WO2009136088A2 - Crankset system having levers - Google Patents

Crankset system having levers Download PDF

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WO2009136088A2
WO2009136088A2 PCT/FR2009/050634 FR2009050634W WO2009136088A2 WO 2009136088 A2 WO2009136088 A2 WO 2009136088A2 FR 2009050634 W FR2009050634 W FR 2009050634W WO 2009136088 A2 WO2009136088 A2 WO 2009136088A2
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crank
lever
point
pedal
slide
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PCT/FR2009/050634
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WO2009136088A3 (en
Inventor
Eric Valat
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Eric Valat
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    • 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
    • B62M1/00—Rider propulsion of wheeled vehicles
    • B62M1/24—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers
    • B62M1/26—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers characterised by rotary cranks combined with reciprocating levers

Definitions

  • the present invention relates to the general field of lever pedal systems. More particularly, the invention is concerned with pedal systems for cycles including bicycles.
  • lever crank systems implement a lever carrying a slide in which a fixed point relative to the bicycle is sliding. The movements of the lever, fixed in rotation on a crank associated with the bicycle platform, then actuate the rotation of this crank around the axis of the plate.
  • the main purpose of the present invention is therefore to overcome such disadvantages by proposing a pedal crank system comprising two lateral levers for rotating a crank at a so-called driving point of the crank, the crank operating the rotation of the crank. or plates of the pedal, characterized in that the end of the levers carrying a pedal and receiving the motor force is located behind the axis of the pedal and that the other end of the levers comprises a slide to accommodate at least one lateral bearing lug, fixed relative to the frame of the cycle and located in front of the axis of the pedal, the lug being intended to slide in the slide during the actuation of the bottom bracket system, each slide having, according to the invention , a complex shape adapted to operate in cooperation with at least two lateral lugs, this complex shape and its interaction with the lateral lugs allowing modi proud the relative position of the fulcrum of the lever, defined by the contact of at least one of the lugs with the slide, relative to the position of the drive point of the crank.
  • the lever pedal can be installed on a conventional bicycle frame without the need to change it.
  • the manufacture of a dedicated frame that would equip the cycle of lever arm that can measure up to 80-100cm or more. It will then be useful to move the handlebars, the saddle and the rear wheel.
  • the invention allows a passage of the dead spots, and in particular of the top dead center, facilitated while allowing an optimal use of the cyclist's push when it is maximum compared to the devices having a slide adapted to cooperate with a only lug.
  • the slide has a complex shape adapted to operate in cooperation with three lateral lugs, this complex shape and its interaction with the lateral lugs to change the relative position of the fulcrum of the lever, defined by the contact of at least one of the lugs with the slide, relative to the position of the driving point of the crank.
  • This embodiment allows a passage of high and low dead spots facilitated while allowing optimal use of the rider's thrust when it is maximum.
  • the complex shape comprises a plurality of contact surfaces intended to be brought into contact with at least one lug during the movement of the bottom bracket system, these contact surfaces being placed so as to optimize the position of the fulcrum lever compared to the force exerted by the cyclist.
  • This embodiment consists of placing bearing surfaces on the path of the pins so that the point of support of the lever relative to the frame is successively defined by the support of a particular pin on a particular surface of the slide .
  • This embodiment allows to change the support lug and thus to change the position of the fulcrum of the lever relative to the frame, the pedal and also the drive point of the crank.
  • a first lug is placed in such a way that the fulcrum of the lever is located above the driving point when the crank is at the top dead center
  • a second lug is placed in such a way that the point of Lever support and the crank drive point are aligned when the crank is approximately 90 ° forward of the dead center line.
  • the first lug may be located slightly below the drive point when the crank is in the top dead center, the main thing is to have a torque large enough to force the crank to go down.
  • a third lug is advantageously placed so that the fulcrum of the lever is located below the drive point when the crank is located at the bottom dead center.
  • This achievement optimizes the three most crucial operating points of the crankset, namely the top and bottom dead centers and the push point. foot on the front of the path of the cyclist's foot.
  • the third lug may be located slightly above the crank drive point when it is at the bottom dead center, the main thing being to have a torque large enough to ensure the easy passage of neutral low.
  • the diameter of the lugs located on the same side are different.
  • This feature consists of placing on each side of the frame, symmetrically to the right and left, lateral lugs having diameters different from each other.
  • the invention also relates to a cycle, bicycle, tricycle or quadricycle, comprising a pedal system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a bicycle comprising a pedal system according to the pedal positioning principle at the rear of the bottom bracket according to the invention
  • FIG. 2 illustrates the operation of the left lever of the bottom bracket system according to FIG. 1;
  • FIGS. 3A to 3L show the successive positions of the pedal system according to FIG. 1; - Figure 4 shows the bottom bracket system according to Figure 1 in top view;
  • FIG. 5 represents a bicycle comprising a pedal system according to a primitive embodiment of the invention
  • FIGS. 6A to 6L show the sequence of movements of the bottom bracket system in the embodiment of FIG. 5;
  • FIGS. 7A to 7L show the sequence of movements of the bottom bracket system in an embodiment similar to that illustrated in FIG. 5;
  • FIGS. 8A to 8E schematically illustrate a first embodiment of a pedal system according to the invention
  • Fig. 9 shows a simplified perspective view of the embodiment of Fig. 8
  • - Figure 10 shows a side view of a pedal lever according to a second preferred embodiment of the invention
  • FIG. 11 shows a perspective view of a pedal lever according to the second embodiment of the invention
  • - Figure 12 shows a perspective view of a pedal lever according to the second embodiment with a part of a cycle frame on which is mounted the pedal according to the invention.
  • FIG. 1 represents a bicycle 1 and a cyclist 2.
  • the bicycle 1 comprises a frame 11 on which two wheels 12 and 13 are mounted.
  • the rear wheel 13 is intended to be actuated in rotation by the bicycle.
  • the set of plate (x) 16 is, in turn, actuated in rotation by the action of a pedal system 3 levers according to the principle of the invention of positioning the pedals carried by the levers at the rear of the crank axle on two lateral cranks 31g and 31d.
  • the bottom bracket system 3 comprises two levers 32g and 32d.
  • Conventional pedals 33g and 33d movable in rotation about an axis, are mounted on the levers 32g and 32d at their rear end relative to the axis of the pedal 34.
  • pedals 33g and 33d are intended to undergo the effort exerted by the cyclist 2.
  • the levers 32g and 32d are then actuated in a movement from top to bottom and bottom to top. This movement from top to bottom and from bottom to top is combined with a forward-to-back movement and a back-and-forth motion authorized by the presence of slides 35g and 35d made on the other end of each lever 32g and 32d and allowing the sliding of the levers 32g and 32d on lugs 36g and 36d fixed on the frame 11 of the cycle.
  • Figure 2 explains the operation of the pedal system 3 by showing the successive positions 31g 1 to 31g 12 of the crank 31g, and the successive positions 33gl to 33gl2 of the pedal 33g.
  • the positions of the lever 32g around the lug 36g are also shown even if, for the sake of clarity, the corresponding references are not shown in FIG.
  • FIG 3 complementary to Figure 2 shows, step by step, each position shown on the latter.
  • This figure also shows in dotted lines the trajectory performed by the pedal 33g and, therefore, by the left foot of the cyclist 2 during operation of the bottom bracket system 3.
  • the pedal 33g when the cyclist presses the pedal 33g, he rotates the crank 31g, on which the plate 16 is fixedly mounted.
  • the plate 16 in turn drives the chain 15 which drives the pinion 14 and the rear wheel 13.
  • the slide 35g allows the lever 32g to move forward and backward during the rotation of the crank 31g.
  • the point of support of the lever on the fixed pin is movable and moves in the slide 35g.
  • the path described by the pedal 33g is then in the form of a bean.
  • Figure 4 shows the bottom bracket system 3 according to the preceding figures in top view.
  • the levers 32g and 32d are rotatably mounted about axes 37g and 37d on the cranks 31g and 31d.
  • the cranks 31g and 31d are mounted in rotation around the axis 34 of the bottom bracket system and integral with the plate 16.
  • the pedal 33g, respectively 33d, is rotatably mounted about an axis 38g, respectively 38d, on the lever 32g, respectively 32d.
  • the two lateral lugs 36g and 36d are fixed relative to the frame 11 of the bicycle 1. It can be seen in this figure that the lugs 36g and 36d are connected to the frame 11 by lateral wings 39g and 39d. Any other means for fixing the lugs and forms of fastening means may be used.
  • the lugs 36g and 36d are advantageously provided with a ball bearing whose dimensions are such that there is a slight clearance in the slides 35g and 35d. This game ensures a contact ball bearing on either side of the slide 35g or 35d. This single point of contact makes it possible to exploit the properties of the ball bearing to facilitate the movement of the pin 36g or 36d in the slideway 35g or 35d.
  • the bottom bracket system positioned in the rear is compared with a conventional pedal.
  • a crank carrying a pedal mounted in rotation about a peripheral axis placed at the end of the crank, is directly fixed to the movable plate in rotation about the axis of the crankset.
  • the force torque exerted by the cyclist with a conventional pedal is a function of the force F tangential to the path of the pedal exerted by the cyclist on the pedal and the length L of the crank, the distance between the axis of the pedal and the peripheral axis.
