CA1114648A - Dispositif perfectionne pour faciliter l'engagement des pedales d'une bicyclette - Google Patents

Abstract

L'invention concerne l'équipement des pédales de bicyclettes, et notamment de celles à usage sportif. Chaque pédale 50 est équipée d'un cale-pied 60 qui la déséquilibre lorsque le cycliste dégage son pied, et d'un dispositif 70 qui la ramène et la maintient dans une position angulaire déterminée par rapport à la manivelle. Ce dispositif comprend une pièce 71 substituée au classique cabochon de fermeture du moyen 53 et un mamelon 72 vissé en bout de l'axe 52 en lieu et place de l'écrou de serrage du palier, portant des bagues respectives 73, 74 magnétiquement polarisées de manière asymétrique mais complémentaire pour la position angulaire voulue. Des variantes de réalisation sont prévues. L'invention facilite donc considérablement l'engagement des pieds du cycliste dans les cale-pieds ou équipements équivalents des pédales, en supprimant les inconvénients et risques habituels de cette opération.

Description

L'inventlon se rapporte d'une manière ~énérale à
l'éqllipement des ~icyclettes et notamment de celles à usage sportif, et concerne plus particulièrement un disE~ositif perfec- . -tionné destiné à faciliter l'engagernent des cale-pieds équipant les pédales d'une telle bicyclette.
L'orsqu'une bicyclette est destinée ~ un usage sportif, tous ses éléments son-t conçus pour fa~70riser le meilleur rendement des efforts exercés par le cycliste, mais encore pour lui éviter toute perte de temps: Ainsi et par exemple, les roues d'une :10 part sont allégées autant qu'il est possible sans compromettre ~;
leur résistance, et d'autre part sont équipées de moyeux dits "à blocage rapide" facilitant pour démontage et remontage en cas de crevaison. ~.
Or, cette double condition de meilleur rendement et de gain de temps n'est pas satisfaite par.deux organes essentiels de ~
La bicyclette, à savoir ses pédales: ( .
En effet, puisque ces pédales ont pour rôle fondamental :
de coupler le système musculaire du cycliste engendrant l'efort propulsif au système cinématique de propulsion de.la bicyclette, . :.
leur agencement comme leur équipement sont essentieIlement .
con~us pour favoriser l'efficacité et le rendement de ce couplage:
Dans ce but, chaque pédale est montée par l'intermédi~
aire de paliers à billes sur son axe fixé en bout de la manivelle, par rapport à laquelle elle effectue nécessairement une révolu-tion relative complète pour cnaque tour de pédalier, puisqu'elle reste maintenue sensiblement horizontale par le pied du cycliste. :~
I~ s'ensuit que la pédale est par construction parfaitement ~
libre en rotation autour de son axe.
Par ailleurs, pour sa parfaite liaison au pied du cycliste, chaque pédale est équipée d'une cale-pied, constitué
par une lame flexible prolongeant sa face d'appui vers l'avant, puis recourbée vers l'arrière pour envelopper la polnte de la .

