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FR3101061A1 - Organe de transmission d’effort par rotation pour conduite d’un velo - Google Patents

Organe de transmission d’effort par rotation pour conduite d’un velo Download PDF

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FR3101061A1
FR3101061A1 FR1910455A FR1910455A FR3101061A1 FR 3101061 A1 FR3101061 A1 FR 3101061A1 FR 1910455 A FR1910455 A FR 1910455A FR 1910455 A FR1910455 A FR 1910455A FR 3101061 A1 FR3101061 A1 FR 3101061A1
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FR
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bicycle
equal
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driving
force
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FR1910455A
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Inventor
Paulin BERNARD
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Nova Ride
Original Assignee
Nova Ride
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Publication date
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K21/00—Steering devices
    • B62K21/12—Handlebars; Handlebar stems
    • 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
    • B62M3/00—Construction of cranks operated by hand or foot

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)

Abstract

Organe (1) de transmission d’effort par rotation pour conduite d’un vélo (10), en particulier une potence (6) ou un bras (7, 8) de pédalier, comprenant un corps (2) allongé centralement évidé situé entre deux zones (4) extrêmes de fixation, l’une avec un organe d’interface de conduite, en particulier un guidon ou une pédale, l’autre avec la partie correspondante du vélo, le taux de vide volumique étant supérieur ou égal à 25%, et plus préférentiellement supérieur ou égal à 30% et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 35%. FIGURE 2

