FR3139112A1

FR3139112A1 - Cycle crankset with independent cranks.

Info

Publication number: FR3139112A1
Application number: FR2208594A
Authority: FR
Inventors: Jacques Cerdan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-08-28
Filing date: 2022-08-28
Publication date: 2024-03-01

Abstract

Pédalier de cycle à manivelles indépendantesL’invention concerne un pédalier de cycle, comprenant des manivelles (11) pour la droite, (12) pour la gauche, articulées autour d’un axe da manivelle (14) de centre (c) et présentant chacune un axe de pédale (w). Les manivelles comportent un axe de transmission (17) de centre (p).La manivelle droite (11) est articulée sur un porte plateau (4) monté sur un axe (7) de centre (x).La manivelle gauche (12) est montée sur l’autre extrémité de l’axe (7) et est articulée par le levier (6) par un axe (14) de centre (c). Une came (1) fixe par rapport au cycle (2) de centre (x) comporte dans la partie excentrée de centre (y) un anneau (13) où se situe une articulation de centre (p) ou vient se loger l’axe de transmission (17) de centre (p). Figure à publier pour l’abrégé : Fig 1. Cycle crankset with independent cranksThe invention relates to a cycle crankset, comprising cranks (11) for the right, (12) for the left, articulated around a crank axis (14) of center (c) and each having a pedal axle (w). The cranks comprise a transmission axis (17) of center (p). The right crank (11) is articulated on a chainring holder (4) mounted on an axis (7) of center (x). The left crank (12) is mounted on the other end of the axis (7) and is articulated by the lever (6) by an axis (14) of center (c). A cam (1) fixed relative to the cycle (2) of center (x) comprises in the eccentric part of center (y) a ring (13) where an articulation of center (p) is located where the axis is housed transmission (17) from center (p). Figure to be published for the abstract: Fig 1.

Description

Cycle crankset with independent cranks.

FIELD OF THE INVENTION

La présente invention concerne un pédalier de véhicule à pédales. Elle trouve des applications particulièrement avantageuses, mais non exclusives, dans le domaine des bicyclettes ou autres engins similaires. Dans le cadre de l’invention, le terme de bicyclette doit être compris dans son sens le plus général. Il englobe notamment les termes de bicyclette proprement dite, vélo de course, tricycle, quadricycle, vélo tout terrain, pédalo, fauteuil roulant pour personne à mobilité réduite. De façon générale, l’invention s’applique à tout type de véhicule ou engin mû par un mécanisme mettant en jeu un pédalier, qu’il soit destiné à des adultes ou à des enfant (jouet). Pour fixer les idées, on se placera dans ce qui suit dans le cas de l’application préférée de l’invention, à savoir une bicyclette classique, sans que cela limite en quelconque façon que ce soit la portée de l’invention.The present invention relates to a pedal vehicle pedal assembly. It finds particularly advantageous, but not exclusive, applications in the field of bicycles or other similar machines. In the context of the invention, the term bicycle must be understood in its most general sense. It includes in particular the terms bicycle proper, racing bike, tricycle, quadricycle, mountain bike, pedal boat, wheelchair for people with reduced mobility. In general, the invention applies to any type of vehicle or machine driven by a mechanism involving a pedal assembly, whether intended for adults or children (toy). To clarify the ideas, we will consider in the following the case of the preferred application of the invention, namely a conventional bicycle, without this limiting in any way the scope of the invention.

