OA13145A

OA13145A - The pedal with reversible starters.

Info

Publication number: OA13145A
Application number: OA1200500127A
Authority: OA
Inventors: Lamine Mougare
Original assignee: Lamine Mougare
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2006-12-13

Description

13145 ·13145 ·

Objet de l’invention : L’invention concerne un dispositif de transmission mécanique permettant latransformation du mouvement quasi rectiligne alternatif en mouvement rotatif continu.Dans la suite de la description l’invention sera décrite pour un pédalier destiné à assurer 5 la transmission de l’énergie du cycliste à son vélo mais il est évident que cela n’est paslimitatif et qu’un tel dispositif pourrait éventuellement être monté à d’autres machinesnon motorisées dotées au moins d’un organe à mouvement rotatif continu.OBJECT OF THE INVENTION The invention relates to a mechanical transmission device for transforming the reciprocating quasi-rectilinear movement in continuous rotary motion. In the following description, the invention will be described for a pedal assembly intended to ensure the transmission of the transmission. cyclist energy to his bike but it is obvious that this is notlimitatif and that such a device could possibly be mounted to other non-motorized machines equipped with at least one member with continuous rotary movement.

Etat de la technique :State of the art:

Le dispositif le plus rependu pour assurer la transmission de l’énergie musculaire defO l’Homme au vélo est le pédalier comportant deux pédales montées aux extrémités de deux manivelles ayant leurs deuxièmes extrémités solidaires d’un même axe dont est déjàsolidaire un plateau et lequel axe est porté par une boite de pédalier soudé au cadre devélo. Les pédales transmettent l’énergie du cycliste au vélo par l’intermédiaire de deuxmanivelles, de l’axe de pédalier, du plateau et d’une chaîne reliant le plateau et le pignon 15 arrière solidaire de la roue motrice du cycle. En effet les manivelles ne transmettent pas toute l’énergie du cycliste non professionnel à la roue motrice à cause de la variationconstante de la direction du mouvement circulaire de leurs extrémités portant les pédalespar rapport à la direction des forces musculaires de pédalage du cycliste nonprofessionnel, laquelle direction est presque toujours constante (ou verticale sur le vélo). £0 Cette variation constante de la direction du mouvement circulaire des manivelles parrapport à la direction des forces musculaires de pédalage entraîne une absence deperpendicularité, entre les manivelles et la direction des forces de pédalage (sauf quandles manivelles sont horizontales pour le cas du vélo), qui entraîne à son tour unedécomposition des forces de pédalage en composantes perpendiculaires aux manivelles 2; 5 (donc parallèles à la direction du mouvement circulaire des manivelles) servant à la propulsion du cycle et en composantes parallèles aux manivelles (donc perpendiculaires àla direction du mouvement circulaire des manivelles) servant à augmenter les forces defrottement et à user la boite de pédalier. Et ces composantes parallèles aux manivellespeuvent entraîner des pertes de puissance allant jusqu’à 36% avec le pédalage dit « en 30 danseuse ».The most extended device for transmitting the muscular energy of the man on the bicycle is the pedal having two pedals mounted at the ends of two cranks having their second ends integral with the same axis which is already a solidarity tray and which axis is carried by a pedal box welded to the frame. The pedals transmit the energy of the cyclist to the bicycle via two handwheels, the bottom axle, the plate and a chain connecting the plate and the rear pinion 15 integral with the driving wheel of the cycle. Indeed, the cranks do not transmit all the energy of the non-professional cyclist to the driving wheel because of the constant variation of the direction of the circular movement of their ends bearing the pedals with respect to the direction of the pedaling muscle forces of the nonprofessional cyclist, which direction is almost always constant (or vertical on the bike). This constant variation in the direction of the circular movement of the cranks in relation to the direction of the pedaling muscle forces causes an absence ofperpendicularity between the cranks and the direction of the pedaling forces (except when the cranks are horizontal for the case of the bicycle), which in turn causes a decomposition of the pedaling forces into components perpendicular to the cranks 2; 5 (thus parallel to the direction of the circular movement of the cranks) used for the propulsion of the cycle and components parallel to the cranks (thus perpendicular to the direction of the circular movement of the cranks) used to increase the friction forces and wear the bottom bracket. And these components parallel to the cranks can cause power losses of up to 36% with pedaling said "30 dancer".

La présente invention est une solution pour surmonter ces problèmes.The present invention is a solution to overcome these problems.