  • the torque is then equal to FL
  • the pedal then has two dead points up and down where the Tangential force F that can exercise the cyclist is generally zero.
  • the maximum torque is observed when the crank passes through the horizontal where all the force exerted by the cyclist is generally tangential.
  • the thrust is at the rear of the axis of the pedal, we note O, the point where is the axis 34 of the pedal system according to the invention, A the point where is the axis 37g or 37d around which is articulated the lever, B the point of support of the lug 36g in the slide and C the point where is the axis 38g of the pedal 33g.
  • the lever should measure at least 15 cm.
  • the length of the pedal path is a function of AC / AB and the distance between the point O and the point B. characteristic that the pedals are placed behind the crank axis allows to shorten as far as possible the distance separating the point O from the point B in order to have a maximum torque during the rider's thrust included in the maximum angle of the amplitude of the movement .
  • the distance BA having to be the biggest possible compromise will have to be found.
  • FIG. 5 presents a primitive embodiment of the invention making it possible to limit the amplitude of the trajectory of the pedals while allowing the distance between B and C to be increased.
  • the slide 35g in which slides 36g ergot is ovoid. Such a shape makes it possible to lower the high position of the end carrying the pedal 33g of the lever 32g and to raise its low position.
  • the amplitude will be such that the distance between the two extreme positions is at most equal to that observed with a conventional pedal, namely 0, 34 m. It is also useful to provide, in this embodiment, that the pushing time and the distance traveled by the pedal 33g is elongated with respect to the previous embodiment. This multiplies the effort and allows a softer pedal stroke.
  • An amplitude equal to 0.34 m ensures pedaling comfort suitable for adults, or even more comfortable than conventional pedaling. Indeed, in rear pedaling, the angle of the body formed by the bust and the thigh is more open and the flexural amplitude experienced by the joints are reduced. Nevertheless, it can be expected that the cyclist can be in a more seated position, Dutch bike type especially for cycles whose intended use is urban type transport. In this case, a dedicated frame will be advantageously used. On this frame, the handlebars, the saddle and the rear wheel will be moved back from what is currently observed.
  • the pedaling perimeter will advantageously be around the hub of the rear wheel, possibly with a slight off-centering of V 4 before the hub and 3 A after the hub for example, or completely off-center behind the hub. Possibly, with a modification of the saddle support and a modification of the position of the handlebar stem, the cyclist can adapt his pedaling position on the bike.
  • the useful length of the lever can then reach such dimensions that for a crank length of between 8 and 17 cm, the distance separating the pedal 33g from the axis 37g around which is articulated the lever 32g relative to the crank 31g is between 40 and 60 cm.
  • the distance between the axis 37g and the extreme position of the lug 36g in the slide 35g will then advantageously be between 11 and 20 cm.
  • the minimum distance between the front and rear portions of the pedaling perimeter is then equal to twice the length of the crank 31g.
  • the minimum length of the lever is defined as the length below which the generated force torque becomes less than the force torque obtained with a conventional pedal.
  • FIG. 6 illustrates the different positions taken by the assembly consisting of the lever 32g, the crank 31g, the plate 16 and the pedal 33g for the embodiment of FIG. 5.
  • the point of attachment of the lever 32g on the ovoid slide 35g is slightly shifted upwardly of the ovoid shape so that the slide 35g is symmetrical with respect to the lever arm 32g. This makes it possible to raise overall the pedaling perimeter, ie the path of the cyclist's foot.
  • FIG. 8 schematically represents a first embodiment of the invention according to which each side of the bicycle is provided with three lateral lugs 36g, 36g 'and 36g "to the left of the bicycle (not shown) and 36d, 36d' and 36d” to the right of frame 11 of the bike.
  • FIGS. 8A to 8E show the relative positions successively taken by the right hand crank 31d, the lever 32d and the slide 35g with respect to the lugs 36d, 36d 'and 36d "fixed on the frame 11.
  • the lug 36d "determines the point of contact in a zone 44 at the moment of the passage of the bottom dead center.
  • This point of contact in the zone 44 is then located below the horizontal passing through the axis 37d. This allows the crank 31d to go back without having a block at the time of passage of the bottom dead center. It is then ensured that any effort of the cyclist upward helps the passage of the bottom dead center.
  • This elaborate embodiment makes it possible to pass the top and bottom dead spots in an optimal manner while not encumbering the power of the cyclist during the passage of the pedal to the maximum pushing point of the cyclist.
  • Figure 9 shows a perspective view of the right side of the bottom bracket system according to the first embodiment.
  • the zones 40, 41, 44, 45 on which abut the lugs 36d, 36d ', 36d "to define the bearing points of the lever 32d on the frame of the cycle are carried by islands placed in recesses to form the slide whose lateral surfaces define the said bearing areas of the lugs.
  • the diameters of the lugs may be different from each other. It should also be noted that it is possible according to the principles of the invention to provide each side of the bicycle with only two lugs 36d and 36d 'respectively at the axis of the plate 16 and above the horizontal passing the highest point through which passes the axis 37d connecting the crank 31 and the lever 32d.
  • the shape of the slide is of course adapted to take into account only the trajectories of the two lugs 36d and 36d '. In particular, it is noted that one no longer meets the point support of the lug 36d "on the zone 42 between the two successive supports on the zones 41 and 43 which are then connected.
  • FIG. 10 shows a second preferred embodiment of a complex slide 35g intended to be installed on the left of the cycle and to operate according to the invention in cooperation with two lateral lugs placed on the frame 11 of the cycle 1.
  • the slide 35g is formed by two recesses 50 and 51 in the middle of which stand two islands 52 and 53. This defines two paths. Each of these paths is traversed by a lug during pedaling by the user.
  • Figure 11 shows the slide 35g of Figure 10 assembled with a lever arm to form a lever 32g.
  • FIG. 12 shows the lever 32g placed in the operating position relative to two lateral lugs 36g and 36g 'carried by a frame 11, partially shown, of a cycle 1.
  • the lever 32g is mounted on a crank 31g mounted on the cycle pedal axle of the cycle 34.
  • at least one of the pins 36g and 36g ' is in contact with one of the surfaces of the slide 35g in order to support and allow the action by the user on the crank 31g.
  • This embodiment exploits the fact that the bottom dead center of one side corresponds to the top dead center on the other side.

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Abstract

The invention relates to a crankset system (3) for a bicycle (1) comprising two lateral levers (32g, 32d) for rotating a crank (31g, 31d) at a point (37g, 37d) termed as the driving point of the crank (31g, 31d), the crank (31g, 31d) bringing about the rotation of the chainring or chainrings (16) of the crankset (3), the end of each lever (32g, 32d) which carries a pedal (33g, 33d) and receives the motive force is located behind the axis of the crankset (3) and the other end of each lever (32g, 32d) comprises a slideway (35g, 35d) for holding at least one lateral bearing peg (36g, 36d) which is fixed with respect to the frame (11) of the bicycle (1) and located in front of the axis of the crankset (3), the peg (36g, 36d) being designed to slide in the slideway (35g, 35d) when the crankset system (3) is actuated, characterized in that each slideway (35g, 35d) has a complex shape for operating in engagement with at least two lateral pegs (36g, 36d, 36g', 36d'), this complex shape and its interaction with the lateral pegs (36g, 36d, 36g', 36d') enabling the relative position of the bearing point of the lever (32g, 32d), defined by the contact of at least one of the pegs (36g, 36d, 36g', 36d') with the slideway (35g, 35d), to be modified with respect to the position of the driving point (37g, 37d) of the crank (31g, 31d).

Description

Titre de l'invention Système de pédalier à leviers Title of the Invention Crankset System
Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des systèmes de pédalier à leviers. Plus particulièrement l'invention s'intéresse aux systèmes de pédalier pour les cycles dont les bicyclettes.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the general field of lever pedal systems. More particularly, the invention is concerned with pedal systems for cycles including bicycles.
L'utilisation de systèmes de pédalier à leviers est connue. Ils mettent en œuvre un levier portant une glissière dans laquelle un point fixe par rapport à la bicyclette vient coulisser. Les mouvements du levier, fixé en rotation sur une manivelle associée au plateau de la bicyclette, actionnent alors la rotation de cette manivelle autour de l'axe du plateau.The use of lever crank systems is known. They implement a lever carrying a slide in which a fixed point relative to the bicycle is sliding. The movements of the lever, fixed in rotation on a crank associated with the bicycle platform, then actuate the rotation of this crank around the axis of the plate.
On peut, par exemple, citer la demande de brevet FR 2 874 588. Dans ce document, pour assurer le fonctionnement, l'axe du pédalier est reculé de 5 cm. Cette caractéristique est nécessaire pour éviter que les leviers portant les pédales ne viennent buter sur la roue avant lors du fonctionnement. Cette modification ne permet pas l'installation simple du système de pédalier sur toute bicyclette existante.For example, patent application FR 2,874,588 may be cited. In this document, in order to ensure operation, the axis of the crankset is moved back by 5 cm. This feature is necessary to prevent the levers carrying the pedals from abutting the front wheel during operation. This modification does not allow the simple installation of the pedal system on any existing bicycle.
