WO1993008071A1 - Semi-rigid bottom bracket for bicycles - Google Patents

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WO1993008071A1
WO1993008071A1 PCT/FR1992/000973 FR9200973W WO9308071A1 WO 1993008071 A1 WO1993008071 A1 WO 1993008071A1 FR 9200973 W FR9200973 W FR 9200973W WO 9308071 A1 WO9308071 A1 WO 9308071A1
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WO
WIPO (PCT)
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plates
semi
elastic
rigid
crankset
Prior art date
Application number
PCT/FR1992/000973
Other languages
French (fr)
Inventor
Michel Chabiland
Original Assignee
Michel Chabiland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Michel Chabiland filed Critical Michel Chabiland
Publication of WO1993008071A1 publication Critical patent/WO1993008071A1/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M1/00—Rider propulsion of wheeled vehicles
    • B62M1/10—Rider propulsion of wheeled vehicles involving devices which enable the mechanical storing and releasing of energy occasionally, e.g. arrangement of flywheels
    • B62M1/105—Rider propulsion of wheeled vehicles involving devices which enable the mechanical storing and releasing of energy occasionally, e.g. arrangement of flywheels using elastic elements

Definitions

  • the present invention relates to a crankset for cycles, and more particularly to a bicycle crankset comprising one or more chain sprockets rotating on an axis, called the crankset axle, the assembly being driven by two cranks, mounted in opposition, equipped each of a pedal.
  • the chain sprocket also called chainrings, are rigidly assembled to the cranks.
  • the main purpose of the present invention is therefore to create a crankset which makes it possible to better distribute the effort of the cyclist on the pedals and to use this effort more effectively.
  • the second object of the invention is to create a crankset which allows maximum neutralization of the shocks applied to the legs of the cyclist, consecutive to "pedal strokes" and to the poor condition of the ground or the running track.
  • the third object of the invention is to create a bottom bracket reaching the first and the second aim by reconciling them with a low manufacturing cost, a low weight and a reliability in all tests.
  • a device described in patent application 2,615,473 implements a non-metallic elastic transmission member in the form of a ring or ring interposed between a toothed plate, rigidly mounted on the cranks, and a crown / chain sprocket with external and internal teeth, with the main purpose of absorbing the shock caused at the start of pedaling and of reducing the fatigue of said elastic member.
  • this device does not allow the assembly of several chainrings / sprockets, which are currently essential for universally used derailleur systems. Furthermore, the driving force is transmitted from a toothed support element to its outer periphery, then to the chain sprocket / gear, by an elastic transmission member composed of a ring of synthetic resin or rubber and by means of teeth. 20 transmitters, arranged on the inner periphery, cooperating with the external toothing of the aforementioned support element.
  • Such an arrangement of the elastic transmission member involves forces applied mainly in shearing on the toothed periphery, a solution considered to be of little advantage when one of the aims of the invention is to reduce the fatigue of the elastic element in order to improve its durability. .
  • the present invention relates to a crankset for semi-rigid cycles, in the sense that the toothed crown or crowns which transmit by the chain the driving force to
  • the present invention is designed in such a way that when the cyclist starts at top dead center his pedaling effort, the crank stressed 35 drives a drive plate compressing at least two elastic transmission members, preferably in elastomer , which in turn drive the chain sprocket (s).
  • the elastic transmission members are compressed as much as the force applied to the pedal by the cyclist is important. Beyond 130 °, the torque decreases, causing progressive relaxation of the elastic transmission members and almost all of the energy stored since the start of their compression is thus restored, thereby extending the traction force on the transmission channel .
  • the third object of the invention is also achieved if we consider that the manufacturing techniques are identical to those commonly used, that the adaptation of the device to existing widely distributed cranks can be achieved, that the weight of a pedal according to the invention is only 5 to 10% greater than the weight of a conventional crankset, that its size is identical to that of this same crankset and that finally the reliability of the transmission members is total because they these are mainly used only in compression; ideal configuration in the use of polyurethane elastomer. Furthermore and advantageously, the toothed plates used can be either circular, elliptical or oval.
  • FIG. 1 shows a sectional view, taken along the line II-II of Figure 1.
  • FIG. 3 shows in perspective a crank / sleeve assembly, with two drive stops in accordance with Figures i and 2.
  • FIG. 4 is a perspective view of the elastic transmission members shown in Figures 1 and 2.
  • FIG. 5 is a perspective view of the elastic transmission members for crankset with 3 drive stops.
  • FIG. 6 shows a front view of a second embodiment according to the invention, without elastic transmission member.
  • FIG. 7 represents a sectional view along the line VU-VII of FIG. 6.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a variant of the organs
  • FIG. 9 shows a perspective view of another variant of the elastic transmission members shown in Figure 6.
  • FIG. 10 shows a torn front view of an embodiment according to the invention, with five stops drive.
  • Figure 11 shows a sectional view along line 11-11 of Figure 10.
  • - Figure 12 shows a perspective view of one of the elastic transmission pads shown in Figures 10 and 11.
  • - Figure 13 is a partial sectional view of a variant of the bottom bracket along line 13-13 of Figure 10.
  • the first embodiment of a semi-rigid pedal for cycles according to the invention shown in Figures 1 and 2 comprises a crank 1 having a sleeve II arranged at one of its ends and internally bored on the one hand to be able be fitted onto the crankset shaft 10 and machined externally on the other hand to accommodate in a plane perfectly perpendicular to the crankset shaft 10, a metal washer 20, designed to be crimped (or welded) to the sleeve 11, said washer comprising at its periphery at least two flats projecting from 2 to 4 centimeters approximately, in the same plane, identical to that of the washer, and which constitute the drive stops 2.
  • these are preferably arranged diametrically opposite the periphery of the washer 20, and in the mounting with 3,4,5 and 6 drive stops, these will preferably be arranged in a manner daily.
  • these are mounted in free rotation, pan and other of the ring 20 supporting the stops / flats 2, two washers 42 and 52 which support respectively, in a plane perpendicular to the axis bottom bracket 19, at least two radiating arms 41 connecting the washer 42 and the ring gear 4 in the most rigid manner and at least two radiating arms 51 connecting the washer 52 to the ring gear 5, of smaller size in this example, crown 4.
  • the arms 41 and 51 are arranged in opposition to the trigonometric sense of the term, so as to balance the forces applied to the toothed crowns 4 and 5 and to guarantee good rigidity.
  • flats 43 arranged on the . inner periphery of the ring gear 4 are arranged at equal intervals, so as to produce, using the screws 8, a rigid assembly of the two plates / pinions 4 and 5.
  • the flats 43 preferably have a length which inscribes their free end on a circumference substantially identical to the inner circumference of the toothed crown 5.
  • Toothed chainrings 4, 5 and 6 are mounted in a standard manner, perfectly centered on the crankset axle and in planes parallel to each other with a defined spacing, see standardized for a given type of transmission chain . All this so that the operation is regular and the change of chainring for the chain is carried out perfectly. It will have been noted that, almost invariably, the large chainring of a crankset is located in the immediate vicinity of the crank, while the smaller chainring is located near the frame of the bicycle.
  • a ring 7 of metal wire or synthetic material of internal circumferential dimension substantially identical to that of the ring gear 5 and that inscribed by the end of the flats 43, is interposed between the plates / pinions 4 and 5 inside a space circumscribed by the fixing screws 8.
  • the fixing screws 8, six in number in the present assembly are screwed into the toothed crown 5, their head resting on the perforated end of the flats 43 of the ring gear 4 while the ring 7 acts as a spacer.
  • This ring 7 is thus advantageously arranged because, in addition to a wedging role, i participates in the maintenance in position of the elastic members 3, at rest of course, may more particularly when these are subjected to strong compression under the pedaling effort of the cyclist. Without this ring / belt 7 which maintains them externally, they would have a propensity to expand, which would have the consequence of strongly disturbing their function.
  • the essential elements constituted by the elastic transmission members 3 between the driving stops 2 and the driven plates / pinions 4 and 5 will in turn be described in the following.
  • These elastic members 3 are constituted in this first embodiment by at least two flat elements, preferably made of rubber or elastomer, of circular sectoral part shape and arranged to be arranged, by filling them, in the recesses located between the ring / belt / spacer 7 and the washers 20, 42 and 52 less the arms 41 and 51 and the stops / flat 2.
  • the thickness of these elastic members 3 is advantageously roughly comparable to the thickness of the plates 4 and 5 assembled.
  • Recesses 32 are arranged so as to precisely accommodate the arms 41 and 51 which enclose them and at a place situated so that it divides each elastic member 3 into two parts of circular sector of uneven surface, in an included ratio between 1/4 and 1/6 approximately. Of these two parts, the largest is that which is compressed at the time of the pedaling effort, while the smallest acts as a shock absorber when the stops 2 return to their initial position near the bottom dead center.
  • one or two circular flanges, with an outside diameter at least slightly greater than all of the elastic members 3, are placed on the inside and outside faces of the pedal board.
  • the energy accumulated, in a sector of angle of rotation where the effort of the cyclist is of maximum efficiency is restored in a sector of angle where this efficiency is greatly reduced.
  • the elastic members 3 are subjected to compression in order to then relax and participate, each time, in an easier passage from the next top dead center.
  • FIG. 2 shows for this purpose two rings 13, made of anti-friction material, supporting the toothed plates 4 and 5 by centering them respectively on the sleeve 14 of the crank 1.
  • FIG. 3 shows the method of mounting the washer 20 supporting the stops 2, which is secured to the crank 1 using a ring 15 fitted on a shoulder 17 and fixedly held by crimping 16 of the sleeve 14 of said crank .
  • a third toothed plate which also appears in this same FIG. 3, could be advantageously and as desired, fixed on the toothed plate 5 where held in position by the screws 61 also and incidentally assembling a plate guard 9.
  • said plate guard 9 and the toothed plate 6 participate in laterally holding the elastic members 3. Spacers 62 passing through these same members, are arranged so as to minimize friction between the various aforementioned parts.
  • This first embodiment according to the invention is particularly advantageous in that it allows a semi-rigid mounting of several toothed plates. General use for all types of cycles, it is particularly suitable for equipping all-terrain bikes.
  • FIG. 3 essentially represents a bottom bracket crank 1, according to the invention, equipped with drive means comprising at least two stops / flats 2 projecting at the periphery of a washer 20 fixed on the sleeve 14 of said crank 1 and centered on the bore 11 of the bottom bracket axis, in a vertical plane perpendicular to this axis.
  • the anti-friction rings 13 On either side of said washer 20 are arranged the anti-friction rings 13, just as each stop / flat 2 is advantageously equipped with a support element 21, U-shaped and of substantially parallelepiped shape, suitable for come to fit on each leading edge 22 so that the pressure exerted by said stops 2 on the elastic members 3 is perfectly distributed.
  • FIG 4 shows more precisely the shape of the elastic members 3 used in the embodiment described in (fig.l and 2).
  • Each member 3 is made of a preferably synthetic material because the required qualities, physical and chemical, must be superior (stability of the mechanical characteristics over time, perfect resistance to atmospheric conditions, etc.). In form and volume, it is magically similar to "a piece of pineapple slice”.
  • Its thickness is substantially identical, or even slightly less than the thickness of the plates 4 and 5 assembled, in order to limit friction with the toothed plate 6 and the plate guard 9 (fig. 2); its external curvature fits perfectly on the internal edge of the ring / belt 7 (fig. l), and its internal curvature is defined to come into contact with the washers 20, 42 and 52 (fig. 2) of equivalent external diameters .
  • footprints 32 are arranged on the two faces of each elastic member 3, so as to receive, during assembly of the crankset, the radiating arms 41 and 51 (fig.l and 2) which are fitted therein with precision.
  • each elastic member 3 is sandwiched between said radiating arms and immobilized in position by them.
  • the cavities 32 share said members 3 in two parts, a large one, intended to absorb the compressive force and a small one constituting the buffer 31 stop damper 2 (fig.l), at the end of expansion.