Un tel dispositif diffère du pédalier ordinaire (décrit plus haut) par le remplacement, surle pédalier ordinaire, des deux manivelles et leurs deux pédales par deux démarreursréversibles sans ressort de rappel et une poulie à axe fixe et son lien flexible inextensible 33 permettant aux deux démarreurs réversibles sans ressort de rappel de se rappeler l’unl’autre au cour du fonctionnement du dispositif de transmission. Donc un tel dispositif secompose de deux démarreurs réversibles sans ressort de rappel ayant le même sensd’entraînement de l’axe de pédalier sur lequel ils sont montés et une poulie à axe fixe etson lien flexible inextensible assurant l’alternance du mouvement et le rappel des deux 40 leviers sur lesquels sont fixés les secondes extrémités des liens flexibles inextensibles desdeux démarreurs réversibles sans ressort de rappel. Un tel dispositif comporte aussi deuxressorts butoirs destinés à limiter les amplitudes des mouvements des deux leviers et àéviter les pertes d’énergie par chocs non élastiques entre les leviers et les butoirs. Ainsi cesont les démarreurs réversibles sans ressort de rappel qui résolvent le problème de pertede puissance due à la décomposition des forces musculaires de pédalage et cela est dû aufait que le lien flexible inextensible de chaque démarreur réversible (sans ressort de 4 13145 rappel) reste toujours coplanaire et tangent à la poulie autour de laquelle il est toujours aumoins partiellement enroulé.Such a device differs from the ordinary crankset (described above) by replacing, on the ordinary crankset, the two cranks and their two pedals by two reversible starters without return spring and a pulley with fixed axis and its inextensible flexible link 33 allowing the two starters reversible without return spring to remember one another in the course of operation of the transmission device. Therefore, such a device consists of two reversible starters without return spring having the same direction of drive of the bottom bracket on which they are mounted and a pulley fixed axis and flexible link inextensible ensuring the alternation of movement and recall of two 40 levers on which are fixed the second ends of the inextensible flexible links of two reversible starters without return spring. Such a device also comprises two bumper stops intended to limit the amplitudes of the movements of the two levers and to avoid energy losses by non-elastic impacts between the levers and the bumpers. Thus, these are the reversible starters without return spring that solve the problem of power loss due to the decomposition of the pedaling muscle forces and this is due to the fact that the inextensible flexible link of each reversible starter (without spring 13145 reminder) is still coplanar and tangent to the pulley around which it is always at least partially wound.

Présentation des figures : - La figure 1 représente l’ensemble des supports du pédalier à démarreurs réversibles S destinés au vélo ; - la figure 2 représente le pédalier à démarreurs réversibles monté sur ses supportsdestinés au vélo ; - la figure3 représente la partie supérieure du pédalier à démarreurs réversibles (sans lesleviers (16) et leurs supports) ; tO - la figure 4 représente une vue de haut de la partie supérieure du pédalier à démarreurs réversibles (sans les leviers (16) et leurs supports) ; - la figure 5 représente une vue de profil de la partie supérieure du pédalier à démarreursréversibles (sans les leviers (16) et leurs supports) ; - la figure 6 représente un schéma détaillé de la partie supérieure du pédalier à 15 démarreurs réversibles (sans les supports des leviers (16)) ; - la figure 7 représente une vue de face des deux petites poulies (44) et leur support (47).Presentation of the Figures: - Figure 1 shows all the brackets of the pedal with reversible starters S for the bicycle; - Figure 2 shows the pedal reversible starters mounted on its supportsdestinés bike; - Figure 3 shows the upper part of the pedal reversible starters (without lifts (16) and their supports); FIG. 4 represents a view from above of the upper part of the pedal with reversible starters (without the levers (16) and their supports); - Figure 5 shows a side view of the upper part of the crankset reversible starters (without the levers (16) and their supports); FIG. 6 represents a detailed diagram of the upper part of the crankset with 15 reversible starters (without the supports of the levers (16)); - Figure 7 shows a front view of the two small pulleys (44) and their support (47).

