Brevet FR2394790A1 — publié le 19790112

L'invention a trait a un appareil de mesure de l'effort demandé à un individu se déplaçant dans la nature sur une bicyclette standard ou tout engin mû par un ensemble pédalier-chaine de transmission, ledit effort pouvant être contrôlé constamment par l'usager, étant ou non conditionné ou défini préalablement par un test médical ou sportif ergométrique. La pratique du cyclisme est fréquemment conseillée pour l'amélioration des performances, qu'il s agisse d'un sujet sain, s'entraînant ou non pour la compétition, ou d'un sujet malade tel qu'un cardiaque, dont on a entrepris le traitement ou la rééducation. On connaît déjà un dispositif permettant de mesurer l'effort fourni par un sujet lorsqu'il pédale. Ce dispositif, appelé communément "vélo ergométrique" est un engin fixe que lton installe en salle et qui est constitué le plus généralement d'une selle et d'un pédalier. Ce dernier entraîne, à titre d'vexez ple, par l'intermédiaire d'une transmission appropriée, une dynamo, un couplemètre ou tout autre dispositif permettant de mesurer l'effort effectué par le patient. Généralement, cet effort est exprimé en watt/heure. L'extension et la suite logique de ces entraînements en salle sont la pratique de la bicyclette dans la nature. Toutefois, l'usager ne peut connaî- tre l'effort qu'il fournit puisque cet effort dépend d'un grand nombre de paramètres. En effet, le cycliste se déplace sur des routes ou chemins à profils plus ou moins tourmentés avec des montées et des descentes, avec un matériel dont le rendement peut être différent d'un modèle à l'autre, à l'encontre du vent ou poussé par celui-ci. De même, il déplace un poids variable en fonction de l'individu, de son engin et autres. De ce fait, il n'est pas possible de définir une généralité et il est nécessaire de mesurer l'effort fourni individuellement par le cycliste. Toutefois, il n'est pas possible de pourvoir la bicyclette des différents appareils et installations utilisés en salle. En effet, on alourdit et/ ou on complique exagérément le matériel. De plus, on ne dispose pas d'une source électrique suffisante. Par ailleurs, en raison des paramètres cités ci-dessus, on ne peut mesurer un couple ou se baser sur la vitesse de rotation ou de déplacement obtenue pour en déduire une correspondance en watts ou toute autre mesure précise de l'effort. La présente invention a pour but de résoudre ce problème et se propose de fournir un appareil simple, adaptable sur la majorité des bicyclettes de commerce et donnant, quels que soient les paramètres extérieurs, la mesure réel- le et exacte de l'effort réalisé par le cycliste et permettant à ce dernier d'adapter ledit effort aux conditions définies par le test médical ou sportif ergométrique préalable. A cet effet, l'invention concerne un appareil de mesure de l'effort de mandé à un individu se déplaçant dans la nature sur une bicyclette standard ou tout engin mû par un ensemble pédalier-chaîne de transmission, ledit effort pouvant être contrôlé constamment par l'usager, caractérisé en ce qu il comporte un élément élastique pourvu d'une roulette, disposée entre le pédalier et le pignon mené, provoquant une déformation linéaire du brin moteur de la chaîne ne de transmission qui, sous l'action de l'effort fourni sur la pédale, a tendance à revenir à sa position normale en exerçant une poussée opposée sur ladite roulette transmise à l'élément élastique qui, à son tour, sollicite un dispositif de contrôle étalonné, par exemple en watts. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé dans lequel - la figure I est une vue en élévation d'une bicyclette pourvue d'un appareil de contrôle conforme à l'invention, - la figure 2 est un schéma synoptique d'une transmission d'une bicyclette dont le brin moteur a subi une déformation descente, - la figure 3 est le même schéma synoptique, mais le brin moteur subit une déformation ascendante, - la figure 4 est une vue schématique de l'appareil de contrôle conforme à l'invention, - la figure 5 est une vue schématique de l'appareil de contrôle réalisé selon un autre mode. On se réfère à la figure 1. Celle-ci représente une bicyclette I que l'on trouve couramment dans le commerce. Cette bicyclette I comporte un appareil 2 permettant de mesurer à chaque instant l'effort fourni par le cycliste et exercé sur les pédales 3 et 4. Tout effort du cycliste se traduit par une poussée en forme "F" exercée sur une des deux pédales 3 et 4. Cette action est transmise, dans les réalisations habituelles des bicyclettes, tricycles ou autres véhicules du même genre , à la ou les roues motrices 5 par l'intermédiaire d'une chaîne à maillons 6 s' engré- nant sur des pignons dentés moteur 7 solidaire du pédalier 8 et mené 9 solidaire de la roue motrice 5. Si, par un dispositif approprié, on provoque une déformation soit descendante, soit ascendante du brin moteur 10 de la chaîne 6 en un point donné il (voir figures 2 et 3), les deux tronçons 12 et 13, placés de part et d'autre du point 11, forment entre-eux un angle OC plus ou moins fermé en fonction de la valeur de la force appliquée "F". Le fait d'appuyer sur la pédale 3 ou 4 provoque une tension du brin moteur 10-de la chaîne 6 venant s'opposer à la force "f" exercée par l'appareil 2, cette tension ayant tendance d'annihiler la déformation dudit brin moteur 10 de la chaîne 6. Cette tension est d'autant plus forte que la force "F", appliquée sur les pédales 3, 4, est plus importante.A la limite, lorsque F = Kf, l'angle OC devient