En outre, les systèmes connus présentent globalement l'inconvénient d'être inconfortable pour le cycliste car la force doit être exercée vers l'avant. On a constaté en outre que les systèmes existants ne permettent pas d'optimiser la force développée par le cycliste. En effet, la direction dans laquelle le cycliste doit exercer sa poussée n'est pas dans l'axe le plus favorable par rapport à l'anatomie. II a été évoqué la possibilité de réaliser un pédalier avec des pédales montées sur un levier vers l'arrière dans le document US2003/025293 dans le cas d'une bicyclette tandem. Il faut noter que cette divulgation semble fortuite et due à un dessin erroné puisque tout le document stipule un levier vers l'avant sauf cette figure très peu décrite dans la demande de brevet publiée en son paragraphe [0051]. Dans tous les cas, cette demande décrit l'utilisation d'une glissière linéaire pour faire coulisser un ergot. Ce montage engendre des blocages à chaque passage des points morts hauts et bas du pédalier. En outre, le pédalier décrit n'est pas adaptable à tout cycle existant sans modifier la position de l'axe de pédalier puisqu'un tel pédalier est utilisé sur un vélo tandem qui présente une longueur suffisante pour qu'un tel levier puisse être utilisé. Objet et résumé de l'inventionIn addition, the known systems generally have the disadvantage of being uncomfortable for the cyclist because the force must be exerted forward. In addition, it has been found that the existing systems do not make it possible to optimize the force developed by the cyclist. Indeed, the direction in which the cyclist must exert his thrust is not in the most favorable axis compared to the anatomy. It has been mentioned the possibility of making a pedal with pedals mounted on a lever backwards in the document US2003 / 025293 in the case of a tandem bicycle. It should be noted that this disclosure seems fortuitous and due to an erroneous drawing since the entire document stipulates a forward lever except this figure very little described in the patent application published in paragraph [0051]. In all cases, this application describes the use of a linear slide to slide a pin. This assembly generates blockages at each passage of the top and bottom dead centers of the pedal. In addition, the pedal described is not adaptable to any existing cycle without changing the position of the crank axle since such a crankset is used on a tandem bike which has a length sufficient for such a lever can be used . Object and summary of the invention
La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant un système de pédalier pour cycle comprenant deux leviers latéraux permettant d'entraîner en rotation une manivelle en un point dit d'entraînement de la manivelle, la manivelle actionnant la rotation du ou des plateaux du pédalier, caractérisé en ce que l'extrémité des leviers portant une pédale et recevant l'effort moteur est situé derrière l'axe du pédalier et en ce que l'autre extrémité des leviers comprend une glissière pour accueillir au moins un ergot latéral d'appui, fixe par rapport au cadre du cycle et situé devant l'axe du pédalier, l'ergot étant destiné à coulisser dans la glissière lors de l'actionnement du système de pédalier, chaque glissière présentant, selon l'invention, une forme complexe adaptée à fonctionner en coopération avec au moins deux ergots latéraux, cette forme complexe et son interaction avec les ergots latéraux permettant de modifier la position relative du point d'appui du levier, défini par le contact d'au moins un des ergots avec la glissière, par rapport à la position du point d'entraînement de la manivelle.The main purpose of the present invention is therefore to overcome such disadvantages by proposing a pedal crank system comprising two lateral levers for rotating a crank at a so-called driving point of the crank, the crank operating the rotation of the crank. or plates of the pedal, characterized in that the end of the levers carrying a pedal and receiving the motor force is located behind the axis of the pedal and that the other end of the levers comprises a slide to accommodate at least one lateral bearing lug, fixed relative to the frame of the cycle and located in front of the axis of the pedal, the lug being intended to slide in the slide during the actuation of the bottom bracket system, each slide having, according to the invention , a complex shape adapted to operate in cooperation with at least two lateral lugs, this complex shape and its interaction with the lateral lugs allowing modi proud the relative position of the fulcrum of the lever, defined by the contact of at least one of the lugs with the slide, relative to the position of the drive point of the crank.
Avec un tel système de pédalier, le mouvement des jambes du cycliste se fait entièrement derrière l'axe du pédalier. On autorise donc un rapprochement de l'axe de poussée maximale anatomique avec la trajectoire de chaque pédale sur une portion optimale de cette trajectoire. L'utilisation musculaire est alors significativement améliorée avec le système selon l'invention. La fonction de pédalage avec des leviers sur l'arrière de l'axe du pédalier est ainsi très avantageuse.With such a crank system, the movement of the rider's legs is entirely behind the axis of the crankset. It is therefore possible to bring the anatomical maximum thrust axis closer to the trajectory of each pedal on an optimum portion of this trajectory. The muscular use is then significantly improved with the system according to the invention. The pedaling function with levers on the rear of the pedal axle is thus very advantageous.
En outre, avec l'invention, on évite totalement le problème relatif à la position des extrémités des leviers portant les pédales par rapport à la roue avant. En particulier, le pédalier à leviers pourra être installé sur un cadre classique de bicyclette sans qu'il soit nécessaire de le modifier. Cependant, il est également envisagé la fabrication d'un cadre dédié qui permettrait d'équiper le cycle de bras de levier pouvant mesurer jusqu'à 80-100cm voire plus. Il sera alors utile de reculer le guidon, la selle et la roue arrière.In addition, with the invention, it completely avoids the problem relating to the position of the ends of the levers bearing the pedals relative to the front wheel. In particular, the lever pedal can be installed on a conventional bicycle frame without the need to change it. However, it is also envisaged the manufacture of a dedicated frame that would equip the cycle of lever arm that can measure up to 80-100cm or more. It will then be useful to move the handlebars, the saddle and the rear wheel.
Enfin, l'invention autorise un passage des points morts, et en particulier du point mort haut, facilité tout en permettant une utilisation optimale de la poussée du cycliste au moment où elle est maximale par rapport aux dispositifs possédant une glissière apte à coopérer avec un seul ergot. Dans une réalisation préférentielle, la glissière présente une forme complexe adaptée à fonctionner en coopération avec trois ergots latéraux, cette forme complexe et son interaction avec les ergots latéraux permettant de modifier la position relative du point d'appui du levier, défini par le contact d'au moins un des ergots avec la glissière, par rapport à la position du point d'entraînement de la manivelle. Cette réalisation autorise un passage des points morts haut et bas facilité tout en permettant une utilisation optimale de la poussée du cycliste au moment où elle est maximale.Finally, the invention allows a passage of the dead spots, and in particular of the top dead center, facilitated while allowing an optimal use of the cyclist's push when it is maximum compared to the devices having a slide adapted to cooperate with a only lug. In a preferred embodiment, the slide has a complex shape adapted to operate in cooperation with three lateral lugs, this complex shape and its interaction with the lateral lugs to change the relative position of the fulcrum of the lever, defined by the contact of at least one of the lugs with the slide, relative to the position of the driving point of the crank. This embodiment allows a passage of high and low dead spots facilitated while allowing optimal use of the rider's thrust when it is maximum.
Préférentiel lement, la forme complexe comprend une pluralité de surfaces de contact destinées à être mises au contact d'au moins un ergot lors du mouvement du système de pédalier, ces surfaces de contact étant placées de manière à optimiser la position du point d'appui du levier par rapport à la force exercée par le cycliste.Preferably, the complex shape comprises a plurality of contact surfaces intended to be brought into contact with at least one lug during the movement of the bottom bracket system, these contact surfaces being placed so as to optimize the position of the fulcrum lever compared to the force exerted by the cyclist.
Cette réalisation consiste à placer des surfaces d'appui sur le trajet des ergots de manière à ce que le point d'appui du levier par rapport au cadre soit successivement défini par l'appui d'un ergot particulier sur une surface particulière de la glissière. Cette réalisation permet de changer l'ergot d'appui et donc de modifier la position du point d'appui du levier par rapport au cadre, au pédalier et aussi au point d'entraînement de la manivelle.This embodiment consists of placing bearing surfaces on the path of the pins so that the point of support of the lever relative to the frame is successively defined by the support of a particular pin on a particular surface of the slide . This embodiment allows to change the support lug and thus to change the position of the fulcrum of the lever relative to the frame, the pedal and also the drive point of the crank.
Avantageusement, un premier ergot est placé de telle manière que le point d'appui du levier est situé au dessus du point d'entraînement lorsque la manivelle est située au point mort haut, un second ergot est placé de telle manière que le point d'appui du levier et le point d'entraînement de la manivelle sont alignés lorsque la manivelle se situe sensiblement à 90° vers l'avant de la ligne des points morts. Cette réalisation permet d'optimiser deux des points de fonctionnement les plus cruciaux du pédalier, soit le point mort haut et le point de poussée du pied sur l'avant de la trajectoire du pied du cycliste. Eventuellement, le premier ergot peut être situé légèrement en dessous du point d'entraînement lorsque la manivelle est au point mort haut, l'essentiel étant de disposer d'un couple suffisamment important pour forcer la manivelle à redescendre.Advantageously, a first lug is placed in such a way that the fulcrum of the lever is located above the driving point when the crank is at the top dead center, a second lug is placed in such a way that the point of Lever support and the crank drive point are aligned when the crank is approximately 90 ° forward of the dead center line. This achievement optimizes two of the most crucial operating points of the crankset, the top dead center and the foot push point on the front of the path of the foot of the cyclist. Optionally, the first lug may be located slightly below the drive point when the crank is in the top dead center, the main thing is to have a torque large enough to force the crank to go down.
