Brevet FR2602148A1 — publié le 19880205

Bicyclette d'exercice La présente invention concerne un type de bicyclette d'exercice perfectionné, permettant de faire travailler non seulement les muscles de la jambe mais également des groupes de muscles situés dans la partie 5 supérieure du corps. La plupart des bicyclettes d'exercice simulent des bicyclettes et ne font travailler que les muscles des jambes et de la partie inférieure du torse. On peut, cependant, considérer que des activités, telles que le jogging ou la course à pied, sont plus bénéfiques que la bicyclette, car elles impliquent davantage de groupes de muscles O et soumettent le système aérobie du corps à une demande globale supérieure. On a eu besoin, par conséquent, au cours des années réce,-es, d'un appareil d'exercice du type bicyclette qui fonctionne comme une bicyclette d'exercice classique, mais qui permette également de faire travailler des groupes de muscles situés dans la partie supérieure du corps. Un appareil-d'exercice particulier du type bicyclette, commercialisé ces dernières années par Schwinn, est protégé par le brevet américain délivré au nom de Hooper sous le n 4 188 030. L'appareil d'exercice décrit dans ce brevet comporte également, en plus des pédales classiques des leviers allongés munis de poignées. Les leviers allongés peuvent piO voter autour de l'axe de la roue, et la personne utilisant la bicyclette peut ainsi faire travailler les muscles de la partie supérieure de son corps. Ces leviers allongés sont reliés, au moyen de barres d'entraînement, au plateau à manivelles qui fait tourner la roue absorbeuse d'énergie. Le but de la présente invention est de proposer un autre type de bicyclette d'exercice qui permette de faire travailler à la fois la partie supérieure et la partie inférieure du corps, mais utilise un système de montage différent des leviers pour les bras. La bicyclette d'exercice de la présente invention est construite O à la manière d'une bicyclette d'exercice classique comportant des pédales de pied, un système d'entraînement par chaîne et une roue avant. Deux bras à mouvement alternatif sont montés sur le cadre en vue d'un mouvement de vaet-vient exercé dans la direction avant-arrière par l'utilisateur, pour faire travailler la partie supérieure du corps. Chacun des bras à mouvement alternatif est associé à un excentrique monté sur la face 2602 1 48 d'une roue dentée ou d'un pignon. Grâce à l'excentrique, lorsque les bras à mouvement alternatif sont animés d'un mouvement de va-et-vient dans la direction avant-arrière, la roue dentée ou le pignon est animé(e) d'un mouvement de rotation. Dans un mode de réalisation de l'invention, le pignon sur lequel l'excentrique est positionné engrène avec un premier pignon qui se trouve sur l'axe de la roue avant et qui tourne avec elle. La roue avant peut ainsi tourner, grâce aux pignons, lorsque les bras à mouvement alternatif sont animés d'un mouvement de va-et-vient dans la direction avant-arrière. Dans un second mode de réalisation de l'inven10 tion, la roue dentée sur laquelle est situé l'excentrique, est reliée à la roue avant au moyen d'un système à chaineset à roues dentées. Ainsi, lorsque les bras à mouvement alternatif sont animés d'un mouvement de vaet-vient dans la direction avant-arrière, la roue avant est contrainte à tourner grâce à l'excentrique et au système à chaînes et à roues den15 tées. Cette bicyclette d'exercice permet, par conséquent, de faire travaiiler aussi bien la partie supérieure que la partie inférieure du corps. Ce qui précède ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de la présente invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée de l'invention, faite ci-après à titre d'exemple 20 nullement limitatif, en référence aux dessins annexes dans lesquels; - la figure 1 est une vue en élévation du côté droit de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale, réalisée sensiblement suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe tranversale, réalisée sensiblement suivant la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une