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WO2002034615A1 - Transmission mecanique combinee en aller-retour pour faciliter et multiplier la vitesse des cycles et autres appareils a pedales - Google Patents

Transmission mecanique combinee en aller-retour pour faciliter et multiplier la vitesse des cycles et autres appareils a pedales Download PDF

Info

Publication number
WO2002034615A1
WO2002034615A1 PCT/FR2001/003282 FR0103282W WO0234615A1 WO 2002034615 A1 WO2002034615 A1 WO 2002034615A1 FR 0103282 W FR0103282 W FR 0103282W WO 0234615 A1 WO0234615 A1 WO 0234615A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel
toothed
gear
transmission
freewheel
Prior art date
Application number
PCT/FR2001/003282
Other languages
English (en)
Inventor
Georges Nicolas Vaskas
Original Assignee
Georges Nicolas Vaskas
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Georges Nicolas Vaskas filed Critical Georges Nicolas Vaskas
Priority to US10/493,206 priority Critical patent/US20050014585A1/en
Priority to AU2002212431A priority patent/AU2002212431A1/en
Priority to EP01980631A priority patent/EP1438227A1/fr
Publication of WO2002034615A1 publication Critical patent/WO2002034615A1/fr

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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
    • B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M9/04—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
    • B62M9/06—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
    • 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
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/06—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with spur gear wheels

Definitions

  • the present invention adaptable to cycles, in particular to bicycles, and to other means of locomotion and pedal devices relates to a multiplier transmission mechanism in "round trip" formed of a new combination which allows to recycle part of the energy between the crankset and the rear wheel so as to limit the rate of rotation of the crankset and the force on the pedals while increasing the speed.
  • the transmission according to the invention a new combination of gear elements in which the energy circulates in "round trip", with the outward power of the pressure of the feet of the user on the pedals to rotate the rear wheel and on return the speed acquired by the rear wheel to reduce the pressure required on the pedals, has the advantage, due to the return to the pedal a significant part of the energy at the outset, to require much less muscular effort, especially since, according to the reports of its multiplying gears, the number of pedal turns to achieve in order to reach similar speeds is much lower than in traditional transmissions alone ; and the speed of a cycle equipped with this new transmission can, according to the will of the user who controls its continuous acceleration, greatly exceed or multiply the current speeds until approaching those of motorcycles, without excessive fatigue, without noise , without fuel, therefore without pollution.
  • This “round trip” transmission mechanism combines, from the crankset to the rear hub, a succession of gear transmission elements, reinforced by complementary wheels or toothed rings to facilitate pedaling and increased speed.
  • the first element of the succession of gear transmission elements consists of a toothed wheel associated with the crankset axis, on which are fixed the cranks with their pedals, by a freewheel of the one-way type often mounted on an area of enlarged diameter. It meshes with a series of intermediate transmission elements which are multiplier gears (the number of which, most often 3 or 5, can be modified) made up of two or more concentric toothed wheels of different diameters which mesh with toothed wheel of one with pinion of the other in desired multiplication ratios. They are mounted on ball or needle bearings on axes fixed in a chassis or housing integral with the frame of the bicycle or the device. The last element consists of a toothed wheel fixed on the hub to the rear wheel.
  • this gear transmission is most often mounted in parallel to the traditional chain drive going from the bottom bracket, on the cranks or the axis of which are fixed one or more toothed chainrings, to the hub of the rear wheel with its corresponding freewheel pinion (s) and their derailleurs.
  • the user multiplies it by engaging the transmission object of the present invention which takes over while the chain transmission becomes inoperative.
  • a complementary toothed wheel secured to the toothed wheel constituting the first element of the gear transmission can mesh with a gear geared and mounted with a freewheel in one direction on a shoulder of the second element.
  • a complementary toothed wheel secured to the axle / crank assembly can mesh with a gear geared and mounted with a one-way freewheel on a shoulder of the second element of the gear transmission.
  • a complementary crown, with single or double toothing, integral and fixed to the axle / crank assembly can mesh with toothed wheels mounted with freewheels of the one-way type on shoulders of the third and fourth element (such a ring can double the speed of rotation of the kinematic chain of gears).
  • a complementary toothed wheel secured to the toothed wheel on a freewheel carrying the chain can mesh with a geared gear and mounted with a freewheel of one-way type on a shoulder of the penultimate element of the gear transmission.
  • a complementary crown, with single or double toothing, integral and fixed to the toothed wheel on a free wheel carrying the chain can mesh with toothed wheels mounted with free wheels of the one-way type on the shoulders of the sixth and / or fifth elements of the gear transmission.
  • this power actuates the succession of elements of the transmission by gear from from the first element which activates the series of intermediate multiplying elements (the action of the toothed wheels and / or complementary crowns having the effect of reinforcing the setting in motion of the intermediate elements) to the last element, the gear fixed on the hub to the rear wheel, which, under the driving effect of this combined mechanical transmission, increases its movement, and, “in return”, the speed acquired and the leverage of the rear wheel restores a significant part of the power which traverses the succession of multiplying gear elements in the opposite direction, releases the first gear element by the effect of its free wheel on the crankset axle, relieves pressure necessary on the pedals and makes pedaling all the easier ...
  • the continuous pressure on the pedals in the forward direction creates a kinematic chain "round trip" in which the recycling of energy makes the following turns more and more easy ... and the increase in speed can continue according to the will of the user.