chaussure, e-t por-tant à son e~xtr~mité libre une courroie transver-sale bouclée autour de la chaussure sous la portion arrière de la pédale. Il s'ensuit que l'ensemble présente un balourd important, qui tend à maintenir la pédale libre dans une position angulaire constante, pour laquelle le cale-pied pointant vers l'arrièxe est situé sous la pédale inclinée d'environ 30 à 40 sur l'horizontale.
Il est de toute évidence particulièrement malcor~mode d'engager un cale-pied ainsi orienté pratiquement à l'envers . 10 de sa position d'utilisation, dans laquelle il doit être préala-blement ramené par des manoeuvres délicates de la pointe du pied. L'expérience prouve en effet~qu'un cycliste ayant mis ~
pied à terre ou ayant dégagé son pied pour prévenir une chute, ;
perd un temps parfois important pour réorienter convenablement ~ :
la pédale puis chausser son cale-p1ed. Or, pendant ce temps.
non seulement le cycliste ne peut exercer aucun effort de propulsion utile, mais surtout son attention est dangereusement .
distraite de sa route et de la conduite de sa bicyclette, tandis que sa faculté de manoeuvre est limitée par sa faible vitesse .
et que sa stabilité est en conséquence compromise. Il s'ensuit - globalement un handicap certain et un risque de chute non négli- .
geable.
L'invention a pour but de pallier ces inconvénients ~ inhérents à l'équipement classique des pédales d'une bicyclette ou ~;
.~ tout équipement équivalent susceptible de les déséquilibrer de .
semblable manière, et a en conséquence pour objet un dispositif perfectionné destiné à faciliter l'engagement d'une pédale de bicyclette munie d'un cale-pied ou équipement similaire, en l'amenant en position propice au moins une fois par tour de pédalier.
Ce dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments coaxiaux respectivement solidaires :

:':: :

~ L~

du corps de chaque pédale et de son axe, dont les faces en regard sont separées par un entrefer suffisant pour empêcher leur contac-t mécanique, et dont l'un au moins est ou inclut un aimant permanent polarisé et/ou disposé pour engendrer un champ magnétique à dlstribution périphérique non uniforme, capsule d'immobiliser la pédale libérée du pied du cycliste dans une position angulaire déterminée par rapport à son axe et donc à la .
manivelle.
En pratique, cette position angulaire est choisie telle que la pédale soit présentée en position d'utilisation ~
aa face d'appui tournée vers le haut et son cale-pied pointant vers l'avant - après son passage par le point mort haut de sa course. On remarquera que la pédale libre en rotation et donc maintenus inversée par son balourd passe spontanément par cette position angulaire relative lorsque la manivelle est au voisinage ;.
du point mort bas. Le dispositif peut alors agir pour fixer cette position, s'il développe un couple d'imrnobilisation suffisant pour vaincre le balourd de la pédale dans l'un et l'autre sens, puisque la pesanteur agit alternativement en sens opposés sur la pédale ainsi immobilisée par rapport à la manivelle. On remar-quera encore que lorsque le pied du cycliste est engagé sur la pédale, le couple d'immobilisation exercé par le dispositif n'existe qu'au passage par la position angulaire relative précitée, ~
pour laquelle le cycliste peut exercer l'effort le plus élevé. ~-La présence du dispositif n'implique donc aucune gêne sensible . en utilisation normale. -Selon un mode préféré de réalisation du dispositif, les éléments précit~s sont constitués par des bagues concentri-ques montées l'une dans une piece de fermeture substituée au classique cabochon fermant l'extrémité du moyeu de la pédale, et l'autre sur un mamelon vissé en bout de son axe, en lieu et place de l'écrou de serrage de la cuvette du palier à billes :: '. ' :

correspondan-t. Cette realisation n'i~plique donc aucune modifi-cation de la pédale elle-même.
D'autres carac-téristiques et avantayes de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui sui L d'~un exemple de réalisation nullement limitatif illustré àr le dessin annexé, sur lequel:
La Figure 1 montre en vue de dessus une pédale de-bicyclette équipée d'un cale-pied, avec arrachernent partiel illustrant le montage de la pédale sur son axe solidaire de la manivelle: ~ :
La Figure 2 est une vue de dessous en coupe partielle d'une faction d'une pédale semblable à celle de la Figure 1, equipée d'un dispositif conforme à l'invention, et La Figure 3 est une vue en bout et coupe partielle ~:
de la pédale de la Figure 2.
La pédale 50 représentée schématiquement sur la Figure 1 en vue de dessus, c'est à dire du côté de sa face d'appui en `~
position horiæontale normale d'utilisation, est montée en bout :~
de l'une des manivelles 51 du pédalier de la bicyclette, sur un axe 52 autour duquel son moyeu 53 est monté libre en rotation par :
l'intermédiaire de classiques paliers à billes et cuvettes, dont l'un est montré en coupe. Cette pédale comprend essentiellement deux longerons 54, 55 parallèles au moyeu, formés d'une même bande de tôle découpée dont la partie médiane recourbée forme une garde externe 56, et rivés sur les extrémités opposées de deux traverses 57, 58 solidaires dudit moyeu, fermé à son extré-mité ex-térieure par un cabochon pare-poussière 59.
Cette pédale 50 est équipée d'un cale-pied 60 constitué
par une lame métallique flexible 61 dont une extrémité large et coudée est fixée par des vis 62 sur le longeron avant 54 de la pédale de manière à en prolonger la face d'appui, et dont l'ex-trémité libre 63, échancrée et recourbée vers le haut et vers ,: , ~' ' : .
..