Description

ORGANE DE TRANSMISSION D’EFFORT PAR ROTATION POUR CONDUITE D’UN VELO
La présente invention concerne un organe de transmission d’effort par rotation pour conduite d’un vélo, en particulier une potence ou un bras de pédalier, comprenant un corps allongé centralement évidé situé entre deux zones extrêmes de fixation, l’une avec un organe d’interface de conduite, en particulier un guidon ou une pédale, l’autre avec la partie correspondante du vélo. L’invention concerne également un vélo équipé de l’un ou l’autre de ces organes.
Les performances des vélos sont directement reliées à la masse de celui-ci. Dans une quête incessante d’améliorations de ces performances, d’importants développements ont été réalisés au cours des dernières années afin d’optimiser les divers éléments du vélo, en particulier en regard de leur masse. Les efforts ont porté sur l’utilisation de matériaux plus légers, sur de nouvelles architectures, ou plus simplement sur l’optimisation des pièces conventionnelles.
Par exemple, le document US5904072 décrit un pédalier comportant un bras de pédalier pour fixation aux plateaux par un système pourvu d’une pluralité de pattes de fixation. Le bras de pédalier comporte par ailleurs une creusure longitudinale prévue pour alléger l’ensemble.
Le document FR2973769 décrit une potence de vélo en matériau léger, en particulier un matériau composite.
Ces composants permettent de réaliser certains gains de masse, sans toutefois que ceux-ci soient totalement optimisés.
Il existe donc toujours un besoin pour concevoir des organes de vélo à haute performance mécanique, en particulier avec une masse minimale, sans sacrifier les caractéristiques d’endurance et de résistance mécanique
Tout d’abord, un premier objectif de l’invention consiste à prévoir une ou plusieurs pièces de vélo permettant de réaliser un vélo haute performance avec une masse réduite.
Encore un autre objectif de l’invention consiste à prévoir une ou plusieurs pièces de vélo permettant de réaliser un vélo haute performance sans dégradation des caractéristiques d’endurance, de résistance et de solidité.
Pour ce faire, l’invention prévoit un organe de transmission d’effort par rotation pour conduite d’un vélo, en particulier une potence ou un bras de pédalier, comprenant un corps allongé centralement évidé situé entre deux zones extrêmes de fixation, l’une avec un organe d’interface de conduite, en particulier un guidon ou une pédale, l’autre avec la partie correspondante du vélo, le taux de vide volumique étant supérieur ou égal à 25%, et plus préférentiellement supérieur ou égal à 30% et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 35%.
Une telle architecture est avantageusement utilisée pour équiper des vélos haute performance, en particulier des vélos de course et/ou de compétition. Les gains de masse réalisés en comparaison avec les pièces conventionnelles permettent de réaliser des vélos plus légers, sans dégradation des performances de résistance, d’endurance et de solidité. Les cyclistes ou coureurs utilisant de tels vélos peuvent ainsi augmenter leur niveau potentiel de performance.
Selon un mode de réalisation avantageux, le corps allongé comporte au moins une portion constituée d’une structure en treillis. Une telle structure permet de réaliser d’importants gains de masse.
De manière avantageuse, le taux de vide surfacique d’une telle structure est supérieur ou égal à 25%, et plus préférentiellement supérieur ou égal à 30% et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 40%.
Selon un mode de réalisation avantageux, au moins une zone de fixation coopère avec la structure en treillis. Des essais on permis de constater qu’une zone de fixation jumelée à une structure en treillis permet des gains de masse sans dégradation des caractéristiques de résistance, d’endurance ou de solidité.
Selon un exemple de réalisation avantageux, l’organe de transmission d’effort consiste en une potence. Dans un tel cas, on prévoit avantageusement que la totalité du corps est constitué par une structure en treillis.
Selon un autre exemple de réalisation avantageux, l’organe de transmission d’effort consiste en un bras de pédalier du côté du ou des plateaux. Dans un tel cas, on prévoit avantageusement que la zone de fixation aux plateaux de pédalier comporte une pluralité de pattes de fixation.
L’invention prévoit également un vélo comprenant un organe de transmission d’effort par rotation pour conduite tel que préalablement décrit.
Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 13 présentées uniquement à des fins d’exemples non limitatifs, et dans lesquelles :
Fig.1
la figure 1 est une représentation d’un exemple d’une potence de l’art antérieur, montrée en perspective;
Fig.2
la figure 2 est une représentation en perspective d’un exemple de potence ;
Fig.3
la figure 3 est une vue de dessus la potence de la figure 2 ;
Fig.4
la figure 4 est une vue de face la potence de la figure 2 ;
Fig.5
la figure 5 est une représentation d’un exemple d’un bras de pédalier (côté plateaux) de l’art antérieur, montré en perspective ;
Fig.6
la figure 6 est une vue de face d’un exemple d’un bras de pédalier (côté plateaux);
Fig.7
la figure 7 est une vue en perspective du bras de pédalier de la figure 6;
Fig.8
la figure 8 est une vue de côté du bras de pédalier de la figure 6;
Fig.9
la figure 9 est une représentation d’un exemple d’un bras de pédalier (côté opposé aux plateaux) de l’art antérieur, montré en perspective ;
Fig.10
la figure 10 est une vue en perspective d’un exemple d’un bras de pédalier (côté opposé aux plateaux);
Fig.11
la figure 11 est une vue de côté du bras de pédalier de la figure 10;
Fig.12
la figure 12 illustre un exemple de pédalier utilisant les bras des figures 6 et 10 ;
Fig.13
la figure 13 illustre un exemple de vélo utilisant des organes de transmission d’effort par rotation pour conduite.
DEFINITIONS
Par « taux de vide volumique », on entend la proportion du volume global de la pièce occupé par du vide. Cette proportion est établie sur la base d’une pièce virtuelle pleine, occupant un volume global identique, avec une forme identique.
Par « taux de vide surfacique », on entend la proportion de la surface externe de la pièce occupée par du vide. Cette proportion est établie sur la base d’une pièce virtuelle pleine, occupant une enveloppe volumique identique, avec une forme identique et une surface pleine.
Par « structure en treillis », on entend un agencement mécanique formé par une pluralité de poutres coopérant entre elles et formant une structure avec au moins autant de surfaces vides que de surfaces pleines. Une telle structure est souvent désignée par le terme anglais bien connu « mesh ».
La figure 1 illustre une potence de vélo selon l’art antérieur. Cette potence est constituée d’un corps plein allongé dont les extrémités forment des fixations aptes à coopérer avec les pièces adjacentes du vélo, à savoir le guidon et la tige de colonne de direction. La structure métallique pleine permet d’obtenir une pièce peu coûteuse, présentant une grande résistance mécanique, et facile à fabriquer. Une telle pièce comporte cependant une masse relativement importante, pouvant pénaliser les caractéristiques dynamiques d’un vélo à haute performance.
Les figures 2 à 4 illustrent différentes vues d’un organe 1 de transmission d’effort par rotation pour conduite d’un vélo 10, dans cet exemple une potence 6, soit une vue en perspective à la figure 2, une vue de dessus à la figure 3, et une vue de face à la figure 4.
La potence 6 comporte un corps 2 allongé. Dans cet exemple de réalisation, le corps est de forme ovoïde. L’intérieur du corps 2 est entièrement creux. Cet évidement longitudinal 3 forme une chambre vide. De ce fait, le taux de vide volumique est supérieur ou égal à 25%, et plus préférentiellement supérieur ou égal à 30% et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 35%. Dans l’exemple illustré, il représente 35% du volume de la pièce.