  • a bicycle equipped with the mechanical transmission which is the subject of the invention can reach and greatly exceed 100 km / hour, all arrangements will be made, in addition to the personal equipment of the user, to ensure safety, in particular by adapting the wheels, the frame, with reinforcements and shock absorbers, and the braking system, so that they are suitable for such speeds.
  • Transmission elements According to the distance from the pedal to the rear wheel and the chosen ratios, their number, their dimensions, the number of concentric cogwheels on the same element, their diameter, their module and their arrangement can be modified.
  • the intermediate transmission elements can rotate on fixed axes or be fixed on axes rotating in bearings fixed to the chassis.
  • Each element can receive on one shoulder, mounted with a freewheel, one or more toothed wheels which are not integral with the other toothed wheels.
  • Clutch mechanism Operated by cable and / or lever, manually or electro-mechanically, it can be produced with claws, projections and grooves, jaws, pulleys and belts or by any other coupling mode so as to adapt to either of the axial positions of the transmission elements.
  • Number of transmission mechanisms combined per locomotion device It is possible to arrange the transmission on one side or on each side of the pedaling, or to have a central transmission with pedaling on each side.
  • Crowns and complementary toothed wheels their diameter can vary depending on the power enhancement sought and they can be single or double toothing. Generally fixed to the chainring of the crankset or to the freewheel sprocket of the rear wheel, they can also be detached from it and mounted on a freewheel on the front crank axle or fixed on the rear hub. They may also focus on intermediate elements.
  • the chassis to which the axes of the intermediate elements of the gear transmission are linked can be fixed at several points in the cycle frame and also linked to the hub of the rear wheel by needle or ball bearings and allow, by a suitable device, easy separation of the rear wheel from the rest of the cycle.
  • the entire mechanism can receive a protective casing or casing to isolate it from the outside environment.
  • the present invention relates to a mechanical transmission between the crankset and the rear wheel of a pedal vehicle, usable for a cycle, characterized in that it comprises:
  • the power transmission means consist of a series of intermediate elements formed by pairs of concentric toothed wheels of different diameters, the toothed wheel of larger diameter of a pair meshing with the toothed wheel of smaller diameter the next pair, the smaller diameter gear of the first pair meshing with the gear, the larger diameter gear of the last pair meshing with the gear element.
  • - It includes a device for clutching power transmission means for controlling their activation.
  • - It comprises a parallel drive system comprising at least one plate secured to the pedal, at least one pinion mounted by a free wheel on the rear wheel and a chain connecting the plate and the pinion.
  • - It comprises at least one wheel or at least one ring gear mounted around the bottom bracket axle, cooperating with the power transmission means to complete their drive.
  • the complementary wheel (s) and / or crown gear centered on the crankset is integral with the wheel and meshes with a toothed wheel mounted with a freewheel of the one-way type on a shoulder of an intermediate element.
  • the complementary wheel (s) and / or gear gear centered on the crankset is fixed to the crankset and secured to a chainring and / or the gear wheel carrying the chain, the (or) said gear and / or complementary gear crown meshing with a toothed wheel mounted with a freewheel of the one-way type on a shoulder of an intermediate element.
  • the invention also relates to carts, boats and other pedal devices, characterized in that they are equipped with one or more transmissions according to any one of the preceding claims.
  • FIG. 1 shows such a reinforced combination of two complementary toothed wheels: one secured to the first element on the crankset axle and the other secured to the freewheel gear carrying the chain on the rear wheel hub.
  • FIG. 2 represents such a reinforced combination of a complementary crown with double teeth secured to the toothed wheel on a large diameter free wheel carrying the chain on the hub of the rear wheel.
  • FIG. 3 represents such a reinforced combination of two complementary toothed wheels, one secured to the first gear element on the axle of the crankset and the other secured to the toothed wheel on a free wheel carrying the chain on the hub of the rear wheel, and a large diameter double-toothed crown secured to the pedals.
  • FIG. 4 represents a model of such a combination associating the crowns and complementary toothed wheels of the preceding figures.
  • Figure 5 shows an example of a toothed clutch mechanism
  • the mechanism comprises a succession of 7 transmission elements in combination ranging from (A) to (Z) passing through (B), (C), (D), ( E), (F).
  • the first transmission element (A) carries the crankset consisting of pedals (1) and cranks (2) fixed on its axis (A0) which drives, in parallel, by turning in the direction of advance of the bicycle, an element gear consisting of two integral toothed wheels (A2RL-A3RL) and mounted on a freewheel of one-way type (3) which allows free rotation of the crankset in the other direction - (the term RL added to a reference indicates that the gear is mounted on a freewheel of the one-way type).
  • the intermediate transmission elements, (B), (C), (D), (E), (F) consist of gears which mesh with the wheel. toothed one with pinion on the other in a ratio such that the rotation is multiplied by going from the crankset to the rear wheel.
  • the gear wheel (A3RL) drives the gear wheel (B3RL)
  • the gear wheel (A2RL) drives the pinion (B2) and multiplies the speed of rotation of the intermediate transmission element (B)
  • multiplier gear element consisting of integral concentric toothed wheels (B1-B2) and of (B3RL) which is mounted on a freewheel of one-way type on a shoulder of the assembly (B1-B2), in which the toothed wheel (B1) meshes with the pinion (C2) and multiplies the speed of rotation of the intermediate transmission element (C)
  • the disassembly of the rear wheel is facilitated by the disjunction of the bearing (12) of the chassis (6) at the level of a device (11).
  • the chassis (6) is fixed to the frame of the bicycle on the pedal side and it can also be fixed on one of the arms of the support fork of the rear wheel.
