L'invention est relative à une pédale de bicyclette à enclenchement et déclenchement automatiques, du genre de celles qui comprennent :

- un corps de pédale qui comporte un logement destiné à recevoir un axe transversal de pédale dont une extrémité fait saillie hors du logement et est propre à être fixée à une manive le, l'autre extrémité de S'axe étant située à l'intérieur du logement ;

- un montage rotatif du corps de pédale sur ledit axe transversal à l'aide de paliers rotatifs ;

- sur 1e corps de pédale _s une surface d'appui pour une cale prévus sous la semelle de la chaussure de l'utilisateur;

- des moyens d'accrochage pour attacher la cale à la pédale, le décrochage de la cale étant obtenu par un mouvement de torsion du pied entraînant un mouvement relatif entre ia surface d'appui et la cale.

Une pédale de ce genre est connue d'après EP 0 233 423 où le montage rotatif du corps sur Taxe transversal fait appel, dans ce cas, à deux paliers prévus respectivement au voisinage des extrémités dudiï axe, un palier rotatif situé à l'intérieur du logement ayant un diamètre inférieur à celui du palier destiné à être voisin de la manivelle, Cette disposition permet de réduire sensiblement la distance de la surface d'appui à l'axe géométrique de rotation au niveau du palier intérieur, ce qui est favorable au pédalage.

Toutefois, Il est souhaitable de réduire encore cette distance, sans créer de- zone de fragilité à la transition entre le palier extérieur et la surface d'appui, et tout en conservant une épaisseur de paroi du logement sensiblement constante. H faut en outre préserver la facilité de décrochage en torsion.

Selon l'invention, une pédale du genre en question est caractérisée en ce que la surface d'appui du corps de pédale est sphérique concave du côté opposé à Taxe de pédale, ia section de cette surface d'appui par un plan passant par l'axe géométrique de rotation de la pédale et orthogonal au plan moyen de ia pédale étant formée par un arc de cercle.

Le centre de la surface sphérique est avantageusement situé sur Taxe de rotation de la cale lors de la torsion du pied en phase de déclenchement.

Le corps de pédale peut présenter vers l'avant, de chaque côté, une branp ie tronquée _» les branches ne se rejoignant pas et délimitant un espace ouvert vers l'avant.

La surface supérieure du corps de pédala, qui vient en contact avec la cale et constitue la surface d'appui, peut présenter un contour sensiblement rectangulaire curviligne, dont la grande dimension est parallèle à l'axe de la pédale. Chaque extrémité avant de cette partie sensiblement rectangulaire peut comporter un prolongement vers l'avant, en languette, sur les branches tronquées, ces prolongements appartenant à la même surface sphêrlque que fa surface d'appui.

Le corps de pédale peut être réalisé en alliage léger, ou en matériau composite, ou en matière plastique.

Une plaque métallique peut être surmouiée dans le corps et épouser la surface d'appui sphêrlque, pour protéger le corps contre l'usure, La plaque peut comporter une fenêtre centrale où apparaît la matière du corps.

Les moyens d'accrochage de te cale peuvent comprendre un organe de maintien monté rotatif autour d'un axe géométrique parallèle â _s et en arrière de _s Faxs de la pédale, cet organe de maintien étant propre à être appliqué contre la caie par un moyen élastique, en particulier un élément de flexion, pour assurer l'accrochage de la caie à la pédale,

Un cliquet peut être situé en arrière de l'axe de la pédale, propre à retenir l'organe de maintien dans une position ouverte lors du dégagement de Sa cale à encontre du rappel élastique, et à libérer cet organe de maintien Sors de l'engagement de la caie, le cliquet étant articulé dans le corps de pédale,

Le cliquet peut comporter un prolongement vers l'avant de la pédale, incurvé pour passer sous le logement du corps de pédale et se relevant en avant du manchon pour constituer une butée s'opposant au recul de la cale et de la chaussure, la caie comportant une partie en saillie vers le bas propre à coopérer avec ledit prolongement, lorsque le cliquet est abaissé et la caie fixée â la pédale.

Le prolongement du cliquet peut comporter deux branches reliées entre elles à l'arrière et à l'avant. Un moyen de rappel élastique du cliquet en position de blocage est prévu, en particulier sous la forme d'une larne ressort encastrée dans la partie arrière du cliquet et prenant appui vers l'avant sous le manchon du corps de pédale.