  • an orifice 30 passes through each elastic member 3 substantially at the location of the geometric center of its largest part, to accommodate a spacer 62 (fig.l) allowing the passage of a screw 61 for fixing the toothed plate 6 with the tray protector 9 (fig. 2).
  • the elastic transmission members 3a are in this configuration 3 in number. Their shape is is completely identical to those of FIG. 4, with the difference that they are necessarily shorter. They can also be absolutely identical to each other. In this hypothesis, the axes of the imprints 32a, of the through orifices 30a and of the spaces 2a respectively form angles of 120 * between them.
  • crankset The rigidity of the crankset is increased, but it requires a lower hardness of said elastic members for effective operation than previously. Depending on the desired result, and for a given type of application, mounting at 2., 3 or even 4 elastic members can be thus preferred.
  • FIGS 6 and 7 show a second embodiment in which the crank 1 is mounted fixed on the large toothed plate 4a, while the small toothed plate 5a is mounted semi-rigid.
  • This embodiment according to the invention may be preferred for equipping cycles intended for competition cycling on the road. Indeed, the road surface having improved considerably, especially in the mountains, a large number of riders may have to prefer a classic crankset when the pedaling effort is low, as for example in descents of passes, in mountain, where the speed is high. On the other hand, in the climbs of these same passes, a semi-rigid plateau then takes all its interest.
  • This embodiment therefore comprises a toothed crown 4a secured to a washer 42a by at least three radiating arms 41a offset between them, in the trigonometric sense of the term, of 120 * .
  • This assembly forming a toothed plate fixedly mounted on the crankset 1 as indicated above.
  • a second toothed crown 5a, smaller than the previous one, secured to a washer 52a by at least three radiating arms 51a offset between them in an identical manner to the toothed plate 4a is mounted in free rotation on the sleeve 17 of the crank 1, frame side of the cycle.
  • a metal ring 7 is put in place to maintain a constant spacing between the plates 4a and 5a, and serve as an external cage for the elastic member 3b which it must partly contain.
  • the arms 41a and 51a must be offset by approximately 60 ° so as to distribute the elastic masses favorably between the various fixing points located alternately on the arms radiating 41a and 51a.
  • These fasteners consist for example of a captive nut 45 crimped on each of said arms 41a and 51a arranged so as to form a spacer between the toothed plates 4a and 5a by passing through each elastic member 3b.
  • a screw 46 cooperating with a washer 47 and each of the captive nuts 45 assemble the toothed plates 4a and 5a with the elastic transmission member 3b. Six screws 46, three per tray are thus necessary.
  • FIG. 7 also shows in an assembly quite similar to the first embodiment, the antifriction ring 13a positioned between the washer 52a and the crimped ring Ba, so as to limit friction at this location.
  • the transmission chain is on the large toothed plate 4a
  • the transmission is conventional, that is to say rigid.
  • the transmission becomes semi-rigid.
  • the pedaling force is transmitted to the crankset 1, consequently to the fixed plate 4a which in turn transmits this force to the elastic transmission member 3b via its three nuts / spacers 45, associated with the screws 4, the washers 47 and with the help of the arms 41.
  • the elastic member 3b Under the resistance force operated by the toothed plate 5a which reflects the resistance force of the transmission chain, the elastic member 3b, immobilized on this same toothed plate 5a by the three screws and nuts cooperating with the three arms 51a, is simultaneously subjected to compressive and tensile stresses which force it to deform.
  • the toothed plate 5a can thus take an angular delay on the plate 4a which will be a function of the pedaling force and of the elasticity of said elastic member.
  • FIG. 8 shows, by specifying it, an elastic member 3b of general shape quite similar to those of FIGS. 4 and 5, in which the imprints 35 are intended to receive the arms 41a of the toothed plate 4a (FIG. 6) while the imprints
  • FIG. 9 A slight variant of this elastic member 3b is shown in FIG. 9. Unique, it becomes multiple again by cooperating with each of the arms 51a of the toothed plate 5a which are no longer fitted into the cavities 36 (fig. 8) but each provided with a flat coming into a slot 38 which separates between them. the elastic members 3c to compress them during the pedaling effort.
  • the operation is quite similar to that of the first embodiment in that the elastic members 3c are stressed essentially in compression, and that buffers 39 dampen the movement of the arms 51a provided with their flat area.
  • the imprints 35 are still useful for '' receiving the arms 41a of the toothed plate 4a which is also fixedly mounted on the crankset 1.
  • Figures 10 and 11 is shown a semi-rigid crankset which is particular in that it is composed for part, of a crank block widely known and disseminated
  • a conventional crank block comprises a crank 100 connected to five (or six) radiating arms 10, of equal length and equidistant from each other.
  • a flat 102 of length and height substantially equal to the width of the arms, and with a thickness usually defining the spacing between the toothed plates 104 and 105.
  • Each flat 102 is arranged in a plane exactly perpendicular to the axis of the bottom bracket 114 on the end of the radiating arms 101 which have a sufficient thickness. so that a shoulder 101a inscribing itself in a circle centered on the axis 114 can be arranged on each side flat 102.
  • the two largest toothed plates 104 and 105 are no longer fixedly joined on either side of a flat 102, assembly widely known, but on the contrary mounted in free rotation, limited to one relative circular movement on the ends of the radiating arms 101.
  • the plates 104 and 105 are always supported on the shoulders 101a on which they center, but unlike the common toothed plates, they each have a crown bored to a diameter slightly greater than the circle in which the shoulders 101a are inscribed, so that the flats 102 whose roles were previously to fix and determine the spacing between the plates now have essentially a role of lateral guidance of the plates 104 and 105 when these come to rotate on the end of the radiating arms 101.
  • a shouldered washer 108 is interposed between the reamed crown 10f ⁇ and the flats 102 and between said crown and the shoulder 101a.
  • the thickness of this washer can be expressed in tenths of a millimeter in its part in contact with the flats 102 and in millimeters in the shoulder part in contact with the shoulders 108. It is made of a PTFE-type anti-friction material or the like.
  • each elastic plate 103 has a thickness substantially equal to that of a flat 102, thus allowing the anti-friction washers 108 positioned, a touch of both the flat 102 and elastic plates 103.
  • the toothed plate 105 can then be put in place using screws 109 which cooperate with the nuts / spacer 107.
  • the plates 104 and 105, the cranks 100 and its radiating arms 101, the anti-friction washers, the elastic plates 103 and the ring 106 thus assembled constitute a semi-rigid crankset according to the invention in which the toothed plates 104 and 105 are no longer fixedly secured to the cranks / radiating arm assembly but movable in limited rotation around these same arms.
  • center of rotation of the crankset is indicated by the arrow at the top of the drawing. It is a very usual operation oriented clockwise.
  • the small part of the elastic plate 103 opposite the large serves as a rear damping stop for the flat 102 which, in the direction of rotation, precedes it.
  • This arrangement is quite advantageous because it completely eliminates the noise resulting from the shocks of the flats 102 which recede sharply when the elastic plates 103 relax when approaching the bottom dead center.
  • a narrow anti-friction ring with a diameter just smaller than the retaining ring 106, can be arranged between the latter and the periphery of the elastic plates 103 in order to further reduce more substantially the friction.
  • FIG. 11 the description which has just been given with FIG. 10 is specified.
  • the toothed plates 104 and 105 are positioned on either side of the flat 102, cooperating with the anti-friction rings 108 centered on the shoulders 101a of the radiating arms. 101, the ring 106 positioned at the periphery of the flats 102 and elastic plates 103 appears here clearly. Quite commonly a third.
  • FIG. 12 shows the approximate shape of an elastic plate 103 in which is an orifice 116 brought to be crossed by a nut / spacer 107 (fig. 10 and 13) so that said elastic plate is immobilized on and between the toothed plates 104 and 105.
  • the small part on the right serving as a damping stop and the large part on the left are called upon to be compressed by a flat 102. If the face 117 which is in contact with the ring 106 can hardly change in its shape, the face 118 can be modified so as to obtain the desired elastic effect as a function of the shore hardness of the elastomer used.
  • Figure 13 shows us, by a partial section, the exact mounting of a nut / spacer 107 crimped on the toothed plate 104 passing through it and the elastic plate 103 to go cooperate with the screw 109 passing through the crown 105a of the toothed plate 105.
  • the ring 106 intended to contain the elastic plates has been replaced by the folding of a part 105b of the toothed plate 105 which comes into place and in place of the aforementioned ring where it fills the same function.
  • these semi-rigid cranksets according to the invention have in common the storage of energy in the angular sectors of rotation where the pedaling effort is effective in restoring this energy in the sectors where this effort is less so. The load applied to the cyclist is thus reduced, its effort better distributed and the pedaling comfort very much improved.

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Abstract

A bottom bracket for bicycles comprises a crank (1) rigidly secured to at least two stops (2) each driving at least one elastic member (3) in rotation which in turn drive one or more chainwheels (4, 5) freely rotating on the bottom bracket spindle (11) via at least two arms (41). The semi-rigid bottom bracket according to the invention is intended specifically for use on a bicycle.

Description

PEDALIER SEMI-RIGIDE POUR CYCLESSEMI-RIGID CRANKSET FOR CYCLES
La présente invention se rapporte à un pédalier pour cycles, et plus particulièrement à un pédalier pour bicyclette comprenant un ou plusieurs pignons de chaîne en rotation sur un axe, dit axe de pédalier, Y ensemble étant entraîné par deux manivelles, montées en opposition, équipées chacune d'une pédale . D'une manière habituelle et courante, le ou les pignons de chaîne, appelés également plateaux, sont assemblés aux manivelles de façon rigide .The present invention relates to a crankset for cycles, and more particularly to a bicycle crankset comprising one or more chain sprockets rotating on an axis, called the crankset axle, the assembly being driven by two cranks, mounted in opposition, equipped each of a pedal. In a usual and current manner, the chain sprocket (s), also called chainrings, are rigidly assembled to the cranks.
Cependant, un tel montage souffre de quelques inconvénients auquels nombres d'inventeurs ont tenté, depuis plusieurs décennies, de remédier .However, such an arrangement suffers from some drawbacks which a number of inventors have attempted, for several decades, to remedy.
Plus particulièrement, il est admis et vérifié que l'effort d'un cycliste, porté alternativement sur chacune des pédales, est pénalisé à chaque point mort haut dans un cycle de rotation comportant pour chaque pédale, un point mort haut et un point mort bas .More particularly, it is accepted and verified that the effort of a cyclist, carried alternately on each of the pedals, is penalized at each top dead center in a rotation cycle comprising for each pedal, a top dead center and a bottom dead center .
Il est également admis et vérifié, qu'une partie des forces antagonistes engendrées sur la roue arrière par la voie de roulement, plus particulièrement si celle-ci est de mauvaise qualité ( ex : pratique en tout terrain ), est transmise sans aucun avantage, bien au contraire, aux jambes du cycliste .It is also accepted and verified, that part of the opposing forces generated on the rear wheel by the track, more particularly if it is of poor quality (ex: all terrain practice), is transmitted without any advantage, on the contrary, on the cyclist's legs.
Le but principal de la présente invention est donc de créer un pédalier qui permette de mieux répartir l'effort du cycliste sur les pédales et d'utiliser cet effort plus efficacement . Le second but de l'invention est de créer un pédalier qui permette une neutralisation maximum des chocs appliqués sur les jambes du cycliste, consécutifs aux " coups de pédales " et au mauvais état du terrain ou de la voie de roulement .The main purpose of the present invention is therefore to create a crankset which makes it possible to better distribute the effort of the cyclist on the pedals and to use this effort more effectively. The second object of the invention is to create a crankset which allows maximum neutralization of the shocks applied to the legs of the cyclist, consecutive to "pedal strokes" and to the poor condition of the ground or the running track.
Le troisième but de l'invention est de créer un pédalier atteignant le premier et le second but en les conciliant avec un coût de fabrication peu élevé, un faible poids et une fiabilité à toutes épreuves .The third object of the invention is to create a bottom bracket reaching the first and the second aim by reconciling them with a low manufacturing cost, a low weight and a reliability in all tests.
