Brevet FR2501146A1 — publié le 19820910

L'invention est relative à un plateau de pédalier de cycle. Actuellement, les pédaliers de bicyclettes présentent un ou plusieurs plateaux circulaires, une paire de manivelles fixées au centre du pédalier et des pédales à leur extrémité. Le cycliste entraîne en rotation le pédalier en exerçant une pression successivement sur chaque pédale lors de leur phase descendante. Le rapport de multiplication est défini comme le rapport du rayon du plateau au point d'enroulement de la chaîne sur celui du pignon arrière; dans le cas du plateau circulaire, ce rapport est constant durant toute la durée du tour de pédale. Le pont mort est obtenu lorsque les manivelles sont en position verticale. Autour de ce point mort, toute la force exercée par le cycliste sur les pédales n'est que tres faiblement retransmise a la chaîne. Or, l'être humain eprouve une fatigue physique meme lorsqu'il developpe un effort statique. Le rendement physiologique est par conséquent très mauvais dans cette zone de pédalage de l'angle mort entourant le point mort.Lorsque le déplacement de la pédale est perpendiculaire au sens de la force qui s'exerce sur elle, la transmission d'énergie est nulle alors que le cycliste aura éprouvé une certaine fatigue à appuyer sur la pédale. Actuellement, il existe certains types de péliers ovales qui permettent de faciliter le passage du point mort. Bien que présentant déjà un gros progrès par rapport au pédalier circulaire, le pédalier ovale présente l'inconvénient d'être limité dans la valeur de l'angle mort. L'angle mort est défini comme l'angle entourant le point mort dans la zone duquel le pédalage est peu rentable, l'effort appliqué sur la pédale n'étant retransmis à la chaine qu'en faible partie. Enfin, les brusques variations du rapport de multiplication, provoquées par la périphérie ovale du plateau, ont tendance à saccader le pédalage.Dans le cas d'un plateau elliptique, la partie du pédalier dans l'angle mort est presque rectiligne, pour s'incurver brutalement dans les zones de pédalage efficaces. Il s'ensuit une brusque variation du rapport de multiplication et donc de l'effort à fournir. Le but principal de la présente invention est de proposer un plateau permettant de couvrir une grande plage d'angle mort et susceptible d'exploiter toute la puissance du cycliste dans la plage rentabledu oéda- lage. Un autre but de la présente invention sera de proposer un trace de lapérinhérie du plateau qui, par la continuité de ses courbes, permet de respecter l'harmonie du pédalage. I1 est en effet impératif d'éviter toute variation brutale du rapport de multiplication pour éviter au cycliste une modification de son rythme à chaque tour de pédale. D'autres buts et avantages. de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va sui-vre, qui n'est cependant donnee qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de limiter l'invention. Le plateau de pédalier de cycle entraîné en rotation par deux manivelles, sur la périphérie duquel est découpée une denture entraînant une chaine de transmission actionnant un pignon arrière définissant le rapport de multiplication, lesdites manivelles passant par un point mort lorsqu'elles sont en position verticale est caractérisé par le fait qu'il présente des secteurs de pédalage, soit des zones mortes dans lesquelles le rapport de multiplication est constant et des zones actives dans lesquelles le rapport de multiplication variez L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie inte- grante. La figure 1 schematise le pédalage dans la zone de l'angle mort La figure 2 schématise le pédalage dans la zone de l'angle actif. La figure 3 montre un mode de realisation préférentiel du tracé du plateau. La figure 1 schématise le principe de la transmission. Le cycliste applique une force 3 sur une pédale située à l'extrémité d'une manivelle 2. L'autre extrémité de la manivelle 2 est fixée au moyeu 4 du pé- dalier I et l'entraîne en rotation. Le plateau du pédalier 1 est muni sur sa périphérie d'une denture qui entraîne une chaine 6. Cette chaine 6 actionne un pignon arrière 5 solidaire de la roue. Dans l'exemple de la figure 1 choisi, la manivelle 2 se tnuve au point mort haut qui correspond à une position verticale PM. Dans la pratique, le cycliste n'étant pas à la verticale de l'axe 4 du pédalier, le point mort pratique sera atteint lorsque la manivelle est parallèle a la tige de selle sur laquelle est assis le cycliste. Au point monteraut la direction de la force 3 appliquée sur la pédale passe par le -^one-. / du pédalier 1. Cette force par conséquent n'exerce aucun couple sur le pe- dalier. L'angle mort 7, entourant le point mort, correspond à 1? nre s pédalage dans laquelle l'énergie développée par le cycliste n'est jjC zai- blement transmis à la chaîne.La valeur de cet angle dépend de 'i'w'vl:-j mais-des expériences ont permis de déterminer que sa valeur oscill tr 80 et 100 . Le plateau objet de l'invention est destiné à faciliter le passage de cette zone critique. Pour cela, durant le passage de l'angle mort 7, le rapport de multiplication sera faihle. Le rapport de multiplication faible permet d'accélérer la vitesse du passage de cet angle 7. Dans un mode préférentiel de réalisation, le profil de la pé ripPerie du plateau sur lequel viendra s'enrouler la