Brevet FR2526393A1 — publié le 19831110

La présente invention se rapporte à un mécanis- me d'entraînement, pour des bicyclettes et véhicules ana- logues propulsés par énergie musculaire humaine, dans le- quel un mouvement alternatif de traction aux deux extrê- mités d'un câble flexible unique (ou d'un autre élément pouvant prendre une configuration courbe) est transformé en un mouvement rotatif unidirectionnel, ce mécanisme per- mettant d'obtenir différentes vitesses de rotation. L'invention s'applique particulièrement, mais non exclusivement, à un mécanisme d'entraînement utilisa- ble pour des véhicules tels que, par exemple, des bicy- clettes mues par pédales, des tricycles, des bicyclettes de gymnastique, des véhicules pour handicapés ou autres. La présente invention a pour objet un nouveau mécanisme d'entraînement, de conception simple, pour de tels véhicules. Dans son aspect le plus large, le nouveau méca- nisme d'entraînement comprend: deux poulies à gorge mon- tées de façon fixe sur la roue entraînée, concentriquement et de chaque côté de celle-ci, ces poulies comportant un mécanisme à roue libre usuel, c'est-à-dire un mécanisme qui permet l'entraînement vers l'avant et le fonctionnement en roue libre vers l'arrière; un câble d'entraînement, partiellement enroulé autour des deux poulies à gorge; une poulie à gorge de renvoi intermédiaire, autour de la- quelle le câble d'entraînement se déplace alternativement d'une poulie à l'autre; et deux pédales de forme allongée et de longueur supérieure à celle d'un pied humain, les deux pédales étant supportées de façon pivotante à l'une de leurs extrémités, chaque pédale étant attachée, à son autre extrémité, à une extrémité du câble d'entraînement. Avec cette disposition, la pression alternative sur les deux pédales engendre un mouvement alternatif du câble d'entraînement, ce qui provoque la rotation des deux poulies à gorge, autour desquelles le câble d'entraînement est enroulé, de façon oscillante sous l'effet des forces de friction et en sens opposé l'une par rapport à l'autre. Du fait de la caractéristique de roue libre des deux poulies à gorge, un mouvement rotatif uni-direction- nel est communiqué à la roue entraînée, la vitesse de ro- tation de la roue étant déterminée par la longueur de la course du câble d'entraînement et par la fréquence des courses alternatives. Les deux pédales constituent des leviers qui oscillent suivant des angles différents lorsqu'ils sont manoeuvrés par pression, de façon régulière, à des dis- tances différentes du pivot du levier Comme l'angle d' oscillation de pédale détermine la longueur de course du câble d'entraînement, des vitesses de rotation différen- tes sont donc ainsi communiquées à la roue entraînée, aux mêmes fréquences de manoeuvre. Autrement dit, on a la possibilité d'obtenir des vitesses de rotation différentes, simplement par chan- gement de la position à laquelle le pied du cycliste ap- puie sur la pédale, sans modification de la longueur de déplacement du pied et de la fréquence du mouvement. Bien entendu, des vitesses plus grandes dans les mêmes conditions extérieures nécessitent la mise en oeuvre d'une plus grande énergie, et inversement Ainsi, les vitesses désirées et les demandes d'énergie corres- pondantes peuvent être réglées au gré du cycliste. Dans un mode de réalisation pratique de l'inven- tion,deux poulies à gorge sont montées en opposition de chaque côté d'une roue arrière de bicyclette, la poulie à gorge de renvoi intermédiaire est montée à l'arrière du cadre de la bicyclette et les points de pivotement des deux pédales de manoeuvre, c'est-à-dire les pivots des le- viers, sont situés à l'avant du cadre. Le câble d'entraînement passe en écharpe sur la poulie de renvoi, puis il est dirigé vers les deux poulies à gorge autour desquelles il s'enroule en sens inverse (dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens inver- se, respectivement) Les deux extrémités du câble sont en- suite attachées aux deux extrémités libres des pédales. Lorsqu'on appuie alternativement sur les deux pédales, le mouvement alternatif du câble est transmis par frottement aux deux poulies à gorge, qui tournent par conséquent de façon oscillante, en sens inverse l'une par rapport à l'autre. Du fait de