Parmi les exemples de réalisation visant à attendre à l'aide d'un pédalier semi- rigide, un ou plusieurs de ces buts, les plus significatifs sont décrits dans les brevets GB 415.272 et GB 415.636, FR 872.462 et FR 933.930, ainsi que dans les brevets US 4.260.044 et US 3.888.334. Plus récemment, les brevets Européens EP. 0.104.069 et EP 0.203.054 visent un même obectif.Among the exemplary embodiments intended to wait using a semi-rigid crankset, one or more of these goals, the most significant are described in patents GB 415,272 and GB 415,636, FR 872,462 and FR 933,930, as well as in US patents 4,260,044 and US 3,888,334. More recently, the European EP patents. 0.104.069 and EP 0.203.054 aim for the same objective.
Invariablement ils font tous appel à un ou plusieurs moyens élastiques mécaniques, autrement dit à des réalisations mettant en oeuvre des ressorts métalliques à lame ou à boudin .Invariably they all use one or more mechanical elastic means, in other words to implementations using metal leaf or coil springs.
Ces dispositifs, même s'ils sont pour quelques uns efficaces, ont en commun le désagréable inconvénient de générer des chocs en même temps que des bruits, lorsque dans un premier temps, le cycliste imprime un fort couple sur le pédalier, provoquant une compression ou une traction sur les ressorts selon le cas, limité généralement par une butée de fin de course avant, et surtout dans un deuxième temps, lorsque l'effort sur les pédales diminue à l'approche du point mort bas, la détente des ressorts ramène 5 vivement en arrière le plateau jusqu'à une butée de fin de course arrière, indispensable à un bon fonctionnement .These devices, even if they are for some effective, have in common the unpleasant disadvantage of generating shocks at the same time as noises, when at first, the cyclist prints a strong torque on the crankset, causing compression or traction on the springs as the case may be, generally limited by a front end stop, and especially in a second step, when the effort on the pedals decreases with the approach of the bottom dead center, the relaxation of the springs brings 5 back sharply back the plate until a rear end stop, essential for a good functioning.
Encore plus récemment, un dispositif décrit dans la demande de brevet d'invention 2.615.473 , met en oeuvre un organe de transmission élastique non métallique en forme d'anneau ou de bague intercalé entre un plateau denté, monté rigide 10 sur les manivelles, et une couronne/pignon de chaîne à denture extérieure et intérieure, dans le but principal d'amortir le choc causé en début de pédalage et de réduire la fatigue dudit organe élastique .Even more recently, a device described in patent application 2,615,473, implements a non-metallic elastic transmission member in the form of a ring or ring interposed between a toothed plate, rigidly mounted on the cranks, and a crown / chain sprocket with external and internal teeth, with the main purpose of absorbing the shock caused at the start of pedaling and of reducing the fatigue of said elastic member.
Dans un tel montage, le but d'amortir le choc du " coup de pédale " est certainement atteint, mais il présente apparemment plusieurs inconvénients . Tel qu'il 15 est décrit, ce dispositif n'autorise pas l'assemblage de plusieurs plateaux/pignons de chaîne , indipensables actuellement aux systèmes de dérailleurs universellement utilisés . Par ailleurs, la force motrice est transmise d'un élément support denté à sa périphérie extérieure, puis à la couronne/pignon de chaîne, par un organe de transmission élastique composé d'un anneau en résine synthétique ou en caoutchouc et au moyen de dents 20 transmettrices, aménagées sur la périphérie intérieure, coopérant avec la denture externe de l'élément support précité .In such an arrangement, the aim of absorbing the shock of the "pedal stroke" is certainly achieved, but it apparently has several drawbacks. As described, this device does not allow the assembly of several chainrings / sprockets, which are currently essential for universally used derailleur systems. Furthermore, the driving force is transmitted from a toothed support element to its outer periphery, then to the chain sprocket / gear, by an elastic transmission member composed of a ring of synthetic resin or rubber and by means of teeth. 20 transmitters, arranged on the inner periphery, cooperating with the external toothing of the aforementioned support element.
Une telle disposition de l'organe de transmission élastique implique des efforts appliqués principalement en cisaillement sur la périphérie dentée, solution réputée peu avantageuse quand un des buts de l'invention est de réduire la fatigue de l'élément 25 élastique pour en améliorer la durabilité .Such an arrangement of the elastic transmission member involves forces applied mainly in shearing on the toothed periphery, a solution considered to be of little advantage when one of the aims of the invention is to reduce the fatigue of the elastic element in order to improve its durability. .
Complémentairement et abstraction faite de son efficacité, ce dispositif paraît complexe, lourd et onéreux dans sa fabrication .Complementarily and disregarding its effectiveness, this device appears complex, heavy and expensive in its manufacture.
La présente invention à pour objet un pédalier pour cycles semi-rigide, en ce sens que la ou les couronnes dentées qui transmettent par la chaîne la force motrice auThe present invention relates to a crankset for semi-rigid cycles, in the sense that the toothed crown or crowns which transmit by the chain the driving force to
30 pignon de la roue arrière d'un cycle peuvent débattre angulairement par rapport aux manivelles et dans un plan perpendiculaire à l'axe de pédalier, avec une amplitude faible mais optimale, en relation avec l'effort appliqué sur les pédales par le cycliste .30 pinion of the rear wheel of a cycle can be angularly debated with respect to the cranks and in a plane perpendicular to the crankset axle, with a small but optimal amplitude, in relation to the force applied to the pedals by the cyclist.
En d'autres termes, la présente invention est conçue de telle façon que lorsque le cycliste débute au point mort haut son effort de pédalage, la manivelle sollicitée 35 entraîne une platine motrice venant comprimer au moins deux organes de transmission élastique, en élastomère de préférence, qui entraînent à leur tour le ou les plateaux/pignons de chaîn . Durant la phase angulaire ou le couple est maximum, c'est à dire d'une manière connue et approximativement entre 70e et 130° en avant du point mort haut, les organes de transmission élastiques sont comprimés d'autant que l'effort appliqué sur la pédale par le cycliste est important . Au delà de 130°, le couple diminue , provoquant alors une détente progressive des organes de transmission élastiques et la presque totalité de l'énergie emmagasinée depuis le début de leur compression est ainsi restituée, prolongeant de cette manière l'effort de traction sur la chaîne de transmission .In other words, the present invention is designed in such a way that when the cyclist starts at top dead center his pedaling effort, the crank stressed 35 drives a drive plate compressing at least two elastic transmission members, preferably in elastomer , which in turn drive the chain sprocket (s). During the angular phase where the torque is maximum, that is to say in a known manner and approximately between 70 e and 130 ° in front of the point dead high, the elastic transmission members are compressed as much as the force applied to the pedal by the cyclist is important. Beyond 130 °, the torque decreases, causing progressive relaxation of the elastic transmission members and almost all of the energy stored since the start of their compression is thus restored, thereby extending the traction force on the transmission channel .
On constate qu'ainsi la vitesse angulaire de la manivelle de pédalier augmente légèrement dans une région située sensiblement entre le point mort haut de son cycle de rotation et un endroit situé à l'avant de ce point, correspondant à la compression maximum des organes de transmission élastiques durant le demi-cycle en cours . D'après la relation puissance = couple x vitesse, un accroissement de la vitesse peut améliorer la puissance d'autant qu'un plus rapide passage du point mort haut favorise une utilisation de l'effort en le rendant plus efficace .It is found that thus the angular speed of the crank crank increases slightly in a region located substantially between the top dead center of its rotation cycle and a place located in front of this point, corresponding to the maximum compression of the organs of elastic transmission during the current half cycle. According to the relation power = torque x speed, an increase in speed can improve power as much as a faster passage from top dead center promotes the use of effort by making it more efficient.
Si l'on considère un effort provoqué par la jambe d'un cycliste pendant une demi-rotation sur un pédalier semi-rigide, selon l'invention et un pédalier rigide traditionnel, les courbes de mesure montrent qu'à effort égal, la dépense musculaire ( consommation d'énergie ), est réduite, la charge physique imposée au cycliste allégée et la puissance distribuée sur la chaîne de transmission maintenue, voire légèrement augmentée pour certains rapports de vitesse . Le but principal de la présente invention est alors atteint . Si l'on considère maintenant et en premier lieu, l'impact des coups de pédales sur les jambes du cycliste, on constate que ces chocs sont largement amortis par la compression des organes de transmission élastiques qui ne nécessitent aucune butée avant, de fin de course . Quant aux chocs possibles, consécutifs à la détente de ces mêmes organes de transmission dans la région du point mort bas, ils sont absorbés par des butées arrières en élastomère, associées ou indépendantes des organes élastiques précités . Ensuite pour ce qui est des chocs antagonistes provoqués par le mauvais état des chemins de roulement, ils sont absorbés en grande partie par lesdits organes élastiques quelque soit leur état de compression, avec toute fois une absorption légèrement moindre lorsque le couple est maximum . Le second but est atteint .If we consider an effort caused by the leg of a cyclist during a half-rotation on a semi-rigid crankset, according to the invention and a traditional rigid crankset, the measurement curves show that at equal effort, the expenditure muscle (energy consumption), is reduced, the physical load imposed on the cyclist reduced and the power distributed on the transmission chain maintained, or even slightly increased for certain speed ratios. The main object of the present invention is then achieved. If we now consider, first of all, the impact of pedal strokes on the cyclist's legs, we see that these shocks are largely absorbed by the compression of the elastic transmission members which do not require any stop before, at the end of race. As for the possible shocks, consecutive to the relaxation of these same transmission members in the region of bottom dead center, they are absorbed by rear elastomer stops, associated or independent of the above-mentioned elastic members. Then as regards the opposing shocks caused by the poor state of the raceways, they are largely absorbed by said elastic members whatever their state of compression, with however a slightly lower absorption when the torque is maximum. The second goal is achieved.
Le troisième but de l'invention est également atteint si l'on considère que les techniques de fabrication sont identiques à celles communément utilisées, que l'adaptation du dispositif sur des manivelles existantes largement diffusées peut être réalisée, que le poids d'un pédalier selon l'invention n'est que de 5 à 10 % supérieur au poids d'un pédalier classique, que son encombrement est identique à celui de ce même pédalier et qu'enfin la fiabilité des organes de transmission est totale du fait que ceux-ci ne sont sollicités essentiellement qu'en compression ; configuration idéale dans l'utilisation d'élastomère de polyuréthane. Par ailleurs et avantageusement, les plateaux dentés mis en oeuvre peuvent être aussi bien circulaires, qu'elliptiques ou ovales. L'invention sera mieux comprise, et d'autre buts, caractéristiques , détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexes, donnés uniquement à titre d'exemples illustrant l'invention, et dans lesquels : - La figure 1 représente une vue de face à deux butées d'entraînement d'un premier mode de réalisation selon l'invention .The third object of the invention is also achieved if we consider that the manufacturing techniques are identical to those commonly used, that the adaptation of the device to existing widely distributed cranks can be achieved, that the weight of a pedal according to the invention is only 5 to 10% greater than the weight of a conventional crankset, that its size is identical to that of this same crankset and that finally the reliability of the transmission members is total because they these are mainly used only in compression; ideal configuration in the use of polyurethane elastomer. Furthermore and advantageously, the toothed plates used can be either circular, elliptical or oval. The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which will follow, made with reference to the accompanying schematic drawings, given only by way of examples. illustrating the invention, and in which: - Figure 1 shows a front view of two drive stops of a first embodiment according to the invention.
- La figure 2 représente une vue en coupe, faite selon la ligne II-II de la figure 1.- Figure 2 shows a sectional view, taken along the line II-II of Figure 1.
- La figure 3 représente en perspective un ensemble manivelle/manchon, à deux butées d' entraînement conforme aux figures i et 2 . - La figure 4 est une vue en perspective des organes élastiques de transmission représentés sur les figures 1 et 2 .- Figure 3 shows in perspective a crank / sleeve assembly, with two drive stops in accordance with Figures i and 2. - Figure 4 is a perspective view of the elastic transmission members shown in Figures 1 and 2.