vue en perspective et à échelle agrandie, montrant le premier et le second pignons, ainsi que l'excentrique de l'invention; - la figure 5 est une vue en élévation du côté droit d'un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une vue en perspective et à échelle agrandie, montrant le second mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 5; et - la figure 7 est une vue en coupe transversale, réalisée sensible- ment suivant la ligne 7-7 de la figure 5. Les leviers ou bras à mouvement alternatif de la présente invention peuvent être montés sur n'importe quelle bicyclette d'exercice classique. La bicyclette d'exercice caractéristique comprend un cadre 2 com5 portant un socle 4, un support avant 6, un support arrière 8, un support de selle 10 et la selle proprement dite 12. Un exemple d'un type caractéristique de bicyclette d'exercice est décrit dans le brevet délivré au nom de Hooper, précédemment mentionné. Le cadre peut être fabriqué à partir de tubes, comme illustré par la figure 1, ou bien à partir de plaques ou d'autres structures capables de constituer un support rigide pour la bicyclette d'exercice. De préférence, le cadre est fait en métal, mais certaines matières plastiques ou certains alliages peuvent également s'avérer être appropriés. N'importe quelle selle de bicyclette ou de bicyclette d'exercice peut être utilisée pour cette bicyclette d'exercice. La bicyclette d'exercice comporte également des pédales de pieds droite et gauche 14 montées d'une manière conventionnelle. Une mise en rotation des pédales 14 par l'utilisateur de la bicyclette d'exercice entraîne une rotation de l'arbre d'entraînement principal 16 et la roue dentée primaire 18. Une chaîne 20 est, au niveau de l'une de ses extrémrio tés, passée sur la roue dentée 18 et, au niveau de son autre extrémité, reliée à une roue dentée secondaire 22. La roue dentée secondaire 22 est montée sur un axe 21 supporté par le cadre de l'appareil d'exercice. Sur le même axe 21, se trouve également positionnée une seconde roue dentée primaire 23. La roue dentée secondaire 22 et la seconde roue dentée pri!5 maire 23 sont toutes deux destinées à tourner avec l'axe 21. Par conséquent, lorsque les pédales de pieds sont animées d'un mouvement de rotation; la chaîne 20 et la roue dentée secondaire 22, l'axe 21 et, nécessairement, la seconde roue dentée primaire 23 sont mis en rotation, grâce à la roue dentée primaire 18. Une seconde roue dentée secondaire 25 est fixée aà la roue avant absorbeuse d'énergie 24 et une seconde chaîne 27 relie la seconde roue dentée-primaire 23 à la seconde roue dentée secondaire 25. Ainsi, lorsque l'utilisateur pédale sur la bicyclette d'exercice, il provoque une rotation de la roue dentée primaire 18 et, par conséquent, des transmissions par chaînes 20 et 27 et des roues dentées 22, 23 et 25, 5 ce qui fait tourner la roue-volant 24. N'importe quel autre système con- 2602 1 48 ventionnel couramment utilisé pour des bicyclettes d'exercice peut également être employé pour relier les pédales à la roue avant 24. Dans certains cas, il peut être souhaitable de n'utiliser qu'une seule transmission par chaîne et de relier la première roue dentée secondaire directe5 ment à la roue avant. Dans la plupart des cas, il sera souhaitable de placer des carters de chaînes sur les chaînes pour éviter que l'utilisateur de la bicyclette d'exercice ne se salisse ou ne se blesse ou encore que ses vêtements ne soient pris dans les chaînes. La roue avant absorbeuse d'énergie 24 peut être de n'importe quel 10 type conventionnel utilisé d'une manière générale sur des bicyclettes d'exercice. Ce peut être un disque plein, comme illustré par la figure 1, ou une structure semblable à une cage, comme décrit dans le brevet au nom de Hooper. En outre, il peut être souhaitable d'utiliser une roue avant absorbeuse d'énergie 24 qui se présente sous la forme d'une roue opposant une résistance à l'air ou provoquant un déplacement d'air, munie de pales ou d'aubes 116 positionnées sur les rayons 118 de la roue avant 120, comme on peut le voir sur les