  • the rear wheel (5) When the user exerts pressure on the pedals (1) and the transmission object of the invention is engaged, the rear wheel (5) is, “to go”, encouraged to increase its rotational movement by the actuation of the succession of intermediate multiplier gear elements driven by the toothed wheel (A2RL) to the toothed wheel (Z2) and by the reinforcing action of the toothed wheels (A3RL) and (Z3RL); by turning, the rear wheel (5), by its acquired speed and the effect of its lever on the toothed wheel (Z2) activates, “on the return”, the succession of gear elements up to the toothed wheel ( A2RL), which, by the effect of the freewheel (3), releases the axis (AO), relieves pedaling, and makes it possible to increase all the more speed in a kinematic chain "round trip".
  • the transmission clutch device illustrated in FIG. 5 can be adapted to one of the axial positions (C), (D), or (E).
  • the variants with the combination described in FIG. 1 are as follows: The reinforcement constituted by the engagement of the toothed wheels (A3RL) and (B3RL) is eliminated as well as the pinion (F3RL).
  • the transmission element (Z) is modified by the integral fixing on a plate (9) mounted on the free wheel (8), of a chain support toothed wheel (Z1 RL) of larger diameter and of a double toothed crown (Z3RL-Z4RL), which, by meshing on the toothed wheels (D3RL) and (E3RL) mounted with freewheel on a shoulder of the intermediate gear elements respectively (D1-D2) and (E1 -E2), reinforce the kinematics of the transmission, in particular during the clutching of the transmission by the device illustrated in FIG. 5 which can, in this model, adapt to one of the axial positions (B), ( C), or (F).
  • the transmission element (A) is modified by fixing at (10) a plate (13) on the wheel toothed chain support (A1) integral with a complementary crown with double toothing (A4-A5), which, by meshing respectively on the toothed wheels (C3RL) and (D4RL) mounted with free wheel on a shoulder of the elements d 'Intermediate gears respectively (C1-C2) and (D1-D2), reinforce the kinematics of the transmission to further double the speed of advance already multiplied compared to current speeds.
  • the transmission clutch device illustrated in FIG. 5 can be particularly adapted to the axial position (E).
  • this elevation represents a transmission model which combines the elements described in the 3 previous figures and combines the power of a complementary crown with double teeth (A4-A5) on the crankset which increases the speed at ease of starting a complementary crown with double teeth (Z3RL-Z4RL) on the hub of the rear wheel.
  • the transmission clutch device illustrated in FIG. 5 can be adapted to either of the axial positions (B) or (F).
  • FIG. 5 shows a top view of a toothed clutch model that can be adapted to different axial positions but referenced here relative to the axis B of Figure 2.
  • the transmission object of the invention is engaged by traction on the axis (21), the disc of which presses by means of a needle stop (26) on a second disc (20) carrying teeth which sinks through the pinion (B2P) and enters the housing of the gear (B1 P) of the gear element (B).
  • Ball bearings (24) and bearings (25) facilitate relative movements around the axis (23) which is fixed in the chassis (6).
  • the combined “round trip” transmission mechanism according to the invention can also be adapted to other locomotion devices with pedals, in particular golf carts and paddlewheel boats or with propellers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)

Abstract

Transmission mécanique combinée en 'aller-retour' pour faciliter et multiplier la vitesse des cycles et autres systèmes à pédales. Conçue pour limiter le taux de rotation du pédalier et l'effort sur les pédales tout en multipliant la vitesse, l'invention consiste en une combinaison d'éléments de transmission allant d'un premier élément d'engrenage multiplicateur (A2RL) monté sur roue libre (3) sur l'axe du pédalier qui l'entraîne dans sa rotation par le mouvement des pédales dans le sens de l'avancement, en passant par des éléments intermédiaires (B, C,....) d'engrenage multiplicateur constitués de roues dentées concentriques tournant sur des axes fixés dans un châssis lié au cadre jusqu'au dernier pignon (Z2), fixé sur le moyeu à la roue arrière de façon à tourner avec elle et profiter, par la vitesse acquise, de son effet de levier pour faire retourner l'énergie par les mêmes engrenages pour libérer l'axe du pédalier par l'effet de roue libre (3) et soulager d'autant le pédalage. Elle remplace la transmission à chaîne traditionnelle ou le plus souvent en prends le relais par un embrayage lorsqu'elle est montée en parallèle. L'invention s'adresse à l'industrie des cycles et autres moyens de locomotion.

Description

"TRANSMISSION MECANIQUE COMBINEE EN ALLER-RETOUR POUR
FACILITER ET MULTIPLIER LA VITESSE DES CYCLES ET AUTRES APPAREILS A PEDALES "
La présente invention adaptable aux cycles, notamment aux bicyclettes, et à d'autres moyens de locomotion et appareils à pédales concerne un mécanisme de transmission multiplicateur en « aller-retour » formé d'une nouvelle combinaison qui permet de recycler une partie de l'énergie entre le pédalier et la roue arrière de façon à limiter le taux de rotation du pédalier et l'effort sur les pédales tout en multipliant la vitesse.