Le moyen élastique de rappel de l'organe de maintien peut être avantageusement formé par une lame élastique de flexion.

L'Invention est également relative à une cale, à fixer sous une chaussure _t pour être attachée â la pédale, cette cale comportant une surface inf rleure sp^érique convexe, conjuguée de la surface d'appui de la pédale. L'invention est également relative à une semelle de chaussure destinée à être attachée à une pédale telle que définie précédemment, caractérisée en ce que :

- la semelle et la cale ne forment qu'une seule et même pièce,

» et ers ce que la semelle comporte un® surface extérieure sphérique convexe dans la zone située â Fapfomfe du métatarse du pied de l'utilisateur, conjuguée de la surface sphérique concave tfappuï de la pédale.

Avantageusement, la semelle de chaussure présente vers l'avant de sa zone sphérique ;

- une partie proéminente faisant office de butée frontale lors du chaussago,

- ainsi qu'une partie proéminente faisant office de came et de crochet.

La butée et la came-crochet peuvent être des pièces rapportées sous la semelle et fixées sous celle-ci par l'intermédiaire de vis.

Avantageusement, les vis de fixation de la butée et de la came sont Introduites depuis l'intérieur de la semelle et chaque vis coopéra avec un trou taraudé, en particulier un trou borgne, prévu dans la came et la butée, afin que les têtes de vis ne risquent pas d'être en contact avec le sol lors de la marche.

La semelle de chaussure est avantageusement caractérisée en ce que des moyens d'accroché présents sur cette semelle, qui coopèrent directement avec les moyens d'accrochage présents sur la pédale, sont fixés depuis l'intérieur de la semelle à l'aide de vis,

La semelle de chaussure peut être caractérisée en ce qu'un patin de marche,

^» de forme globalement rectangulaire et dont la grande dimension est parallèle à l'axe de pédale,

^• muni à chacune de ses deux extrémités d'un plot de hauteur égale ou supérieure à la hauteur de la came.

est intercalé entre la semelle et la came afin de faciliter la marche et de réduire l'usure de la came.

L'invention consiste, mises à part ies dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont si sera plus explicitement question ci-après à propos d ^! exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatif®. Sur ces dessins :

Fig. 1 est une coupe selon la ligne l-l de Rg.2 d'une pédale selon l'invention.

Fig. 2 est une coupe de la pédale selon la ligne II-ll de Fig. 1 , avec upe café accrochée, Rg. 3 est une vue en pers ective de dessous, à us grande échelle, de la cale conjuguée de la pêdafe. avec carne fixée à la cale.

FSg, 4 est une vue en perspective de côté de la pédale,

Flg.5 est un© vue en perspective du dessous d'une semelle, avec Interface ephàrique, nue,

Rg.6 est une vue en persp®ctivB du dessous de la semelle de Fïg.5 ₍ selon une autre orientation, équipée d'une came et d'une butée selon une fixation traditionnelle par vissage du côté convexe de la semelle,

Fïg.7 est une vue partielle en perspective éclatée d'une variante de réalisation de semelle avec fixation de la came et de la butée par vissage â partir de l'intérieur de la semelle, et

Fig.8 est une vue de dessous de la semelle de Fig.7 équipée de la came et de la butée.

En se reportant aux dessins, notamment à Fig. 1 et 2 _» ors peut voir une pédale 1 de bicyclette à enclenchement et déclenchement automatiques. La pédale représentée est destinée à être montée du côté droit de la bicyclette. La constitution de la pédale gauche serait similaire, symétrique par rapport à un plan vertical longitudinal.

Les termes "avant" et "arrière"' utilisés dans la description et les revendications sont à comprendre pour une pédale en position horizontale montée sur une bicyclette, et selon le sens de progression normale de Sa bicyclette. Ainsi, sur Fig.2, la partie avant est située à gauche de la vue _s et la partie arrière à droite,

La pédale 1 comprend un corps 2 qui comporte, dans un manchon, un logement 2a destiné à recevoir un axe transversai 3 de pédale présentant une extrémité 3a fassant saillie hors du logement, propre à être fixée à une manivelle M _f l'autre extrémité 3b de l'axe étant située à l'intérieur du logement 2a.