chaîne durant le passage de l'angle 7 formera un arc de cercle 10. Cet arc de cercle 10 centré sur le moyeu 4 présente l'intérêt d'offrir un rapport de multiplication constant durant le passage de l'angle mort. Le cercle permet un enroulenent regulier de la chaîne et n'engendre aucune saccade. Dans 1' exemple choisi, le plateau du pédalier 1 disposera à sa périphérie d'un second arc de cercle identique au précédent et placé symétriquement par rapport au moyeu 4. Cet arc de cercle 11 sera exploité pour l'enroulement de la chaine 6 lors du passage du second angle mort qui sera atteint lorsque la manivelle 2 aura parcouru un demi tour.Au cas où on aurait souhaité que les efforts développés par les deux jambes soient inégaux, par exemple dans le cas de rééducation, on aurait pu envisager, tout en restant dans le cadre de la presente invention, de réaliser un second arc de cercle différent du premier. Une fois l'angle mort franchit la manivelle se rapproche de l'horizontale et parcourt l'angle actif. L'angle actif couvrant la zone durant laquelle l'énergie communiquee au pédalier par le cycliste est pratiquement intégralement transmis à la roue. Alors que la manivelle couvre cet angle actif, le plateau présente des moyens pour modifier le rapport de multiplication. En l'augmentant, le pédalier réduit a vitesse de rotation et permet ainsi au cycliste de mieux appuyer son effort pendant cette phase du pédalage. Dans l'exemple choisi, les moyens sont obtenus par une adaptation du tracé de la périphérie du plateau. Le tracé de ce profil 9 entre les arcs de cercle 10 et 11 sera de préférence convexe afin que lors de l'enroulement de la chaine autour du plateau, la chaine soit toujours en contact avec la denture. il sera également préférable au niveau des raccords entre les profils 9 et les arcs de cercle 10 et 11, ainsi d'ailleurs que le long du tracé du profil 9, qu'il n'y ait aucun point d'inflexion Tout point d'inflection aurait pour conséquence de modifier brutalement le rapport de transmission et entrainerait une rupture de la régularité du rythme de pédalage. Lors du passage de l'angle actif par la seconde manivelle, la chaîne s'enroule autour du plateau dont le tracé est symbolisé par le repaire 8. Dans l'exemple choisi, le tracé du profil 8 est identique à celui du profil 9. Au cas où l'on déSirerait une sollicitation différente des deux jambes, un autre tracé respectant les conditions énoncées plus haut aurait pu être envisagé. Le jeu de la chaîne pourra être alors rat trapé par tout moyen approprié, par exemple par un dérailleur. La figure 3 schematise un mode de réalisation préférentiel du trace de la périphérie du plateau. Un cercle de base C1 a son centre 01 confondu avec celui du pédalier. Deux cercles identiques C2 et C3 ont leurs centres 02 et 03 équidistants du centre du cercle de base C1. Les centres 01, 02 et 03 des cercles C1, C2 et C3 seront alignés. Des segments de droite M2 M3 et 4 M5 sont tracés depuis le cercle C1 jusqu'au cercle C2, ces segments etant tangents en leurs points de contact avec les deux cercles.De même, deux segmenta M1 M8, M6 M7 sont traces depuis le cercle Cl jusqu'au cercle C3, ces segments étant tangents en leurs points de contact avec les cercles C1 et C3. La périphérie de la courbe obtenue forme le tracé du plateau. L'arc de cercle sur lequel s'effectue l'enroulement de la chaîne lors du passage du point mort est réalisé sur la portion M1 M2. Puis la chaine viendra s'enrouler sur la tengante M2 M3 et sera donc éloignée du centre 01 augmentant ainsi rapidement le rapport de multiplication. La phase active sera continuée lors de l'enroule- ment de la chafne autour de l'arc de cercle M3 M4.Les manivelles s 'écar- tant de la position horizontale, la chaîne est ramenée à nouveau sur le cercle de base par la tangente M4 M5. Le passage du second point mort s'obtient par enroulement de la chaîne autour de l'arc de cercle de base MS M6. Puis les manivelles s'engageant à nouveau dans la phase active du pédalier permettent d'augmenter le rapport de multiplication. La chaine est à nouveau eca-rtee du centre du pédalier 01 par la tangente M6 M7. Lorsque les manivelles passent par la position horizontale, la chaine est enroulée autour de l'arc de cercle M7 M8. Puis, retrouvant a nouveau la zone de l'angle mort, la chaîne est ramenée sur le cercle de base par la tangente M8 M1. Le fait d'utiliser des tangentes pour assurer le raccord entre les cercles C1 et C2 puis C1 et C3 permet d'obtenir un tracé périphérique du plateau sans aucune discontinuité ni aucun point d'inflexion qui aurait été contraire à la régularité du pédalage. Les dimensions des différents paramètres entrant dans le tracé du plateau pourront aisément être déterminées par l'Homme de l'Art. Le plateau sera réalise dans tout matériau approprié, par exemple en alliage d'aluminium. Une denture sera découpee à sa périphérie et viendra s'adap ter au module de la chaine. Le plateau pourra éventuellement être réa- lisé en plusieurs parties rapportées et démontables qui permettront d'a doter les dimensions du plateau à la morphologie de chacun. Dans une version plus élaborée, les différentes pièces composant le plateau pourront être articulées afin d'en modifier les caractéristiques en cours de route suivant la nature du terrain.Plusieurs plateaux, objet de l'invention, pourront etre fixés sur un même pédalier, la sélection du plateau désiré pourra s'obtenir par un dérailleur analogue aux modèles existants. De meme, le plateau de l'invention pourra être utilisé avec un Jeu de pignons arrière sélectionnés au moyen d'un dérailleur. Le mode de réalisation qui vient d'être décrit n'est donné qu'à titre indicatif et d'autres mises en oeuvre de la présente invention à la portée de l'Homme de l'Art, pourront être adoptées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. De bons résultats ont été obtenus en prenant un diamètre du cercle de base de 18,5 centimotres, un diamètre de petit cerclesde 8 centimètres, un écart entre les centres des petits cercles de 13 centimètres. L'angle mort ainsi déterminé mesurera 98". 