- La figure 5 est une vue en perspective des organes élastiques de transmission pour pédalier à 3 butées d'entraînement .- Figure 5 is a perspective view of the elastic transmission members for crankset with 3 drive stops.
- La figure 6 représente une vue de face d'un second mode de réalisation selon l'invention, sans organe élastique de transmission .- Figure 6 shows a front view of a second embodiment according to the invention, without elastic transmission member.
- La figure 7 représente une vue en coupe selon la ligne Vu- VII de la figure 6.FIG. 7 represents a sectional view along the line VU-VII of FIG. 6.
- La figure 8 représente une vue en perspective , d'une variante des organes- Figure 8 shows a perspective view of a variant of the organs
- La figure 9 représente une vue en perspective d'une autre variante des organes élastiques de transmission représentés sur la figure 6. - La figure 10 représente une vue déchirée de face, d'un mode de réalisation selon l'invention, à cinq butées d'entraînement.- Figure 9 shows a perspective view of another variant of the elastic transmission members shown in Figure 6. - Figure 10 shows a torn front view of an embodiment according to the invention, with five stops drive.
- La figure 11 représente une vue en coupe selon la ligne 11-11 de la figure 10.- Figure 11 shows a sectional view along line 11-11 of Figure 10.
- La figure 12 représente une vue en perspective d'une des plaquettes élastiques de transmission représentées sur les figures 10 et 11. - La figure 13 est une vue en coupe partielle d'une variante du pédalier selon la ligne 13-13 de la figure 10.- Figure 12 shows a perspective view of one of the elastic transmission pads shown in Figures 10 and 11. - Figure 13 is a partial sectional view of a variant of the bottom bracket along line 13-13 of Figure 10.
Le premier mode de réalisation d'un pédalier semi-rigide pour cycles selon l'invention, représenté sur les figures 1 et 2 comprend une manivelle 1 comportant un manchon II aménagé à une de' ses extrémités et alésé intérieurement d'une part pour pouvoir être emmancher sur l'axe de pédalier 10 et usiné extérieurement d'autre part pour accueillir dans un plan parfaitement perpendiculaire à l'axe de pédalier 10, une rondelle métallique 20, conçue pour être sertie (ou soudée) sur le manchon 11, ladite rondelle comportant à sa périphérie au moins deux méplats faisant saillie de 2 à 4 centimètres environ, dans un même plan, identique à celui de la rondelle, et qui constituent les butées d'entraînement 2. Dans un montage à double butées, celles-ci sont, de préférence, disposées diamétralement opposées à la périphérie de la rondelle 20, et dans le montage à 3,4,5 et 6 butées d'entraînement, celles-ci seront, de préférence, disposées de manière équidistante. Par ailleurs, autour de ce même manchon 11, sont montés en rotation libre, de pan et d'autre de la bague 20 supportant les butées/méplats 2 , deux rondelles 42 et 52 qui supportent respectivement, dans un plan perpendiculaire à l'axe de pédalier 19 , au moins deux bras rayonnants 41 reliant la rondelle 42 et la couronne dentée 4 de la manière la plus rigide et au moins deux bras rayonnants 51 reliant la rondelle 52 à la couronne dentée 5 , de taille inférieure dans cet exemple, à la couronne 4 .The first embodiment of a semi-rigid pedal for cycles according to the invention, shown in Figures 1 and 2 comprises a crank 1 having a sleeve II arranged at one of its ends and internally bored on the one hand to be able be fitted onto the crankset shaft 10 and machined externally on the other hand to accommodate in a plane perfectly perpendicular to the crankset shaft 10, a metal washer 20, designed to be crimped (or welded) to the sleeve 11, said washer comprising at its periphery at least two flats projecting from 2 to 4 centimeters approximately, in the same plane, identical to that of the washer, and which constitute the drive stops 2. In a mounting with double stops, these are preferably arranged diametrically opposite the periphery of the washer 20, and in the mounting with 3,4,5 and 6 drive stops, these will preferably be arranged in a manner daily. Furthermore, around this same sleeve 11, are mounted in free rotation, pan and other of the ring 20 supporting the stops / flats 2, two washers 42 and 52 which support respectively, in a plane perpendicular to the axis bottom bracket 19, at least two radiating arms 41 connecting the washer 42 and the ring gear 4 in the most rigid manner and at least two radiating arms 51 connecting the washer 52 to the ring gear 5, of smaller size in this example, crown 4.
Les bras 41 et 51 , composés également de méplats , sont disposés en opposition au sens trigonométrique du terme, de manière à équilibrer les forces appliquées sur les couronnes dentées 4 et 5 et à garantir une bonne rigidité . A cet effet d'ailleurs, des méplats 43 disposés sur la. périphérie intérieure de la couronne dentée 4 sont aménagés à intervalles égaux, de manière à réaliser à l'aide des vis 8 , un assemblage rigide des deux plateaux/pignons 4 et 5 . Au nombre d'au moins deux, les méplats 43 ont, de préférence , une longueur qui inscrit leur extrémité libre sur une circonférence sensiblement identique à la circonférence intérieure de la couronne dentée 5 .The arms 41 and 51, also composed of flats, are arranged in opposition to the trigonometric sense of the term, so as to balance the forces applied to the toothed crowns 4 and 5 and to guarantee good rigidity. For this purpose, moreover, flats 43 arranged on the . inner periphery of the ring gear 4 are arranged at equal intervals, so as to produce, using the screws 8, a rigid assembly of the two plates / pinions 4 and 5. At least two in number, the flats 43 preferably have a length which inscribes their free end on a circumference substantially identical to the inner circumference of the toothed crown 5.
Les plateaux dentés 4 , 5 et 6 ( figure 2 ) sont montés d'une manière courante, parfaitement centrés sur l'axe de pédalier et dans des plans parallèles entre eux avec un écartement défini, voir normalisé pour un type de chaîne de transmission donné. Tout ceci afin que le fonctionnement soit régulier et que le changement de plateau pour la chaîne se réalise parfaitement . On aura noté que, presque invariablement, le grand plateau d'un pédalier se trouve situé à proximité immédiate de la manivelle , tandis que le plus petit plateau denté est situé près du cadre de la bicyclette .Toothed chainrings 4, 5 and 6 (Figure 2) are mounted in a standard manner, perfectly centered on the crankset axle and in planes parallel to each other with a defined spacing, see standardized for a given type of transmission chain . All this so that the operation is regular and the change of chainring for the chain is carried out perfectly. It will have been noted that, almost invariably, the large chainring of a crankset is located in the immediate vicinity of the crank, while the smaller chainring is located near the frame of the bicycle.
Il est donc nécessaire de réaliser une configuration similaire sur le pédalier semi-rigide selon l'invention et c'est en ce sens qu'avantageusement , un anneau 7 en fil métallique ou en matière synthétique, de dimension circonférentielle intérieure sensiblement identique à celle de la couronne dentée 5 et à celle inscrite par l'extrémité des méplats 43, est intercalée entre les plateaux/pignons 4 et 5 à l'intérieur d'un espace circonscrit par les vis de fixation 8 .It is therefore necessary to make a similar configuration on the semi-rigid crankset according to the invention and it is in this sense that advantageously, a ring 7 of metal wire or synthetic material, of internal circumferential dimension substantially identical to that of the ring gear 5 and that inscribed by the end of the flats 43, is interposed between the plates / pinions 4 and 5 inside a space circumscribed by the fixing screws 8.
Autrement dit, après que les méplats/butées 2 et la rondelle 20 aient été assemblés fixement sur le manchon 11 solidairement de la manivelle 1 puis disposés en même temps que l'anneau métallique 7 entre les plateaux/pignons 4 et 5 , les vis de fixation 8 viennent assembler ces mêmes plateaux avec un intervalle déterminé par l'épaisseur de l'anneau 7 qui aura préalablement été centré sur l'axe de pédalier 12 . On aura pris soin de positionner les bras/méplats de liaison 41 et 51 en vis à vis , l'un en face de l'autre .In other words, after the flats / stops 2 and the washer 20 have been fixedly assembled on the sleeve 11 integrally with the crank 1 and then placed at the same time as the metal ring 7 between the plates / pinions 4 and 5, the screws of fixing 8 come to assemble these same plates with an interval determined by the thickness of the ring 7 which will have previously been centered on the bottom bracket pin 12. Care has been taken to position the link arms / flats 41 and 51 facing each other, one opposite the other.
Pour préciser ce montage, on aura compris que les vis de fixation 8 , au nombre de six dans le présent montage donné à titre d'exemple, sont vissées dans la couronne dentée 5 , leur tête prenant appui sur l'extrémité perforée des méplats 43 de la couronne dentée 4 tandis que l'anneau 7 fait office d'entretoise . Cet anneau 7 est ainsi disposé avantageusement car, outre un rôle de calage, i participe au maintien en position des organes élastiques 3 , au repos bien entendu, mai plus particulièrement lorsque ceux ci sont soumis à une forte compression sous l'effor de pédalage du cyclist . Sans cet anneau/ceinture 7 qui les maintient extérieurement, ils auraient une propension à s'expanser, ce qui aurait pour conséquence de perturber fortement leur fonction .To clarify this assembly, it will be understood that the fixing screws 8, six in number in the present assembly given by way of example, are screwed into the toothed crown 5, their head resting on the perforated end of the flats 43 of the ring gear 4 while the ring 7 acts as a spacer. This ring 7 is thus advantageously arranged because, in addition to a wedging role, i participates in the maintenance in position of the elastic members 3, at rest of course, may more particularly when these are subjected to strong compression under the pedaling effort of the cyclist. Without this ring / belt 7 which maintains them externally, they would have a propensity to expand, which would have the consequence of strongly disturbing their function.
Les éléments essentiels constitués par les organes élastiques de transmission 3 entre les butées 2 menantes et les plateaux/pignons 4 et 5 menés vont être décrits à leur tour dans ce qui suit . Ces organes élastiques 3 sont constitués dans cette première réalisation par au moins deux éléments plats, en caoutchouc ou en élastomère de préférence, de forme en partie sectorielle circulaire et aménagés pour être disposés, en les comblant , dans les évidements situés entre l'anneau / ceinture / entretoise 7 et les rondelles 20 , 42 et 52 déduction faite des bras 41 et 51 et des butées/méplat 2. L'épaisseur de ces organes élastiques 3 est, avantageusement, à peu près comparable à l'épaisseur des plateaux 4 et 5 assemblés. Des évidements 32 sont aménagés de manière à acceuillir avec précision les bras 41 et 51 qui les ensèrent et à un endroit situé de telle sorte , qu'il partage chaque organe élastique 3 en deux parties de secteur circulaire de surface inégale, dans un rapport compris entre 1/4 et 1/6 environ. De ces deux parties, la plus grande est celle qui est comprimée au moment de l'effort de pédalage, tandis que la plus petite tient un rôle d'amortisseur lorsque les butées 2 reviennent à leur position initiale à proximité du point mort bas. Complémentairement et avantageusement, un ou deux flasques circulaires, d'un diamètre extérieur au moins légèrement supérieur à l'ensemble des organes élastiques 3 , sont placés sur les faces intérieures et extérieures du pédalier . Centrés sur le manchon 11 , ils sont assemblés entre eux à l'aide de vis 61 , contre les plateaux dentés 4 et 5 avec un léger jeu qui doit être optimum, car il ne doit générer aucun serrage excessif sur les organes élastiques 3 , qui perturberait leur fonctionnement . En effet, le rôle principal de ces flasques est de contenir les organes élastiques 3 dans leurs logements en leur évitant toute déformation latérale durant chaque effort de pédalage. On notera que toutes frictions entre les pièces composant ce pédalier doivent être prises en considération et réduites au minimum, car elles pénalisent le rendement de celui-ci et peuvent provoquer, par endroits, une usure anormale.The essential elements constituted by the elastic transmission members 3 between the driving stops 2 and the driven plates / pinions 4 and 5 will in turn be described in the following. These elastic members 3 are constituted in this first embodiment by at least two flat elements, preferably made of rubber or elastomer, of circular sectoral part shape and arranged to be arranged, by filling them, in the recesses located between the ring / belt / spacer 7 and the washers 20, 42 and 52 less the arms 41 and 51 and the stops / flat 2. The thickness of these elastic members 3 is advantageously roughly comparable to the thickness of the plates 4 and 5 assembled. Recesses 32 are arranged so as to precisely accommodate the arms 41 and 51 which enclose them and at a place situated so that it divides each elastic member 3 into two parts of circular sector of uneven surface, in an included ratio between 1/4 and 1/6 approximately. Of these two parts, the largest is that which is compressed at the time of the pedaling effort, while the smallest acts as a shock absorber when the stops 2 return to their initial position near the bottom dead center. Complementarily and advantageously, one or two circular flanges, with an outside diameter at least slightly greater than all of the elastic members 3, are placed on the inside and outside faces of the pedal board. Centered on the sleeve 11, they are assembled together using screws 61, against the toothed plates 4 and 5 with a slight clearance which must be optimum, since it must not generate any excessive tightening on the elastic members 3, which would disrupt their operation. Indeed, the main role of these flanges is to contain the elastic members 3 in their housings while avoiding any lateral deformation during each pedaling effort. It should be noted that any friction between the parts making up this crankset must be taken into consideration and reduced to a minimum, because they penalize its performance and can cause, in places, abnormal wear.