Le corps de pédale est monté rotatif sur ledit axe transversal 3 à l'aide de deux paliers rotatifs ΡΊ, P2 prévus respectivement au voisinage des extrémités dudit axe. Le palier rotatif P2 situé à l'Intérieur du logement présente un diamètre inférieur à celui du palier P1 destiné à être voisin de la manivelle, Le palier P1 est génè ï&ment constitué d'un roulement à billes, avec joint d'élanchéité g, Une bague taraudée B, vissée sur une partie cylindrique filetée du corps 2, assure le blocage du corps 2 relativement à la bague extérieure du palier P1. Le palier P2 est avantageusement réalisé sous forme d'un palier lisse, ou d'un palier â aiguilles disposées entre deux pistes de roulement révues respectivement sur faxe et dans le logement. Le corps de pédale 2 présente une surface d'appui A pour une cale C (Fïg.2) fixée sous la semelle S de la chaussure de l'utilisateur. Cette surface d'appui A recouvre le palier intérieur P2 à une distance de l'axe géométrique de rotation X-X inférieure à la dimension radiale extérieure du corps 2 au niveau du palier P

Des moyens d'accrochage T (F g.2) sont prévus pour attacher la cale C à la pédale. Le décrochage de la cale C est obtenu par an mouvement de torsion du pied entraînant un mouvement relatif entre la surface d'appui A et la cale G.

Une plaque, ou tôle _» d'appui métallique 4 est avantageusement prévue sur le corps 2 _S notamment lorsque ce corps est en alliage léger, ou en matériau composite ou en matière plastique, La plaque 4 peut être surmoufée dans le corps 2, au niveau de la surface A, pour diminuer l'usure de la pédale, La plaque peut comporter une fenêtre centrale k1 où apparaît Sa matière du corps,

La surface d'appui A est sphérique, de même que la plaque 4 qui épouse la surface A, concave du côté opposé à l'axe 3 de pédale. La section de cette surface d'appui A, par un plan passant par l'axe géométrique X-X de rotation de la pédale et orthogonal au plan moyen du corps de pédale, est formée par un arc de cercle A1 dont la distance à l'axe géométrique de rotation X-X est réduite au niveau du palier intérieur P2. Le plan moyen du corps de pédafe est un plan passant par S'axe géométrique X-X de l'axe 3 et ui est horizontal lorsque la chaussure de l'utilisateur, accrochée à la pédale montée sur la bicyclette, est horizontale.

La section de la surface A par un pian orthogonal à Taxe géométrique de rotation et passant par le milieu du palier P2 est formée par un arc de cercle A4 (Fig.4), Le centre de la surface sphérique A est aligné, c'est à dire situé, sur Taxe de rotation Z-Z (Fig.2) de la cale C lors de la torsion du pïsd en phase de déclenchement. L'axe de rotation Z-Z est perpendiculaire au plan moyen de ta pédale et est situé au niveau du contact entre le rebord arrière 2b de la pédale et le crochet 7a d'une came 7. Le rayon de courbure de la surface A peut être compris entre 15 et 25 cm, avantageusement entre 18 et 20 cm.

La forme sphérique da fa surface d'appui A permet d'optimiser la distance entre Taxe de la pédale et la semelle S tout en conservant une ligne d'axa traditionnelle, fiable et robuste, avec un palier à chaque extrémité de Taxe. Cette surface d'appui courba A permet de laisser une épaisseur de matière de corps de pédale sensiblement constante autour des deux paliers P1 , P2, saris, que l'encombrement radial élevé de P1 ne gêne le débatfement de la cale tors de sa rotation malgré rabaissement géométrique de la zone d'appui de la cale C sur fa pédale.,

La cala C présente une face Inférieure G1 (Flg.3) convexe sphérlque conjuguée de la surface A, de même rayon de courbure,

La courbure de la surface À se retrouve dans la direction longitudinale, orthogonale à l'axe de la pêdals, comme illueffé par Tare A4 (Fig,4} ₍ ce qui permet ou facilite la mouvement de rotation de fa cale C relativement à la pédale, pour le décrochage,

La surface de contact entre la cale et la pédale est Importante, ce qui permet de bien répartir (as efforts, et donc d® diminuer les pressions locales. Il s'ensuit un meilleur confort au pédalage. De plus, cette surface est enveloppante autour de la cals, ce qu élimine les mouvements parasites pouvant intervenir lors du pédalage. Pour des dimensions données en largeur et en longueur d'une surface d'appui A, un contact sphérique permet d'avoir une superficie de la surface d'appui A plus grande que celle d'un contact plan de mêmes dimensions puisque farc d'un cercle est toujours de longueur plus grande que sa corde.