50 dents pourront être taillées à la périphérie avec un module standard équivalant à celui des chaînes de transmission du marché. En respectant les dimensions du mode de réalisation décrit, le plateau présentera un développement, dans l'angle mort, équivalent à un plateau circulaire de 48 dents et lorsque les manivelles seront en position horizontale, équivalent à un plateau circulaire de 55 dents. La variation très progressive du rapport de multiplication dans une zone active localisée ici 820, fait que celle-ci est très peu ressentie par le cycliste. Ainsi, pour une fatigue équivalente à un plateau circulaire de 48 dents, le cycliste entraine un plateau de 50 dents. REVENDICATIONS 1. Plateau de pédalier de cycle entrainé en rotation par deux manivelles, sur la périphérie duquel est découpée une denture entraînant une chaine de transmission actionnant un pignon arrière définissant le rapport de multiplication, lesdites manivelles passant par un point mort lorsqu'elles sont en position vertIcale, caractérisé par le fait qu'il présente des secteurs de pédalage soit des zones mortels dans lesquelles le rapport de multiplication est constant et des zones actives dans lesquelles le rapport de multiplication varie. 2. Plateau de pédalier de cycle entraîné en rotation par deux manivelles, sur la périphérie duquel eSt découpée une denture entraînant une chaine de transmission actionnant un pignon arrière définissant le rapport de multiplication, lesdites manivelles passant par un point mort lorsqu'elles sont en position verticale, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il présente des moyens pour modifier le rapport de multiplication lorsque les manivelles sortent de l'angle mort entourant le point mort. 3. Plateau de pédalier de cycle entraîne en rotation par deux manivelles, sur la périphérie duquel est découpée une denture selon la revendication 2, caractérise par le fait que -les moyens sont constitués par une déformation de la périphérie circulaire du plateau centrée sur le moyeu du pédalier, en dehors des angles morts entourant le point mort. 4. Plateau de pédalier de cycle entraîné en rotation par deux manivelles, sur la périphérie duquel est découpée une denture selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le tracé du profil de la pé- ripherie du plateau situé entre les deux arcs de cercle délimitant ses angles morts est convexe. 5. Plateau de pédalier de cycle entraîné en rotation *r d*ux manivelles, sur la périphérie duquel est découpée une denture, selon ,es revendications précédentes, caractérisé par le fait que le tracé du profil de la périphérie du plateau ne présente aucun point d'inlexicn. 6. Plateau de pédalier de cycle entraîne en rotation rï cEux manivelles, sur la périphérie duquel est découpée une denture, se1. or es revendications précédentes, caractérise par le fait que le trace du c de la périphérie du plateau présente des symétries Dar rapport au ":- c pédalier et par rapport à l'axe défini par les points morts. - 7. Plateau de pédalier de cycle entraîne en rotation Dar manivelles, sur la périphérie duquel est découpée une denture, selon les revendications précédentes, raractérisé par le fait que la périphérie de la denture du pédalier est tracée en partant d'un cercle de base, deux cercles identiques de diamètre moindre que le cercle de base dont les centres sont équidistants du centre de cercle de base, les centres des trois cercles précédents étant alignés, de quatre segments de droite menés depuis le cercle de base jusqu'aux deux autres cercles, ces quatre segments de droite étant tangents en leur point de contact avec le cercle de base et les deux autres cercles. 8. Plateau de pédalier de cycle entraîné en rotation par deux manivelles, sur la périphérie duquel est découpe une denture, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une variation de l'angle mort et du rapport Je multiplication dans la plage active peuvent etre obtenus en modifiant la position du centre des petits cercles ainsi que des diamètres du cercle de base et des petits cercles. 9. Plateau de pédalier de cycle entravé en rotation par deux manivelles, sur la périphérie duquel est découpée une denture, selon les revendications précédentes,caractérisé par le fait que la droite passant par les trois centres des cercles est sensiblement perpendiculaire au point mort. 10. Plateau de pédalier de cycle entrainé en rotation par deux manivelles, sur la périphérie duquel est découpée une denture, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'angle mort est compris entre 80 et 1000.