Ce premier mode de réalisation décrit, voyons maintenant son fonctionnement. S'agissant d'un pédalier monté traditionnellement à la base et à droite du cadre, admettons que c'est le pied droit qui va fournir tout d'abord l'effort de pédalage sur ledit pédalier- Si l'on considère ce pied droit commençant à fournir un effort marqué sur la pédale en début de pédalage, cette pédale est en haut, la manivelle 1 qui la supporte verticalement dirigée vers le haut, elle se trouve dans une situation communément appelée point mort haut A cet instant, en statique, tout effort purement vertical exercé par le cycliste est sans effet sur la chaîne de transmission, le système est en équilibre. Fort heureusement, en dynamique, il en va autrement. Les jambes entraînées dans un rapide mouvement circulaire, l'effort appliqué par le cycliste s'associe à la force inertielle de ses jambes en mouvement II en résulte une force orientée vers le bas mais également vers l'avant qui facilite grandement ce passage du point mort haut et qui peut être mieux utilisée et plus rapidement Pour cela, la pédale et la manivelle de pédalier doivent prendre une légère avance angulaire sur les plateaux dentés 4 et 5 , dès le passage du point mort haut, de manière à ce que la force appliquée soit efficace plus rapidement Cet effet est obtenu avec la compression, par les butées 2 d'entraînement, des organes élastiques 3 . Plus le couple est important et plus l'avance angulaire augmente, pour se stabiliser à l'instant ou le couple est devenu maximum. A cet instant précis, une quantité maximum d'énergie pour un travail donné a été emmagasinée dans les organes élastiques 3 . Aussi, l'instant suivant lorsque l'effort commence à diminuer, une détente de ces mêmes organes élastiques commence à s'opérer, détente qui va se poursuivre jusqu'à la proximité immédiate du point mort bas, endroit précis ou la manivelle 1 de pédalier est verticale, pédale en bas.This first embodiment described, let's now see how it works. As this is a crankset traditionally mounted at the base and to the right of the frame, let us admit that it is the right foot which will first of all provide the pedaling effort on said crankset- If we consider this right foot starting to provide a marked effort on the pedal at the start of pedaling, this pedal is at the top, the crank 1 which supports it vertically directed upwards, it is in a situation commonly called neutral top At this moment, in static, any purely vertical effort exerted by the cyclist has no effect on the transmission chain, the system is in equilibrium. Fortunately, in dynamics, it is different. The legs driven in a rapid circular movement, the effort applied by the cyclist is associated with the inertial force of his legs in movement II results in a force oriented downward but also forward which greatly facilitates this passage of the point dead top and which can be better used and more quickly For this, the pedal and the crankset of the bottom bracket must take a slight angular advance on the chainrings 4 and 5, from the passage of the top dead center, so that the force applied is effective more quickly This effect is obtained with the compression, by the driving stops 2, of the elastic members 3. The greater the torque, the more the angular advance increases, to stabilize at the instant when the torque has become maximum. At this precise moment, a maximum amount of energy for a given job has been stored in the elastic organs 3. Also, the next instant when the effort begins to decrease, a relaxation of these same elastic organs begins to operate, relaxation which will continue until the immediate proximity of the bottom dead center, precise place or the crank 1 of pedal is vertical, pedal down.
Autrement dit, l'énergie accumulée, dans un secteur d'angle de rotation où l'effort du cycliste est d'une efficacité maximum, est restituée dans un secteur d'angle où cette efficacité est fortement diminuée. Ainsi, à chaque demi-tour de pédalier, les organes élastiques 3 sont sollicités en compression pour ensuite se détendre et participer, à chaque fois, à un passage plus aisé du point mort haut suivant.In other words, the energy accumulated, in a sector of angle of rotation where the effort of the cyclist is of maximum efficiency, is restored in a sector of angle where this efficiency is greatly reduced. Thus, at each half-turn of the pedal, the elastic members 3 are subjected to compression in order to then relax and participate, each time, in an easier passage from the next top dead center.
L'effort de pédalage est ainsi rendu plus souple, moins brutal, et il en résulte une diminution très sensible de la fatigue et une réelle augmentation du confort par le filtrage des chocs antagonistes provoqués par le chemin de roulage sur la roue arrière et sur la chaîne de transmission. Quant au rendement global jambe/pédalier semi-rigide selon l'invention, il est théoriquement supérieur à celui d'un ensemble jambe/pédalier classique; dans la mesure toutefois où le frottement des pièces en mouvement de ce pédalier, ne viennent pas absorber l'excédent de rendement obtenu. Il est donc important de prévoir des moyens antifrictions aux endroits sensibles à cet égard. La figure 2 montre à cet effet deux bagues 13 , en matière antifriction, supportant les plateaux dentés 4 et 5 en les centrant respectivement sur le manchon 14 de la manivelle 1 . Elle montre également le mode de montage de la rondelle 20 supportant les butées 2 , qui est solidarisée sur la manivelle 1 à l'aide d'une bague 15 adaptée sur un épaulement 17 et fixement maintenu par un sertissage 16 du manchon 14 de ladite manivelle. Un troisième plateau denté , qui apparaît également sur cette même figure 3 , eut-être avantageusement et au choix, fixé sur le plateau denté 5 où maintenu en position par les vis 61 assemblant également et accesssoirement un protège plateau 9. π est à noter que ledit protège plateau 9 et le plateau denté 6 participent à maintenir latéralement les organes élastiques 3. Des entretoises 62 traversant ces mêmes organes, sont disposées de manière à limiter au maximum les frictions entre les différentes pièces précitées.The pedaling effort is thus made more flexible, less brutal, and this results in a very noticeable reduction in fatigue and a real increase in comfort by filtering the opposing shocks caused by the rolling path on the rear wheel and on the transmission channel. As for the overall yield of the semi-rigid leg / crankset according to the invention, it is theoretically higher than that of a conventional leg / crankset assembly; to the extent, however, that the friction of the moving parts of this crankset does not absorb the excess yield obtained. It is therefore important to provide anti-friction means in sensitive places in this regard. FIG. 2 shows for this purpose two rings 13, made of anti-friction material, supporting the toothed plates 4 and 5 by centering them respectively on the sleeve 14 of the crank 1. It also shows the method of mounting the washer 20 supporting the stops 2, which is secured to the crank 1 using a ring 15 fitted on a shoulder 17 and fixedly held by crimping 16 of the sleeve 14 of said crank . A third toothed plate, which also appears in this same FIG. 3, could be advantageously and as desired, fixed on the toothed plate 5 where held in position by the screws 61 also and incidentally assembling a plate guard 9. π should be noted that said plate guard 9 and the toothed plate 6 participate in laterally holding the elastic members 3. Spacers 62 passing through these same members, are arranged so as to minimize friction between the various aforementioned parts.
Ce premier mode de réalisation selon l'invention est particulièrement avantageux en ce qu'il permet un montage semi-rigide de plusieurs plateaux dentés. D'utilisation générale pour tous types de cycles, il est tout particulièrement adapté à l'équipement de vélos tout teπrain.This first embodiment according to the invention is particularly advantageous in that it allows a semi-rigid mounting of several toothed plates. General use for all types of cycles, it is particularly suitable for equipping all-terrain bikes.
La figure 3 représente essentiellement une manivelle de pédalier 1 , selon l'invention, équipée de moyens d'entraînement comportant au moins deux butées/méplats 2 faisant saillie à la périphérie d'une rondelle 20 fixée sur le manchon 14 de ladite manivelle 1 et centrée sur l'alésage 11 d'axe de pédalier, dans un plan vertical perpendiculaire à cet axe. De part et d'autre de ladite rondelle 20 sont disposées les bagues 13 anti-frictions, de même que chaque butée/méplat 2 est avantageusement équipée d'un élément d'appui 21 , profilé en U et de forme sensiblement parallélépipèdique, adapté pour venir s'emboiter sur chaque bord d'attaque 22 de façon à ce que la pression exercée par lesdites butées 2 sur les organes élastiques 3 soit parfaitement répartie.FIG. 3 essentially represents a bottom bracket crank 1, according to the invention, equipped with drive means comprising at least two stops / flats 2 projecting at the periphery of a washer 20 fixed on the sleeve 14 of said crank 1 and centered on the bore 11 of the bottom bracket axis, in a vertical plane perpendicular to this axis. On either side of said washer 20 are arranged the anti-friction rings 13, just as each stop / flat 2 is advantageously equipped with a support element 21, U-shaped and of substantially parallelepiped shape, suitable for come to fit on each leading edge 22 so that the pressure exerted by said stops 2 on the elastic members 3 is perfectly distributed.
La figure 4 montre plus précisément la forme des organes élastiques 3 utilisés dans le mode de réalisation décrit sur les (fig.l et 2) . Chaque organe 3 est réalisé dans une matière de préférence synthétique car les qualités requises, physiques et chimiques, doivent être supérieures ( Stabilité des caractéristiques mécaniques dans le temps, parfaite résistance aux conditions atmosphériques, etc.). En forme et en volume, il s'apparente de manière i magée à " un morceau de tranche d'ananas ". Son épaisseur est sensiblement identique, voire légèrement plus faible que l'épaisseur des plateaux 4 et 5 assemblés, dans le but de limiter les frictions avec le plateau denté 6 et le protège plateau 9 (fîg.2) ; sa courbure extérieure s'inscrit parfaitement sur le bord intérieur de l'anneau/ceinture 7 (fîg.l), et sa courbure intérieure est définie pour venir au contact des rondelles 20 , 42 et 52 (fig.2) de diamètres extérieurs équivalents. Par ailleurs, des empreintes 32 sont aménagées sur les deux faces de chaque organe élastique 3 , de manière à recevoir lors du montage du pédalier, les bras rayonnants 41 et 51 (fig.l et 2) qui viennent s'y emboîter avec précision. Ainsi chaque organe élastique 3 est pris en sandwich entre lesdits bras rayonnants et immobilisé en position par ceux-ci. Comme cela a été dit précédemment les empreintes 32 partagent lesdits organes 3 en deux parties, une grande, destinée à absorber l'effort de compression et une petite constituant le tampon 31 amortisseur de butée 2 (fig.l) , en fin de détente. Complémentairement, un orifice 30 traverse chaque organe élastique 3 sensiblement à l'endroit du centre géométrique de sa partie la plus grande, pour accueillir une entretoise 62 (fig.l) permettant le passage d'une vis 61 de fixation du plateau denté 6 avec le protège plateau 9 (fig.2). Ces deux organes élastiques peuvent être, avantageusement, absolument identiques.Figure 4 shows more precisely the shape of the elastic members 3 used in the embodiment described in (fig.l and 2). Each member 3 is made of a preferably synthetic material because the required qualities, physical and chemical, must be superior (stability of the mechanical characteristics over time, perfect resistance to atmospheric conditions, etc.). In form and volume, it is magically similar to "a piece of pineapple slice". Its thickness is substantially identical, or even slightly less than the thickness of the plates 4 and 5 assembled, in order to limit friction with the toothed plate 6 and the plate guard 9 (fig. 2); its external curvature fits perfectly on the internal edge of the ring / belt 7 (fig. l), and its internal curvature is defined to come into contact with the washers 20, 42 and 52 (fig. 2) of equivalent external diameters . Furthermore, footprints 32 are arranged on the two faces of each elastic member 3, so as to receive, during assembly of the crankset, the radiating arms 41 and 51 (fig.l and 2) which are fitted therein with precision. Thus each elastic member 3 is sandwiched between said radiating arms and immobilized in position by them. As has been said previously, the cavities 32 share said members 3 in two parts, a large one, intended to absorb the compressive force and a small one constituting the buffer 31 stop damper 2 (fig.l), at the end of expansion. Additionally, an orifice 30 passes through each elastic member 3 substantially at the location of the geometric center of its largest part, to accommodate a spacer 62 (fig.l) allowing the passage of a screw 61 for fixing the toothed plate 6 with the tray protector 9 (fig. 2). These two elastic members can advantageously be absolutely identical.