Dans le cas où trois ergots sont utilisés, un troisième ergot est avantageusement placé de telle manière que le point d'appui du levier est situé au dessous du point d'entraînement lorsque la manivelle est située au point mort bas. Cette réalisation permet d'optimiser les trois points de fonctionnement les plus cruciaux du pédalier, soit les points morts haut et bas et le point de poussée du pied sur l'avant de la trajectoire du pied du cycliste. Ici aussi, le troisième ergot pourra être situé légèrement en dessus du point d'entraînement de la manivelle quand celle-ci est au point mort bas, l'essentiel étant de disposer d'un couple suffisamment important pour assurer le passage aisé du point mort bas. Eventuellement, le diamètre des ergots situés d'un même coté sont différents.In the case where three lugs are used, a third lug is advantageously placed so that the fulcrum of the lever is located below the drive point when the crank is located at the bottom dead center. This achievement optimizes the three most crucial operating points of the crankset, namely the top and bottom dead centers and the push point. foot on the front of the path of the cyclist's foot. Here too, the third lug may be located slightly above the crank drive point when it is at the bottom dead center, the main thing being to have a torque large enough to ensure the easy passage of neutral low. Optionally, the diameter of the lugs located on the same side are different.
Cette caractéristique consiste à placer de chaque coté du cadre, de manière symétrique à droite et à gauche, des ergots latéraux présentant des diamètres différents les uns des autres. L'invention concerne aussi un cycle, bicyclette, tricycle ou quadricycle, comprenant un système de pédalier selon l'invention.This feature consists of placing on each side of the frame, symmetrically to the right and left, lateral lugs having diameters different from each other. The invention also relates to a cycle, bicycle, tricycle or quadricycle, comprising a pedal system according to the invention.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :Other features and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the accompanying drawings which illustrate an embodiment having no limiting character. In the figures:
- la figure 1 représente une bicyclette comprenant un système de pédalier selon le principe de positionnement des pédales à l'arrière de l'axe de pédalier selon l'invention ;- Figure 1 shows a bicycle comprising a pedal system according to the pedal positioning principle at the rear of the bottom bracket according to the invention;
- la figure 2 illustre le fonctionnement du levier gauche du système de pédalier selon la figure 1 ;FIG. 2 illustrates the operation of the left lever of the bottom bracket system according to FIG. 1;
- les figures 3A à 3L montrent les positions successives du système de pédalier selon la figure 1 ; - la figure 4 montre le système de pédalier selon la figure 1 en vue de dessus ;FIGS. 3A to 3L show the successive positions of the pedal system according to FIG. 1; - Figure 4 shows the bottom bracket system according to Figure 1 in top view;
- la figure 5 représente une bicyclette comprenant un système de pédalier selon un mode de réalisation primitif de l'invention ;FIG. 5 represents a bicycle comprising a pedal system according to a primitive embodiment of the invention;
- les figures 6A à 6L montre la séquence des mouvements du système de pédalier dans le mode de réalisation de la figure 5 ;FIGS. 6A to 6L show the sequence of movements of the bottom bracket system in the embodiment of FIG. 5;
- les figures 7A à 7L montre la séquence des mouvements du système de pédalier dans un mode de réalisation proche de celui illustré sur la figure 5 ;FIGS. 7A to 7L show the sequence of movements of the bottom bracket system in an embodiment similar to that illustrated in FIG. 5;
- les figures 8A à 8E illustrent schématiquement un premier mode de réalisation d'un système de pédalier selon l'invention ; - la figure 9 montre une vue en perspective simplifiée du mode de réalisation de la figure 8 ; - la figure 10 montre une vue de coté d'un levier de pédalier selon un second mode de réalisation préférentiel de l'invention ;FIGS. 8A to 8E schematically illustrate a first embodiment of a pedal system according to the invention; Fig. 9 shows a simplified perspective view of the embodiment of Fig. 8; - Figure 10 shows a side view of a pedal lever according to a second preferred embodiment of the invention;
- la figure 11 montre une vue en perspective d'un levier de pédalier selon le second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 12 montre une vue en perspective d'un levier de pédalier selon le second mode de réalisation avec une partie d'un cadre de cycle sur lequel est monté le pédalier selon l'invention.- Figure 11 shows a perspective view of a pedal lever according to the second embodiment of the invention; - Figure 12 shows a perspective view of a pedal lever according to the second embodiment with a part of a cycle frame on which is mounted the pedal according to the invention.
Description détaillée d'un mode de réalisation La figure 1 représente une bicyclette 1 et un cycliste 2. La bicyclette 1 comprend un cadre 11 sur lequel sont montées deux roues 12 et 13. La roue arrière 13 est destinée à être actionnée en rotation par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs pignons 14, d'une chaîne 15 et d'un ou plusieurs plateaux 16.DETAILED DESCRIPTION OF ONE EMBODIMENT FIG. 1 represents a bicycle 1 and a cyclist 2. The bicycle 1 comprises a frame 11 on which two wheels 12 and 13 are mounted. The rear wheel 13 is intended to be actuated in rotation by the bicycle. intermediate of one or more pinions 14, a chain 15 and one or more plates 16.
L'ensemble de plateau(x) 16 est, quant à lui, actionné en rotation par l'action d'un système de pédalier 3 à leviers selon le principe de l'invention de positionnement des pédales portées par les leviers à l'arrière de l'axe de pédalier sur deux manivelles latérales 31g et 31d.The set of plate (x) 16 is, in turn, actuated in rotation by the action of a pedal system 3 levers according to the principle of the invention of positioning the pedals carried by the levers at the rear of the crank axle on two lateral cranks 31g and 31d.
Le système de pédalier 3 comprend deux leviers 32g et 32d. Des pédales classiques 33g et 33d, mobiles en rotation autour d'un axe, sont montées sur les leviers 32g et 32d à leur extrémité arrière par rapport à l'axe du pédalier 34.The bottom bracket system 3 comprises two levers 32g and 32d. Conventional pedals 33g and 33d, movable in rotation about an axis, are mounted on the levers 32g and 32d at their rear end relative to the axis of the pedal 34.
Ces pédales 33g et 33d sont destinées à subir l'effort exercé par le cycliste 2. Les leviers 32g et 32d sont alors actionnés dans un mouvement de haut en bas et de bas en haut. Ce mouvement de haut en bas et de bas en haut est combiné avec un mouvement d'avant en arrière et d'arrière en avant autorisé par la présence de glissières 35g et 35d pratiquées sur l'autre extrémité de chaque levier 32g et 32d et autorisant le coulissement des leviers 32g et 32d sur des ergots 36g et 36d fixés sur le cadre 11 du cycle.These pedals 33g and 33d are intended to undergo the effort exerted by the cyclist 2. The levers 32g and 32d are then actuated in a movement from top to bottom and bottom to top. This movement from top to bottom and from bottom to top is combined with a forward-to-back movement and a back-and-forth motion authorized by the presence of slides 35g and 35d made on the other end of each lever 32g and 32d and allowing the sliding of the levers 32g and 32d on lugs 36g and 36d fixed on the frame 11 of the cycle.
La figure 2 explicite le fonctionnement du système de pédalier 3 en montrant les positions successives 31g 1 à 31g 12 de la manivelle 31g, et les positions successives 33gl à 33gl2 de la pédale 33g. Les positions du levier 32g autour de l'ergot 36g sont également représentées même si, pour des raisons de clarté, les références correspondantes ne sont pas inscrites sur la figure 2.Figure 2 explains the operation of the pedal system 3 by showing the successive positions 31g 1 to 31g 12 of the crank 31g, and the successive positions 33gl to 33gl2 of the pedal 33g. The positions of the lever 32g around the lug 36g are also shown even if, for the sake of clarity, the corresponding references are not shown in FIG.
La figure 3, complémentaire de la figure 2 montre, pas à pas, chaque position représentée sur cette dernière. Cette figure montre également en pointillés la trajectoire effectuée par la pédale 33g et, donc, par le pied gauche du cycliste 2 lors du fonctionnement du système de pédalier 3. On voit bien que, lorsque le cycliste appuie sur la pédale 33g, il entraine en rotation la manivelle 31g, sur laquelle le plateau 16 est monté fixement. Le plateau 16 entraine à son tour la chaîne 15 qui entraine le pignon 14 et la roue arrière 13. On voit bien ici que la glissière 35g permet au levier 32g d'avancer et de reculer lors de la rotation de la manivelle 31g. Le point d'appui du levier sur l'ergot fixe est donc mobile et se déplace dans la glissière 35g. La trajectoire décrite par la pédale 33g a alors la forme d'un haricot.Figure 3, complementary to Figure 2 shows, step by step, each position shown on the latter. This figure also shows in dotted lines the trajectory performed by the pedal 33g and, therefore, by the left foot of the cyclist 2 during operation of the bottom bracket system 3. It is clear that when the cyclist presses the pedal 33g, he rotates the crank 31g, on which the plate 16 is fixedly mounted. The plate 16 in turn drives the chain 15 which drives the pinion 14 and the rear wheel 13. It can be seen here that the slide 35g allows the lever 32g to move forward and backward during the rotation of the crank 31g. The point of support of the lever on the fixed pin is movable and moves in the slide 35g. The path described by the pedal 33g is then in the form of a bean.