la caractéristique de roue libre des poulies à gorge, un mouvement rotatif uni-directionnel est obtenu à la roue arrière, de façon à entraîner la bi- cyclette vers l'avant. Une autre caractéristique, qui peut être intro- duite dans cette bicyclette comme faisant partie de la pré- sente invention, est un dispositif de freinage qui fonc- tionne lorsqu'on appuie simultanément sur les deux pédales. L'action de freinage est obtenue au moyen de la poulie de renvoi intermédiaire portée par un bras oscil- lant qui est rappelé élastiquement contre une butée régla- ble et qui est relié aux patins de frein, de type usuel, agissant sur la jante de la roue. Lorsqu'on appuie sur les deux pédales, le câble d'entraînement tire vers le bas la poulie de renvoi inter- médiaire, ce qui provoque le pivotement du bras contre 1 ' action du ressort de rappel et commande en conséquence le mécanisme de freinage. On admet que l'action d'allongement des deux jambes coïncide avec la réaction naturelle du cycliste en cas de danger soudain Ainsi, les réflexes du corps humain sont utilisés pour les opérations de freinage d'urgence, ce qui accroit la sécurité d'utilisation de cette bicyclette. Une autre disposition peut être introduite dans le mécanisme d'entraînement suivant la présente invention, afin d'assurer une tension positive et constante du câble d'entraînement Cette tension est nécessaire pour empêcher que le câble d'entraînement se détende accidentellement, du fait des variations des mouvements d'oscillation, ce qui évite sa chute des poulies à gorge La tension est également destinée à créer des forces de friction suffi- santes entre les deux poulies à gorge d'entraînement et le câble d'entraînement. La tension du câble d'entraînement serait sans cela maintenue seulement partiellement, par le poids pro- pre des deux pédales et les forces de manoeuvre. Ce dispositif comprend un galet de tension, à gorge, fixé à la partie inférieure du cadre, et un câble de tension indépendant (ou un autre élément pouvant pren- dre une configuration courbe), dont les deux extrémités sont attachées chacune à une pédale, ce câble passant au- tour du galet Le câble de tension constitue, en associa- tion avec le câble d'entraînement, un cercle fermé et sa longueur est réglable, de sorte que le câble de tension permet de déterminer la circonférence du dit cercle fermé et de créer ainsi la tension requise dans le câble d'entrai- nement. D'autres objets et avantages de l'invention appa- raitront aux hommes de l'art à la lecture de la description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés dans lesquels: Fig 1 est une vue de côté schématique d'une bi- cyclette comportant le nouveau mécanisme d'entraînement; Fig 2 est une vue de côté schématique et Fig 3 est une vue de face du mécanisme d'entrai- nement seulement. Comme représenté sur la figure 1, une bicyclette équipée d'un mécanisme d'entraînement conforme à la présen- te invention comprend essentiellement un cadre 1, des roues avant et arrière 2 et 3, un guidon 4, une selle réglable 5, deux pédales allongées 6 qui peuvent osciller autour d'un pivot 7 fixé dans le cadre 1, et deux poulies à gorge 8 qui comportent un dispositif de roue libre vers l'arrière, de type usuel, et qui sont montées concentriquement de chaque côté de la roue arrière 3 et sont accouplées de façon fixe avec cette dernière La bicyclette comprend également un câble d'entraînement 9, une poulie à gorge 10 de renvoi intermédiaire montée sur un bras oscillant 11, un ressort de tension 12 qui est attaché au bras 11 et au cadre 1, une butée réglable 13 qui limite le mou- vement oscillant du bras 11 contre la traction du ressort 12, un mécanisme 14 de freinage usuel qui est monté sur le cadre 1 et est relié au bras 11, un galet de tension qui est fixé sur le cadre 1 et un câble de tension 16 qui est attaché aux pédales 6 et passe autour du galet 15. Les éléments 1 à 5 et 14 ne font pas partie de la présente invention et ils peuvent être de toute con- ception et construction connues. On se reporte maintenant aux figures 2 et 3 Le câble d'entraînement 9 passe sur la poulie intermédiaire de renvoi, atteint les poulies à gorge 8 autour desquel- les le c Able s'enroule et est ensuite dirigé vers les deux extrémités libres