Le corps de pédale 2 présente vers Pavant, de chaque côté., une branche tronquée 5a, 5b, Les branches ne se rejoignent pas et délimitent un espace 8 ouvert vers l'avant. Le poids de fa pédale est ainsi réduit

La surface supérieure du corps de pédale, qui vient en contact avec la cale, constitue la surface d'appui A, Cette surface A, comme visible sur Fig.4 _t présente un contour sensiblement rectangulaire curviligne _! dont la grande dimension est parallèle à l'axe de la pédale. Chaque extrémité avant de cette partie comporte un prolongement A2, A3 en languette sur les branches tronquées. Ces prolongements A2, A3 appartiennent à la même surface sphérique que la surface d'appui A, et contribuent à améliorer la stabilité de la semelle sur la pédale, grâce à l'augmentation de la superficie du contact sphérique entre la cale et la pédale.

La cale C (Fig.3) comporte des ouvertures allongées H pour une fixation par vis sous la semelle S _s avec une possibilité de réglage. Une came 7 est fixée de manière démontable, par des vis, sous la cale C. La cale C comporte à Pavant une parîta 8a, compacte et globalement centrée selon Taxe longitudinal de la cale, en saillie vers le bas. La cale C comporte, à Panière _. , de chaque côté, une partie 8b en saillie vers le bas propre à définir avec la saillie avant 8a un plan d'appui pour faciliter la marche du cycliste en évitant le contact de la came ? avec le sol La came 7 ers partie basse, comporte le bec 7a (Fig,2) proéminent vers l'avant propre à s'accrocher sous le rebord 2b du corps de pédale, tourné vers l'arrière. La positionnement géométrique du bec 7a et du rebord 2b est te! que 3a cinématique de rotation du pied place obligatoirement le centre de la surface sphêrique A à îa verticale et au-dessus de ces deux formes 7a et 2b,

Les moyens d'accrochage T de la cale C et de ia came 7 comportent sur au moins une face du corps, un organe de maintien 9, monté mobile en rotation autour d'un axe géométrique 10 parallèle à celui de la pédale et situé en arrière de cet axe de pédale. L'organe 9 est prévu pour être appliqué par un moyen de rappel élastique, avantageusement formé par une lame de flexion 11, contre la partie arrière de ia came 7, comme illustré sur Fig. 2, pour assurer l'accrochage de fa cale C à Sa pédale 1. En variante, le moyen de rappel élastique pourrait être formé par un ressort de torsion.

L'organe de maintien 9 est avantageusement formé par un arceau avec deux branches latérales articulées sur un axe 12 (Fig.4), parallèle à l'axe géométrique de la pédale,

La pédale 1 comporte un cliquet 13 sensible au désengagement et â l'engagement de la cale C sur la pédale. Le cliquet 13 est propre à retenir l'organe de maintien 9 dans une position ouverte illustrée sur Ftg. 4, tors du dégagement de la cate C, à rencontre du rappel élastique de l'élément de flexion 11, et s libérer cet organe de maintien s lors de l'engagement de la cale C, Le cliquet 13 est articulé rotatif sur le corps 2 de pédale.

Le cliquet 13 comporte un prolongement 14 vers l'avant, incurvé pour passer sous le logement 2a de ia pédale et se relevant selon une partie 15 venant en avant du logement 2a. Cette partie 15 constitue une butée qui, lorsque la cale C est fixée sur la pédale comme illustré sur Fig. 2 _S s'oppose à un recul trop prononcé de ia cale C, dont la saillie avant 8a vient s'appuyer, en cas de recul, contre la partie 15.

Le cliquet 13 est avantageusement réalisé en matière plastique, et présente une extrémité arrière 18 à section transversale pleins, sensiblement rectangulaire, d'où partent vers l'avant deux branches 16a, 16b incurvées, passant sous te logement 2a et se relevant pour se réunir suivant la butée 15. Les branches 16a, 18b sont écartées l'une de l'autre et déterminent entre elles un espace libre 17 (Fig.4) dans lequel s'étend une lame-ressort 18 ancrée, notamment surmoulée, dans l'extrémité du cliquet. La lame-ressort 18 prend appui contre la surface arrière inférieure du corps de pédale et constitue un moyen de rappel élastique du cliquet 13 dans la position de blocage de l'organe de maintien 9, en position ouverte, selon Flg. 4. L'élément de flexion 11 est situé au-dessous du cliquet 13. Le fonctionnement de la pédale est le suivant,