L~

l'arrière, se termine par une boucle 64. Une courroie 65 traver-sant les portions arrière des traverses 57, 58 e-t passant sous la garde 56 et dans cette boucle 6~ assure le maintien du pied sur la pédale par son serrage en 66.
Il est clair que la pédale 50 ainsi équipée du cale-pied 60 présente par rapport à son axe de rotation 52 un balourd tel qu'à l'état libre, elle prend spontanément une position d'équilibre sensiblement inverse de sa position normale d'utili-sation, sa face d'appui étant tournée vers le bas et son cale-pied pointant vers l'arrière, Cette position inversée est évidemment fort malcommode pour mettre le pied en place sur la pédale, que le cycliste doit retourner avant de pouvoir engager le cale-pi~d.
.Les Figures 2 et 3 illustrent un mode préféré de réalisation du dispositif objet de l'invention, qui a pour but de supprimer l'inconvénient susmentionné en maintenant la pédale 50 libérée du pied du cycliste dans une position angulaire déterminée par rapport à la manivelle 51, telle que la pédale se présente en position sensiblement normale sur une fraction de chaque tour de pédalier, de préférence après son passage par le point mort haut.
Ce dispositif 70, montré en coupe sur les Figures 2 et 3 où la courrole 65 est omise pour la clarté du dessin, comprend d'une part une pièce de fermeture 71 montée en bout du moyeu S3 de la pédale en lieu et place du cabochon 59 et d'autre 1 part un mamelon 72 vissé sur l'extrémité de l'axe`62 en lieu et :
place de l'écrou de serrage de la cuvette du palier ~ billes ~:
correspondant.

La pièce de fermeture 71 comporte une jupe annulaire à face interne cylindrique concentrique à l'axe 52, dans laquelle est rapportée et fixée, par exemple par collage, une bague 73 en matériau magnétique dur, par exemple en ferrite, qu'un faible ,:

entxefer cylincrique sépare d'une semblable bague 74 montée~ frottement doux sur une por-tée cylindrique du rnamelon 72 et immobilisee en place par un écrou 75 vissé sur l'extrémité mâle dudit mamelon. ~e la sorte, il est possible de règler à volonté
la position angulaire relative de la bague 74 par rapport à l'axe 52 et donc à la manivelle 51, le mamelon 72 étant alors immobilisé
par exemple au moyen d'un tournevis pour éviter toute interférence de ce règlage avec le serrage de la cuvette du palier à billes.
Par contre, la bague 73 se trouve bloquée dans une posi-tion angulaire déterminée par rapport au corps de la pédale 50 lorsque la pièce de fermeture 71 est vissée à fond.
Par ailleurs et selon un aspect essentiel de l'inven-tion, les bagues 73 et 74 sont aimantées au moins localement de manière ~ présenter sur levrs périphéries en regard des pôles magnétiques opposés, angulairement distribués de fa~con complémen-taire mais non uniforme. Plus précisément, cette distribution est choisis telle que pour une seule et unique position angulaire relative des bagues, l'interac-tion de leurs pôles magnétiques respectifs développe un couple capable de s'opposer à Ia rotation autour de l'axe 5Z de la pédale 50 libérée du pied du cycliste, pour la maintenir en dépit de son balourd dans une position relative invariable par rapport à la manivelle 51. Par exemple et dans le cas le plus simple, l'une des bagues pourrait comporter un unique pôle ~ suivant l'une de ses génératrices, et l'autre un unique pôle S semblablement disposé. Ou encore et comme représenté, chaque bague pourrait comporter deux pôles de noms contraires disposés suivant deux génératrices diamètralement opposées, ou plus simplement être magnétiquement polarisée selon `
un plan diamètral, ce qui constitue la distribution la plus ~acile ;
à mettre en oeuvre pour des pièces tubulaires en ferrite. D'autres distributions pourraient être utilisées, par exemple incluant des pôles discrets chacun encadré de deux pôles de nom con-traire. Enfin les pôles pourraient être matérialisés par des ;