Description détaillée :Detailed description :

Un tel dispositif de transmission mécanique permettant la transformation du mouvementquasi rectiligne alternatif de deux pédales (28) en mouvement rotatif continu de l’axe (8) £0 de pédalier et du plateau (11) solidaire de l’axe (8) de pédalier comporte : - une boite de pédalier (1) devant être placée derrière la selle, au-dessus de la roue arrièrede vélo et sous un porte-bagages éventuel ; cette boite de pédalier (1) est portée par lesupport (2) du pédalier constitué essentiellement d’un tube (3) à section circulaire portépar une fourche (4) et d’un tube (5) à section rectangulaire creuse muni de quatre pattes f 5 (6) et porté par une fourche (7) ; ces quatre pattes (6) sont destinées à recevoir les deux extrémités fixes des deux leviers (16) ; l’extrémité avant du tube (3) est munie d’uncollier (31) de serrage à vis afin qu’elle puisse être fixée sur le tube de selle d’un vélo ; - un axe de pédalier (8), ses billes (ou roulement à billes) (9) et ses cuvettes (10) montésdans la boîte de pédalier (1) ; cet axe de pédalier (8) a chacune de ses extrémités en forme 30 carrée conique afin de permettre un assemblage par emmanchement carré conique desdémarreurs réversibles (12) et de l’axe (8) ; cet axe (8) a aussi une partie carréecylindrique située juste près d’une des deux extrémités en forme carrée conique etdestinée à recevoir un plateau (11); - un plateau (11) muni d’un moyeu au trou central carré cylindrique monté sur l’axe (8) 35 de pédalier et destiné à recevoir une chaîne (39) qui devrait le relier au pignon arrière (ou à la roue libre) (40) solidaire la roue motrice (41) d’un vélo ; ce plateau (11) doit êtremonté sur la partie carrée cylindrique de l’axe (8) de pédalier prévue à cet effet ; - deux démarreurs réversibles (12) sans ressort de rappel montés par emmanchementcarré conique sur les extrémités de l’axe (8) de pédalier et constitués chacun d’un 40 embrayage automatique à roue libre (13), d’une poulie (14) à deux gorges (25) et (35)sans moyeu, d’un lien flexible inextensible (15), d’un levier (16) ; chaque embrayageautomatique à roue libre (13) se compose d’une bague intérieure (17) au trou central carréconique montée sur une extrémité en forme carrée conique de l’axe de pédalier (8) avecune vis (18) de fixation par emmanchement et d’une bague extérieure (19) munie dequatre trous (20) et destinée à recevoir et à être solidarisée à une poulie (14) à deuxgorges (25) et (35) sans moyeu ; chacune des deux poulies (14) est munie d’un grand troucentral circulaire (21) dans lequel se place une roue libre (13) munie de quatre petits trous(22) destinés à recevoir les boulons (23) de fixation des poulies (14) sur les embrayagesSuch a mechanical transmission device for the transformation of the rectilinear reciprocating movement of two pedals (28) in continuous rotary movement of the axle (8) £ 0 of pedal and the plate (11) integral with the axis (8) of bottom bracket includes: - a bottom bracket (1) to be placed behind the saddle, above the back wheel and under a luggage rack; this bottom bracket (1) is carried by the support (2) of the crankset consisting essentially of a tube (3) with a circular section carried by a fork (4) and a tube (5) with a rectangular hollow section provided with four legs 5 (6) and carried by a fork (7); these four legs (6) are intended to receive the two fixed ends of the two levers (16); the front end of the tube (3) is provided with a screw clamp (31) so that it can be fixed to the seat tube of a bicycle; - a crank axle (8), its balls (or ball bearing) (9) and its cups (10) mounted in the bottom bracket (1); this crank axle (8) has at each of its conically square-shaped ends to allow tapered square-fitting assembly of the reversible starters (12) and the spindle (8); this axis (8) also has a cylindrical square part located just near one of the two conically square shaped ends and intended to receive a plate (11); a plate (11) provided with a hub with a cylindrical square central hole mounted on the crank shaft (8) and intended to receive a chain (39) which should connect it to the rear pinion (or to the freewheel) (40) integral with the driving wheel (41) of a bicycle; this plate (11) must be mounted on the cylindrical square portion of the crank shaft (8) provided for this purpose; - Two reversible starters (12) without return spring mounted by tapered fitting on the ends of the axis (8) of the bottom bracket and each consisting of a 40 automatic clutch overrunning (13), a pulley (14) two grooves (25) and (35) without a hub, an inextensible flexible link (15), a lever (16); each automatic freewheel clutch (13) consists of an inner ring (17) with a tapered central hole mounted on a tapered square end of the bottom bracket shaft (8) with a screw (18) an outer ring (19) with four holes (20) for receiving and being secured to a pulley (14) with two grooves (25) and (35) without hub; each of the two pulleys (14) is provided with a large circular hole (21) in which is placed a freewheel (13) provided with four small holes (22) for receiving the bolts (23) for fixing the pulleys (14). ) on the clutches