Le moyen traditionnel d'augmenter la vitesse des cycles, équipés le plus souvent de transmission à chaîne allant du pédalier avec un ou plusieurs plateaux jusqu'à un ensemble de pignons sur le moyeu de la roue arrière, est d'utiliser différents rapports par des systèmes de changement de vitesse mécaniques ou électromécaniques donnant différents développements qui permettent, notamment aux coureurs, d'atteindre des vitesses de 50km/h à 60km/h. En dehors des coûteux apports d'énergie auxiliaire, soit électrique, soit par moteur à combustion qui sont le plus souvent bruyants et polluants, il est aussi bien connu que de telles vitesses demandent une dépense musculaire importante cause de fatigue et que les moyens mécaniques pour la réduire qui consistent dans l'emmagasinage d'énergie dans des moyens élastiques pour la restituer ensuite, dans l'ergonomie du cadre, celle du pédalier, dans des plateaux ou des engrenages intermédiaires et autres système de boites de vitesses, etc., ont des effets limités. Adaptable à tout type de cycles, la transmission selon l'invention, nouvelle combinaison d'éléments d'engrenage dans laquelle l'énergie circule en « aller- retour », avec à l'aller la puissance de la pression des pieds de l'utilisateur sur les pédales pour mettre en rotation la roue arrière et au retour la vitesse acquise par la roue arrière pour diminuer la pression nécessaire sur les pédales, présente l'avantage, du fait du retour au pédalier d'une partie importante de l'énergie de départ, de demander beaucoup moins d'efforts musculaires, d'autant moins que, selon les rapports de ses engrenages multiplicateurs, le nombre de tours de pédales à exécuter pour parvenir à des vitesses similaires est beaucoup plus faible que dans les seules transmissions traditionnelles ; et la vitesse d'un cycle équipé de cette nouvelle transmission peut, suivant la volonté de l'utilisateur qui en contrôle l'accélération continuelle, dépasser largement ou multiplier les vitesses courantes jusqu'à approcher celles des motos, sans fatigue excessive, sans bruit, sans carburant, donc sans pollution.
Ce mécanisme de transmission en « aller-retour » combine, du pédalier au moyeu arrière, une succession d'éléments de transmission par engrenage, renforcée par des roues ou couronnes dentées complémentaires pour faciliter le pédalage et l'accroissement de la vitesse.
Entraîné lorsque le pédalage se fait dans le sens de l'avancement et libre dans l'autre sens, le premier élément de la succession d'éléments de transmission par engrenage est constitué d'une roue dentée associée à l'axe du pédalier, sur lequel sont fixées les manivelles avec leurs pédales, par une roue libre de type à sens unique montée souvent sur une zone de diamètre élargi. Il s'engrène avec une suite d'éléments de transmission intermédiaires qui sont des engrenages multiplicateurs (dont le nombre, le plus souvent 3 ou 5, est modifiable) constitués de deux ou plusieurs roues dentées concentriques de diamètres différents qui s'engrènent roue dentée de l'un avec pignon de l'autre dans des rapports de multiplication voulus. Ils sont montés sur roulement à billes ou à aiguilles sur des axes fixés dans un châssis ou boîtier solidaire du cadre de la bicyclette ou de l'appareil. Le dernier élément consiste en une roue dentée fixée sur le moyeu à la roue arrière.
Pour faciliter le démarrage, cette transmission par engrenage est le plus souvent montée en parallèle à l'entraînement par chaîne traditionnel allant du pédalier, sur les manivelles ou l'axe duquel sont fixés un ou plusieurs plateaux dentés, au moyeu de la roue arrière avec son ou ses pignons sur roue libre correspondants et leurs dérailleurs. Après avoir atteint une vitesse suffisante avec la transmission à chaîne traditionnelle, l'utilisateur la multiplie en embrayant la transmission objet de la présente invention qui prend le relais tandis que la transmission à chaîne devient inopérante.
Constituant de nouvelles combinaisons pour renforcer la rotation des éléments intermédiaires de transmission par engrenage, des roues et/ou couronnes dentées complémentaires à simple ou double denture, axées sur le pédalier et/ou sur le moyeu de la roue arrière, peuvent être ajoutées et s'engrener sur des roues dentées, non solidaires des autres roues dentées de l'élément correspondant qui sont montées avec une roue libre à sens unique sur un épaulement des dits éléments intermédiaires qui peuvent tous être concernés par cette disposition dès lors qu'ils coopèrent dans le sens de l'avancement de la bicyclette ou de l'appareil et restent neutres lorsque l'utilisateur cesse d'appuyer sur les pédales. Un mécanisme d'embrayage accouple ou désaccouple, à la volonté de l'utilisateur, les roues dentées d'un même élément d'engrenage, intermédiaire le plus souvent, activant ou désactivant la transmission objet de la présente invention. Ainsi, comme exemple de nouvelles combinaisons axées sur le pédalier :
• Une roue dentée complémentaire solidaire et fixée à la roue dentée constituant le premier élément de la transmission par engrenage peut s'engrener avec une roue dentée axée et montée avec une roue libre à sens unique sur un épaulement du deuxième élément.
• Une roue dentée complémentaire solidaire et fixée à l'ensemble axe/manivelle peut s'engrener avec une roue dentée axée et montée avec une roue libre à sens unique sur un épaulement du deuxième élément de la transmission par engrenage.
• Une couronne complémentaire, à simple ou double denture, solidaire et fixée à l'ensemble axe/manivelle peut s'engrener avec des roues dentées montées avec roues libres de type à sens unique sur des épaulements des troisième et quatrième éléments (une telle couronne peut permettre de doubler la vitesse de rotation de la chaîne cinématique d'engrenages).
Symétriquement, comme exemples de nouvelles combinaisons axées sur le moyeu de la roue arrière : » Une roue dentée complémentaire solidaire et fixée à la roue fixe dentée constituant le dernier élément de la transmission par engrenage peut s'engrener avec une roue dentée axée et montée avec une roue libre de type à sens unique sur un épaulement de l'avant-dernier élément.