PRIOR ART

Actuellement les pédaliers comportent au moins un plateau à couronne dentée qui est solidaire en rotation d’un arbre tournant autour d’un axe fixe de pédalage et qui entraîne une chaîne. Cette dernière entraîne à son tour un pignon denté, solidaire d’un arbre de rotation de la roue arrière. Ce pignon n’est pas nécessairement unique, il peut être constitué d’un dérailleur muni de plusieurs pignons de rapports différents pour s’adapter aux configurations du terrain. Le plateau à couronne dentée est solidaire de deux manivelles situées symétriquement de part et d’autre du cadre de la bicyclette et décalée de 180°. Les extrémités libres des manivelles sont munies d’un pas de vis permettant d’y fixer une pédale libre en rotation autour d’un axe de liaison. De ce fait, en exerçant des forces de poussée sur les pédales, le cycliste entraîne en rotation le plateau à couronne dentée qui entraîne à son tour la roue arrière par l’intermédiaire de la chaîne. Ce type de pédalier présente des inconvénients dont le principal est dû a la configuration symétrique des manivelles qui ont leurs axes longitudinaux alignés. En particulier lorsqu’une pédale est en position basse (point mort bas : PMB), son opposé est en position haute (point mort haut : PMH). Dans cette position si le cycliste exerce une poussée vers le bas sur la pédale, il est aisé de comprendre que cette poussée se révèle inefficace puisqu’il n’existe pas alors de composante de force entraînant en rotation les manivelles.Currently, cranksets have at least one chainring with a toothed crown that is integral in rotation with a shaft rotating around a fixed pedaling axis and which drives a chain. The latter in turn drives a toothed pinion, integral with a rotation shaft of the rear wheel. This pinion is not necessarily unique, it can be made up of a derailleur equipped with several pinions of different ratios to adapt to the configurations of the terrain. The chainring with a toothed crown is integral with two cranks located symmetrically on either side of the bicycle frame and offset by 180°. The free ends of the cranks are equipped with a screw thread allowing a pedal to be fixed there, free to rotate around a connecting axis. As a result, by exerting thrust forces on the pedals, the cyclist rotates the chainring with a toothed crown, which in turn drives the rear wheel via the chain. This type of crankset has disadvantages, the main one being the symmetrical configuration of the cranks, which have their longitudinal axes aligned. In particular, when a pedal is in the low position (bottom dead center: BDC), its opposite is in the high position (top dead center: TDC). In this position, if the cyclist exerts a downward push on the pedal, it is easy to understand that this push is ineffective since there is no force component rotating the cranks.

Dans l’état actuel de la technique, il existe différentes solutions pour faciliter le passage de point mort haut PMH. Les systèmes les plus pertinents utilisent des manivelles indépendantes et un plateau décentré par une came. Des biellettes assurent la liaison entre les manivelles et le plateau. Ceci est décrit, par exemple dans le brevet FR 2 584 671, dans la demande de brevet FR 2 742 408 A1, dans la demande US 2004/045401 A ou dans le brevet US 6 367 352 B1.In the current state of the art, there are various solutions to facilitate the passage from top dead center TDC. The most relevant systems use independent cranks and a chainring offset by a cam. Connecting rods provide the connection between the cranks and the chainring. This is described, for example, in patent FR 2 584 671, in patent application FR 2 742 408 A1, in application US 2004/045401 A or in patent US 6 367 352 B1.

DISADVANTAGES OF PRIOR ART

Dans ces mécanismes, il subsiste des inconvénients dus à la géométrie. En effet l’articulation du plateau est obtenue par des éléments de grande dimension. Ceci est dû au fait de l’utilisation de came de décentrage ; les portes plateaux tournent autour d’un roulement très étroit et sont soumis à des efforts importants liés au décentrage.In these mechanisms, there are still disadvantages due to the geometry. In fact, the articulation of the plate is obtained by large elements. This is due to the use of an off-center cam; the plate holders rotate around a very narrow bearing and are subjected to significant forces related to off-centering.

La dimension extérieure des roulements du porte plateau limite l’utilisation de petits plateaux, le déport de la manivelle droite étant trop important ce qui crée une dissymétrie de l’ensemble. Ceci est le résultat de l’utilisation de biellettes dont les épaisseurs s’ajoutent à celui du mécanisme. Les biellettes ont aussi l’inconvénient d’utiliser de nombreuses articulations qui augmentent le cumul des jeux. Les articulations des manivelles droites et gauches sont différentes résultant de la conception liée à la dissymétrie relevée ci-avant dans le texte. L’axe de manivelle est rallongé (par un maneton) pour satisfaire au déport du mécanisme côté droit.The external dimension of the chainring carrier bearings limits the use of small chainrings, the offset of the right crank being too great, which creates an asymmetry of the assembly. This is the result of the use of connecting rods whose thicknesses are added to that of the mechanism. The connecting rods also have the disadvantage of using numerous joints which increase the cumulative play. The joints of the right and left cranks are different, resulting from the design linked to the asymmetry noted above in the text. The crank axle is extended (by a crank pin) to accommodate the offset of the mechanism on the right side.