Z 13 145· automatiques à roue libre (13) et enfin d’un trou (54), dans chacune de ses deux gorges(25) et (35), destiné à recevoir une extrémité des liens flexibles inextensibles (24) et (15)d’un démarreur réversible sans ressort de rappel ayant une de ses extrémités fixée dansune gorge (25) d’une poulie (14) autour de laquelle il est partiellement enroulé ; son autre 5 extrémité étant destinée à être fixée sur un levier (16) ; chaque levier (16) de chaquedémarreur réversible (12) se compose d’un tube (26) à section rectangulaire creuse, d’unmoyeu (27) de roue avant de vélo, d’une pédale (28) de vélo et éventuellement d’uneportion de poulie (29) ; ce moyeu (27) est soudé à l’extrémité fixe du tube (26) pourlequel il sert d’axe de pivotement et est destiné à être porté par deux des quatre pattes (6)fC dont est muni le support (2) du pédalier ; la pédale (28) est montée à un écrou (30) soudéà l’extrémité libre du levier (16) ; quant à la portion de poulie (29), elle estéventuellement montée sur un levier (16) au point de fixation d’un lien flexibleinextensible (15) d’un démarreur réversible (12) par soudure et son rayon de courburecorrespond à la distance entre l’axe du moyeu (27) soudé au levier (16) et le point de 15 fixation d’un lien flexible inextensible (15) sur un levier (16) ; - une poulie (32) à axe fixe et son roulement à billes (34) monté sur un axe fixe (33)soudé sur le tube (3) du support (2) du pédalier; par cette poulie (32) passe un lienflexible inextensible (24) ayant chacune de ses extrémités fixée dans une gorge (35)d’une poulie (14) ; ce lien (24), grâce à l’opposition des sens des mouvements de ses £0 deux extrémités sur les deux côtés de la poulie (32), assure l’alternance du mouvementdes deux démarreurs réversibles (12) et le rappel des mouvements des deux démarreursréversibles (12) ; - deux ressorts butoirs (36) montés sur leur support (37) soudé au cadre (41) et permettantde limiter les amplitudes des mouvements des deux leviers (16) et de leurs pédales (28) et 25 de rendre élastique les chocs entre les leviers (16) et les ressorts butoirs (36), ce qui éviteles pertes d’énergie par chocs non élastiques ; les éléments (42) et (43) représententrespectivement les rondelles (42) et les écrous (43) ; - éventuellement deux petites poulies (44) à axes fixes (45) et leur lien flexibleinextensible (46) empêchant l’axe (8) de pédalier de faire marche arrière et empêchant 30 par conséquent les liens flexibles inextensibles (14) et (32) de sortir des gorges (25), (35)et (53) des poulies (14) et (32) ; les axes fixes (45) de ces petites poulies (44) sont soudésà un support (47) en forme de T qui est soudé au cadre (41) de vélo ; quant au lienflexible inextensible (46) chacune de ses deux extrémités en forme de nœud est fixée surun levier (16) muni d’un crochet (48) prévu à cet effet ; ces petites poulies (44) et leur 35 lien flexible inextensible (46) permettent aussi à chaque levier (16) de pouvoirtransmettre des forces dans tous les deux sens de leurs mouvements alternatifs ; - éventuellement deux tôles (49) de protection de câble et une tôle (51) de protection decâble empêchant les liens flexibles inextensibles (15) et (24) de sortir des gorges (25),(35)et (53) des poulies (14) et (32) ; chacune des deux tôles (49), en forme d’arc de cercleet placée très près des gorges (25) et (35) d’une poulie (14), est portée par le support (50)en forme de T soudé à la boîte de pédalier (1) ; la tôle (51) aussi en forme d’arc de cercleet placée très près de la gorge (53) de la poulie (32) est portée par un support (52) enforme d’équerre L soudé au support (2) du pédalier ; ces tôles (49) et (51) devraient êtremontées au dispositif lorsque les petites poulies (44) à axes fixes (45) et leur lien (46) <45 flexible inextensible ne sont pas montés au dispositif car ces derniers éléments (44),(45)et (46) aussi empêchent les liens flexibles inextensibles (15) et (24) de sortir desgorges (25) ,(35) et (53) des poulies (14) et (32). 