un angle plat, Kétant un coef- ficient dépendant entre-autre de la position du point 11. Cette tension a tendance à ramener le point Il vers un plan 14 tangent aux pignons moteur 7 et mené 9. La caractéristique essentielle de l'invention réside dans le fait que l'on mesure l'effort produit par le cycliste, indépendaninent des paramètres extérieurs, en mesurant l'angle OC ou, plus simplement, le déplacement du point 11. Ce déplacement est retransmis, par un moyen approprié, et peut être lu sur un dispositif de contrôle présentant une échelle graduée en watts par exemple, cette unité étant la plus fréquemment usitée comme il a été dit cidessus. A titre d'exemple non limitatif, il sera décrit ci-dessous deux modes de réalisation pour l'application de l'invention ayant pour base principale, nécessaire et suffisante, la mesure de la déformation du brin moteur 10 de la chaîne 6 situé entre les pignons moteur 7 et mené 9, étant entendu que des résultats comparables et correspondant à la présente invention peuvent être obtenus par des dispositifs pneumatiques, hydro-pneumatiques ou hydrauliques utilisant ou non des soufflets ou membranes en métal ou en élastomère. On se réfère à la figure 4. L'appareil 2 comporte un élément élastique 15 constitué d'un vérin mécanique 16. Celui-ci est composé d'un cylindre 17 et d'un piston 18 coulissant dans ledit cylindre 17. Ce piston 18 est sollicité élastiquement selon un sens ascendant, par l'intermédiaire d'un ressort étalonné 19 emprisonné entre le fond 20 du cylindre 17 et le fond 21 du piston 18. Celui-ci comporte, à son ex trémité libre 22, une roulette 23 appuyant sur le brin moteur 10 de la chaîne 6 au point 11, de telle manière que l'on provoque une déformation 24 dudit brin moteur 10. Le cylindre 17 est pourvu de pattes de fixation 25, 26 pour sa mise en place sur le cadre 27 de la bicyclette 1. Le piston 18 est relié, par l'intermédiaire d'un câble 28 sous gaine 29, à un dispositif de contrôle 30 fixé également sur le cadre 27 de la bicyclette 1. Le dispositif de contrôle 30 comporte une échelle étalonnée et graduée en watts 31, le déplacement de l'index mobile étant ainsi lié à celui du piston 18, donc du point 11. Selon une variante, on peut prévoir en tant qu'élément de liaison entre le vérin 16 et le dispositif de contrôle 30 une transmission électromagnétique agissant sur un galvanomètre ou tout autre dispositif permettant de mesurer le déplacement du point 11 en fonction de l'effort nécessaire au déplacement. On se réfère à la figure 5. Selon ce mode de réalisation, l'élément élastique 15 est constitué d'un vérin pneumatique 33 composé d'un cylindre 34 et d'un piston 35, l'étanchéité étant assurée par un joint 36. Le ressort est rem placé par un coussin d'air 37 introduit dans le vérin 33 par l'intermédiaire d'une valve 38 d'un type connu en soi et équipant les chambres à air des roues de cycles, de motocyclettes et autres véhicules. Par l'intermédiaire de cette valve 38, on introduit de l'air dans le vérin 33 sous une certaine pression. Par suite de la course de la roulette 23, solidaire du piston 35, on modifie la pression de l'air renfermé dans le vérin 33. Cette variation de pression est transmise par l'intermédiaire d'un tube 39, de préférence capilaire, pour permettre une meilleure précision à un manomètre 32 étalonné en watts par exemple. Selon une variante, le dispositif de contrôle synoptique 30 peut être remplacé par un dispositif de contrôle sonore ou lumineux. De plus, on peut prévoir un moyen de signalisation avertissant l'usager que l'effort fourni atteint la valeur définie préalablement par le test médical ou sportif ergométrique. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1 ) Appareil de mesure de l'effort demandé à un individu se déplaçant dans la nature sur une bicyclette standard ou tout engin mû par un ensemble pédalier-chaîne de transmission, ledit effort pouvant être contrôlé constamment par l'usager, caractérisé en ce qu'il comporte un élément élastique pourvu d'une roulette, disposée entre le pédalier et le pignon mené, provoquant une déformation linéaire du brin moteur de la chaîne de transmission qui, sous l'action de l'effort fourni sur la pédale, a tendance à revenir à sa position normale en exerçant une poussée opposée sur ladite roulette transmise à l'élé- ment élastique qui, à son tour, sollicite un dispositif de contrôle étalonné par exemple en watts. 20) Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément élastique est un vérin dont le piston comporte la roulette appuyant sur le brin moteur de la chaîne de la bicyclette et dont le cylindre est relié par une transmission appropriée au dispositif de contrôle. 30) Appareil selon les revendications 1 et 2 caracterise en ce que le vérin est mécanique, pneumatique, hydro-pneumatique, hydraulique. 4 ) Appareil selon la revendication I caractérisé en ce que le dispositif de contrôle comporte une échelle graduée et étalonnée par exemple en watts. 5 ) Appareil selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le dispositif de contrôle est un dispositif synoptique, sonore, lumineux. 60) Appareil selon les revendications 1, 4 et 5 caractérisé en ce que le dispositif de contrôle comporte un moyen de signalisation avertissant l'usager que l'effort fourni atteint et/ou dépasse la valeur définie préalablement par le test médical ou sportif ergométrique. 70) Toute bicyclette ou tout engin mû par un ensemble pédalier-chaîne de transmission pourvu de l'appareil de mesure conforme à la revendication 1.