Le pédalier selon l’invention permet de remédier à ces inconvénients. Il utilise des manivelles indépendantes, placées de chaque côté du cycle et articulées sur un porte plateau, du côté droit, et sur un levier, du côté gauche. Le porte plateau et le levier sont rendus solidaire par l’intermédiaire de l’axe du pédalier. Ces deux éléments sont concentriques à l’axe de boitier. Les manivelles, en forme de L majuscule, utilisent deux des articulations se substituant à l’utilisation de biellettes. Une came, solidaire du boitier du cycle, porte par l’intermédiaire d’un roulement, un anneau ou est logé une bague destinée à recevoir un axe de transmission, mettant en liaison les manivelles avec les cames. L’invention concerne plus précisément un pédalier de cycle tel que défini par les revendications, et a pour finalité la suppression du point mort haut (PMH) dans le mouvement complet de pédalage.The crankset according to the invention overcomes these drawbacks. It uses independent cranks, placed on each side of the cycle and articulated on a chainring holder, on the right side, and on a lever, on the left side. The chainring holder and the lever are made integral by means of the crankset axle. These two elements are concentric with the housing axle. The cranks, in the shape of a capital L, use two of the articulations replacing the use of connecting rods. A cam, integral with the housing of the cycle, carries, by means of a bearing, a ring or a ring is housed intended to receive a transmission axle, connecting the cranks with the cams. The invention relates more specifically to a cycle crankset as defined by the claims, and has the purpose of eliminating the top dead center (TDC) in the complete pedaling movement.

LIST OF FIGURES

Les dessins annexes illustrent des modes de réalisation de l’invention.
représente une vue latérale d’un pédalier selon un premier mode de réalisation (dessin 1) et une vue en coupe du premier mode de réalisation du pédalier (dessin 1A).
représente une vue latérale suivant un deuxième mode de réalisation (dessin 2) et une vue en coupe du deuxième mode de réalisation du pédalier (dessin 2A).
représente une vue latérale d’un pédalier suivant un troisième mode de réalisation.The accompanying drawings illustrate embodiments of the invention.
represents a side view of a crankset according to a first embodiment (drawing 1) and a sectional view of the first embodiment of the crankset (drawing 1A).
represents a side view according to a second embodiment (drawing 2) and a sectional view of the second embodiment of the pedal assembly (drawing 2A).
represents a side view of a pedal assembly according to a third embodiment.

DESCRIPTION DETAILLE DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Premier mode de réalisation
Les figures 1 et 1A représentent un pédalier de cycle, selon un premier mode de réalisation de l’invention. Ce pédalier se compose de deux mécanismes montés de chaque côté du cycle. Chaque mécanisme est composé lui-même par deux sous ensemble.
Un ensemble manivelles
Un ensemble cames.
L’ensemble manivelles est constitué par la manivelle droite (11) articulée sur le porte plateau (8) de centre (c) et la manivelle gauche (12) articulée sur un levier (6).
Les axes d’articulation (18) sont montés sur le porte plateau (4) avec un roulement (19) et une entretoise (16).
Les manivelles (11) et (12), articulées en (c), comportent à leur extrémité la plus longue un trou de centre (w) destiné à recevoir les pédales.
L’autre extrémité de centre (p) porte un axe de transmission (17) freiné par un écrou (18).
La liaison ,côté droit, entre le porte plateau (4) et le levier (6) est assurée par un axe de boitier (7) dont l’extrémité peut être un carré conique ou cannelée.
Une vis (8) de centre (x) munie d’une rondelle (9) assure le maintien entre le porte plateau (4) et le levier (6).
L’ensemble de cames se compose d’une came (1), fixe et vissée à l’intérieur du boitier de cycle (2) de centre (x). La partie excentrée de la came de centre (y) porte un roulement (3) sur lequel est monté à l’extérieur une bague (13) ou est incorporé un palier (19) dans lequel s’articule l’axe de transmission (17). La direction de la came (4) (x y) à, dans ce cas, un sens positionné vers 10 heures environ (par rapport à un cadran horaire) . Cette direction est assurée par un axe-butée (non représenté) vissé sur la came de centre (20) prenant appui sur le hauban arrière du cycle.