figures 5 à 7. Si on le souhaite, on peut raccorder un indicateur de vitesse et/ou un compteur kilométrique à la roue avant pour fournir à l'utilisa20 teur des informations lisibles appropriées. On peut également monter, comme cela est couramment connu, tout autre dispositif électronique, tel que des montres ou des chronomètres. Il est prévu une tige-support 34 qui s'étend vers l'extérieur depuis le support avant 6. Les extrémités inférieures 36 de leviers ou 25 bras à mouvement alternatif 38 sont montées en vue d'un mouvement de rotation autour de la-tige-support 34. Une manière de réaliser ceci consiste à ménager une ouverture 40 dans l'extrémité inférieure 36 des leviers ou bras, à placer un coussinet (non représenté) dans l'ouverture et à insérer l'extrémité inférieure 36 sur la tige-support 34. Cette structure permet aux leviers ou bras 38 de tourner ou de pivoter autour de la tige- support 34. On peut également utiliser une autre méthode quelconque d'assemblage des leviers ou bras 38 avec la tige-support 34, à condition qu'elle permette une rotation ou un pivotement des leviers ou des bras suivant la manière décrite ci-après. Si on le souhaite, un 35 repose- pieds peut être placé sur la tige-support 34, à l'extérieur de 2602 1 48 l'extrémité inférieure 36 des leviers ou bras 38. Les leviers ou bras 38 sont généralement constitués par des tubes ronds, et leur extrémité supérieure 44 est pliée de façon à définir une partie de préhension. Dans les modes de réalisation préférés, une poignée peut être placée sur les extrémités libres des parties de préhension 44. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 4, la roue avant 24 tourne autour d'un axe 26 dont les extrémités libres 28 se prolongent extérieurement au-delà des faces droite et gauche de la roue avant 24. Sur chacune des extrémités 28 de l'axe, est monté un petit 10 pignon 30. L'axe 26 est destiné à tourner avec la roue avant 24, pour que le pignon 30 tourne lui aussi au cours de la rotation de la roue avant 24. Le support avant de la bicyclette comprend deux supports verticaux 6, situés de part et d'autre de la roue-volant 24. Des axes 33 sont touril15 lonnés dans les supports avant 6. Sur ces axes 33, sont montés de gros pignons 32 qui sont positionnés de telle façon à venir engrener avec les pignons respectifs 30. Au fur et à mesure que la roue avant 24 tourne, elle provoque la rotation du pignon 30 et le gros pignon 32 sera luiaussi obligatoirement entralné en rotation. Un goujon ou un boulon 52 passe à travers le gros pignon 32 pour assujettir une plaque de base 42 à la surface extérieure de ce dernier. Comme le montre la figure 2, il peut être souhaitable que le goujon 52 soit solidaire de la plaque de base 42. Des broches 54 sont utilisées pour réunir rigidement une plaque extérieure56 à la plaque de base 42, 25 et des galets 46 et 48 sont montés à rotation sur ces broches 54. L'ensemble de la structure formée par le goujon 52, les plaques 42 et 56, les broches 54 et les galets 46 et 48 définit un excentrique qui a pour rSle d'accoupler les bras à mouvement alternatif 38 au train de pignons 30 et 32. Le goujon 52 est monté de façon à pouvoir tourner ou basculer à l'intérieur du gros pignon 32, pour que l'excentrique 55, dans sa totalité, puisse disposer d'une certaine liberté de rotation autour de la surface extérieure 50 du gros pignon 32, comme on va l'expliquer plus loin. Les bras 38 sont positionnés de façon à pouvoir passer entre les 35 plaques 42 et 56 de l'excentrique et à prendre appui contre les surfaces 2602 1 48 arrondies 58 des galets 46 et 48. Pour se servir de la bicyclette d'exercice conforme à la présente invention, l'utilisateur s'asseoira sur la selle de cette dernière de la manière habituelle. Il pourra utiliser les pédales de pied d'une façon classique sans se servir des bras à mouvement alternatif de la présente invention. En variante, il pourra utiliser à la fois les pédales de pied et les bras à mouvement alternatif ou simplement les bras sans les pédales de pied. Ainsi, la présente invention offre la possibilité de