WO2005077743A1

WO2005077743A1 - Vehicule du type cycle

Info

Publication number: WO2005077743A1
Application number: PCT/CH2004/000087
Authority: WO
Inventors: Ciro Esposito
Original assignee: Ciro Esposito
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2005-08-25
Also published as: EP1723031A1

Abstract

Le conducteur du véhicule actionne le pédalier (1) au moyen des pédales (20). Les cames (16) distribuées sur l’arbre à cames (17) font osciller les leviers à bascule (13) et les leviers d’armage (9), ce qui amène les ressorts (7) successivement dans leur position d’armage maximum. Durant le mouvement de retour, les paliers (11) solidaires des leviers d’armage (9) entraînent l’arbre moteur commun (10), ce qui fait tourner les roues (5) reliées à l’arbre (10) par l’intermédiaire d’un engrenage planétaire, d’un arbre moteur secondaire, et d’une transmission à chaîne ou poulie avec un changement de vitesse.

Description

Véhicule du type cycle

La présente invention concerne les véhicules à roues du type cycle. Elle vise à faciliter l'utilisation de tels véhicules, notamment vélos ou tricycles, aux utilisateurs habituels, et à élargir le cercle des utilisateurs potentiels en créant un véhicule mieux accessible qu'actuellement à des personnes musculairement affaiblies ou handicapées, à des personnes âgées, etc. Elle vise également à fournir un véhicule permettant des performances supérieures à celles des vélos ou tricycles connus jusqu'à maintenant.

Les véhicules du genre vélo ou tricycle possèdent en général un organe d'entraînement rotatif constitué par un pédalier et les moyens de transmission de l'énergie sont une transmission à chaîne allant du pédalier au moyeu de la ou des roues motrices. Très souvent, cette transmission est équipée d'un changement de vitesse qui peut être interne au moyeu ou extérieur et prendre alors la forme d'un dérailleur. La particularité de ces systèmes connus est que l'énergie nécessaire pour assurer le déplacement du véhicule à la vitesse désirée doit être fournie instantanément et avec l'intensité nécessaire à chaque instant par la force musculaire du conducteur, à moins que le véhicule se déplace en roue libre, ce qui a alors nécessité antérieurement le développement d'une force supérieure à celle qui était nécessaire au déplacement du véhicule.

Par conséquent, un des buts de la présente invention est de permettre au conducteur du véhicule d'égaliser le développement de sa force musculaire. Pour cela, on intercale un accumulateur d'énergie entre l'organe d'entraînement et la ou les roues motrices afin de rendre l'effort de propulsion aussi constant que possible. A cet effet, la présente invention concerne un véhicule à roues du type cycle, comprenant un organe d'entraînement actionné en rotation autour d'un axe et des moyens de transmission d'énergie dudit organe rotatif à au moins une roue motrice, ces moyens comportant un système d'accumulation d'une réserve d'énergie avec au moins un organe élastique, une liaison d'armage entre l'organe d'entraînement et le système d'accumulation, permettant l'armage du ou des organes élastiques et une liaison de propulsion entre le système d'accumulation d'énergie et la ou les roues motrices, ladite liaison d'armage comportant un arbre à cames accouplé à l'organe rotatif d'entraînement, sur cet arbre une came pour chacun desdits organes élastiques du système d'accumulation, et une liaison à leviers oscillants entre chaque came et l'organe élastique correspondant.

De préférence, le système d'accumulation d'énergie comporte une pluralité d'organes élastiques.

Pour chaque organe élastique la liaison à leviers oscillants peut comporter deux leviers pivotant autour d'axes parallèles, dont un levier à bascule muni à une extrémité d'un palpeur en contact avec la came correspondante, et un levier d'armage lié par une extrémité à l'organe élastique correspondant, les deux leviers de chaque liaison pouvant être reliés l'un à l'autre de manière que tout pivotement du levier à bascule entraîne un pivotement d'un angle augmenté du levier d ' armage correspondant .

Le véhicule peut comporter un arbre moteur commun faisant partie de ladite liaison de propulsion, sur lequel tous les leviers d'armage sont montés, chacun au moyen d'un palier à accouplement unidirectionnel, celui-ci pivotant librement sur l'arbre quand le levier d'armage est actionné dans le sens de l'armage de l'organe élastique correspondant, mais s 'accouplant audit arbre moteur quand le levier est entraîné en pivotement par la détente de l'organe élastique.

Le véhicule peut comporter en outre une connexion de retour, à chaîne, courroie ou engrenage entre la liaison de propulsion et l'organe d'entraînement rotatif, ladite connexion de retour pouvant relier l'arbre moteur secondaire à 1 ' arbre à cames .