La périphérie ou enveloppe du corps est constituée par une structure en treillis 5, formant une enveloppe trouée. De ce fait, le taux de vide surfacique est supérieur ou égal à 25%, et plus préférentiellement supérieur ou égal à 30%. Dans l’exemple illustré, il représente 32% de la surface de la pièce.
Contrairement à toute attente, le fait d’avoir un corps creux entouré d’une enveloppe pourvue d’une pluralité d’ouvertures permet de cumuler les avantages de ces deux modes d’allégement, sans pour autant affaiblir les caractéristiques de tenue et de résistance mécanique de la pièce.
Chaque extrémité du corps 2 comporte une zone de fixation 4. Dans l’exemple illustré, chacune des zones de fixation comporte une pluralité d’interfaces de contact.
Tel qu’illustré à la figure 13 illustrant un vélo 10 pourvu de divers organes 1 de transmission d’effort par rotation pour conduite, une première zone de fixation permet de fixer la potence 6 à l’axe de la fourche 14. La zone de fixation opposée permet de fixer le guidon 11 à la potence 6.
La figure 5 illustre un levier de pédalier (côté plateaux) de vélo selon l’art antérieur. Ce levier potence est constitué d’un corps plein allongé dont les extrémités forment des fixations aptes à coopérer avec les pièces adjacentes du vélo, à savoir les plateaux du pédalier d’une part et une pédale d’autre part. La structure métallique pleine permet d’obtenir une pièce peu coûteuse, présentant une grande résistance mécanique, et facile à fabriquer. Une telle pièce comporte cependant une masse relativement importante, pouvant pénaliser les caractéristiques dynamiques d’un vélo à haute performance.
Les figures 6 à 8 illustrent différentes vues d’un organe de transmission d’effort par rotation pour conduite d’un vélo, dans cet exemple un bras 7 de pédalier du côté du ou des plateaux, soit une vue de face à la figure 6, une vue en perspective à la figure 7, et une vue de côté à la figure 8.
Le bras 7 de pédalier comporte un corps 2 allongé. Dans cet exemple de réalisation, le corps comporte deux poutres de profils similaires sensiblement parallèles légèrement espacées l’une de l’autre, formant un évidement longitudinal 3. L’épaisseur de l’évidement est voisine de celle d’une des poutres. De chaque côté du corps 2, les extrémités des poutres se rejoignent, délimitant ainsi la longueur de l’évidement longitudinal 3. Un premier côté du bras de pédalier est spécifiquement architecturé pour coopérer avec le plateau 13 extérieur du pédalier 12, tel que montré dans l’exemple de pédalier de la figure 12 et dans l’exemple de vélo 10 de la figure 13. Dans l’exemple de réalisation montré aux figures 6 à 8, la poutre destinée à se trouver contre le plateau 13 extérieur se prolonge au-delà de l’évidement longitudinal 3 pour rejoindre la zone centrale du plateau 13.
Pour coopérer avec le ou les plateau, la zone de fixation 4 comporte quatre pattes 15 de fixation s’écartant transversalement des poutres du corps 2, formant un agencement symétrique, avec deux pattes de chaque coté. Chacune des pattes 15 est constituée par une structure en treillis 5 rejoignant chacune des poutres. Cette double fixation des pattes 15 au corps 2 procure un agencement permettant de transmettre les efforts au pédalier sans risque de rupture ou autre défaillance mécanique liée à la transmission d’importants efforts. Cet agencement optimalisé permet en outre des gains de masse contribuant à l’obtention de performances de très haut niveau, par exemple lors de courses ou autres compétitions. L’autre côté du corps 2 comporte une zone de fixation, par exemple un trou fileté, permettant de fixer une pédale.
Du fait de l’architecture prévue avec un évidement longitudinal 3 et une structure en treillis 5, le taux de vide volumique est supérieur ou égal à 25%, et plus préférentiellement supérieur ou égal à 30% et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 35%. Dans l’exemple illustré, il représente 45% du volume de la pièce.
La figure 9 illustre un bras de pédalier (côté opposé aux plateaux) de vélo selon l’art antérieur. Ce bras est constitué d’un corps plein allongé dont les extrémités forment des fixations aptes à coopérer avec les pièces adjacentes du vélo, à savoir l’axe du pédalier d’une part et une pédale d’autre part. La structure métallique pleine permet d’obtenir une pièce peu coûteuse, présentant une grande résistance mécanique, et facile à fabriquer. Une telle pièce comporte cependant une masse relativement importante, pouvant pénaliser les caractéristiques dynamiques d’un vélo à haute performance.
Les figures 10 et 11 illustrent différentes vues d’un organe de transmission d’effort par rotation pour conduite, dans cet exemple un bras 8 de pédalier du côté opposé au plateau, avec une vue en perspective à la figure 10, et une vue de côté à la figure 11.
Le bras 8 de pédalier comporte un corps 2 allongé. Dans cet exemple de réalisation, le corps comporte deux poutres de profils similaires sensiblement parallèles légèrement espacées l’une de l’autre, formant un évidement longitudinal 3 dont l’épaisseur dans cet exemple est voisine de celle d’une des poutres. De chaque côté du corps 2 allongé, les extrémités des poutres se rejoignent, délimitant ainsi la longueur de l’évidement longitudinal 3. Un premier côté du bras de pédalier est spécifiquement architecturé pour coopérer avec l’axe du pédalier 12, tel que montré dans l’exemple de pédalier de la figure 12 et dans l’exemple de vélo 10 de la figure 13. Tel qu’illustré dans l’exemple de réalisation montré aux figures 10 et 11, du côté destiné à être fixé à l’axe du pédalier, les deux poutres se rejoignent et forment un anneau pourvu d’une encoche permettant d’effectuer un serrage une fois le bras mis en place sur l’axe du pédalier. Le serrage est effectué par exemple à l’aide de vis prévues à cet effet. De l’autre côté du corps 2, la zone de fixation 4 prévoit un trou fileté dans lequel une pédale peut être fixée.
Cet agencement optimalisé permet en outre des gains de masse contribuant à l’obtention de performances de très haut niveau, par exemple lors de courses ou autres compétitions. Tel que montré à la figure 11, un évidement secondaire 16 est agencé entre la zone de fixation de l’axe du pédalier.
Du fait de l’architecture prévue avec un évidement longitudinal 3 et un évidement secondaire 16, le taux de vide volumique est supérieur ou égal à 25%, et plus préférentiellement supérieur ou égal à 30% et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 35%. Dans l’exemple illustré, il représente 45% du volume de la pièce.
Les différents exemples d’organes de transmission d’effort par rotation préalablement décrits sont avantageusement réalisés avec des matériaux légers à très haute résistance mécanique, comme par exemple avec des alliages métalliques, en particulier à base de titane, et/ou de préférence des matériaux adaptés à la mise en œuvre par fabrication additive.
On utilise de préférence un alliage de titane sous forme de poudre métallique, le Ti6Al4V, également connu sous le nom Ta6V, avec une mise en œuvre par fabrication additive, facilitant la mise en œuvre de la structure en treillis et des évidements des pièces.
  1. Organe de transmission d’effort par rotation pour conduite d’un vélo
  2. Corps allongé
  3. Evidement longitudinal ou axial
  4. Zone de fixation
  5. Structure en treillis
  6. Potence
  7. Bras de pédalier côté plateaux
  8. Bras de pédalier côté opposé aux plateaux
  9. -
  10. Vélo
  11. Guidon
  12. Pédalier
  13. Plateaux de pédalier
  14. Axe de fourche
  15. Pattes de fixation
  16. Evidement secondaire