plots ou barreaux airnan-tés rapportés sur les faces en regard des bagues, faites d'un matériau amagnétique.
Pour que l'immobilisation de la pédale soit parfaite-ment stable, en dépit des chocs et effets d'inertie notamment, des configura-tions plus complexes pourraient être mises en oeuvre pour exercer un couple de rappel croissant de part et d'autre de la position angulaire d'imrnobilisation. Ainsi et par exemple, chaque pôle de l'une des bagues pourrait etre encadré par deux pôles de nom contraire. Ou encore, une seule des bagues pourrait être aimantée, l'autre étant faite d'un matériau magnétique doux et conformée pour que le couple soit créé
par effet de moindre réluctance, par exemple du fait d'un élar-gissement de l'entrefer de part et d'autre d'une saillie.
Enfin et par ailleurs, les deux éléments coaxiaux pourraient être conformés et disposée de manière à ménager entr'eux un entrefer non plus cylindrique mais radial : ainsi, les bagues décrites pourraient être remplacées par des disques ou barreaux respectivement montés en ~bout de l'axe et dans le ca~ochon du moyeu de la pédale.
C'est dire d'une manière plus générale que l'invention -n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré
à titre d'exernple, mais au contraire comprend tous les moyens techniquement équivalents mis en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.

Claims (6)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Dispositif pour faciliter l'engagement des pédales d'une bicyclette, et notamment de pédales muniés d'un cale-pied ou autre équipement de fixation les déséquilibrant par rapport à leur axe de rotation respectif, solidaire de la manivelle correspondante du pédalier, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments coaxiaux respectivement solidaires du corps de chaque pédale et de son axe, dont les faces en regard sont séparées par un entrefer suffisant pour empêcher leur contact mécanique, et dont l'un au moins est ou inclut un aimant permanent polarisé et/ou disposé pour engendrer un champ magnétique à distribution périphérique non uniforme, capable d'immobiliser la pédale libérée du pied du cycliste dans une position angulaire déterminée par rapport à son axe et donc à
la manivelle.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments précités sont deux bagues concentriques sépa-rées par un entrefer cylindrique et respectivement solidaires de l'axe et du moyeu de la pédale.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé
en ce que la bague extérieure est constituée par ou montée dans une pièce de fermeture substituée au classique cabochon fermant l'extrémité libre du moyeu de la pédale.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé
en ce que la bague intérieure est constituée par ou montée sur un mamelon vissé en tout de l'axe de la pédale, en lieu et place de l'écrou de serrage de la cuvette du palier à billes correspondant.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé
en ce que la bague intérieure est montée libre en rotation sur le mamelon précité, et immobilisée dans une position angulaire relative règlable par des moyens de blocage.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-tions 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les bagues précitées sont faites d'un matériau magnétique dur tel qu'une ferrite et pola-risées asymétriquement, notamment de part et d'autre d'un plan diamétral.