On décrit, ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante principale de l'objet de l'invention, tout en mentionnant différentes variations possibles dans l'exécution des parties essentielles.

Au dessin annexé :

- la fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une première forme d'exécution donnée à titre d'exemple,

- la fig. 2 est une vue en plan de dessus simplifiée du véhicule de la fig. 1,

- la fig. 3 en est une vue en élévation depuis l'arrière du véhicule de la fig. 1,

- les fig. 4 et 5 sont des vues en élévation latérale simplifiées montrant le système d'accumulation d'énergie et la liaison d'armage dans deux positions d'armage,

- les fig. 6 et 7 sont des vues en plan de dessus de l'arbre à cames dans les positions respectives des fig. 4 et 5,

- la fig. 8 est une vue en élévation analogue aux fig. 4 et 5 montrant la connexion de retour dans la variante d'exécution montrée en exemple, - la fig. 9 est une vue partielle en plan de dessus simplifiée, comparable à la fig. 2, d'une seconde forme d'exécution, et

- les fig. 10 et 11 sont des vues partielles en élévation, comparables aux fig. 4 et 5, de la seconde forme d'exécution.

Il résulte des fig. 1 et 2 que le véhicule décrit est un tricycle avec un pédalier 1, une liaison d'armage 2, un système d'accumulation d'une réserve d'énergie 3 et une liaison de propulsion 4 assurant l'entraînement de deux roues arrière 5 fixées sur un arbre d'entraînement 6.

Le système d'accumulation 3 se compose, dans la forme d'exécution décrite, d'une série de huit ressorts à boudin 7 (fig. 3) fixés par leur extrémité supérieure à une barre de retenue horizontale 8 rigidement fixée au bâti du véhicule. On notera que la hauteur de cette barre par rapport au bâti pourrait être réglable pour permettre de donner aux ressorts 7 un préarmage voulu.

A son extrémité inférieure, chaque ressort 7 appuie sur l'extrémité arrière d'un levier d'armage 9. Les leviers d'armage 9 font partie de la liaison d'armage désignée de façon générale par 2, mais ils font également partie comme on le verra plus loin de la liaison de propulsion désignée par 4. Ils sont montés pivotant sur l'axe d'un arbre moteur 10 et présentent à leur extrémité avant un secteur denté 11 qui est en prise, comme on le voit aux fig. 2, 4 et 5, avec un secteur denté 12 homologue situé à l'extrémité arrière d'un levier à bascule 13 pivotant sur un axe de bascule 1 .

Ainsi, la liaison d'armage 2 comporte un faisceau de huit leviers à bascule (fig. 2) rectilignes et parallèles, pourvus chacun à son extrémité avant d'un palpeur 15 coopérant avec l'une des huit cames semblables 16 rigidement montées sur l'arbre à cames 17 (fig. 4 et 5) . Enfin, cette liaison d'armage est complétée par un entraînement à poulie et courroie 18, remplacé éventuellement par un système à chaîne et roue dentée, transmettant à l'arbre à cames 17 l'impulsion rotative imprimée à la liaison d'armage par le pédalier 1 et la paire de pédales 20.

Le fonctionnement du système se comprendra quand on aura décrit les détails de la liaison de propulsion 4, mais auparavant, il convient de noter que les cames 16 sont toutes de même forme et même dimension. Leur contour, en demi-lune, est tracé de manière à commander un armage progressif des ressorts 7. Elles sont fixées sur l'arbre 17 chacune au voisinage d'une extrémité du diamètre de la demi-lune. Lorsque l'arbre 17 tourne dans le sens horaire, chaque came soulève le levier à bascule qu'elle commande jusqu'au sommet de son contour convexe, puis quand la portion rectiligne de son contour se trouve en regard du palpeur 15, la bascule est ramenée dans sa position initiale. Comme on le voit aux fig. 4 et 5, les huit cames 16 sont décalées angulairement de 45 degrés l'une par rapport à l'autre. Les fig. 6 et 7 montrent en plan de dessus les positions des cames 16 et de l'arbre à cames 17 correspondant aux deux positions de la liaison d'armage des fig. 4 et 5. Entre ces deux positions, l'arbre 17 a tourné dans le sens horaire de % de tour. Le levier à bascule 13 a pivoté dans le sens anti-horaire autour de l'axe 14 , ce qui a entraîné un pivotement correspondant dans le sens horaire du levier d'armage 9, comprimant ainsi le ressort 7.