» Une roue dentée complémentaire solidaire et fixée à la roue dentée sur roue libre portant la chaîne peut s'engrener avec une roue dentée axée et montée avec une roue libre de type à sens unique sur un épaulement de l'avant-dernier élément de la transmission par engrenage.
• Une couronne complémentaire, à simple ou double denture, solidaire et fixée à la roue dentée sur roue libre portant la chaîne peut s'engrener avec des roues dentées montées avec roues libres de type à sens unique sur des épaulements des sixième et/ou cinquième éléments de la transmission par engrenage.
Pour préciser le fonctionnement de l'ensemble de ces nouvelles combinaisons, lorsque l'utilisateur fait pression sur les pédales dans le sens de l'avancement : à l'aller, cette puissance actionne la succession d'éléments de la transmission par engrenage à partir du premier élément qui actionne la série d'éléments multiplicateurs intermédiaires (l'action des roues dentées et/ou couronnes complémentaires ayant pour effet de renforcer la mise en mouvement des éléments intermédiaires) jusqu'au dernier élément, l'engrenage fixé sur le moyeu à la roue arrière, qui, sous l'effet moteur de cette transmission mécanique combinée, accroît son mouvement, et, « en retour », la vitesse acquise et l'effet de levier de la roue arrière restitue une part importante de la puissance qui parcourt la succession d'éléments d'engrenage multiplicateurs en sens inverse, libère le premier élément d'engrenage par l'effet de sa roue libre sur l'axe du pédalier, soulage la pression nécessaire sur les pédales et facilite d'autant le pédalage... ainsi, la pression continue sur les pédales dans le sens de l'avancement crée une chaîne cinématique « aller-retour » dans laquelle le recyclage de l'énergie rend les tours suivants de plus en plus faciles... et l'accroissement de la vitesse peut se poursuivre selon la volonté de l'utilisateur. Suivant la combinaison adoptée, une bicyclette équipée de la transmission mécanique objet de l'invention pouvant atteindre et dépasser largement les 100km/heure, toute disposition sera prise, outre l'équipement personnel de l'utilisateur, pour assurer la sécurité, notamment en adaptant les roues, le cadre, avec des renforts et des amortisseurs, et le système de freinage, de façon à ce qu'ils soient appropriés pour de telles vitesses.
Selon les contraintes, les performances demandées et la taille des appareils de locomotion qui l'utilisent, cette transmission mécanique combinée en « aller-retour » est modifiable, notamment sur les points suivants : • Eléments de transmission: Selon la distance du pédalier à la roue arrière et les rapports choisis, leur nombre, leurs dimensions, le nombre de roues dentées concentriques sur un même élément, leur diamètre, leur module et leur agencement sont modifiables. Les éléments de transmission intermédiaires peuvent tourner sur des axes fixes ou être fixés sur des axes tournant dans des paliers fixés sur le châssis. Chaque élément peut recevoir sur un épaulement, montées avec une roue libre, une ou plusieurs roues dentées non solidaires des autres roues dentées.
• Transmission par chaîne : Bien que la transmission par chaîne soit souvent nécessaire au démarrage, il est possible de la supprimer, auquel cas l'embrayage devient inutile.
• Mécanisme d'embrayage : Actionné par câble et/ou levier, manuellement ou électro-mécaniquement, il pourra être réalisé à griffes, saillies et rainures, mâchoires, poulies et courroies ou par tout autre mode d'accouplement de façon à s'adapter à l'une ou l'autre des positions axiales des éléments de transmission. • Nombre de mécanismes de transmission combinés par appareil de locomotion : Il est possible de disposer la transmission sur un des côtés ou de chaque côté du pédalage, ou d'avoir une transmission centrale avec le pédalage de chaque côté.
• Couronnes et roues dentées complémentaires : leur diamètre peut varier suivant le renforcement de puissance recherché et elles pourront être à simple ou double denture. Généralement fixées au plateau à chaîne du pédalier ou au pignon sur roue libre de la roue arrière, elles pourront aussi en être désolidarisées et montées sur roue libre sur l'axe du pédalier avant ou fixée sur le moyeu arrière. Elles pourront aussi être axées sur des éléments intermédiaires.
» Le châssis auquel sont liés les axes des éléments intermédiaires de la transmission par engrenages peut être fixé en plusieurs points du cadre du cycle et aussi lié au moyeu de la roue arrière par palier à aiguilles ou à billes et permettre, par un dispositif adapté, la séparation aisée de la roue arrière du reste du cycle. L'ensemble du mécanisme peut recevoir une enveloppe ou boîtier de protection pour l'isoler du milieu extérieur.
• Les matériaux utilisés peuvent êtres de différentes natures La présente invention concerne une transmission mécanique entre le pédalier et la roue arrière d'un véhicule à pédales, utilisable pour un cycle, caractérisée par le fait qu'elle comprend :
• une roue dentée montée avec une roue libre de type à sens unique sur l'axe du pédalier pour que le pédalier l'entraîne dans sa rotation dans le sens de l'avancement ;
• un élément d'engrenage fixé solidairement sur le moyeu de la roue arrière ;
• des moyens de transmission de puissance intermédiaires entre la roue dentée et l'élément d'engrenage apte à multiplier la vitesse de rotation depuis la roue dentée jusqu'à l'élément d'engrenage. Selon des variantes :
- les moyens de transmission de puissance sont constitués d'une suite d'éléments intermédiaires formés par des paires de roues dentées concentriques de diamètres différents, la roue dentée de plus grand diamètre d'une paire engrenant avec la roue dentée de plus petit diamètre de la paire suivante, la roue dentée de plus petit diamètre de la première paire engrenant avec la roue dentée, la roue dentée de plus grand diamètre de la dernière paire engrenant avec l'élément d'engrenage.