réaliser trois types d'exercice physique. Un premier type d'exercice nefera tra10 vailler que la partie inférieure du corps, un autre type d'exercice ne fera travailler que la partie supérieure du corps et le troisième type d'exercice fera travailler à la fois la partie supérieure et la partie inférieure du corps. Pour faire de l'exercice, l'utilisateur déplacera les bras 38 vers 15 l'avant et vers l'arrière selon un mouvement de va-et-vient. Dans l'une des positionsextremes, le bras droit se trouvera à l'avant et le bras gauche à l'arrière, et dans l'autre position extrême, les emplacements des bras seront inversés. Au cours de leur déplacement vers l'arrière et vers l'avant, les bras pivotent ou tournent autour de la tige-support 34. 20 Grâce au fait que les bras 38 sont maintenus prisonniers dans la structure à excentrique 55, ce mouvement de va-et-vient ou avant-arrière des bras entraînera nécessairement une rotation du pignon 32. Etant donné que l'excentrique peut flotter librement par rapport à la surface 50 du pignon 32, les galets 46 et 48 conserveront leur position respective et retien25 dront fermement les bras 38. Comme le montre la figure 4, quand le pignon 32 tourne, l'excentrique 55 est entraîné en rotation avec lui. Du fait que le goujon 52 permet à la structure à excentrique de pivoter ou de basculer légèrement, l'excentrique peut conserver sa position lors de la rotation du pignon 32. Sur les figures 2 et 4, l'excentrique est repré30 senté en traits mixtes dans différentes positions sur le pignon 32 qui tourne. Cette rotation du pignon 32 entraîne nécessairement une rotation du petit pignon 30. Comme le petit pignon 30 est fixé à l'axe 26, sa rotation provoquera la rotation de l'axe 26 et de la roue avant 24. Dans un mode de réalisation de l'invention, le rapport entre le 2602 1 48 petit pignon 30 et le gros pignon 32 est de 1:9, mais ce rapport, peut être changé ou modifié pou que la mise en mouvement alternatif des bras 38 soit rendue plus facile ou plus difficile. Dans une variante de réalisation de l'invention, il est possible 5 de supprimer le petit pignon 30 et d'utiliser uniquement un gros pignon 32 fixé à l'axe 26. Un tel agencement entre également dans le cadre de la présente invention et fonctionne correctement. Dans certains cas, il peut être souhaitable de prévoir un organe permettant de débrayer les pédales lorsque l'utilisateur se sert uniquement des bras 38, et non des pédales de pied 14. Grâce à cela, les pédales ne seront pas entraînées en rotation quand seuls les bras 38 scnt utilisés, et ceci empêchera les pédales de venir heurter inutilement le bas des jambes de l'utilisateur. A cette fin, il est prévu un embrayage une-voie 21. Grâce à cet embrayage, la roue dentée secondaire 22 viendra en prise avec la seconde roue dentée primaire 23, uniquement lorsque les pédales sont entraînées en rotation par les pieds de l'utilisateur, et en sera séparée quand les pédales ne sont pas entraînées en rotation et que seule la roue avant 24 tourne. En d'autres termes, lorsque l'utilisateur se sert des pédales de pied 14, l'embrayage une-voie 21 sera enclenché, et D la roue dentée secondaire 22 entrainera en rotation la seconde roue dentée primaire 23, alors que, lorsque les pédales de pied ne sont pas utilisées et que la roue avant 24 est mise en rotation sous l'effet du mouvement de va-et-vient des bras 38, l'embrayage une-voie provoquera le désaccouplement de la seconde roue dentée primaire et de la roue dentée secondaire 22, ce qui empêchera toute rotation des pédales de pied 14. Cet embrayage une-voie est représenté sur la figure 1, mais on doit admettre qu'il peut être intégré ou non dans la bicyclette d'exercice objet de l'invention, selon le choix du fabricant. Dans certaines situations, il peut être judicieux d'insérer l'embrayage une-voie entre la seconde roue dentée secondaire 25 et la roue-volant 24, au lieu de le monter entre la roue dentée secondaire 22 et la seconde roue dentée primaire 23. Dans le second mode de réalisation de l'invention, représenté sur les figures 5 à 7, un ensemble