Comme on l'a indiqué plus haut, tous les leviers d'armage 9 pivotent sur l'arbre moteur commun 10. Chacun de ces leviers est monté sur un palier à roulement 11 qui est relié à l'arbre moteur 10 par un dispositif anti-retour. Ainsi, quand le levier 9 a atteint la position supérieure représentée à la fig. 5, la force du ressort 7 lui imprime un mouvement de rotation dans le sens anti-horaire et son palier à roulement est alors accouplé à l'arbre moteur 10.

Les éléments de la liaison de propulsion sont visibles aux fig. 1 à 3. L'arbre moteur 10 entraîne le plateau d'un engrenage planétaire 21 dont les deux satellites, montés sur des axes 22 fixés au montant 23 du bâti, entraînent un pignon central (non visible à la fig. 3) , calé sur un arbre moteur secondaire 24. Une liaison à chaîne ou courroie 25 transmet la rotation de l'arbre 24 à un arbre intermédiaire 26 relié lui- même par un système de changement de vitesse 27 à l'arbre d'entraînement 6. Le changement de vitesse 27 est représenté à la fig. 3 comme un système de poulies à étages complémentaires et courroie de transmission mais il est bien évident qu' il pourrait aussi être de n'importe quel type connu.

En marche normale, lorsque le conducteur du véhicule actionne le pédalier 1 au moyen des pédales 20, l'énergie qu'il communique au système d'armage est accumulée dans les ressorts 7 qui s'arment progressivement tant que la force de résistance du véhicule due à son inertie est supérieure à la force des ressorts. Il s'établit un équilibre entre le degré d'armage de l'accumulateur d'énergie et la vitesse du véhicule, ce qui régularise le développement de l'effort sur le pédalier.

Bien entendu, le pédalier pourrait être remplacé par un système à commande à main, par exemple à bras oscillant autour d'un axe vertical ou par un moteur agissant sur l'axe 17. Le pédalier ou le système à commande à main peuvent également être combinés avec un moteur d'appoint agissant sur l'axe 17. On peut choisir par exemple un moteur électrique alimenté par énergie solaire, ou tout autre type de moteur. Comme autres variantes possibles, on indiquera encore que les organes élastiques 7 pourraient être conçus différemment des ressorts à boudin décrits : par exemple, comme des vérins pneumatiques ou comme des ressorts spiraux. Leur nombre n'est évidemment pas limité à 8 et il n'est pas nécessaire qu'ils soient tous identiques.

Enfin, alors que dans la forme d'exécution décrite, la liaison d'armage et la liaison de propulsion actionnent les ressorts à la même extrémité, elles pourraient tout aussi bien les actionner à leurs deux extrémités, à l'instar de ce qui se passe avec le ressort moteur d'un mouvement d'horlogerie.

La fig. 8 montre encore une adjonction qu'il est possible de prévoir sur le véhicule décrit. Sur l'arbre à cames 17 et sur l'arbre moteur secondaire 24, on a prévu des poulies 28 et 29 ainsi qu'une courroie 30, de telle sorte qu'il se produit une transmission de couple entre l'arbre à cames 17 et l'arbre moteur secondaire 24. Ce dispositif auxiliaire contribue encore à l'égalisation des couples moteurs exercés par le conducteur sur le pédalier avec le couple résistant que les conditions de la route, le poids du véhicule et son inertie opposent au déplacement .

La fig. 1 suggère encore quel peut être le design d'un tricycle construit selon la présente invention, mais il est bien évident que les connaissances de l'homme du métier et 1 ' art du designer pourront intervenir pour varier dans un très large éventail de possibilités la disposition, le style et les éléments de détail des véhicules destinés à une fabrication industrielle, que ce soit en grande série ou en applications spécialisées.

Les fig. 9, 10 et 11 que l'on décrit ci-après se rapportent à une seconde forme d'exécution du véhicule qui présente certains avantages par rapport à celle décrite jusqu'à maintenant.

Dans ces figures, les parties qui représentent des éléments déjà présents dans la première forme d'exécution sont désignées par les mêmes signes de référence. Ainsi, le pédalier 1, la liaison d'armage 2, le système d'accumulation d'énergie 3 et la liaison de propulsion 4 sont reconnaissables sur les fig. 9 à 11, de même que l'arbre d'entraînement 6 et les roues motrices arrières 5.

En agissant sur le pédalier 1 au moyen des pédales 20, le conducteur entraîne, par une chaîne 31, un pignon 40 de même diamètre que le pédalier, calé directement au centre de l'arbre à cames 17. Celui-ci porte, comme dans la première forme d'exécution, huit cames 16 réparties sur sa longueur, orientées à 45 degrés les unes par rapport aux autres, mais dont les formes sont entièrement différentes de ce que montraient les fig. 4 et 5. Ici, les cames ont la forme de doigts diamétraux à profils incurvés, ces profils étant représentés aux fig. 10 et 11.