Sur la figure 5 , les organes élastiques de transmission 3a sont dans cette configuration au nombre de 3 Leur forme est est tout à fait identique à ceux de la figure 4 , à la différence près qu'ils sont nécessairement plus courts. Ils peuvent également être entre eux absolument identiques. Dans cette hypothèse, les axes des empreintes 32a , des orifices traversants 30a et des espaces 2a forment respectivement entre eux des angles de 120*.In FIG. 5, the elastic transmission members 3a are in this configuration 3 in number. Their shape is is completely identical to those of FIG. 4, with the difference that they are necessarily shorter. They can also be absolutely identical to each other. In this hypothesis, the axes of the imprints 32a, of the through orifices 30a and of the spaces 2a respectively form angles of 120 * between them.
La rigidité du pédalier est accrue mais il nécessite pour un fonctionnement efficace une dureté desdits organes élastiques plus faible que précédemment Selon le résultat recherché, et pour un type de d'application donné, un montage à 2., 3 voir 4 organes élastiques peut être ainsi préféré.The rigidity of the crankset is increased, but it requires a lower hardness of said elastic members for effective operation than previously. Depending on the desired result, and for a given type of application, mounting at 2., 3 or even 4 elastic members can be thus preferred.
Les figures 6 et 7 représentent un second mode de réalisation dans lequel la manivelle de pédalier 1 est montée fixe sur le grand plateau denté 4a , tandis que le petit plateau denté 5a est lui monté semi-rigide.Figures 6 and 7 show a second embodiment in which the crank 1 is mounted fixed on the large toothed plate 4a, while the small toothed plate 5a is mounted semi-rigid.
Ce mode de réalisation selon l'invention peut être préféré pour équiper des cycles destinés au cyclisme de compétition sur route. En effet, le revêtement des route s'étant considérablement amélioré, tout particulièrement en montagne, un grand nombre de coureurs peuvent être amenés à préférer un pédalier classique lorsque l'effort de pédalage est faible, comme par exemple dans les descentes de cols, en montagne, ou la vitesse est élevée. Par contre, dans les ascensions de ces mêmes cols, un plateau semi- rigide prend alors tout son intérêt.This embodiment according to the invention may be preferred for equipping cycles intended for competition cycling on the road. Indeed, the road surface having improved considerably, especially in the mountains, a large number of riders may have to prefer a classic crankset when the pedaling effort is low, as for example in descents of passes, in mountain, where the speed is high. On the other hand, in the climbs of these same passes, a semi-rigid plateau then takes all its interest.
Ce mode de réalisation comprend donc une couronne dentée 4a solidarisé à une rondelle 42a par au moins trois bras rayonnants 41a décalés entre eux, au sens trigonométrique du terme, de 120* . Cet ensemble formant un plateau denté monté fixe sur la manivelle de pédalier 1 comme indiqué précédemment Une seconde couronne dentée 5a , plus petite que la précédente, solidarisée à une rondelle 52a par au moins trois bras rayonnants 51a décalés entre eux d'une manière identique au plateau denté 4a est montée en rotation libre sur le manchon 17 de la manivelle 1 , coté cadre du cycle. A l'identique du précédent mode de réalisation, un anneau métallique 7 est mis en place pour maintenir un écartement constant entre les plateaux 4a et 5a , et servir de cage extérieure à l'organe élastique 3b qu'il doit en partie contenir. Les bras 41a et 51a doivent être décalés d'environ 60° de manière à répartir favorablement les masses élastiques entre les différents points de fixation situés alternativement sur les bras rayonnants 41a et 51a . Ces fixations sont constituées par exemple d'un écrou prisonnier 45 serti sur chacun desdits bras 41a et 51a disposé de manière à former entretoise entre les plateaux dentés 4a et 5a en traversant chaque organe élastique 3b. Une vis 46 coopérant avec une rondelle 47 et chacun des écrous prisonniers 45 assurent l'assemblage des plateaux dentés 4a et 5a avec l'organe de transmission élastique 3b . Six vis 46 , trois par plateau sont ainsi nécessaire.This embodiment therefore comprises a toothed crown 4a secured to a washer 42a by at least three radiating arms 41a offset between them, in the trigonometric sense of the term, of 120 * . This assembly forming a toothed plate fixedly mounted on the crankset 1 as indicated above. A second toothed crown 5a, smaller than the previous one, secured to a washer 52a by at least three radiating arms 51a offset between them in an identical manner to the toothed plate 4a is mounted in free rotation on the sleeve 17 of the crank 1, frame side of the cycle. Identical to the previous embodiment, a metal ring 7 is put in place to maintain a constant spacing between the plates 4a and 5a, and serve as an external cage for the elastic member 3b which it must partly contain. The arms 41a and 51a must be offset by approximately 60 ° so as to distribute the elastic masses favorably between the various fixing points located alternately on the arms radiating 41a and 51a. These fasteners consist for example of a captive nut 45 crimped on each of said arms 41a and 51a arranged so as to form a spacer between the toothed plates 4a and 5a by passing through each elastic member 3b. A screw 46 cooperating with a washer 47 and each of the captive nuts 45 assemble the toothed plates 4a and 5a with the elastic transmission member 3b. Six screws 46, three per tray are thus necessary.
La figure 7 montre également dans un montage assez similaire au premier mode de réalisation, la bague antifriction 13a positionnée entre la rondelle 52a et la bague sertie Ba , de manière à limiter les frottements à cet endroit Quant au fonctionnement il se présente ainsi. Lorsque la chaîne de transmission se trouve sur le grand plateau denté 4a , la transmission est classique, c'est à dire rigide. Par contre lorsque ladite chaîne passe sur le petit plateau denté 5a , la transmission devient semi-rigide. En effet, l'effort de pédalage est transmis à la manivelle de pédalier 1 , par conséquent au plateau fixe 4a qui transmet à son tour cet effort à l'organe de transmission élastique 3b par l'intermédiaire de ses trois écrous/entretoises 45 , associés aux vis 4 , au rondelles 47 et avec l'aide des bras 41. Sous l'effort de résistance opéré par le plateau denté 5a qui répercute l'effort de résistance de la chaîne de transmission, l'organe élastique 3b , immobilisé sur ce même plateau denté 5a par les trois vis et écrous coopérant avec les trois bras 51 a, est soumis simultanément à des contraintes de compression et de traction qui l'oblige à se déformer. Le plateau denté 5a peut ainsi prendre un retard angulaire sur le plateau 4a qui sera fonction de la force de pédalage et de l'élasticité dudit organe élastique.FIG. 7 also shows in an assembly quite similar to the first embodiment, the antifriction ring 13a positioned between the washer 52a and the crimped ring Ba, so as to limit friction at this location. As for the operation, it is thus presented. When the transmission chain is on the large toothed plate 4a, the transmission is conventional, that is to say rigid. On the other hand, when said chain passes over the small toothed plate 5a, the transmission becomes semi-rigid. Indeed, the pedaling force is transmitted to the crankset 1, consequently to the fixed plate 4a which in turn transmits this force to the elastic transmission member 3b via its three nuts / spacers 45, associated with the screws 4, the washers 47 and with the help of the arms 41. Under the resistance force operated by the toothed plate 5a which reflects the resistance force of the transmission chain, the elastic member 3b, immobilized on this same toothed plate 5a by the three screws and nuts cooperating with the three arms 51a, is simultaneously subjected to compressive and tensile stresses which force it to deform. The toothed plate 5a can thus take an angular delay on the plate 4a which will be a function of the pedaling force and of the elasticity of said elastic member.
La figure 8 montre en le précisant, un organe élastique 3b de forme générale assez semblable à ceux des figures 4 et 5 , dans lequel les empreintes 35 sont destinées à recevoir les bras 41a du plateau denté 4a (fig.6) tandis que les empreintesFIG. 8 shows, by specifying it, an elastic member 3b of general shape quite similar to those of FIGS. 4 and 5, in which the imprints 35 are intended to receive the arms 41a of the toothed plate 4a (FIG. 6) while the imprints
36 reçoivent les bras 51a du plateau denté 5a ; les orifices 35a et 36a servant au passage des vis de fixation.36 receive the arms 51a of the toothed plate 5a; the orifices 35a and 36a serving for the passage of the fixing screws.
Une légère variante de cet organe élastique 3b est représenté sur la figure 9 . D'unique il redevient multiple en coopérant avec chacun des bras 51a du plateau denté 5a qui ne sont plus emboîtés dans les empreintes 36 (fig.8) mais pourvus chacun d'un méplat venant s'introduire dans une fente 38 qui sépare entre eux les organes élastiques 3c pour les comprimer pendant l'effort de pédalage. Le fonctionnement est assez similaire à celui du premier mode de réalisation en ce sens que les organes élastiques 3c sont sollicités essentiellement en compression, et que des tampons 39 amortissent le mouvement des bras 51a munis de leur méplat Toutefois les empreintes 35 ont toujours pour utilité d'accueillir les bras 41a du plateau denté 4a qui est également monté fixe sur la manivelle de pédalier 1. Sur les figures 10 et 11 est représenté un pédalier semi-rigide qui est particulier en ce qu'il est composé pour une partie, d'un bloc manivelle largement connu et diffuséA slight variant of this elastic member 3b is shown in FIG. 9. Unique, it becomes multiple again by cooperating with each of the arms 51a of the toothed plate 5a which are no longer fitted into the cavities 36 (fig. 8) but each provided with a flat coming into a slot 38 which separates between them. the elastic members 3c to compress them during the pedaling effort. The operation is quite similar to that of the first embodiment in that the elastic members 3c are stressed essentially in compression, and that buffers 39 dampen the movement of the arms 51a provided with their flat area. However, the imprints 35 are still useful for '' receiving the arms 41a of the toothed plate 4a which is also fixedly mounted on the crankset 1. In Figures 10 and 11 is shown a semi-rigid crankset which is particular in that it is composed for part, of a crank block widely known and disseminated
(il équipe un nombre considérable de cycles^et pour l'autre partie, un jeu de plateaux dentés équipés de moyens mécaniques et élastiques nouveaux, conçu pour s'adapter parfaitement sur la première partie.(it equips a considerable number of cycles ^ and for the other part, a set of toothed plates equipped with new mechanical and elastic means, designed to fit perfectly on the first part.