- elle comporte un dispositif d'embrayage des moyens de transmission de puissance pour la commande de leur activation. - elle comporte un système d'entraînement parallèle comportant au moins un plateau solidaire du pédalier, au moins un pignon monté par une roue libre sur la roue arrière et une chaîne reliant le plateau et le pignon. - elle comporte au moins une roue ou au moins une couronne dentée montée autour de l'axe de pédalier, coopérant avec les moyens de transmission de puissance pour compléter leur entraînement.
- la (ou les) roue et/ou couronne dentée complémentaire axée sur le pédalier est solidaire de la roue et s'engrène avec une roue dentée montée avec roue libre de type à sens unique sur un épaulement d'un élément intermédiaire.
- la (ou les) roue et/ou couronne dentée complémentaire axée sur le pédalier est fixée au pédalier et solidaire d'un plateau et/ou de la roue dentée portant la chaîne, la (ou les) dite roue et/couronne dentée complémentaire s'engrenant avec une roue dentée montée avec roue libre de type à sens unique sur un épaulement d'un élément intermédiaire.
- elle comporte une ou plusieurs roues et/ou couronnes dentées complémentaires, axées sur le moyeu de la roue arrière, et solidaire de la roue dentée, la ou les dites roues et/ou couronnes dentées complémentaires s'engrenant avec des roues dentées montées avec roue libre de type à sens unique sur un épaulement d'un ou d'éléments intermédiaires.
- elle comporte une ou plusieurs et/ou couronnes dentées complémentaires, axées sur le moyeu de la roue arrière, et fixées sur un plateau et/ou le pignon entraîné par la chaîne qui tourne sur la roue libre, la ou les dites roues et/ou couronnes dentées complémentaires s'engrenant avec des roues dentées montées avec roue libre de type à sens unique sur une épaulement d'un ou d'éléments intermédiaires.
L'invention concerne aussi des voiturettes, embarcations et autres appareils à pédales, caractérisés en ce qu'ils sont équipés d'une ou de plusieurs transmissions selon l'une quelconque des revendications précédentes.
Les dessins annexés, illustrent, sans être limitatifs, les élévations de quatre modèles de mécanisme de transmission combinée en « aller-retour » selon l'invention associant une transmission traditionnelle par chaîne avec une succession de 7 éléments de transmission par engrenages multiplicateurs avec des roues et couronnes dentées complémentaires ; pour la clarté des figures 1 à 4, aucune sorte de mécanisme d'embrayage n'est représenté, la cinquième planche en donne une illustration : La figure 1 représente une telle combinaison renforcée de deux roues dentées complémentaires : l'une solidaire du premier élément sur l'axe du pédalier et l'autre solidaire de la roue dentée sur roue libre portant la chaîne sur le moyeu de la roue arrière. La figure 2 représente une telle combinaison renforcée d'une couronne complémentaire à double denture solidaire de la roue dentée sur roue libre de grand diamètre portant la chaîne sur le moyeu de la roue arrière.
> La figure 3 représente une telle combinaison renforcée de deux roues dentées complémentaires, l'une solidaire du premier élément d'engrenage sur l'axe du pédalier et l'autre solidaire de la roue dentée sur roue libre portant la chaîne sur le moyeu de la roue arrière, et d'une couronne à double denture de grand diamètre solidaire du pédalier. La figure 4 représente un modèle d'une telle combinaison associant les couronnes et roues dentées complémentaires des figures précédentes. La figure 5 représente un exemple de mécanisme d'embrayage à dents
En référence à ces dessins, et notamment à la figure 1 , le mécanisme comprend une succession de 7 éléments de transmission en combinaison allant de (A) à (Z) en passant par (B),( C), (D), (E), (F). Le premier élément de transmission (A) porte le pédalier constitué des pédales (1) et des manivelles (2) fixées sur son axe (A0) qui entraîne, parallèlement, en tournant dans le sens de l'avancement de la bicyclette, un élément d'engrenage constitué de deux roues dentées solidaires (A2RL-A3RL) et monté sur une roue libre de type à sens unique (3) qui laisse libre la rotation du pédalier dans l'autre sens - (le terme RL ajouté à une référence indique que l'engrenage est monté sur une roue libre de type à sens unique). Le plateau denté (A1) solidaire de l'axe (A0) et de la manivelle (2), transmet par une chaîne (4), la pression appliquée sur les pédales à la roue dentée (Z1RL) monté sur une roue libre de type à sens unique (8) fixée sur le moyeu (7) de la roue arrière (5). Montés sur roulements autour d'axes fixés sur un châssis (6), les éléments de transmission intermédiaires, (B), (C), (D), (E), (F) sont constitués d'engrenages qui s'engrènent roue dentée de l'un avec pignon de l'autre dans un rapport tel que la rotation est multipliée en allant du pédalier vers la roue arrière. Pour plus de précisions, tandis que la roue dentée (A3RL) mène la roue dentée (B3RL), la roue dentée (A2RL) mène le pignon (B2) et multiplie la vitesse de rotation de l'élément de transmission intermédiaire (B), élément d'engrenage