time as the rotor (20) and the pistons (15).
  • the angle of the rocking platform (18) is controlled by the pressure difference existing between the hydraulic pressure (2.7) of the pump, caused by the cyclist on the pedals and the pressure exerted by a spring (31) whose tension corresponds to the number chosen by the cyclist, the ba ⁇ rillet (37) mounts on the handlebars.
  • the tilting shaft (38) of the rocking platform (18) is actuated by an arm (34) itself actuated by a rod (32) which undergoes the reverse force of a piston (33) and the effort a spring (31).
  • the result is that the variation of the gear ratio is continuous and without loss of work, as is the case during a gear change with a chain and derailleur system.
  • an expansion chamber (22) is provided, also serving as a reserve during filling.
  • the whole is connected to the system by the conduit (21).
  • the hydraulic motor (14) is mounted directly in the spindles of the driving wheel and the two ends of the shaft (26) of the hydraulic motor are fixed to the bicycle supports which serve at the same time as conduits (27 and 28). It is the chassis of the hydraulic motor (14) which turns and which drives the driving wheel.
  • This motor is of the radial type and it is composed of 5 pistons (23) arranged over 360 ° degrees, an eccentric rotor (25) and two collecting chambers, one (35) receiving the pressure of the pump and the other (24) returning the hydraulic fluid to the pump.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

La bicyclette à transmission hydrostatique utilise des composantes hydrauliques plutôt que mécaniques. Une pompe axiale (11), à débit compensé, est placée entre les pédales, dont celles-ci sont raccordées aux extrémités de l'arbre central (29) de cette pompe. Un moteur radial (14) est placé directement au c÷ur de la roue motrice, dont les deux extrémités de l'arbre du moteur (26) sont fixées au châssis de la bicyclette. Contrairement au moteur conventionnel, le rotor (25) du moteur (14) est fixe et le corps du moteur tourne entraînant la roue de la bicyclette. L'alimentation en fluide hydraulique se fait par un orifice au centre de chacune des extrémités de l'arbre. Le contrôle du rapport de vitesse se fait par la variation du débit du fluide hydraulique provenant de la pompe vers le moteur, en circuit fermé. Cette variation du débit de la pompe est causée par le changement de l'angle du plateau à bascule. Le changement de cet angle est le résultat de la différence des forces exercées par la pression hydraulique de la pompe contre un ressort dont la tension a été préalablement ajustée par un barillet gradué. Contrairement aux autres méthodes de transmission, l'effort peut être continu en toutes circonstances et en tout temps.