Chaque came coopère avec un galet 32 qui fait partie de la liaison d'armage 2 et déplace, en fonction de la rotation de la came, un levier d'armage 33 et un des ressorts 7 servant à accumuler la réserve d'énergie. Chaque galet 32 est relié par un axe 34 à un étrier 35 qui le maintient entre ses joues et porte, sur sa face supérieure, l'extrémité inférieure de l'un des ressorts 7, ceux-ci étant par ailleurs soutenus à leur extrémité supérieure par la barre 8 (non représentée aux fig. 9 à 11) .

Les leviers 33 comportent, vus en plan, deux branches parallèles qui s'engagent de part et d'autre du galet 32 correspondant et pivotent sur son axe 34. La liaison entre le système d'armage 2 et le système d'entraînement 4 est réalisée de manière analogue à ce qui a été décrit pour la première forme d'exécution, mais simplifiée, par des roulements 41 à accouplement unidirectionnel dont chacun est solidaire par son chemin de roulement extérieur de la partie arrière de l'un des leviers 33. Ces accouplements unidirectionnels 41 sont montés sur un arbre d'entraînement commun 36 qui assure donc le pivotement des leviers 33. Il porte un pignon central 37 qui est relié par une chaîne 39 à un pignon d'entraînement 38 calé sur l'arbre 6 d'entraînement des roues motrices 5. Les fig. 10 et 11 montrent les deux positions de fonctionnement extrêmes d'un levier d'armage 33 et de la came 16.

Comme pour la première forme d'exécution, le pédalier ou le système à commande à main peuvent être combinés avec un moteur agissant sur l'axe 17 ou remplacés par un tel moteur.

Le système d'entraînement décrit ici permet également au conducteur de doser son effort selon sa volonté. Il peut être pourvu d'un dispositif de changement des rapports de transmission comme dans la première forme d'exécution. La principale simplification obtenue provient de ce que les deux leviers d'armage et à bascule ont été remplacés par un seul levier d'armage 33 reprenant les fonctions des deux leviers précédents .

Claims

Revendications

1. Véhicule à roues du type cycle, comprenant un organe d'entraînement (1) actionné en rotation autour d'un axe et des moyens de transmission d'énergie dudit organe rotatif à au moins une roue motrice, ces moyens comportant un système (3) d'accumulation d'une réserve d'énergie avec au moins un organe élastique (7), une liaison d'armage (2) entre l'organe d'entraînement et le système d'accumulation, permettant l'armage du ou des organes élastiques et une liaison de propulsion (4) entre le système d'accumulation d'énergie et la ou les roues motrices (5) , caractérisé en ce que ladite liaison d'armage (2) comporte un arbre à cames (17) accouplé à l'organe rotatif (1) d'entraînement, sur cet arbre une came pour chacun desdits organes élastiques du système d'accumulation, et une liaison à leviers oscillants (13, 9) entre chaque came (16) et l'organe élastique (7) correspondant .

2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'accumulation d'énergie (3) comporte une pluralité d'organes élastiques (7).

3. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour chaque organe élastique (7) la liaison à leviers oscillants comporte deux leviers (13, 9) pivotant autour d'axes parallèles, dont un levier à bascule (13) muni à une extrémité d'un palpeur (15) en contact avec la came (16) correspondante, et un levier d'armage (9) lié par une extrémité à l'organe élastique correspondant, et en ce que les deux leviers de chaque liaison sont reliés l'un à l'autre de manière que tout pivotement du levier à bascule entraîne un pivotement d'un angle augmenté du levier d'armage correspondant .

4. Véhicule selon l'une des revendications 2 ou 3 , caractérisé en ce qu'il comporte un arbre moteur commun (10) faisant partie de ladite liaison de propulsion (4) , sur lequel tous les leviers d'armage (9) sont montés, chacun au moyen d'un palier à accouplement unidirectionnel (11) , celui-ci pivotant librement sur l'arbre quand le levier d'armage est actionné dans le sens de l'armage de l'organe élastique correspondant, mais s ' accouplant audit arbre moteur quand le levier est entraîné en pivotement par la détente de l'organe élastique .

5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une connexion de retour (28, 30, 29, 18), à chaîne, courroie ou engrenage entre la liaison de propulsion (4) et l'organe d'entraînement rotatif (1) .

6. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite connexion de retour relie l'arbre moteur secondaire (24) à l'arbre à cames (17) .

7. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement est agencé pour être entraîné en rotation par une force musculaire humaine.

8. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moteur d'appoint agissant sur l'arbre à cames (17) .

9. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l^'Organe d'entraînement est un moteur.