multiplicateur constitué des roues dentées concentriques solidaires (B1-B2) et de (B3RL) qui est montée sur une roue libre de type à sens unique sur un épaulement de l'ensemble (B1-B2), dans lequel la roue dentée (B1) s'engrène avec le pignon (C2) et multiplie la vitesse de rotation de l'élément de transmission intermédiaire (C), élément d'engrenage multiplicateur constitué des roues dentées concentriques solidaires (C1-C2) dans lequel la roue dentée (C1) s'engrène avec le pignon (D2) et multiplie la vitesse de rotation de l'élément de transmission intermédiaire (D), élément d'engrenage multiplicateur constitué des roues dentées concentriques solidaires (D1-D2) dans lequel la roue dentée (D1) s'engrène avec le pignon (E2) et multiplie la vitesse de rotation de l'élément de transmission intermédiaire (E), élément d'engrenage multiplicateur constitué des roues dentées concentriques solidaires (E1-E2) dans lequel la roue dentée (E1) s'engrène avec le pignon (F2) et multiplie la vitesse de rotation de l'élément de transmission intermédiaire (F), élément d'engrenage multiplicateur constitué des roues dentées concentriques solidaires (F1-F2) et de (F3RL) qui est montée sur une roue libre de type à sens unique sur un épaulement de l'ensemble (F1-F2), dans lequel la roue dentée (F1) s'engrène avec la roue dentée (Z2) du dernier élément de transmission (Z) constitué de l'engrenage (Z2) solidaire de la roue arrière (5) et fixée sur son moyeu (7) et, parallèlement, de la roue dentée (Z3RL) - solidaire de la roue dentée (Z1RL) porteuse de la chaîne - qui s'engrène avec la roue dentée (F3RL). Le démontage de la roue arrière est facilité par la disjonction du palier (12) du châssis (6) au niveau d'un dispositif (11). Le châssis (6) est fixé au cadre de la bicyclette du côté pédalier et il peut l'être aussi, sur un des bras de la fourche support de la roue arrière. Lorsque l'utilisateur exerce une pression des pieds sur les pédales (1) et que la transmission objet de l'invention est embrayée, la roue arrière (5) est, « à l'aller », incitée à augmenter son mouvement de rotation par la mise en action de la succession d'éléments d'engrenage multiplicateur intermédiaires entraînés par la roue dentée (A2RL) jusqu'à la roue dentée (Z2) et par l'action de renfort des roues dentées (A3RL) et (Z3RL) ; en tournant, la roue arrière (5), par sa vitesse acquise et l'effet de son levier sur la roue dentée (Z2) actionne, « au retour », la succession d'éléments d'engrenage jusqu'à la roue dentée (A2RL), qui, par l'effet de la roue libre (3), libère l'axe (AO), soulage le pédalage, et permet d'augmenter d'autant la vitesse dans une chaîne cinématique « aller-retour ». L'ensemble des éléments d'engrenages et le châssis attenant peuvent être protégés par un habillage ou par un boîtier non illustré. Le dispositif d'embrayage de la transmission illustré sur la figure 5 peut s'adapter sur l'une des positions axiales (C), (D), ou (E). En référence au dessin de la figure 2, les variantes avec la combinaison décrite dans la figure 1 sont les suivantes : Le renfort constitué par l'engrènement des roues dentées (A3RL) et (B3RL) est supprimé ainsi que le pignon (F3RL). Par contre l'élément de transmission (Z) est modifié par la fixation solidaire sur un plateau (9) monté sur la roue libre (8), d'une roue dentée support de chaîne (Z1 RL) de plus grand diamètre et d'une couronne à double denture (Z3RL-Z4RL), qui, en s'engrenant sur les roues dentées (D3RL) et (E3RL) montés avec roue libre sur un épaulement des éléments d'engrenage intermédiaires respectivement (D1-D2) et (E1-E2), renforcent la cinématique de la transmission, notamment lors de l'embrayage de la transmission par le dispositif illustré sur la figure 5 qui peut, dans ce modèle, s'adapter sur l'une des positions axiales (B), (C), ou (F).
En référence au dessin de la figure 3, les variantes avec la combinaison décrite dans la figure 1 sont les suivantes : L'élément de transmission (A) est modifié par la fixation en (10) d'un plateau (13) sur la roue dentée support de chaîne (A1) solidaire d'une couronne complémentaire à double denture (A4-A5), qui, en s'engrenant respectivement sur les roues dentées (C3RL) et (D4RL) montés avec roue libre sur un épaulement des éléments d'engrenage intermédiaires respectivement (C1-C2) et (D1-D2), renforcent la cinématique de la transmission jusqu'à doubler encore la vitesse d'avancement déjà multipliée par rapport aux vitesses courantes. Le dispositif d'embrayage de la transmission illustré sur la figure 5 peut s'adapter particulièrement sur la position axiale (E).
En référence à la figure 4, cette élévation représente un modèle de transmission qui combine les éléments décrits dans les 3 figures précédentes et associe la puissance d'une couronne complémentaire à double denture (A4-A5) sur le pédalier qui augmente la vitesse à la facilité de démarrage d'une couronne complémentaire à double denture (Z3RL-Z4RL) sur le moyeu de la roue arrière. Le dispositif d'embrayage de la transmission illustré sur la figure 5 peut s'adapter sur l'une ou l'autre des positions axiales (B) ou (F).