On constate que, dans la position 3C où le pied du cycliste exerce la force maximale, la distance entre l'ergot 36g et le point d'appui du levier 32g matérialisé par le point de contact entre la glissière 35g est minimale.It is found that in the position 3C where the cyclist's foot exerts the maximum force, the distance between the lug 36g and the point of support of the lever 32g materialized by the point of contact between the slide 35g is minimal.
Cependant, la projection de cette distance sur l'horizontale sur laquelle se trouve la manivelle sera avantageusement la plus importante possible pour assurer le transfert optimal de la force du cycliste au niveau de ce point de fonctionnement.However, the projection of this distance on the horizontal on which is the crank is advantageously the largest possible to ensure optimal transfer of the strength of the cyclist at this point of operation.
La figure 4 représente le système de pédalier 3 selon les figures précédentes en vue de dessus. Sur cette figure, on voit que les leviers 32g et 32d sont montés en rotation autour d'axes notés 37g et 37d sur les manivelles 31g et 31d. Les manivelles 31g et 31d sont montées en rotation autour de l'axe 34 du système de pédalier et solidaires avec le plateau 16. La pédale 33g, respectivement 33d, est montée en rotation autour d'un axe 38g, respectivement 38d, sur le levier 32g, respectivement 32d.Figure 4 shows the bottom bracket system 3 according to the preceding figures in top view. In this figure, we see that the levers 32g and 32d are rotatably mounted about axes 37g and 37d on the cranks 31g and 31d. The cranks 31g and 31d are mounted in rotation around the axis 34 of the bottom bracket system and integral with the plate 16. The pedal 33g, respectively 33d, is rotatably mounted about an axis 38g, respectively 38d, on the lever 32g, respectively 32d.
Les deux ergots latéraux 36g et 36d sont fixes par rapport au cadre 11 de la bicyclette 1. On voit, sur cette figure, que les ergots 36g et 36d sont reliés au cadre 11 par des ailes latérales 39g et 39d. Tout autre moyen de fixation des ergots et formes de moyens de fixation pourra être utilisé. Les ergots 36g et 36d sont avantageusement munis d'un roulement à billes dont les dimensions sont telles qu'il existe un léger jeu dans les glissières 35g et 35d. Ce jeu permet d'assurer un contact du roulement à billes sur l'un ou l'autre des côtés de la glissière 35g ou 35d. Cet unique point de contact permet d'exploiter les propriétés du roulement à billes pour faciliter le mouvement de l'ergot 36g ou 36d dans la glissière 35g ou 35d.The two lateral lugs 36g and 36d are fixed relative to the frame 11 of the bicycle 1. It can be seen in this figure that the lugs 36g and 36d are connected to the frame 11 by lateral wings 39g and 39d. Any other means for fixing the lugs and forms of fastening means may be used. The lugs 36g and 36d are advantageously provided with a ball bearing whose dimensions are such that there is a slight clearance in the slides 35g and 35d. This game ensures a contact ball bearing on either side of the slide 35g or 35d. This single point of contact makes it possible to exploit the properties of the ball bearing to facilitate the movement of the pin 36g or 36d in the slideway 35g or 35d.
Dans la suite, le système de pédalier positionné vers l'arrière selon le principe générique de l'invention est comparé avec un pédalier classique. Dans un tel pédalier classique, une manivelle, portant une pédale montée en rotation autour d'un axe dit périphérique placé à l'extrémité de la manivelle, est directement fixée au plateau mobile en rotation autour de l'axe du pédalier. Le couple de force exercé par le cycliste avec un pédalier classique est fonction de la force F tangentielle à la trajectoire de la pédale exercée par le cycliste sur la pédale et de la longueur L de la manivelle, soit la distance entre l'axe du pédalier et l'axe périphérique. Le couple est alors égal à F. L. La longueur L étant généralement égale à 0,17 m (±0,01 m), ce couple est égal à C= 0,17 F. Le pédalier présente alors deux points morts haut et bas où la force tangentielle F que peut exercer le cycliste est généralement nulle. Le couple maximal est observé au moment où la manivelle passe par l'horizontale où toute la force exercée par le cycliste est généralement tangentielle. Dans le système selon le principe générique de l'invention, la poussée se fait à l'arrière de l'axe du pédalier, on note O, le point où se trouve l'axe 34 du système de pédalier selon l'invention, A le point où se trouve l'axe 37g ou 37d autour duquel est articulé le levier, B le point d'appui de l'ergot 36g dans la glissière et C le point où se trouve l'axe 38g de la pédale 33g. En comparant les couples au moment où la pédale est dans la position représentée sur la figure 3C, soit avec la manivelle à l'horizontale, on observe que, pour un pédalier selon l'invention, le couple développé est égal à C= F. BC qui est aussi égal à F'. BA avec F' la force s'exerçant sur l'axe 37g, au point A.In the following, the bottom bracket system positioned in the rear according to the generic principle of the invention is compared with a conventional pedal. In such a conventional crankset, a crank, carrying a pedal mounted in rotation about a peripheral axis placed at the end of the crank, is directly fixed to the movable plate in rotation about the axis of the crankset. The force torque exerted by the cyclist with a conventional pedal is a function of the force F tangential to the path of the pedal exerted by the cyclist on the pedal and the length L of the crank, the distance between the axis of the pedal and the peripheral axis. The torque is then equal to FL The length L being generally equal to 0.17 m (± 0.01 m), this pair is equal to C = 0.17 F. The pedal then has two dead points up and down where the Tangential force F that can exercise the cyclist is generally zero. The maximum torque is observed when the crank passes through the horizontal where all the force exerted by the cyclist is generally tangential. In the system according to the generic principle of the invention, the thrust is at the rear of the axis of the pedal, we note O, the point where is the axis 34 of the pedal system according to the invention, A the point where is the axis 37g or 37d around which is articulated the lever, B the point of support of the lug 36g in the slide and C the point where is the axis 38g of the pedal 33g. By comparing the pairs at the moment when the pedal is in the position shown in FIG. 3C, or with the crank horizontally, it is observed that, for a crankset according to the invention, the developed torque is equal to C = F. BC which is also equal to F '. BA with F 'the force exerted on the axis 37g, at point A.
Le couple s'exerçant alors sur la manivelle sur l'axe 37g est alors égal à C"=F'.OA qui est encore égal à F.OA.BC/BA. Il s'exerce sur la manivelle 31g au niveau de l'axe 37g. Ainsi le couple qui était égal à F. L pour un pédalier classique est ici égal à C"= F.OA.BC/BA. Aussi, dès lors que la quantité OA.BC/BA est supérieure à L, le système selon l'invention autorise une efficacité accrue de l'effort du cycliste. Si OA est égal à 10, si aux points morts haut et bas, AB est égal à 16,5 cm et si, à l'horizontale, AB est égal à 3 cm, alors, à l'horizontale, BC doit être égal à 5,1 cm et, aux points morts, BC doit être égal à 14,5 cm.The torque then exerted on the crank on the axis 37g is then equal to C "= F'.OA which is still equal to F.OA.BC / BA It is exerted on the crank 31g at the level of Thus, the torque which was equal to F. L for a conventional pedal is here equal to C "= F.OA.BC / BA. Also, since the amount OA.BC / BA is greater than L, the system of the invention allows increased efficiency of the effort of the cyclist. If OA is equal to 10, if the top and bottom dead centers, AB is equal to 16.5 cm and if, horizontally, AB is equal to 3 cm, then, horizontally, BC must be equal to 5.1 cm and, in dead spots, BC must be equal to 14.5 cm.
Donc, dans cet exemple, le levier devra mesurer au minimum 15 cm.So, in this example, the lever should measure at least 15 cm.
On constate qu'il y a un intérêt à prévoir une distance BC la plus importante possible. Néanmoins, en augmentant cette distance, on augmente également l'amplitude du mouvement des pédales et donc des pieds du cycliste. Dans la mesure où les membres inférieurs humains sont d'une longueur limitée, cette distance ne peut pas être augmentée significativement.It is found that there is an interest in providing a distance BC as large as possible. Nevertheless, by increasing this distance, one also increases the amplitude of the movement of the pedals and therefore the feet of the cyclist. Since the human lower limbs are of limited length, this distance can not be significantly increased.
En effet, il ne s'agit pas de perdre en fréquence de pédalage une partie de qui est gagné en couple de force. La longueur de la trajectoire de la pédale est fonction de AC/AB et de la distance séparant le point O du point B. La caractéristique selon laquelle les pédales sont placées derrière l'axe du pédalier autorise de raccourcir au maximum la distance séparant le point O du point B afin d'avoir un couple maximum pendant la poussée du cycliste comprise dans l'angle maximal d'amplitude du mouvement. En revanche, la distance BA devant être la plus grande possible un compromis devra être trouvé.Indeed, it is not a question of losing in pedaling frequency a part of which is gained in torque of strength. The length of the pedal path is a function of AC / AB and the distance between the point O and the point B. characteristic that the pedals are placed behind the crank axis allows to shorten as far as possible the distance separating the point O from the point B in order to have a maximum torque during the rider's thrust included in the maximum angle of the amplitude of the movement . On the other hand, the distance BA having to be the biggest possible compromise will have to be found.