des pédales 6 Le cable de tension 16 passe autour du galet de tension 15 et il est attaché, à ses deux extrêmités, à chacune des pédales 6, en un point 16 '. Le mécanisme d'entraînement fonctionne comme suit. On appuie alternativement sur les pédales 6 et le câble d'entraînement 9 est par conséquent tiré par les pé- dales avec un mouvement alternatif de va-et-vient Ce mou- vement est transmis par les forces de frottement aux deux poulies à gorge 8 qui tournent par conséquent de façon os- cillante, en sens inverse l'une de l'autre. Les poulies 8 comportant une roue libre vers 1 ' arrière transmettent à La roue arrière 3 une rotation uni- directionnelle vers l'avant, ce qui provoque le déplace- ment de la bicyclette vers l'avant. Lorsqu'on appuie sur les pédales 6 à des dis- tances différentes du pivot 7 tout en conservant des cour- ses régulières des pieds, il en résulte des angles d'os- cillation différents des pédales. Il est clair que ces angles d'oscillation dif- férents déterminent la longueur de course du câble d'en- trainement 9 et par conséquent la vitesse de rotation de la roue arrière 3. Cette caractéristique permet de régler la vites- se et la demande d'énergie en fonction des possibilités et des souhaits du cycliste. Lorsqu'on appuie simultanément sur les deux pé- dales 6, le câble d'entraînement 9 est tiré axialement vers le bas et il agit sur la poulie intermédiaire 10, ce qui provoque le pivotement du bras 11 contre l'action de rappel du ressort 12 et commande le mécanisme de freinage. Le câble de tension 16 est maintenu autour du galet de tension 15 tandis que les deux extrémités du;ca- ble, qui sont attachées chacune à une pédale, suivent le mouvement des pédales 6 vers le haut et vers le bas. Par réglage de la longueur du câble 16, une ten- sion peut être exercée sur ce câble et cette tension est transmise par les pédales au câble d'entralnement 9 Ainsi, on peut éviter un mouvement fluctuant libre des pédales 6 et le relâchement du câble d'entraînement 9. Bien que le nouveau mécanisme d'entraînement ait été décrit et illustré dans son application à une bicylette pour un utilisateur unique, le principe visé peut être ap- pliqué à une bicyclette en tandem Dans ce cas, les deux pédales, qui doivent être assez longues pour recevoir fa- cilement les pieds des deux cyclistes placés l'un derrière l'autre, sont supportées chacune sur deux leviers qui sont fixés de façon pivotante aux deux extrémités de chaque pé- dale et constituent un parallélogramme avec celles-ci. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. Revendications 1 Mécanisme d'entraînement, pour véhicule du type à propulsion par énergie musculaire humaine et comportant un cadre et une roue entraînée montée sur ce cadre, carac- térisé en ce qu'il comprend deux poulies à gorge ( 8), à roue libre vers l'arrière, qui sont fixées concentrique- ment de chaque côté de-la roue entraînée ( 3), une poulie à gorge ( 10) de renvoi intermédiaire montée sur le cadre ( 1), un câble unique ( 9) d'entraînement, ou un autre élé- ment qui/peut prendre une configuration courbe, qui passe sur la poulie ( 10) de renvoi intermédiaire et s'enroule partiellement autour des poulies à gorge ( 8) et deux pédales allongées oscillantes ( 6), de longueur supérieure à un pied humain, auxquelles les deux extrémités du câble d'entraînement ( 9) sont raccordées. 2 Mécanisme d'entraînement suivant la revendication 1, pour véhicule comportant un dispositif de freinage, ca- ractérisé en ce que le dispositif de freinage est actionné quand on appuie simultanément sur les deux pédales ( 6) et est commandé au moyen de la poulie ( 10) de renvoi intermé- diaire qui est fixée à un bras pivotant ( 11) à rappel par ressort ( 12), ce bras étant relié à un mécanisme de frei- nage. 3 Mécanisme d'entraînement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de ten- sion du câble d'entraînement ( 9), comprenant un câble de tension séparé ( 16), de longueur réglable, qui est mainte- nu autour d'un galet de tension ( 15) et qui est attaché, à chaque extrémité, à l'une des pédales ( 6). 4 Véhicule à propulsion par énergie musculaire, ca- ractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme d'entraînement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3.