Second mode de réalisation

Les figures 2 et 2A représentent un pédalier de cycle, selon un second mode de réalisation de l’invention.First embodiment
Figures 1 and 1A show a cycle crankset, according to a first embodiment of the invention. This crankset is composed of two mechanisms mounted on each side of the cycle. Each mechanism is itself composed of two sub-assemblies.
A set of cranks
A set of cams.
The crank assembly consists of the right crank (11) articulated on the center (c) chainring carrier (8) and the left crank (12) articulated on a lever (6).
The hinge pins (18) are mounted on the plate carrier (4) with a bearing (19) and a spacer (16).
The cranks (11) and (12), articulated at (c), have at their longest end a central hole (w) intended to receive the pedals.
The other end of the center (p) carries a transmission axle (17) braked by a nut (18).
The connection, on the right side, between the tray holder (4) and the lever (6) is ensured by a housing axle (7) whose end can be a conical or grooved square.
A center screw (8) (x) fitted with a washer (9) ensures the hold between the tray holder (4) and the lever (6).
The cam assembly consists of a cam (1), fixed and screwed inside the cycle housing (2) of center (x). The eccentric part of the cam of center (y) carries a bearing (3) on which is mounted on the outside a ring (13) or is incorporated a bearing (19) in which the transmission axis (17) is articulated. The direction of the cam (4) (xy) has, in this case, a sense positioned at approximately 10 o'clock (relative to a time dial) This direction is ensured by a stop axle (not shown) screwed onto the center cam (20) resting on the rear stay of the cycle.

Second embodiment

Figures 2 and 2A show a cycle crankset, according to a second embodiment of the invention.

Dans ce mode de réalisation, de nombreux éléments sont identiques ou similaires au premier mode de réalisation. Dans cette variante, la came (6) porte en son centre (x) une bague à aiguilles (10) permettant à l’axe (7) de tourner librement. La direction de la came (4) (xy) à un sens positionné vers 7 heures environ (par rapport à un cadran horaire) .

Troisième mode de réalisation

La représente une vue en coupe du boitier de pédalier. Cette variante diffère du deuxième mode de réalisation par le montage de deux roulements à billes (24) sur la came (1) tournant sur l’axe (7). Un manchon élastique (23) est incorporé entre les roulements (23) et l’axe (7). Ceci afin de compenser les défauts éventuels de parallélisme ou de déformation de la came (1). Selon une caractéristique avantageuse, le pédalier suivant l’invention peut être utilisé avec des plateaux (5) simples, doubles, triples, ronds, ovoïdes ou ovales qui sont connus de l’homme du métier. Les plateaux ovales ou ovoïdes peuvent être placés dans n’importe quelle position pour convenir à une utilisation désirée. De façon générale, l’homme du métier pourra sans difficulté combiner les caractéristiques présentées dans les différents modes de réalisation de l’invention de la présente demande sans sortir du cadre de l’invention.
Le pédalier selon l’invention est particulièrement destiné à équiper des cycles dans le but d’améliorer leurs performances. Par cycles il faut entendre vélo de compétition, de cyclotourisme, VTT, vélo électrique, vélo pour handicapé, vélo couché etc.
In this embodiment, many elements are identical or similar to the first embodiment. In this variant, the cam (6) carries at its center (x) a needle ring (10) allowing the axis (7) to rotate freely. The direction of the cam (4) (xy) has a direction positioned at approximately 7 o'clock (relative to a time dial) .

Third embodiment

There represents a cross-sectional view of the bottom bracket. This variant differs from the second embodiment by the mounting of two ball bearings (24) on the cam (1) rotating on the axle (7). An elastic sleeve (23) is incorporated between the bearings (23) and the axle (7). This is in order to compensate for any defects in parallelism or deformation of the cam (1). According to an advantageous characteristic, the crankset according to the invention can be used with single, double, triple, round, ovoid or oval chainrings (5) which are known to those skilled in the art. The oval or ovoid chainrings can be placed in any position to suit a desired use. In general, those skilled in the art will be able to easily combine the characteristics presented in the different embodiments of the invention of the present application without departing from the scope of the invention.
The crankset according to the invention is particularly intended to equip cycles in order to improve their performance. By cycles we mean racing bikes, cycle touring bikes, mountain bikes, electric bikes, bicycles for the disabled, recumbent bikes, etc.

Claims

Cycle crankset comprising independent cranks (11) and (12) articulated around an axis (14) with a center (c) mounted on a chainring carrier (4) with a center (x). This chainring carrier is made integral with an axis (7) with a center (x) by a conical square on the right side.
On the left end of the axle (7) is mounted a lever (6) of center (x).
A cam (1) secured to the cycle by an axle (20) (not shown) characterized by cranks (11) and (12) shaped such that they replace the use of connecting rods.

Cycle crankset according to claim 1 or the cam (13) is centered on the axle (7) by a needle bearing (10) figure 2A.

According to the claim 1 or 2 or an elastic sleeve (23) is interposed between the bearings (24) of the cam (1) and the axis (7) in order to reduce the natural play of the assembly.