La figure 5 présente un mode de réalisation primitif de l'invention permettant de limiter l'amplitude de la trajectoire des pédales tout en autorisant d'augmenter la distance entre B et C. Dans ce mode de réalisation, la glissière 35g dans laquelle glisse l'ergot 36g est de forme ovoïde. Une telle forme permet de baisser la position haute de l'extrémité portant la pédale 33g du levier 32g et de relever sa position basse.FIG. 5 presents a primitive embodiment of the invention making it possible to limit the amplitude of the trajectory of the pedals while allowing the distance between B and C to be increased. In this embodiment, the slide 35g in which slides 36g ergot is ovoid. Such a shape makes it possible to lower the high position of the end carrying the pedal 33g of the lever 32g and to raise its low position.
Par exemple, dans une réalisation particulièrement avantageuse, quelle que soit la distance prévue pour le bras de levier BC, l'amplitude sera telle que la distance entre les deux positions extrêmes est au maximum égale à celle observée avec un pédalier classique, soit 0,34 m. Il est également utile de prévoir, dans ce mode de réalisation, que le temps de poussée et la distance parcourue par la pédale 33g soit allongé par rapport au mode de réalisation précédent. Cela démultiplie l'effort et permet un coup de pédale plus souple.For example, in a particularly advantageous embodiment, regardless of the distance provided for the lever arm BC, the amplitude will be such that the distance between the two extreme positions is at most equal to that observed with a conventional pedal, namely 0, 34 m. It is also useful to provide, in this embodiment, that the pushing time and the distance traveled by the pedal 33g is elongated with respect to the previous embodiment. This multiplies the effort and allows a softer pedal stroke.
Pour optimiser la forme ovoïde de la glissière 35g, il faut définir une amplitude donnée, la longueur de la manivelle 31g associée, soit la distance notée OA, une position de l'ergot 36g par rapport à l'axe du pédalier 34 et la longueur du bras de levier entre l'axe 37g et la pédale 33g.To optimize the ovoid shape of the slide 35g, it is necessary to define a given amplitude, the length of the associated crank 31g, the distance marked OA, a position of the lug 36g relative to the axis of the pedal 34 and the length lever arm between the axis 37g and the pedal 33g.
Une amplitude égale à 0,34 m assure un confort de pédalage convenable pour les adultes, voire même plus confortable que le pédalage classique. En effet, en pédalage arrière, l'angle du corps formé par le buste et la cuisse est plus ouvert et les amplitudes de flexion subie par les articulations sont donc réduites. Néanmoins, il pourra être prévu que le cycliste puisse être dans une position plus assise, type vélo hollandais en particulier pour les cycles dont l'utilisation visée est le transport de type urbain. Dans ce cas, un cadre dédié sera avantageusement utilisé. Sur ce cadre, le guidon, la selle et la roue arrière seront alors reculé par rapport à ce qui est actuellement observé.An amplitude equal to 0.34 m ensures pedaling comfort suitable for adults, or even more comfortable than conventional pedaling. Indeed, in rear pedaling, the angle of the body formed by the bust and the thigh is more open and the flexural amplitude experienced by the joints are reduced. Nevertheless, it can be expected that the cyclist can be in a more seated position, Dutch bike type especially for cycles whose intended use is urban type transport. In this case, a dedicated frame will be advantageously used. On this frame, the handlebars, the saddle and the rear wheel will be moved back from what is currently observed.
On remarque aussi que, même si l'amplitude du mouvement était choisi supérieure entraînant un temps de travail plus important, le système selon l'invention permettrait de devoir développer un effort moins important pour produire le même couple de force. Le périmètre de pédalage se situera avantageusement autour du moyeu de la roue arrière, éventuellement avec un léger décentrage de V4 avant le moyeu et 3A après le moyeu par exemple, ou encore complètement décentré derrière le moyeu. Eventuellement, avec une modification du support de selle et une modification de la position de la potence du guidon, le cycliste pourra adapter sa position de pédalage sur le vélo.Note also that, even if the amplitude of the movement was chosen higher resulting in a longer working time, the system according to the invention would have to develop a less important effort to produce the same torque force. The pedaling perimeter will advantageously be around the hub of the rear wheel, possibly with a slight off-centering of V 4 before the hub and 3 A after the hub for example, or completely off-center behind the hub. Possibly, with a modification of the saddle support and a modification of the position of the handlebar stem, the cyclist can adapt his pedaling position on the bike.
Aussi, sans modifier le gabarit général de la bicyclette, avec une amplitude de mouvement comprise entre 30 et 50 cm, la longueur utile du levier pourra alors atteindre des dimensions telles que, pour une longueur de manivelle comprise entre 8 et 17 cm, la distance séparant la pédale 33g de l'axe 37g autour duquel est articulé le levier 32g par rapport à la manivelle 31g est comprise entre 40 et 60 cm. La distance entre l'axe 37g et la position extrême de l'ergot 36g dans la glissière 35g sera alors avantageusement comprise entre 11 et 20 cm. La distance minimum entre les portions avant et arrière du périmètre de pédalage est alors égale à deux fois la longueur de la manivelle 31g.Also, without modifying the general size of the bicycle, with an amplitude of movement of between 30 and 50 cm, the useful length of the lever can then reach such dimensions that for a crank length of between 8 and 17 cm, the distance separating the pedal 33g from the axis 37g around which is articulated the lever 32g relative to the crank 31g is between 40 and 60 cm. The distance between the axis 37g and the extreme position of the lug 36g in the slide 35g will then advantageously be between 11 and 20 cm. The minimum distance between the front and rear portions of the pedaling perimeter is then equal to twice the length of the crank 31g.
Dans tous les cas, il y aura lieu d'assurer que la longueur maximale des leviers ne conduise pas à ce que la bicyclette présente des dimensions excédant celles autorisées par les administrations compétentes. Des longueurs comprises entre 40 cm et 1 mètre assureront un bon compromis. La longueur minimum du levier est définie comme la longueur en deçà de laquelle le couple de force généré devient inférieur au couple de force obtenu avec un pédalier classique.In all cases, it must be ensured that the maximum length of the levers does not lead to the bicycle having dimensions exceeding those authorized by the competent authorities. Lengths between 40 cm and 1 meter will ensure a good compromise. The minimum length of the lever is defined as the length below which the generated force torque becomes less than the force torque obtained with a conventional pedal.
La figure 6 illustre les différentes positions prises par l'ensemble constitué par le levier 32g, la manivelle 31g, le plateau 16 et la pédale 33g pour le mode de réalisation de la figure 5.FIG. 6 illustrates the different positions taken by the assembly consisting of the lever 32g, the crank 31g, the plate 16 and the pedal 33g for the embodiment of FIG. 5.
Sur la réalisation de la figure 7, le point d'attache du levier 32g sur la glissière ovoïde 35g est légèrement décalé vers le haut de la forme ovoïde de manière à ce que la glissière 35g soit symétrique par rapport au bras de levier 32g. Cela permet de relever globalement le périmètre de pédalage, soit la trajectoire du pied du cycliste.In the embodiment of Figure 7, the point of attachment of the lever 32g on the ovoid slide 35g is slightly shifted upwardly of the ovoid shape so that the slide 35g is symmetrical with respect to the lever arm 32g. This makes it possible to raise overall the pedaling perimeter, ie the path of the cyclist's foot.
La figure 8 représente schématiquement un premier mode de réalisation de l'invention selon lequel chaque coté de la bicyclette est muni de trois ergots latéraux 36g, 36g' et 36g" à gauche du vélo (non représentés) et 36d, 36d' et 36d" à droite du cadre 11 du vélo. En multipliant les ergots, on multiplie les instants où l'exploitation de la force exercée par le cycliste sera optimale en particulier car les distances observées entre les ergots 36d, 36d', 36d", servant successivement d'appui, et l'axe 37d est alors la plus courte possible pour une pluralité de points de fonctionnement de la trajectoire de pédalage.FIG. 8 schematically represents a first embodiment of the invention according to which each side of the bicycle is provided with three lateral lugs 36g, 36g 'and 36g "to the left of the bicycle (not shown) and 36d, 36d' and 36d" to the right of frame 11 of the bike. By multiplying the pins, we multiply the moments where the exploitation of the force exerted by the cyclist will be optimal in particular because the distances observed between the lugs 36d, 36d ', 36d ", serving successively support, and the axis 37d is then the shortest possible for a plurality of operating points of the pedaling path.
Les figures 8A à 8E montrent les positions relatives prises successivement par la manivelle de droite 31d, le levier 32d et la glissière 35g par rapport aux ergots 36d, 36d' et 36d" fixés sur le cadre 11.FIGS. 8A to 8E show the relative positions successively taken by the right hand crank 31d, the lever 32d and the slide 35g with respect to the lugs 36d, 36d 'and 36d "fixed on the frame 11.
