Brevet FR2547550A1 — publié le 19841221

E X P O S E : bute personne utilisant un cycle, ou tous autres véhicules de fonctionnements ou de services identiques, de par sa morphologie et musculature, possibilités physiques, associées à ses réflexes, produit des mouvements alternatifs, transformés en mouvements mécaniques circulai res, aboutissants à la périphérie de la roue arrière, d'ou poussée vers l'avant. Partant de l'équation énergie produite / résultats obtenus et traduits en force d'avancement" il est loisible de constater que toute l'énergie produite par le cycliste est loin d'être transformée et transmise de faço reguliere et continue vers la roue arrière. V E L 0 standard : universellement connu. Son système pedalier/manivelle ne comprend qu'un seul et unique pignon denté, rond, entrainement par chaine vers pignon arrière. Son emploi comporte certaines lacunes à cause de la cinematrique invariable du rayon de rotation, rayon mesuré entre axe central et axe des maillons de la chai ne. D'enquêtes auprès des Constructeurs, Professionnels, Amateurs, Cyclotouris tes, etc... et aussi des documentations, revues, il ressort comme base de valeurs, tel découpage d'une circonférence partagee en angles de 30 en 30 ", avec eoefficients de puissances correspondantes mesurées verticalement, planche 1 Lesquels angles y precise-t-on, reportés en ordonnées A'B'C'D'E'F'G' repro duisent les valeurs chiffres estimees comme suit - angle A B = 30 coefficient 9 - " B C = 30 " 25 - " C D = 30 " 34 - " D E = 30 " 34 - " E F = 30 " 25 - " F G = 30 " 9 Des recherches et essaus tendant à les modifier et avantager n'ont pas donné de résultats probants, malgré maintes sortes de profils, longueurs des manivelles, pignons, chaines, changements de vitesses, etc... P E D A L I E R S Ovales : Des chercheurs ont fabriqué et mis au point des pédaliers dits "ovales", à ce jour vendus en séries dans le Commerce, planche 2. Les variations de rayons de rotations en "o" s'avèrent insuffisantes. Egalement l'impossibilité de la chaine de pouvoir "épouser" le profil creux correspondant aux plus petits rayons nécessaires pour obtenir un meilleur rendement, planche 3. N O U V E A U ï E : La présente invention concerne un ensemble mécanique nouveau, débouchant sur une sensible amélioration des rendements, donc visant à obtenir une meilleure optimisation de l'équation : "force déployée sur chaque pédale / résultats acquis sur roue arriere", améliora- tions des performances. Principe général, selon planche 4 : Sur l'axe avant du velo, comprend les manivelles, axe de rotation en toc89 sont montés deux pignons dentes, excentrés, fixés soit côte à côte, soit de part et d'autre de l'axe porteur central. Leurs centres géométriques respectifs en "O 1" et "0 2". Chacun de ces pignons excentrés comporte sa propre chai ne, pignon arrière, tendeur, changement de vitesse, commandes à distances, etc... Au cours de leurs rotations selon gleche, ils produisent des modifications mecaniques, dues aux rayons non réguliers, par rapport aux pignons rond habituels, rayons constants. M O D IF I C A T IONS : Tout en conservant les principes généraux et habituels des vélos standards, la présente innovation a recours aux parti cularités suivantes - 1" - Pignons avants du pédalier : montage de deux pignons dentés identiques, cales à 1800 sur 1 axe central. 20 - Excentrage (ou decentrage) préalable de ces pignons avants dont les dimensions sont choisies et calculées selon des développements à obtenir en concordance avec les pignons arrières. Par développement il faut entendre la distance parcourue par le vélo pour chaque 360" de la manivelle. - 3 - Moyeu arrière : modèle différent, comprenant soit deux parties filetées, de part et d'autre, planche 6 figure soit une seule partie filetée, plus large, planche 6, figure 2. sur lesquelles viennent se fixer et visser les pignons arrieres. - 4" - Pignons arrières : tous deux avec roues libres. - 5 - Les encliquettements / désencliquettements des roues libres arrieres s effectuent alternativement, style cycloides, en alternance avec chaque demi tour de chacun des pédaliers avants, ce qui explique l'oblíga- tions de telles roues libres. - 6" - Demeurent sans problemes particuliers : emplois et dimension des chaines, tendeurs, dérailleurs, changements de vitesses, etc... - 70 - Selon criteres des emplois et définitions prévues pour chaque utilisation des vélos, en fonctions des puissances des cyclistes, vitesses, profils des routes, etc... les caractéristiques des pignons avants excen trés, et des ensembles des pignons arrieres, seront déterminées vis à vis des - nombre de dents respectif - dimensions d'excentraqes (telles distances :-0 - 01, 0 - 02) F MC N C T I O N N N E M E N T : Description à partir d'un exemple concret, preleve parmi d'autres réalisations, planche 5, échelle 1/1. Base : Deux pignons avants, de 36 dents. Ces deux oignons ont été excen tres de 2 12 maillons, environ 31,7 m/m (chaine au pas de 12,7). Un seul pignon est représente sur cette planche 5, en trait plein corres pondant au côté droit du vélo. Ledit pignon de 36 dents, a son centre géométrique en "O 1" mais son centre de rotation est en "o". Le second pignon a son centre géométrique en "0 2" et son centre de rota tion est en "o". Pour la facilité du texte il n'est pas représenté sur cette planche 5. - a - première phase, dite ACTIVE, planche 5. au depart la manivelle est au PMH. Trajet circonférentiel : A A' ........ = 2 i maillons : A' B C D E' . = 18 " ( tour) tour) : E' E = 2 12 total des maillons engrenes .... .... = 23 (trajet total A C E, soit du PMH au PMB de la manivelle) - b - Mouvement identique pour le deuxième pignon opposé, dont le PMH correspond au PMB du premier. - c - donc pour un tour complet d'une manivelle, on obtient un engrenage total de : deux fois.23 maillons, en tout 46 maillons. - d - equivalence représentée en un plus grand pignon de 46 dents en poin tillé sur planche 5, dont le tracé à partir du centre "o" passe par M A" B c D E" N, etc. - e - utiles comparaisons des rayons, à partir des : rayon n 4' constant, et = rayons 0 A, O A' 4 ....... inférieurs à "O M ". = rayon O B 00 * egal à "O M = à partir de O B, puis OC, O D ........... supérieur à "O M" lesquels correspondent à la position du pied descendant, là où le secteur de la force déployée est maximum. = rayons O E', O E ......................... inférieurs à "O M". tMesurê d'anqle B O D est d'neviron 1000. Le comparer avec angles C O D, et D O E, total 600 (planche 1). Les avantages de la présente invention sont confirmés par comparaisons des - croissances des rayons en O A, O A', O B, O C planche 5 - décroissances en : O D, O E', O E Les rayons de rotations subissent les emplitudes recherchées aux moments ou chaque pied s'oriente vers son trajet descendant, ou les efforts physiques du cycliste sont au maximum. Deuxieme phase opposée, dite PASSIVE, planche 5 Du trajet circonférentiel : E' E F A A' + 18 maillons il faut deduire : E' E - 2 12 A A A' - 2 12 soit un engrenage réel sur la chaine de + 13 " seulement secteur correspondant à la remontée de la pedale, lorsque la force déplo yee par le cycliste est très peu importante. Mouvement identique et répétitif pour le deuxième pignon opposé dont le PMB correspond au PMH du premier pignon. N O Y E U central de la roue arrière : particularités : Comprendra les secteurs filetés, sur lesquels se vissent et se bloquent les deux pignons arrières, roues libres. - s'ils sont de part et d'autre, planche 6 figure 1 - s'ils sont c8teà côte, planche 6, figure 2. Si la figure 1 est adoptée, noter le renforcement de la roue arrière par le fait du montage rendu symétrique. En effet l'axe vertical du moyeu passe par le milieu de la jante et du pneu, ce qui n'est pas le cas dans les velos standards. Ladite roue arrière qui subit la majorite des contraintes mécaniques du vélo, bénéficiera de ce renforcement. CINEMATIQUE d'ensemble schématisée : planches 7 et 8, figures 1 à 4, et 5 à 8. A nouveau un seul pignon représenté, côte droit du vélo. Révolutions par angles de 45" en 450, avec positions successives de l'ensemble pignon avant, chai ne, tendeur, roue libre arrière. APPLICATIONS PRATIQUES : les fabricants, revendeurs, cyclistes mêmes auront le choix parmi les possibilités offertes - pignons avants excentres, seuls ou accouplés par 2, 3 ou plus ; leurs dimensions d'excentrages, avec systèmes d'excentrages fixes ou réglables à distances. - types de fixations sur les manivelles. - pignons arrieres, avec roues libres (accouples par 2, 3, 4, 5 ou plus). N'entrent pas dans le processus decrit, les autres pièces - accessoires rencontrées en grandes séries dans le commerce habituel. VARIANTES : La présente invention porte également sur des plateaux avants circonférentiels, excentrés, dont les tracés comportent des parties régu- lieres, irrégulières, associées à des secteurs divers circulaires, plats, ovales, etc... Toutes formes et dimensions seront choisis et fabriqués afin d'obtenir par devis préalable, les rendements optimum. Exemple concret, réalisé et essayé - planche 9, dont l'axe de rotation en " e ". Complété à partir d'un pignon rond normal dont centre géométrique en " o 1 Sur son trajet circonférentiel : modifications = - partie supprimee ........ B C' D' E' F' G - remplacée par ....... B C D E F G Le principe même de l'invention est conservé, la force maxi déployée par le cycliste, correspond au secteur B C D E F G. PROBLEMES MECANIQUES EQUIVALENTS : Sur l'ensemble des : généralités et details énumérés dans le texte de la présente invention, sont et demeurent réservées toutes applications à d'autres problèmes exprimés à partir de mouvements alternatifs, réguliers ou irréguliers vers leurs transformations en mouvements mécaniques circulaires, réguliers ou irreguliers, amenant des améliorations de rendements, quelles que soient les puissances en cause, tant celles mises en oeuvre au départ, que celles désirées en fin de circuits. pEVEDDICATIONS, notamment à partir de planches 4 et 5 Plateaux de pédaliers-avants, montés soit sur bicyclettes, soit sur autres engins d'emplois similaires, mas par la force musculaire, associés ou non a des forces mécaniques Deux plateau; ayant les mêmes caractéristiques, fixés et calés entre eux à lS0, soit côte à côte (donc une seule manivelle principale) soit de part et d'autre du support central, (deux manivelles principales). Excentrages (ou décentrages) préalables de ces pignons-avants dont les dimensions sont choisies et calculées selon les développements à obtenir, en concordances avec les pignons-arrières. Par développement il fait entendre la distance parcourue par le vélo, pour chaque 360" de la manivelle. Revendication majeur : Les deux plateause-avants sont excentres selon exemple démonstratif, planches 4 et 5, non limitatif. Le pignon de gauche a son centre géométrique en " 0 1 Son centre de rotation est en " 0 O Le pignon de droite a son centre géométrique en " 0 2 1', son centre de rotation en " 0 O En cours de révolution, et s'agissant de la phase dite "ACTIVE O 1" croissance / décroissance des rayons de rotations, planche 5 secteur A A'B C, D E'E. Ces 2 pignons avants, actionnent chacun une chaine, lesquelles commandent à leur tour les pignons arrières correspondants, munis de roues libres. A chaque phase ACTIVE Ol (demi-tour de la 10 manivelle) correspond un entrainement-encliquettement total de son propre pignon arrière. A chaque phase PASSIVE 01 (second demi-tour de la première manivelle) il y a ralentissement du pignon encliquetteur, soit constat de non enclanchement, donc sans efficacité. Cette non-efficacité est immédiatement compensée par la phase ACTIVE 02 (opposée) qui prend le relai immédiatement. - MOYEU-arriere de la roue : comprend doit : deux parties filetees de part et d'autre (P1 : 6, fig.l), soit une seule partie filetée plus large (P1 : 6, fig.2), sur lesquelles viennent se fixer et visser les pignonsarrières. Les encliquettements/desencliquettements des roues libres arrieres s'effectuent alternativement, style cycloldes, en alternances avec chaque demi-tour des pédaliers-avants. Les variations des rayons de rotations correspondent à des choix. Les dits rayons sont progressifs/dégressifs et sans à coup. Notre nouveau dispositif permet d'obtenir des bras de leviers plus compéti tifs, aux moments mêmes ou le cycliste est en meilleure position de produire ses efforts (pedale descendante) où la puissance transmise, puis reçue à la roue arrière, s'avère maximale. Comparaisons-Equivalences-Mécaniques : report à planche 5. - pignon rond standard de 46 dents : tour complet soit 360 : A"B C'D E"NM. - premier demi tour du pédalier "01 ", A'B C DE' 18 ....... 18 dents son double excentrage : A A' + E'E (2 12 + 2 1) 5 " 5 - deuxieme demi tour du pédalier " 0 2 " 0 Q 18 son double excentrage : 2 12 + 2 12 ...................... 5 total équivalent, pour 360 e 46 Les plateaux-avants ronds, excentrés, pourront être choisis avec "voiles pleins, à prelever sur grandes séries, coûts modestes. L'emploi possible, de plateaux elliptiques, spéciaux, etc... amènera des coûts plus élevés. Selon leurs morphologies, positions adoptées, musculatures disponibles, etc.. les cyclistes pourront adopter telles modifications mécaniques de leurs choix, nombre de dents des pignons, excentrages, etc.. en rapports avec parcours à effectuer. I1 est loisible d'envisager des calages "Avances ou Retards" entre chaque PMH de la manivelle, et le PMH de son pignon excentré. Pour les cyclistes ne disposant pas de capacités physiv ques identiques aux deux jambes, montages de pédaliers différents entre eux. Notre revendication autorise maintes sortes d'excentrages lesquels en définitives sont comparables aux vastes choix des très innombrables pignons ronds non excentrés, tels que connus et utilisés depuis fort longtemps.