En effet, il paraît particulièrement avantageux de réaliser un pédalier semi-rigide sur la base d'un bloc manivelle largement diffusé car il devrait permettre à tout possesseur d'un cycle équipé d'un bloc manivelle compatible.de pouvoir y adapter un jeu de plateaux semi-rigides d'une façon peu onéreuse. Afin de permettre une meilleure compréhension, seule une partie brisée du plus grand plateau denté 105 et le plateau denté intermédiaire 104 sont représentés sur la figure 10, ainsi que les extrémités brisées d'une des rondelles anti-friction 108.Indeed, it seems particularly advantageous to produce a semi-rigid crankset on the basis of a widely distributed crank block because it should allow any owner of a cycle equipped with a compatible crank block. To be able to adapt a set of semi-rigid plates in an inexpensive way. In order to allow a better understanding, only a broken part of the largest toothed plate 105 and the intermediate toothed plate 104 are shown in FIG. 10, as well as the broken ends of one of the anti-friction washers 108.
Un bloc manivelle classique comprend une manivelle 100 relié à cinq (ou six) bras rayonnantslOl, de longueurs égales et équidistants entre-eux. Sur l'extrémité de chacun de ces bras 101 est aménagé un méplat 102 de longueur et de hauteur sensiblement égales à la largeur des bras, et avec une épaisseur définissant habituellement l'écartement entre les plateaux dentés 104 et 105. Chaque méplat 102 est disposé dans un plan exactement perpendiculaire à l'axe du pédalier 114 sur l'extrémité des bras rayonnants 101 qui ont une épaisseur suffisante .pour qu'un épaulement 101a s'inscrivant dans un cercle centré sur l'axe 114 puisse être aménagé de chaque côté du méplat 102.A conventional crank block comprises a crank 100 connected to five (or six) radiating arms 10, of equal length and equidistant from each other. On the end of each of these arms 101 is arranged a flat 102 of length and height substantially equal to the width of the arms, and with a thickness usually defining the spacing between the toothed plates 104 and 105. Each flat 102 is arranged in a plane exactly perpendicular to the axis of the bottom bracket 114 on the end of the radiating arms 101 which have a sufficient thickness. so that a shoulder 101a inscribing itself in a circle centered on the axis 114 can be arranged on each side flat 102.
Dans ce mode de réalisation selon l'invention les deux plus grands plateaux dentés 104 et 105 ne sont plus fixement solidarisés de part et d'autre d'un méplat 102, montage largement connu, mais au contraire monté en rotation libre, limités à un mouvement circulaire relatif sur les extrémités des bras rayonnant 101. Les plateaux 104 et 105 prennent toujours appui sur les épaulements 101a sur lesquels ils se centrent, mais à la différence des plateaux dentés communs, ils disposent chacun d'une couronne alésée à un diamètre légèrement supérieur au cercle dans lequel s'inscrit les épaulements 101a, de manière à ce que les méplats 102 dont les rôles étaient précédemment de fixer et de déterminer l'écartement entre les plateaux aient à présent essentiellement un rôle de guidage latéral des plateaux 104 et 105 lorsque ceux-ci viennent à tourner sur l'extrémité des bras rayonnant 101.In this embodiment according to the invention, the two largest toothed plates 104 and 105 are no longer fixedly joined on either side of a flat 102, assembly widely known, but on the contrary mounted in free rotation, limited to one relative circular movement on the ends of the radiating arms 101. The plates 104 and 105 are always supported on the shoulders 101a on which they center, but unlike the common toothed plates, they each have a crown bored to a diameter slightly greater than the circle in which the shoulders 101a are inscribed, so that the flats 102 whose roles were previously to fix and determine the spacing between the plates now have essentially a role of lateral guidance of the plates 104 and 105 when these come to rotate on the end of the radiating arms 101.
Afin de réduire au minimum les frottements, une rondelle épaulée 108 est intercalée entre la couronne alésée lOf^et les méplats 102 ainsi qu'entre ladite couronne et l'épaulement 101a. L'épaisseur de cette rondelle peut s'exprimer en dixième de millimètre dans sa partie en contact avec les méplats 102 et en millimètres dans la partie épaulée en contact avec les épaulements 108. Elle est réalisée dans un matériau antifriction genre PTFE ou similaire. Les plateaux dentés 104 et 105 positionnés de part et d'autre des méplats 102 sur les rondelles antîfriction 108 doivent être maintenus entre eux très solidement avec un écartement précis de manière à ne pas presser trop fortement les méplats 102, ce qui nuirait au déplacement rotatif des plateaux,ou à contrario, un jeu trop important pourrait générer des bruits et autoriser la boue et le sable à s'introduire dans le dispositif. A cet effet,des écrous prisonniers 107 sont sertis sur l'un ou l'autre des plateaux dentés 104 et 105 pour accueillir chacun une vis 109et:les entretois r . Ainsi assemblés les plateaux dentés doivent pouvoir tourner librement sans effort et sans jeu apparent, leur course étant simplement limitée par les écrous/entretoise 107 qui viennent au contact des méplats 102.In order to minimize friction, a shouldered washer 108 is interposed between the reamed crown 10f ^ and the flats 102 and between said crown and the shoulder 101a. The thickness of this washer can be expressed in tenths of a millimeter in its part in contact with the flats 102 and in millimeters in the shoulder part in contact with the shoulders 108. It is made of a PTFE-type anti-friction material or the like. Trays toothed 104 and 105 positioned on either side of the flats 102 on the anti-friction washers 108 must be held together very securely with a precise spacing so as not to press too strongly the flats 102, which would hinder the rotary movement of the plates , or conversely, too much play could generate noise and allow mud and sand to enter the device. To this end, captive nuts 107 are crimped onto one or the other of the toothed plates 104 and 105 to each accommodate a screw 109 and: the spacers r. Thus assembled, the toothed plates must be able to rotate freely without effort and without apparent play, their stroke being simply limited by the nuts / spacer 107 which come into contact with the flats 102.
Toutefois, avant d'assembler les plateaux dentés 105 on aura pris soin de mettre en place les plaquettes élastiques 103 qui doivent venir se positionner, pour chacune d'entre elle, le plus étroitement possible entre deux méplats 102 et en même temps que sur un écrou/entretoise 107 qui traverse chaque plaquette 103 dans laquelle est aménagée une perforation 116 (fig.12) décentrée vers une extrémité, pour des raisons que nous verrons plus loin. On notera que chaque plaquette élastique 103 a une épaisseur sensiblement égale à celle d'un méplat 102, permettant ainsi aux rondelles antifriction 108 positionnées, un effleurement à la fois des méplats 102 et des plaquettes élastiques 103. Avant d'assembler le plateau denté 105, il est indispensable de mettre en place à la périphérie des méplats 102 et des plaquettes élastiques 103 un anneau 106 de préférence métallique dont le rôle va être de contenir les plaquettes élastiques 103 lorsque les efforts de compression innombrables,, consécutifs au pédalage, vont être alternativement appliqués sur lesdites plaquettes. On remarquera que les méplats 102 vont jouer dans ce mode de réalisation selon l'invention non plus un rôle d'élément de fixation mais de butée de compression. On remarquera également sur la figure 10 dans une vue partielle d'une des deux rondelles antifriction 108, qu'une perforation oblongue 110 a été aménagée pour permettre le passage de I'écrou/entretoise 107, et laisser à ces mêmes rondelles 108 une liberté relative en rotation de manière à répartir plus largement usures et contraintes.However, before assembling the toothed plates 105, care will have been taken to set up the elastic plates 103 which must be positioned, for each of them, as closely as possible between two flats 102 and at the same time as on a nut / spacer 107 which passes through each plate 103 in which is provided a perforation 116 (fig.12) off-center towards one end, for reasons which we will see later. It will be noted that each elastic plate 103 has a thickness substantially equal to that of a flat 102, thus allowing the anti-friction washers 108 positioned, a touch of both the flat 102 and elastic plates 103. Before assembling the toothed plate 105 , it is essential to put in place at the periphery of the flats 102 and the elastic pads 103 a ring 106 preferably metallic whose role will be to contain the elastic pads 103 when the innumerable compression forces, consecutive to pedaling, will be alternately applied to said wafers. It will be noted that the flats 102 will play, in this embodiment according to the invention, no longer as a fixing element but as a compression stop. It will also be noted in FIG. 10 in a partial view of one of the two anti-friction washers 108, that an oblong perforation 110 has been arranged to allow the passage of the nut / spacer 107, and to allow these same washers 108 a freedom relative in rotation so as to distribute wear and stress more widely.
Le plateau denté 105, peut alors être mis en place à l'aide de vis 109 qui viennent coopérer avec les écrous/entretoise 107. Les plateaux 104 et 105, les manivelles 100 et ses bras rayonnant 101, les rondelles antifriction, les plaquettes élastiques 103 et l'anneau 106 ainsi assemblés constituent un pédalier semi-rigide selon l'invention dans lequel les plateaux dentés 104 et 105 ne sont plus fixement solidaires de l'ensemble manivelles/bras rayonnant mais mobiles en rotation limitée autour de ces mêmes bras. Sur la figure 101e centre de rotation du pédalier est indiqué par la flèche placée en haut du dessin. Il s'agit d'un fonctionnement tout à fait habituel orienté dans le sens des aiguilles d'une montre. Pour que l'effet élastique soit maximum, il faut que la partie de chaque plaquette élastique 103 comprise entre le méplat 102 "poussant" placé juste derrière la plaquette élastique 103 "poussée" et l'écrou/entretoise 107 qui l'immobilise soit la plus grande possible afin d'accumuler un maximum d'énergie lorsque l'effort de pédalage est maximum, énergie en partie restituée lorsque l'effort a fortement diminué,dans la région du point mort bas de la manivelle.The toothed plate 105 can then be put in place using screws 109 which cooperate with the nuts / spacer 107. The plates 104 and 105, the cranks 100 and its radiating arms 101, the anti-friction washers, the elastic plates 103 and the ring 106 thus assembled constitute a semi-rigid crankset according to the invention in which the toothed plates 104 and 105 are no longer fixedly secured to the cranks / radiating arm assembly but movable in limited rotation around these same arms. In figure 101st center of rotation of the crankset is indicated by the arrow at the top of the drawing. It is a very usual operation oriented clockwise. For the elastic effect to be maximum, the part of each elastic plate 103 between the flat "pushing" 102 placed just behind the elastic plate 103 "pushed" and the nut / spacer 107 which immobilizes it must be greatest possible in order to accumulate a maximum of energy when the pedaling effort is maximum, energy partially restored when the effort has greatly decreased, in the region of the bottom dead center of the crank.
On notera que tout à fait avantageusement la petite partie de la plaquette élastique 103 opposée à la grande, sert de butée amortisseur arrière au méplat 102 qui, dans le sens de rotation, la précède. Cette disposition est tout à fait intéressante car elle élimine totalement les bruits consécutifs aux chocs des méplats 102 qui reculent vivement au moment de la détente des plaquettes élastiques 103 à l'approche du point mort bas.It will be noted that quite advantageously the small part of the elastic plate 103 opposite the large, serves as a rear damping stop for the flat 102 which, in the direction of rotation, precedes it. This arrangement is quite advantageous because it completely eliminates the noise resulting from the shocks of the flats 102 which recede sharply when the elastic plates 103 relax when approaching the bottom dead center.