Sur la figure 8A où l'axe 37d monté sur la manivelle 31d est au point mort haut, on voit que le point d'appui du levier 32d sur l'ergot 36d' est situé sur la zone notée 40 de la glissière 35d. Les deux autres ergots 36d et 36d" sont, en revanche, placés de telle manière par rapport à la glissière 35d qu'ils ne sont pas en contact avec les parois de la glissière 35d.In Figure 8A where the axis 37d mounted on the crank 31d is at the top dead center, it is seen that the fulcrum of the lever 32d on the lug 36d 'is located on the marked area 40 of the slide 35d. The other two lugs 36d and 36d ", on the other hand, are placed in such a way with respect to the slideway 35d that they are not in contact with the walls of the slideway 35d.
En conséquence, la force du cycliste s'exerçant vers le bas et l'axe 37d étant sous l'horizontale passant par le point d'appui situé dans la zone 40 sur l'ergot 36d', la manivelle est forcée de descendre vers l'avant. On remarque que la pente de la zone 40 est telle que le levier ne peut pas revenir en arrière. Cela assure que la manivelle descende vers l'avant et non vers l'arrière.Consequently, since the force of the cyclist is exerted downwards and the axis 37d is below the horizontal passing through the fulcrum situated in the zone 40 on the lug 36d ', the crank is forced to descend towards the 'before. Note that the slope of the zone 40 is such that the lever can not go back. This ensures that the crank descends forward and not backward.
Quand la pédale se rapproche du point de poussée maximale, l'ergot 36d' quittera le contact avec la zone 40 et l'ergot 36d viendra en contact d'une zoneWhen the pedal approaches the point of maximum thrust, the lug 36d 'will leave the contact with the zone 40 and the lug 36d will come into contact with a zone
41 de la glissière 35d puis d'une zone 43 comme représenté sur la figure 8B. Ce contact détermine alors le point d'appui du levier 32d lors du passage du point de poussée maximale. Ce passage de l'ergot 36d de la zone d'appui 41 à la zone d'appui 43 est relayé par un appui très court de l'ergot 36d" sur une zone 42. On remarque ici que ce passage est évité dès lors que seulement deux ergots 36d et41 of the slide 35d and a zone 43 as shown in Figure 8B. This contact then determines the fulcrum of the lever 32d during the passage of the maximum thrust point. This passage of the lug 36d of the bearing zone 41 to the bearing zone 43 is relayed by a very short support of the lug 36d "on an area 42. It should be noted here that this passage is avoided since only two pins 36d and
36d' sont utilisés comme on le verra dans la suite. Lors de ce passage, la puissance offerte par le levier est moindre. Néanmoins, cette différence n'est pas sensible au pédalage car le temps de passage est très bref et rapide.36d 'are used as will be seen later. During this passage, the power offered by the lever is less. Nevertheless, this difference is not sensitive to pedaling because the passage time is very short and fast.
Ensuite, comme représenté sur la figure 8C, l'ergot 36d" détermine le point de contact dans une zone 44 au moment du passage du point mort bas.Then, as shown in FIG. 8C, the lug 36d "determines the point of contact in a zone 44 at the moment of the passage of the bottom dead center.
Ce point de contact dans la zone 44 est alors situé sous l'horizontale passant par l'axe 37d. Cela permet à la manivelle 31d de remonter vers l'arrière sans avoir de blocage au moment du passage du point mort bas. On assure alors que tout effort du cycliste vers le haut aide au passage du point mort bas.This point of contact in the zone 44 is then located below the horizontal passing through the axis 37d. This allows the crank 31d to go back without having a block at the time of passage of the bottom dead center. It is then ensured that any effort of the cyclist upward helps the passage of the bottom dead center.
Lors de la remontée de la pédale sur l'arrière du périmètre de pédalage, l'ergot 36d glisse le long d'une zone 45, comme représenté sur la figure 8D. Enfin, comme représenté sur la figure 8E, l'ergot 36d' vient au contact de la zone 40 à proximité du point mort haut et la boucle de fonctionnement est recommencée à partir de la figure 8A.When raising the pedal on the rear of the pedaling perimeter, the lug 36d slides along an area 45, as shown in Figure 8D. Finally, as shown in FIG. 8E, the lug 36d 'comes into contact with the zone 40 near the top dead center and the operating loop is restarted from Figure 8A.
Ce mode de réalisation élaboré permet de passer les points morts hauts et bas de manière optimale tout en ne grevant pas la puissance du cycliste lors du passage de la pédale au point de poussée maximale du cycliste.This elaborate embodiment makes it possible to pass the top and bottom dead spots in an optimal manner while not encumbering the power of the cyclist during the passage of the pedal to the maximum pushing point of the cyclist.
L'utilisation des trois ergots 36d, 36d' et 36d" en combinaison avec une glissière complexe 35d permet de changer les points d'appui du levier 32d relativement à l'axe 37d articulant le levier 32d sur la manivelle 31d en fonction de la position de la manivelle 31d sur sa circonférence. La position de ce point d'appui est alors optimale dans les positions critiques du fonctionnement du pédalier, soit les points morts et le point de poussée maximale.The use of the three lugs 36d, 36d 'and 36d "in combination with a complex slide 35d makes it possible to change the points of support of the lever 32d relative to the axis 37d articulating the lever 32d on the crank 31d as a function of the position The position of this fulcrum is then optimal in the critical positions of the operation of the pedal, ie the dead points and the point of maximum thrust.
La figure 9 montre une vue en perspective du coté droit du système de pédalier selon le premier mode de réalisation. Sur cette figure, on voit bien que les zones 40, 41, 44, 45 sur lesquelles viennent buter les ergots 36d, 36d', 36d" pour définir les points d'appui du levier 32d sur le cadre du cycle sont portées par des ilôts placés dans des évidements pour former la glissière dont les surfaces latérales définissent les dites zones d'appui des ergots.Figure 9 shows a perspective view of the right side of the bottom bracket system according to the first embodiment. In this figure, it is clear that the zones 40, 41, 44, 45 on which abut the lugs 36d, 36d ', 36d "to define the bearing points of the lever 32d on the frame of the cycle are carried by islands placed in recesses to form the slide whose lateral surfaces define the said bearing areas of the lugs.
Il est utile de remarquer que les diamètres des ergots peuvent être différents les uns des autres. II faut remarquer aussi qu'il est possible selon les principes de l'invention de munir chaque coté de la bicyclette de seulement deux ergots 36d et 36d', respectivement au niveau de l'axe du plateau 16 et au dessus de l'horizontale passant le point le plus haut par lequel passe l'axe 37d reliant la manivelle 31 et le levier 32d. Dans cette réalisation, la forme de la glissière est bien sur adaptée pour ne tenir compte que des trajectoires des deux ergots 36d et 36d'. Notamment, on note qu'on ne rencontre plus l'appui ponctuel de l'ergot 36d" sur la zone 42 entre les deux appuis successifs sur les zones 41 et 43 qui sont alors reliées.It is useful to note that the diameters of the lugs may be different from each other. It should also be noted that it is possible according to the principles of the invention to provide each side of the bicycle with only two lugs 36d and 36d 'respectively at the axis of the plate 16 and above the horizontal passing the highest point through which passes the axis 37d connecting the crank 31 and the lever 32d. In this embodiment, the shape of the slide is of course adapted to take into account only the trajectories of the two lugs 36d and 36d '. In particular, it is noted that one no longer meets the point support of the lug 36d "on the zone 42 between the two successive supports on the zones 41 and 43 which are then connected.
La figure 10 montre un second mode de réalisation préférentiel d'une glissière complexe 35g destinée à être installé à gauche du cycle et à fonctionner selon l'invention en coopération avec deux ergots latéraux placé sur le cadre 11 du cycle 1.FIG. 10 shows a second preferred embodiment of a complex slide 35g intended to be installed on the left of the cycle and to operate according to the invention in cooperation with two lateral lugs placed on the frame 11 of the cycle 1.
La glissière 35g est formée par deux évidements 50 et 51 au milieu desquels se dressent deux ilôts 52 et 53. Cela définit deux chemins. Chacun de ces chemins est parcouru par un ergot lors du pédalage par l'utilisateur. La figure 11 montre la glissière 35g de la figure 10 assemblée avec un bras de levier pour former un levier 32g.The slide 35g is formed by two recesses 50 and 51 in the middle of which stand two islands 52 and 53. This defines two paths. Each of these paths is traversed by a lug during pedaling by the user. Figure 11 shows the slide 35g of Figure 10 assembled with a lever arm to form a lever 32g.