Le dessin de la figure 5 représente une vue de dessus d'un modèle d'embrayage à dents pouvant s'adapter sur différentes positions axiales mais référencé ici par rapport à l'axe B de la figure 2. La transmission objet de l'invention est embrayée par la traction sur l'axe (21) dont le disque appuie par l'intermédiaire d'une butée à aiguilles (26) sur un deuxième disque (20) porteur de dents qui s'enfonce à travers le pignon (B2P) et pénètre dans les logements de la roue dentée (B1 P) de l'élément d'engrenage (B). Des butées à billes (24) et des roulements (25) facilitent les mouvements relatifs autour de l'axe (23) qui est fixé dans le châssis (6). Lorsque l'utilisateur relâche sa traction sur l'axe (21), coulissant à l'intérieur de l'axe (23), les ressorts (22) se détendent et la transmission est débrayée.
Particulièrement destiné à l'industrie du cycle, notamment à toutes les tailles et types de bicyclettes à pédales à roues normales ou plus petites, dont il permet, par le renforcement de la vitesse et l'économie de puissance réalisés, une conception d'encombrement réduit et une meilleure adaptation aux zones urbaines, le mécanisme de transmission combinée en « aller-retour » selon l'invention peut s'adapter aussi à d'autres appareils de locomotion à pédales, notamment des voiturettes et des embarcations à roues à aubes ou à hélices.
REFERENCES
1. Pédale
2. Manivelle
3. Roue libre
4. Chaîne
5. Roue arrière
6. Châssis
7. Moyeu
8. Roue libre
9. Plateau
10 . Point de fixation
11 . Dispositif
12. Palier
13. Plateau

Claims

REVENDICATIONS
1. Transmission mécanique entre le pédalier (AO) et la roue arrière (5) d'un véhicule à pédales, utilisable pour un cycle, caractérisée par le fait qu'elle comprend :
- une roue dentée (A2RL) montée avec une roue libre de type à sens unique (3) sur l'axe du pédalier (AO) pour que le pédalier (AO) l'entraîne dans sa rotation dans le sens de l'avancement ; » un élément d'engrenage (22) fixé solidairement sur le moyeu (7) de la roue arrière ;
• des moyens de transmission de puissance intermédiaires entre la roue dentée (A2RL) et l'élément d'engrenage (Z2) apte à multiplier la vitesse de rotation depuis la roue dentée (A2RL) jusqu'à l'élément d'engrenage (Z2).
2. Transmission selon la revendication 1 , caractérisée par le fait que les moyens de transmission de puissance sont constitués d'une suite d'éléments intermédiaires (B, C, D, E, F) formés par des paires de roues dentées concentriques de diamètres différents, la roue dentée de plus grand diamètre d'une paire engrenant avec la roue dentée de plus petit diamètre de la paire suivante, la roue dentée de plus petit diamètre (B2) de la première paire (B) engrenant avec la roue dentée (A2RL), la roue dentée de plus grand diamètre (F1) de la dernière paire (F) engrenant avec l'élément d'engrenage (Z2).
3. Transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte un dispositif d'embrayage des moyens de transmission de puissance pour la commande de leur activation.
4. Transmission, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte un système d'entraînement parallèle comportant au moins un plateau (A1) solidaire du pédalier, au moins un pignon (Z1 RL) monté par une roue libre (8) sur la roue arrière (5) et une chaîne (4) reliant le plateau (A1) et le pignon (Z1 RL).
5. Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins une roue ou au moins une couronne dentée montée autour de l'axe de pédalier (AO), coopérant avec les moyens de transmission de puissance pour compléter leur entraînement.
6. Transmission, selon les revendications 2 et 5, caractérisée par le fait que la (ou les) roue et/ou couronne dentée complémentaire axée sur le pédalier est solidaire de la roue (A2RL) et s'engrène avec une roue dentée montée avec roue libre de type à sens unique (B3RL, C3RL, D4RL) sur un épaulement d'un élément intermédiaire.
7. Transmission, selon les revendications 2, 4 et 5 en combinaison, caractérisée par le fait que la (ou les) roue et/ou couronne dentée complémentaire axée sur le pédalier est fixée au pédalier (AO) et solidaire d'un plateau (13) et/ou de la roue dentée (A1) portant la chaîne (4), la (ou les) dite roue et/couronne dentée complémentaire s'engrenant avec une roue dentée montée avec roue libre de type à sens unique (B3RL, C3RL, D4RL) sur un épaulement d'un élément intermédiaire.
8. Transmission, selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte une ou plusieurs roues et/ou couronnes dentées complémentaires, axées sur le moyeu de la roue arrière (5), et solidaire de la roue dentée (Z2), la ou les dites roues et/ou couronnes dentées complémentaires s'engrenant avec des roues dentées montées avec roue libre de type à sens unique (F3RL, E3RL, D3RL) sur un épaulement d'un ou d'éléments intermédiaires.
9. Transmission, selon les revendications 2 et 4 en combinaison, caractérisée par le fait qu'elle comporte une ou plusieurs et/ou couronnes dentées complémentaires, axées sur le moyeu de la roue arrière (5), et fixées sur un plateau (9) et/ou le pignon (Z1RL) entraîné par la chaîne (4) qui tourne sur la roue libre (8), la ou les dites roues et/ou couronnes dentées complémentaires s'engrenant avec des roues dentées montées avec roue libre de type à sens unique (F3RL, E3RL, D3RL) sur une épaulement d'un ou d'éléments intermédiaires.
10. Voiturettes, embarcations et autres appareils à pédales, caractérisés en ce qu'ils sont équipés d'une ou de plusieurs transmissions selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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