Lorsque la cale C n'est pas enclenchée, l'organe de maintien 9 est retenu en position ci ouverture par le cliquet 13 comme illustré sur Ffg. 4,

Lorsque te cycliste souhaite accrocher la cale C à la pédale 1 , il présente la chaussure et la cale dans une position inclinée pour engager la came 7 dans l'espace compris entre l'organe de maintien 9 et le rebord 2b, sans éprouver de résistance de la part de l'organe de maintien 9 qui est en position ouverte.

Lorsque la came 7 vient en contact aveo te cliquet 13, le bec 7a se trouva au-dessous du rebord 2b. La descente de la carne 7 provoque l'effacement du cliquet 13, de sorte que l'organe de maintien 9. rappelé par i'éfémenÎ de flexion 11 _s vient s'appuyer contre la partie arrière de la carne 7 dont le bec 7a s'engage sous le rebord 2b.

Lors du pédalage, la surface sphérlque convexe C1 de la cale épouse fa surface d'appui concave A, avec liberté de rotation et d'oscillation dans la limite autorisée par les moyens d'accrochage T.

Le décrochage de la cale C et de la chaussure s'effectue, de manière classique, par un mouvement de torsion du pied qui assure le recul de l 'organe de maintien 9 et le décrochage de la cale.

En se reportant à Fîg.5 eî 6, on peut vo r une venante S ^* de semelle avec interface sphérlque, c'est à dire que la cate C ^J forme une seule pièce avec la semelle, au lieu d'être rapportée et fixée par des vis selon Fig.2 et 3. Le fait d'avoir directement fa surface spliérique convexe sous la semelle permet de réduire encore les épaisseurs de matière au-dessus de ('axe, c'est à dire de rapprocher encore le pied de Taxe de pédale, En outre _s le nombre de pièces est réduit.

La semelle de chaussure comporte avantageusement un patin de marche N (Fig.8),

- de forme globalement rectangulaire et dont la grande dimension est parallèle à l'axe de pédale,

- muni à chacune de ses deux extrémités d'un plot de hauteur égale ou supérieure à la hauteur de la came,

lequel patin M est intercalé entre fa semelle et la came afin de faciliter ia marche et de réduire l'usure de la came,

Fig.6 illustre une fixation traditionnelle de la carne ? et d'une butée avant 8a sous la semelle avec des vis 19 vissées depuis l'extérieur, c'est-à-dire depuis le dessous de fa semelle et dont la tête reste visible sous la chaussure. La variant® de réalisation des FigJ et 8 permet une fixation par vissage, à partir de l'intérieur de la semelle de ia came 7 ¹ et de la butés avant 8a' qui comportent des trous taraudés, de préférence borgnes du côté extérieur. Un insefî métallique 20, avec rous lisses de passage, est disposé dans un© cavité intérieure 21 de Sa semelle, L'insert 20 est avantageusement mobile dans la cav té 21 da la semelle pour permettre un réglage. Il n'est plus nécessaire de prévoir des lumières oblongues dans la came 7' pour le réglage, ce qui permet de réduire tes dimensions et te poids de la came 7,

Les vis 19 sont vissées depuis l'intérieur de îa chaussure et de la semelle en traversant l¾sert 20 pour coopérer avec les trous taraudés de la carne 7 ^! et de la butée 8a\ Les têtes de vis, et les empreintes de vissage/dévissage situées sur tes têtes des vis sont, de ce fait, à l'abri dans la chaussure et donc restent propres, sans boue ou terre qui gênerait la pénétration de l'extrémité d'un tournevis au d'une clé. Lorsque tes trous taraudés prévus dans la carne et Ja butée sont borgnes du côté extérieur, les vis ne sont pas visibles au-dessous de la semelle, comme illustré par Fig.8.

L'encombrement de la came est également réduit du fait que tes logements des têtes de vis ne sont plus â intégrer dans ladite came.

Le risque de dévissage des vis 19 est diminué puisque les têtes de vis ne peuvent plus être en contact avec le soi et ses aspérités telles que graviers, sable,

L'invention concerne une pédale destinée principalement au cyclisme sur route, mais n'est pas limitée à cette application.