La figure 12 montre le levier 32g placé en position de fonctionnement par rapport à deux ergots latéraux 36g et 36g' portés par un cadre 11, partiellement représenté, d'un cycle 1. Le levier 32g est monté sur une manivelle 31g montée sur l'axe du pédalier du cycle 34. En fonction de la position du levier 32g par rapport au cycle 1, au moins un des ergots 36g et 36g' est en contact avec une des surfaces de la glissière 35g afin de faire appui et de permettre l'action par l'utilisateur sur la manivelle 31g. Ce mode de réalisation exploite le fait que le point mort bas d'un côté correspond au point mort haut de l'autre coté. En conséquence, dans la mesure où la glissière est conçue pour que le point mort haut soit passé nécessairement par simple poussée vers le bas, le point mort bas au niveau duquel la force exercée par le cycliste est moindre est également forcé de passer par la poussée au point mort haut. Deux ergots paraissent ainsi suffisants tout en assurant une simplicité accrue du système.FIG. 12 shows the lever 32g placed in the operating position relative to two lateral lugs 36g and 36g 'carried by a frame 11, partially shown, of a cycle 1. The lever 32g is mounted on a crank 31g mounted on the cycle pedal axle of the cycle 34. Depending on the position of the lever 32g relative to the cycle 1, at least one of the pins 36g and 36g 'is in contact with one of the surfaces of the slide 35g in order to support and allow the action by the user on the crank 31g. This embodiment exploits the fact that the bottom dead center of one side corresponds to the top dead center on the other side. Therefore, since the slide is designed so that the top dead center has necessarily passed by simply pushing down, the bottom dead center at which the force exerted by the cyclist is less is also forced to go through the thrust at the top dead center. Two pins thus appear sufficient while ensuring greater simplicity of the system.
On remarque enfin que diverses mises en œuvre peuvent être réalisées selon les principes de l'invention. En particulier, des cycles spécifiques destinés aux handicapés pourront être développés sous les principes de l'invention avec un ou plusieurs ergots placés de manière non symétrique de part et d'autre du cycle et des leviers également non symétriques. Aussi, on remarque ici que d'autres formes de glissière que celles décrites peuvent permettre un fonctionnement selon les principes de l'invention. Cela est le cas autant pour les glissières fonctionnant avec deux ergots que celles fonctionnant avec trois ergots. Enfin, on remarque qu'un plus grand nombre d'ergots pourraient être utilisé sans se départir des principes de l'invention. Finally, we note that various implementations can be made according to the principles of the invention. In particular, specific cycles for the disabled can be developed under the principles of the invention with one or more lugs placed unsymmetrically on both sides of the cycle and levers also unsymmetrical. Also, it is noted here that other forms of slideway than those described may allow operation according to the principles of the invention. This is the case both for the slides operating with two pins that operate with three pins. Finally, it is noted that a larger number of pins could be used without departing from the principles of the invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de pédalier (3) pour cycle (1) comprenant deux leviers latéraux (32g, 32d) permettant d'entraîner en rotation une manivelle (31g, 3Id) en un point (37g,37d) dit d'entraînement de la manivelle (31g,31d), la manivelle (31g,31d) actionnant la rotation du ou des plateaux (16) du pédalier (3), l'extrémité des leviers (32g,32d) portant une pédale (33g,33d) et recevant l'effort moteur est situé derrière l'axe du pédalier (3) et en ce que l'autre extrémité des leviers (32g,32d) comprend une glissière (35g,35d) pour accueillir au moins un ergot latéral d'appui (36g,36d), fixe par rapport au cadre (11) du cycle (1) et situé devant l'axe du pédalier (3), l'ergot (36g,36d) étant destiné à coulisser dans la glissière (35g,35d) lors de l'actionnement du système de pédalier (3) caractérisé en ce que chaque glissière (35g,35d) présente une forme complexe adaptée à fonctionner en coopération avec au moins deux ergots latéraux (36g,36d,36g',36d/), cette forme complexe et son interaction avec les ergots latéraux (36g,36d,36g',36d') permettant de modifier la position relative du point d'appui du levier (32g,32d), défini par le contact d'au moins un des ergots (36g,36d,36g',36d') avec la glissière (35g,35d), par rapport à la position du point (37g,37d) d'entraînement de la manivelle (31g,31d).1. Crank system (3) for cycle (1) comprising two lateral levers (32g, 32d) for driving in rotation a crank (31g, 3Id) at a point (37g, 37d) said drive of the crank (31g, 31d), the crank (31g, 31d) actuating the rotation of the plate or plates (16) of the pedal (3), the end of the levers (32g, 32d) carrying a pedal (33g, 33d) and receiving the engine force is located behind the axis of the pedal (3) and in that the other end of the levers (32g, 32d) comprises a slide (35g, 35d) to accommodate at least one lateral bearing pin (36g, 36d), fixed relative to the frame (11) of the cycle (1) and located in front of the axis of the pedal (3), the lug (36g, 36d) being intended to slide in the slide (35g, 35d) during the actuation of the pedal system (3) characterized in that each slide (35g, 35d) has a complex shape adapted to operate in cooperation with at least two lateral pins (36g, 36d, 36g ', 36d / ), this form complex and its interaction with the lateral lugs (36g, 36d, 36g ', 36d') for modifying the relative position of the point of support of the lever (32g, 32d), defined by the contact of at least one of the lugs ( 36g, 36d, 36g ', 36d') with the slide (35g, 35d), relative to the position of the crank drive point (37g, 37d) (31g, 31d).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque glissière (35g,35d) présente une forme complexe adaptée à fonctionner en coopération avec trois ergots latéraux (36g,36d,36g',36d',36g",36d"), cette forme complexe et son interaction avec les ergots latéraux (36g,36d,36g',36d',36g",36d") permettant de modifier la position relative du point d'appui du levier (32g,32d), défini par le contact d'au moins un des ergots (36g,36d,36g',36d') avec la glissière (35g,35d), par rapport à la position du point d'entraînement (37g,37d) de la manivelle (31g,31d).2. System according to claim 1, characterized in that each slide (35g, 35d) has a complex shape adapted to operate in cooperation with three lateral lugs (36g, 36d, 36g ', 36d', 36g ", 36d"), this complex shape and its interaction with the lateral lugs (36g, 36d, 36g ', 36d', 36g ", 36d") making it possible to modify the relative position of the point of support of the lever (32g, 32d), defined by the contact at least one of the lugs (36g, 36d, 36g ', 36d') with the slide (35g, 35d), relative to the position of the driving point (37g, 37d) of the crank (31g, 31d) .
3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la forme complexe comprend une pluralité de surfaces de contact (41,42,43,44,45) destinées à être mises au contact d'au moins un ergot (36g,36d,36g',36d',36g",36d") lors du mouvement du système de pédalier (3), ces surfaces de contact (41,42,43,44,45) étant placées de manière à optimiser la position du point d'appui du levier (32g,32d) par rapport à la force exercée par le cycliste. 3. System according to one of claims 1 and 2, characterized in that the complex shape comprises a plurality of contact surfaces (41,42,43,44,45) intended to be brought into contact with at least one pin (36g, 36d, 36g ', 36d', 36g ", 36d") during the movement of the bottom bracket system (3), these contact surfaces (41,42,43,44,45) being placed in such a way as to optimize the position of the point of support of the lever (32g, 32d) relative to the force exerted by the cyclist.
4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier ergot (36g,36d) est placé de telle manière que le point d'appui du levier (32g,32d) est situé au dessus du point d'entraînement (37g,37d) lorsque la manivelle (31g,31d) est située au point mort haut, un second ergot (36g',36d') est placé de telle manière que le point d'appui du levier (32g, 32d) et le point d'entraînement (37g,37d) de la manivelle (31g,31d) sont alignés lorsque la manivelle (31g,31d) se situe à 90° vers l'avant de la ligne des points morts.4. System according to claim 1, characterized in that a first lug (36g, 36d) is placed in such a way that the point of support of the lever (32g, 32d) is located above the driving point (37g , 37d) when the crank (31g, 31d) is located at the top dead center, a second lug (36g ', 36d') is placed in such a way that the fulcrum of the lever (32g, 32d) and the point d drive (37g, 37d) of the crank (31g, 31d) are aligned when the crank (31g, 31d) is at 90 ° towards the front of the dead center line.
5. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un premier ergot5. System according to claim 2, characterized in that a first pin
(36g,36d) est placé de telle manière que le point d'appui du levier (32g,32d) est situé au dessus du point d'entraînement (37g,37d) lorsque la manivelle (31g,31d) est située au point mort haut, un second ergot (36g',36d') est placé de telle manière que le point d'appui du levier (32g, 32d) et le point d'entraînement (37g,37d) de la manivelle (31g,31d) sont alignés lorsque la manivelle (31g,31d) se situe à 90° vers l'avant de la ligne des points morts et un troisième ergot (36g,36d) est placé de telle manière que le point d'appui du levier (32g,32d) est situé au dessous du point d'entraînement (37g,37d) lorsque la manivelle (31g,31d) est située au point mort bas.(36g, 36d) is positioned so that the fulcrum of the lever (32g, 32d) is located above the drive point (37g, 37d) when the crank (31g, 31d) is in neutral high, a second lug (36g ', 36d') is placed in such a way that the fulcrum of the lever (32g, 32d) and the driving point (37g, 37d) of the crank (31g, 31d) are aligned when the crank (31g, 31d) is at 90 ° towards the front of the dead center line and a third lug (36g, 36d) is placed in such a way that the fulcrum of the lever (32g, 32d ) is located below the drive point (37g, 37d) when the crank (31g, 31d) is in the bottom dead center.
6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le diamètre des ergots latéraux, situés d'un même coté, sont différents.6. System according to one of claims 1 to 5, characterized in that the diameter of the lateral lugs, located on the same side, are different.
7. Cycle, bicyclette, tricycle ou quadricycle comprenant au moins un système de pédalier selon l'une des revendications 1 à 6. Cycle, bicycle, tricycle or quadricycle comprising at least one pedal system according to one of claims 1 to 6.
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