Brevet FR2440863A1 — publié le 19800606

La présente invention concerne un plateau à diamètre variable pour cycles, en particulier pour bicyclettes. Par plateau à diamètre variable, il y a lieu d'entendre un plateau circulaire symétrique par rapport à son centre de rotation, mais dont le diamètre, ou le rayon, n'est pas constant. On sait que sur une bicyclette munie d'un plateau circulaire à rayon constant et dont le pédalier comporte deux manivelles disposées symétriquement par rapport à l'axe de ce dernier, l'effort exercé par le cycliste passe par deux points morts à chaque tour de plateau, lorsque les manivelles sont disposées dans le sens vertical sensiblement perpendiculaire au plan du sol. L'effort du cycliste est donc discontinu et mal réparti à chaque tour du plateau, bien qu'il soit constamment adapté et conditionné par réflexe. Pour pallier cet inconvénient, le Demandeur a trouvé qu'il était possible, d'une part, de mieux répartir l'effort du cycliste et, d'autre part, d'utiliser cet effort plus efficacement, grâce à un plateau à diamètre variable répondant à certaines conditions de dimensions et de calage par rapport aux manivelles. Conformément à l'invention, le plateau présente deux diamètres principaux inégaux disposés selon deux axes perpendiculaires ayant l'axe du pédalier comme origine, dont le rapport du petit diamètre sur le grand diamètre a une valeur comprise entre 0,65 et 0,90 environ, l'axe longitudinal de la manivelle adjacente formant un angle compris entre O et 17 degrés environ, au sens trigonométrique, avec l'axe du petit diamètre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente un diagramme de forces illustrant le fonctionnement d'un plateau et la figure 2 représente une vue schématique d'une forme possible de réalisation d'un plateau pour bicyclette selon l'invention. En se référant à la figure 1, un cercle C de centre O schématise un plateau circonférentiel usuel à rayon constant r le centre O schématise l'axe du pédalier, la pédale P étant dis posée à l'extrémité du segment OP schématisant la manivelle de longueur d. Deux axes perpendiculaires H et V d'origine O définissent les quadrants d'un cercle trigonométrique, ces axes étant respectivement vertical (V) et horizontal (H). L'effort E du cycliste est appliqué sur la pédale P, étant entendu que le travail maximal s'effectue, pour cette pédale, entre la position N1 sur l'axe H et une position N2 à 3000 environ par rapport à l'axe H, dans le sens trigonométrique positif, c'està-dire à 600 au-dessous de l'axe horizontal. Dans ces conditions, l'effort E pour obtenir une force de traction F appliquée au point M d'intersection entre le cercle C et l'axe V, c'est-à-dire le point d'application du brin actif de la chaine de la bicyclette, est donné par la formule E = F. r d. cos &alpha; dans laquelle o( est l'angle compris entre le segment d représentant la manivelle et l'axe H. On indique dans le tableau I ci-dessous les efforts E devant être appliqués sur la pédale P pour obtenir une force F de 1000 N, avec un plateau à rayon r constant de 0,105 m et une manivelle d de 0,170 m, pour différentes valeurs de l'angle i . TABLEAU I Oc (" > E (N) O 620 Effort total 30 710 E1 = 3440 N 45 870 60 1240 On indique par ailleurs dans le tableau II cidessous les efforts E devant être appliqués dans les mêmes conditions, mais avec un plateau à rayon r constant de 0,092 m et la même manivelle. TABLEAU Il (o) (o) E (N) O 540 Fffort 30 620 total 45 770 E2=30l0 N 60 1080 I1 est évident que l'effort total E1 est supérieur à l'effort E2, abstraction faite de la vitesse de rotation. On constate cependant que, pour chaque plateau ci-dessus, 1' ef- fort E passe d'une valeur donnée pour & = O à une valeur double pour &alpha; = 60. On peut donc considérer un accroissement de 100 % de l'effort entre ces deux valeurs. Le tableau III ci-dessous indique les efforts E devant encore être appliqués dans les mêmes conditions, et avec la même manivelle, mais avec un plateau selon l'invention dont les deux rayons sont respectivement de 0,092 m et 0,105 m, la manivelle étant calée selon un angle nul sur l'axe H, au sens trigonométrique. TABLEAU III &alpha; ( ) E (N) 0 620 Effort total: 30 700 E3 = 3330 N 45 840- 60 1170 D'après les résultats du tableau III ci-dessus, on constate que l'accroissement de l'effort entre les deux mêmes valeurs de l'angle 4 n'est que 89 v. L'effort étant essentiellement d'origine musculaire, on conçoit aisément l'intérêt de l'économie réalisée, d'autant que cet effort est mieux réparti et contribue à un meilleur équilibre physiologique du cycliste. De même, les efforts sur la channe sont mieux répartis. Le résultat ainsi obtenu avec un plateau, selon l'invention équivaudrait, dans le cas d'un double plateau aux dimensions mentionnées ci-dessus, à un changement de plateau de la part du cycliste à chaque quart de tour. En se référant à la figure 2, une forme avantagez se de réalisation de l'invention consiste en un plateau de référence générale 1 muni de la denture convenable 2 pour l'entraînement de la chaine et monte à rotation solidairement à l'axe de pédalier 3. Selon la forme de réalisation représentée, le plateau se compose géométriquement de deux demi-cercles 4 et 5 accolés par une portion rectiligne 6 dont la hauteur détermine la différence entre le petit diamètre disposé selon l'axe H et le grand diamètre disposé selon l'axe V. Le plateau 1 est muni de pattes de fixation 7 sur une manivelle avec attache à plusieurs branches, par exemple une manivelle 8 avec attache à cinq branches 9 usuelle. Les pattes 7 sont réparties de façon telle qu'elles soient en regard des extrémités des branches respectives 9, compte tenu d'un calage angulaire P que l'on désire donner à l'axe longitudinal 10 de la manivelle 8 par rapport à l'axe H. L'angle P ainsi défini peut varier de zéro à 170 environ, au sens trigo nométrique, en fonction notamment de la hauteur de la portion rectiligne 6. Le Demandeur a trouvé en particulier qu'avec un rapport petit diamètre sur grand diamètre de l'ordre de 0,83 environ, l'angle P optimal est de l'ordre de 12 à 140. I1 est possible naturellement de juxtaposer au plateau 1 au moins un second plateau de dimensions inférieures 11 et conforme à l'invention, afin de réaliser le mode à double plateau connu en soi. I1 est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra y apporter toute modification dans le domaine des équivalences techniques sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Plateau à diamètre variable pour cycles, caractérisé par le fait qu'il présente deux diamètres principaux inégaux disposés selon deux axes perpendiculaires (V-H) ayant l'axe du pédalier (3) comme origine, dont le rapport du petit diamètre sur le grand diamètre a une valeur comprise entre 0,65 et 0,90 environ, l'axe longitudinal (10) de la manivelle adjacente formant un angle compris entre O et 17 degrés environ, au sens trigonométrique, avec l'axe du petit diamètre. 2. Plateau selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il se compose géométriquement de deux demi-cercles accolés par une portion rectiligne. 3. Plateau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est muni de pattes de fixation pour une manivelle à plusieurs branches et réparties compte tenu d'un calage angulaire de l'axe longitudinal de ladite manivelle par rapport à l'axe du petit diamètre. 4. Plateau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. caractérisé par le fait qu'il présente un rapport petit diamètre sur grand diamètre de 0,83 environ. 5. Plateau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il présente un calage angulaire de 12O environ. 6. Double plateau pour cycles comprenant au moins un plateau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.