Claims (10)

  1. Organe (1) de transmission d’effort par rotation pour conduite d’un vélo (10), en particulier une potence (6) ou un bras (7, 8) de pédalier, comprenant un corps (2) allongé centralement évidé situé entre deux zones (4) extrêmes de fixation, l’une avec un organe d’interface de conduite, en particulier un guidon ou une pédale, l’autre avec la partie correspondante du vélo, caractérisé en ce que le taux de vide volumique est supérieur ou égal à 25%, et plus préférentiellement supérieur ou égal à 30% et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 35%.
  2. Organe (1) de transmission d’effort par rotation selon la revendication 1, dans lequel le corps allongé comporte au moins une portion constituée d’une structure en treillis (5).
  3. Organe (1) de transmission d’effort par rotation selon la revendication 2, dans lequel le taux de vide surfacique est supérieur ou égal à 25%, et plus préférentiellement supérieur ou égal à 30% et encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 40%.
  4. Organe (1) de transmission d’effort par rotation selon la revendication 2, dans laquelle au moins une zone (4) de fixation coopère avec la structure en treillis (5).
  5. Organe (1) de transmission d’effort par rotation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, consistant en une potence (6).
  6. Organe (1) de transmission d’effort par rotation selon la revendication 5, dans laquelle la totalité du corps (2) est constitué par une structure en treillis (5).
  7. Organe (1) de transmission d’effort par rotation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, consistant en un bras (7) de pédalier du côté du ou des plateaux.
  8. Organe (1) de transmission d’effort par rotation selon la revendication 7, dans laquelle la zone (4) de fixation aux plateaux (13) de pédalier comporte une pluralité de pattes (15) de fixation.
  9. Organe (1) de transmission d’effort par rotation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, consistant en un bras (8) de pédalier du côté opposé du ou des plateaux.
  10. Vélo (10) comprenant un organe (1) de transmission d’effort par rotation pour conduite du vélo selon l’une des revendications 1 à 9.
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