Description

BICYCLETTE A TRANSMISSION HYDROSTATIQUE
Mon invention concerne le système de transmission d'une bicyclette, utilisant des composants hydrauliques plu¬ tôt que mécaniques. Ce système permet de changer le rapport de vitesse, d'une façon continue, en mode automatique ou ma¬ nuel.
Une recherche préliminaire des brevets canadiens délivrés dans les classes 280 - 27, 280 - 36, a été faite.
Rien de similaire n'a été trouvé.
Pour les Etats-Unis, une recherche préliminaire a été faite également dans les classes : 280 - 200, 201, 210, 236, 238, 253 et 299.
Rien non plus n'a été remarqué.
L'objet de cette invention est que le cycliste pour¬ ra se concentrer parfaitement sur son parcours, sans se soucier des changements de rapport de vitesse à effectuer. En mode automatique, ce système compense pour les variations de condi¬ tions de routes, soit les côtes à monter ou descendre, des vents favorables ou contraires ou tout simplement pour aller selon les humeurs du cycliste qui veut reposer ses muscles ou bien partir en sprint. Le choix du cycliste se fait à partir d'un barillet gradué de 0 à 9, monté sur les guidons de la bicyclette,
Le cycliste pourra, selon son propre poids et selon l'effort déployé, choisir sa vitesse de croisière, soit en mode automatique ou en mode fixe.
Le mode automatique consiste à positionner le baril¬ let gradué au chiffre qui correspond à l'effort que désire fournir le cycliste et le mode fixe consiste à verrouiller tout simplement le rapport de vitesse choisi en place.
SUBSTITUTE SHEET L'objet de cette invention est aussi d'obtenir une meilleure efficacité de transmission de puissance du pédalier à la roue motrice, et cela, sans entretien, extrêmement facile à opérer et peut être adapté à tous les types de châssis de bicyclette.
Pour comprendre le fonctionnement, voici une des¬ cription, assistée de dessins :
Figure 1 : Vue de côté d'une byciclette conventionnelle avec l'invention Figure 2 Vue de dessus de la bicyclette avec l'invention
Figure 3 : Vue en coupe de l'hydrostatique, soit la pompe et le moteur hydraulique Figure 4 : Interprétation schématique du système hydrau¬ lique Figure 5 : Vue en coupe du système de changement automati¬ que du rapport de vitesse
Faisant référence aux dessins ci-inclus, le chiffre (10) représente tout le système hydrostatique.
De l'illustration 3, la pompe hydraulique (11) est montée entre les pédales (12) comme une bicyclette convention¬ nelle (13).
Cette pompe (11) sert à produire une pression hydrau¬ lique qui active un moteur hydraulique (14) monté dans la roue motrice de la bicyclette (13). A la figure 3, la pres¬ sion hydraulique produite, emprunte le conduit (27) pour se rendre au moteur (14) et revient en circuit fermé à la pompe par le conduit (28). Cette pompe hydraulique est du type "Axial à débit compensé".
La pompe (11) comprend un rotor (20) avec un certain nombre de pistons (15) reliés aux pédales par un arbre cen¬ tral (29). Les pistons (15) communiquent avec des chambres collectrices, une pour la pression (16) et une pour l'aspi¬ ration (17) .
A la figure 4, il y a un plateau à bascule (18) dans lequel un disque (19) qui tourne avec un minimum de fric¬ tion, en même temps que le rotor (20) et les pistons (15).
SUBSTITUTE SHEET Selon l'angle du plateau à bascule (18) les pistons (15) sont actionnés sur une distance plus ou moins prononcée, qui déter¬ mine le volume du fluide hydraulique se dirigeant vers le moteur hydraulique (14). Plus l'angle du plateau à bascule est pro¬ noncé, plus le débit est grand.
A la figure 5, l'angle du plateau à bascule (18) est contrôlé par la différence de pression existante entre la pression hydraulique (2.7) de la pompe, causée par le cycliste aux pédales et la pression exercée par un ressort (31) dont la tension correspond au chiffre choisi du cycliste, au ba¬ rillet (37) monte sur les guidons.
L'arbre (38) d'inclinaisondu plateau à bascule (18) est actionné par un bras (34) lui-même actionné par une tige (32) qui subit l'effort contreversé d'un piston (33) et l'effort d'un ressort (31). Le résultat est que la variation du rap¬ port de vitesse est continue et sans perte de travail, comme c'est le cas lors d'un changement de vitesse avec un système à chaîne et dérailleur.
Pour pallier à l' expension du chaud et du froid ainsi que de l'air qui pourrait être absorbé dans le fluide hydraulique, une chambre d'expension (22) est prévue, servant également de réserve lors du remplissage. Le tout est relié au système par le conduit (21).
Le moteur hydraulique (14) est monté directement dans les broches de la roue motrice et les deux extrémités de l'arbre (26) du moteur hydraulique sont fixés aux supports de la bicyclette qui servent en même temps de conduits (27 et 28). C'est le châssis du moteur hydraulique (14) qui tourne et qui entraîne la roue motrice.
Ce moteur est du type radial et il est composé de 5 pistons (23) disposés sur 360° degrés, d'un rotor excentri¬ que (25) et de deux chambres collectrices, l'une (35) rece¬ vant la pression de la pompe et l'autre (24) retournant le fluide hydraulique à la pompe.
SUBSTïTUTE SHEET

Claims

REVENDICATIONS
a) Une transmission hydrostatique dont le rapport est contrôlé par le résultat de la différence des forces exercées de la pression hydraulique versus la pous¬ sée d'un ressort à tension modifiable- Figure 5 5/5
b) Un système de chambres collectrices et des conduits des fluides des cylindres, dans lesquelles le trans¬ fert de ces fluides se fait perpendiculairement à l'axe de rotation, ainsi la pression interne des chambres et des conduits n'a pas de force parallè¬ lement à l'axe de rotation. Ceci simplifie le fonctionnement et diminue les dimensions de la pompe et du moteur. Figure 4 4/5
TUTE SHEET REVENDICATIONS MODIFIEES
[reçues par le Bureau international le 18 octobre 1991 (18.10.91) y revendications a et b modifiées (1 page) ]
a ) Une transmission hydros tatique dont le rappor t es t contrôlé par le résul tat de la différence des for¬ ces exercées de la press ion hydraulique versus la poussée d ' un ressort ( 31 ) à tension modifiable .
Figure 5 5 / 5
b) Un système de chambres collectrices (16-17) et des conduits (24-35) des fluides des cylindres, dans lesquelles le transfert de ces fluides se fait per¬ pendiculairement 'à l'axe de rotation, ainsi la pression interne des chambres (16-17) et des con¬ duits (24-35) n'a pas de force parallèlement à l'axe de rotation. Ceci simplifie le fonctionne¬ ment et diminue les dimensions de la pompe (11) et du moteur (14) .
Figures 4 4/5 5 5/5
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