Bien qu'elle ne soit pas représentée sur la figure 10,1a bague étroite antifriction, d'un diamètre juste inférieur à l'anneau de maintien 106, peut être disposée entre celui-ci et la périphérie des plaquettes élastiques 103 afin de réduire encore plus sensiblement les frottements. Sur la figure 11 est précisée la description qui vient d'être faite avec la figure 10 Les plateaux dentés 104 et 105 sont positionnés de part et d'autre du méplat 102, coopérant avec les bagues antifriction 108 centrées sur les épaulements 101a des bras rayonnant 101, l'anneau 106 positionné à la périphérie des méplats 102 et des plaquettes élastiques 103 apparaît ici clairement. D'une manière tout à fait courante un troisième . plateau denté, le plus petit, est fixement solidarisé sur chacun des bras rayonnant 101 à l'aide d'une vis 121. La figure 12 montre la forme approximative d'une plaquette élastique 103 dans laquelle est aménagé un orifice 116 amené à être traversé par un écrou/entretoise 107 (fig. 10 et 13 ) afin que ladite plaquette élastique soit immobilisée sur et entre les plateaux dentés 104 et 105. La petite partie de droite servant de butée amortisseur et la grande partie de gauche sont appelées à être comprimées par un méplat 102. Si la face 117 qui est au contact avec l'anneau 106 ne peut guère évoluer dans sa forme, la face 118 peut être modifiée de manière à obtenir l'effet élastique désiré en fonction de la dureté shore de l 'élastomère utilisé.Although it is not shown in FIG. 10, a narrow anti-friction ring, with a diameter just smaller than the retaining ring 106, can be arranged between the latter and the periphery of the elastic plates 103 in order to further reduce more substantially the friction. In FIG. 11, the description which has just been given with FIG. 10 is specified. The toothed plates 104 and 105 are positioned on either side of the flat 102, cooperating with the anti-friction rings 108 centered on the shoulders 101a of the radiating arms. 101, the ring 106 positioned at the periphery of the flats 102 and elastic plates 103 appears here clearly. Quite commonly a third. toothed plate, the smallest, is fixedly secured to each of the radiating arms 101 using a screw 121. FIG. 12 shows the approximate shape of an elastic plate 103 in which is an orifice 116 brought to be crossed by a nut / spacer 107 (fig. 10 and 13) so that said elastic plate is immobilized on and between the toothed plates 104 and 105. The small part on the right serving as a damping stop and the large part on the left are called upon to be compressed by a flat 102. If the face 117 which is in contact with the ring 106 can hardly change in its shape, the face 118 can be modified so as to obtain the desired elastic effect as a function of the shore hardness of the elastomer used.
La figure 13 nous montre,par une coupe partielle, le montage exact d'un écrou/entretoise 107 serti sur le plateau denté 104 traversant celui-ci et la plaquette élastique 103 pour aller coopérer avec la vis 109 traversant la couronne 105a du plateau denté 105. Sur cette figure l'anneau 106 destiné à contenir les plaquettes élastiques a été remplacé par le pliage d'une partie 105b du plateau denté 105 qui vient se mettre en lieu et à la place de l'anneau précité où il remplit la même fonction. Comme on voit, d'après ce qui précède, ces pédaliers semi-rigides selon l'invention ont en commun d'emmagasiner de l'énergie dans les secteurs angulaires de rotation ou l'effort de pédalage est efficace pour restituer cette énergie dans les secteurs ou cet effort l'est moins. La charge appliquée sur le cycliste est ainsi réduite, son effort mieux réparti et le confort de pédalage très nettemnt amélioré.Figure 13 shows us, by a partial section, the exact mounting of a nut / spacer 107 crimped on the toothed plate 104 passing through it and the elastic plate 103 to go cooperate with the screw 109 passing through the crown 105a of the toothed plate 105. In this figure, the ring 106 intended to contain the elastic plates has been replaced by the folding of a part 105b of the toothed plate 105 which comes into place and in place of the aforementioned ring where it fills the same function. As we see, from the above, these semi-rigid cranksets according to the invention have in common the storage of energy in the angular sectors of rotation where the pedaling effort is effective in restoring this energy in the sectors where this effort is less so. The load applied to the cyclist is thus reduced, its effort better distributed and the pedaling comfort very much improved.
Il va de soi que la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées et sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. Par exemple, l'adaptation des moyens annexes antifrictions constitués de roulements à bille ou à aiguilles en lieu et place des bagues antifrictions décrites, peuvent s'avérer favorable pour le cyclisme de compétition. It goes without saying that the present invention is in no way limited to the embodiments described and shown, it is capable of variants accessible to those skilled in the art according to the applications envisaged and without departing from the spirit of the invention. For example, the adaptation of the additional anti-friction means consisting of ball or needle bearings in place of the anti-friction rings described, may prove favorable for competitive cycling.

Claims

REVENDICATIONS
1) Pédalier semi-rigide pour cycles comportant au moins deux plateaux dentés 4 et 5, fixement solidaires entre eux, montés rotatif sur un manchon 14 de la manivelle 1, de part et d'autre d'au moins deux butées/méplats 2 fixement solidaire dudit manchon, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux organes élastiques en élastomère1) Semi-rigid crankset for cycles comprising at least two toothed plates 4 and 5, fixedly secured to each other, rotatably mounted on a sleeve 14 of the crank 1, on either side of at least two stops / flats 2 fixedly integral with said sleeve, characterized in that it comprises at least two elastic elastomer members
'5 fermement maintenus latéralement par les bras rayonnants 11 et 51 des plateaux dentés 4 et 5, de manière à pouvoir être comprimés par les butées/méplats 2 lorsqu'une force motrice de pédalage est appliquée sur la manivelle 1.'5 firmly held laterally by the radiating arms 11 and 51 of the toothed plates 4 and 5, so that they can be compressed by the stops / flats 2 when a driving pedaling force is applied to the crank 1.
2) - Pédalier semi-rigide selon la revendication 1 caratérisé en ce que au moins deux butées/méplats 2 , intégralement solidaire d'une rondelle 20 , sont positionnées à 0 la périphérie de ladite rondelle, dans un plan parallèle au plateaux dentés 4 et 5 et entre ceux-ci, dans un espace déterminé par un anneau/entretoise 7 , et possèdent une longueur, et une épaisseur suffisante pour accepter, sur chacun de leur bord avant dans le sens de rotation, un élément d'appui 21 , l'ensemble fixement solidarisé sur le manchon 14 de la manivelle 1 , perpendiculairement à l'axe de l'alésage 11 . 5 3) - Pédalier semi-rigide pour cycles selon la revendication 1 caractérisé en ce que tous les bras plats rayonnants 41 et 51 des plateaux dentés 4 et 5 ainsi que les rondelles 42 et 52 sont sensiblement disposées dans le plan de leur plateau respectif, et que les bras rayonnants 41 sont de préférence placés exactement en regard des bras rayonnants 51 qui leur font face. 0 4) - Pédalier semi-rigide pour cycles selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les organes élastiques 3 sont constitués d'éléments plats, en matière élastique synthétique ou naturelle, s'inscrivant entre deux cercles concentriques, et pourvu chacun sur chaque face plane, d'au moins une empreinte 32 adaptée pour accueillir les bras rayonnants 41 et 51 en un endroit séparant chaque organe élastique 5 en une grande et une petite partie 31 formant tampon.2) - Semi-rigid crankset according to claim 1 characterized in that at least two stops / flats 2, integral with a washer 20, are positioned at 0 the periphery of said washer, in a plane parallel to the toothed plates 4 and 5 and between them, in a space determined by a ring / spacer 7, and have a length and a thickness sufficient to accept, on each of their front edges in the direction of rotation, a support element 21, l 'assembly fixedly secured to the sleeve 14 of the crank 1, perpendicular to the axis of the bore 11. 5 3) - Semi-rigid crankset for cycles according to claim 1 characterized in that all the radiating flat arms 41 and 51 of the toothed plates 4 and 5 as well as the washers 42 and 52 are substantially arranged in the plane of their respective plates, and that the radiating arms 41 are preferably placed exactly opposite the radiating arms 51 which face them. 0 4) - Semi-rigid pedal unit for cycles according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic members 3 consist of flat elements, made of synthetic or natural elastic material, between two concentric circles, and each provided on each flat face, at least one imprint 32 adapted to accommodate the radiating arms 41 and 51 at a location separating each elastic member 5 into a large and a small portion 31 forming a buffer.
5) - Pédalier semi-rigide pour cycles selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un anneau métallique 7 est disposé à la périphérie des organes élastiques 3 assemblés, entre les plateaux 4 et 5 qu'il maintient écartés.5) - Semi-rigid pedal for cycles according to one of the preceding claims characterized in that a metal ring 7 is disposed at the periphery of the elastic members 3 assembled, between the plates 4 and 5 which it keeps apart.
6) - Pédalier semi-rigide pour cycles comportant au moins deux plateaux 0 dentés 104 et 105 fixement solidaires entre eux caractérisés en ce que ces plateaux sont montés rotatifs sur les extrémités d'au moins trois bras rayonnant 101, solidaires de la manivelle 100 où ils sont maintenus latéralement par un méplat 102 aménagé à l'extrémité de chacun des bras rayonnant 101, ledit méplat venant comprimé une plaquette élastique en élastomère 103, solidarisée aux plateaux dentés 104 et 105 par un écrou/entretoise 107 qui la traverse, lorsqu'un effort de pédalage est appliqué sur la manivelle 100 qui peut prendre ainsi une légère avance angulaire sur lesdits plateaux dentés. 7) - Pédalier semi-rigide pour cycles selon la revendication 6 caractérisé e ce que chaque plaquette élastique 103 est maintenue latéralement par le couronnes des plateaux dentés 104 et 105 et longitudalement par une entretoîs 107 qui la traverse latéralement dans la partie opposée à celle qui est compressé -5 par le méplat 102 de chacun des bras rayonnant 101 lorsqu'un effort de pédalage est appliqué.6) - Semi-rigid crankset for cycles comprising at least two chainrings 0 toothed 104 and 105 fixedly secured to each other characterized in that these chainrings are rotatably mounted on the ends of at least three radiating arms 101, secured to the crank 100 where they are held laterally by a flat 102 arranged at the end of each of the radiating arms 101, said flat coming compressed an elastic plate of elastomer 103, secured to the toothed plates 104 and 105 by a nut / spacer 107 which crosses it, when a pedaling force is applied to the crank 100 which can thus take a slight angular advance on said toothed plates. 7) - Semi-rigid pedal for cycles according to claim 6 characterized e that each elastic plate 103 is held laterally by the crowns of the toothed plates 104 and 105 and longitudinally by a spacer 107 which crosses laterally in the part opposite to that which is compressed -5 by the flat 102 of each of the radiating arms 101 when a pedaling force is applied.
8)ι - Pédalier semi-rigide pour cycles selon la revendication 6 et 7 caractérisé en ce qu'une rondelle antifriction épaulée 108 est disposée de part et d'autre des méplats 102 à la périphérie des bras rayonnant 101 pour coopérer avec les plateaux 0 dentés 104 et 105 ainsi qu'avec les épaulements 101a, afin de réduire au minimum les frottements desdits plateaux sur l'extrémité des bras rayonnant 101.8) ι - Semi-rigid crankset for cycles according to claim 6 and 7 characterized in that a shoulder anti-friction washer 108 is arranged on either side of the flats 102 at the periphery of the radiating arms 101 to cooperate with the plates 0 toothed 104 and 105 as well as with the shoulders 101a, in order to minimize the friction of said plates on the end of the radiating arms 101.
9) - Pédalier semi-rigide pour cycles selon la revendication 6, 7 et 8 caractérisé en ce qu'un anneau métallique de section sensiblement carré ou rectangulaire est disposé à la périphérie extérieure des plaquettes élastiques 103 et des méplats 102 entre les plateaux 104 et 105 pour contenir lesdites plaquettes 103 lorsqu'un effort de pédalage est appliqué sur la manivelle 100.9) - Semi-rigid pedal for cycles according to claim 6, 7 and 8 characterized in that a metal ring of substantially square or rectangular section is disposed at the outer periphery of the elastic plates 103 and the flats 102 between the plates 104 and 105 to contain said plates 103 when a pedaling force is applied to the crank 100.
10) - Pédalier semi-rigide pour cycles selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'anneau 106 peut être remplacé par un bord rabattu 105b aménagé sur l'un des plateaux dentés mobiles de manière à contenir vers l'extérieur les organes élastiques lorsqu'un effort de pédalage est appliqué sur la manivelle 100. 10) - Semi-rigid crankset for cycles according to one of the preceding claims characterized in that the ring 106 can be replaced by a folded edge 105b arranged on one of the movable toothed plates so as to contain outwards the elastic members when a pedaling force is applied to the crank 100.
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