3Z 13 145 · automatic freewheel (13) and finally a hole (54) in each of its two grooves (25) and (35) for receiving one end of the flexible links inextensible (24) and (15) ) a reversible starter without return spring having one of its ends fixed in a groove (25) of a pulley (14) around which it is partially wound; its other end being intended to be fixed on a lever (16); each lever (16) of each reversible starter (12) consists of a tube (26) with a rectangular cross-section, a motorcycle front wheel (27), a bicycle pedal (28) and optionally a portion of a pulley (29); this hub (27) is welded to the fixed end of the tube (26) for which it serves as a pivot axis and is intended to be carried by two of the four tabs (6) fC which is provided with the support (2) of the pedalboard ; the pedal (28) is mounted to a nut (30) welded to the free end of the lever (16); the pulley portion (29) is optionally mounted on a lever (16) at the point of attachment of a flexibleinxtensible link (15) of a reversible starter (12) by welding and its radius of curcorresponds to the distance between the axis of the hub (27) welded to the lever (16) and the point of attachment of an inextensible flexible link (15) to a lever (16); - A pulley (32) fixed axis and its ball bearing (34) mounted on a fixed axis (33) welded to the tube (3) of the support (2) of the crankset; by this pulley (32) passes a flexible inextensible link (24) having each of its ends fixed in a groove (35) of a pulley (14); this link (24), thanks to the opposition of the directions of the movements of its two ends on both sides of the pulley (32), ensures the alternation of the movement of the two reversible starters (12) and the recall of the movements of the two reversible starters (12); two bumper springs (36) mounted on their support (37) welded to the frame (41) and making it possible to limit the amplitudes of the movements of the two levers (16) and their pedals (28) and to make the shocks between the levers elastic; (16) and the bumper springs (36), which avoid energy losses by non-elastic impacts; the elements (42) and (43) respectively represent the washers (42) and the nuts (43); possibly two small pulleys (44) with fixed axes (45) and their flexible, extensible link (46) preventing the crank shaft (8) from reversing and thus preventing the inextensible flexible links (14) and (32). discharging grooves (25), (35) and (53) pulleys (14) and (32); the fixed axes (45) of these small pulleys (44) are welded to a T-shaped support (47) which is welded to the bicycle frame (41); as for the flexible inextensible link (46) each of its two knot-shaped ends is fixed on a lever (16) provided with a hook (48) provided for this purpose; these small pulleys (44) and their flexible inextensible link (46) also allow each lever (16) to be able to transmit forces in both directions of their reciprocating movements; - possibly two sheets of cable protection (49) and a cable protection plate (51) preventing the inextensible flexible links (15) and (24) from coming out of the grooves (25), (35) and (53) of the pulleys ( 14) and (32); each of the two circular arc-shaped plates (49), which is placed very close to the grooves (25) and (35) of a pulley (14), is carried by the T-shaped support (50) welded to the bottom bracket (1); the sheet (51) also in the form of a circular arc and placed very close to the groove (53) of the pulley (32) is carried by a support (52) L-shaped welded to the support (2) of the pedal; these plates (49) and (51) should be fitted to the device when the small pulleys (44) fixed axes (45) and their link (46) <45 flexible inextensible are not mounted to the device because the latter elements (44), (45) and (46) also prevent the flexible inextensible links (15) and (24) from leaving the grooves (25), (35) and (53) pulleys (14) and (32). 3

Claims

13145- Claims: IG IS 1) Mechanical transmission device characterized in that it comprises: a) two reversible starters (12) placed on the same axis (8) and each constituting an automatic clutch with freewheel (13) ayantsa inner ring (17) integral with the shaft (8), its outer ring (19) integral with a pulley (14) around which is wound a flexible inextensible link (15) whose one end is fixed in a groove (25). ) of a pulley (14) and the other end is fixed in the groove of laportion pulley (29) of a lever (16) provided with a pedal (28) sonextrémité free and a hub (27) ) and its axis at its fixed end; b) a pulley (32) with fixed axis (33) and its inextensible flexible link (24) each end of which is fixed in a groove (35) of a pulley (14); this fixed-axis pulley (32) and its inextensible flexible link (24) ensure the return of the two reversible starters (12) and the alternation of their movements; c) two bumper springs (36) serving to limit the amplitudes of the movements of the two levers (16) and to avoid non-elastic energy losses in case these bumpers (36) do not hinge elastically

; 2) A mechanical transmission device characterized by the fact that it transforms an almost rectilinear reciprocating motion in continuous rotary motion by means of two reversible starters (12) without return spring placed on the same axis (8) and a pulley (32) to fixed axis (33) and its flexible, extensible link (24). 4