à chaîne et plateau denté est utilisé, à la place du jeu de pignons des figures 1 à 4, pour relier l'excentrique à la roue avant 120. Dans ce mode de réalisation, l'excentrique 55 est positionné sur la surface d'un plateau denté 102, au lieu d'etre sur le gros pignon 32. La liaison mutuelle entre les bras à mouvement alternatif 38 et l'excentrique 55 se fait de la même manière que dans le mode de réalisation represente sur les figures 1 à 4. Cette partie de l'invention est la même dans les deux modes de réalisation. Dans les deux cas, l'excentrique est monté sur un pignon ou un plateau denté dont la rotation est déclenchée par le mouvement de va-et-vient avant-arrière des bras 38. Sur le cadre de l'appareil d'exercice, est monté un arbre 104 dont chacune des extrémités porte un plateau denté respectif 106. Des chaînes 10 108 sont utilisées pour relier les plateaux dentés 102 aux plateaux dentés respectifs 106. Quand l'excentrique et les bras à mouvement alternatif animent les plateaux dentés 102 d'un mouvement de rotation, la chatne 108 entraînera nécessairement en rotation les plateaux dentés 106 et l'arbre 104. Un autre plateau denté 110 est monté sur l'arbre 104, de préférence 15 entre les plateaux dentés 106. L'arbre 21, sur lequel sont montés la roue dentée secondaire 22 et la seconde roue dentée primaire 23, porte un plateau denté supplémentaire 112. Une chaine 114 relie les plateaux dentés 110 et 112. Lorsque l'arbre 104 tourne, le plateau denté 110 est également entrainé en rota20 tion. Il s'ensuit que la chaîne 114 est elle-aussi mise en mouvement, ce qui fait que le plateau denté 112 et, nécessairement, l'arbre 21 sont entraînés en rotation. La rotation de l'arbre 21 provoque la rotation de la roue dentée 23 et la mise en mouvement de la chaîne 27. En retour, ceci provoque la rotation de la roue dentée 25 située sur la roue avant 120. 25 Comme on peut le voir, le système comprenant les chaînes 108, 114 et 27, et les plateaux dentés et roues dentées 106, 110, 112, 23 et 25, commande la rotation de la roue avant 120 quand l'excentrique et les bras à mouvement alternatif agissent pour entraîner en rotation le plateau denté 102. Dans les deux modes de réalisation, les bras à mouvement alternatif sont mutuellement reliés à un excentrique qui provoque la rotation d'une roue quand les bras sont déplacés d'avant en arrière selon un mouvement de vaet-vient. Dans chaque cas, la roue, sur laquelle l'excentrique est monté, est reliée, par une transmission, à la roue avant, et cette trans35 mission est distincte de la transmission qui est utilisée pour accoupler les pédales à la roue avant. 2602 1 48 REVENDICATIONS 1. Bicyclette d'exercice comportant un cadre (2), une selle (12) placé sur ce cadre, des pédales de pied (14), une roue absorbeuse d'énergie (24) et des moyens pour relier les pédales à la roue absorbeuse d'é5 nergie, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: - des moyens rotatifs montés à rotation sur ledit cadre (2); - des moyens formant excentriques (55), positionnés sur une surface desdits moyens rotatifs; - des bras à mouvement alternatif (38) montés à rotation sur ledit 10 cadre (2) et coopérant avec lesdits moyens formant excentriques (55) pour faire tourner lesdits moyens rotatifs lors du mouvement 'e va-etvient des bras (38); et - des moyens pour accoupler lesdits moyens rotatifs à la roue absorbeuse d'énergie (24), ces moyens d'accouplement étant indépendants 15 des moyens accouplant les pédales (14) à la roue absorbeuse d'énergie (24). 2. Bicyclette d'exercice selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens rotatifs comprennent un moyen formant pignon (30, 32) fixé à un axe (26) de la roue absorbeuse d'énergie (24) pour 20 pouvoir tourner avec cette dernière. 3. Bicyclette d'exercice selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'accouplement des moyens rotatifs à la roue absorbeuse d'énergie (24) comprennent un premier pignon (30) placé sur l'axe (26) de ladite roue absorbeuse d'énergie (24), et un second pignon 25 (32) qui engrène avec le premier pignon (30) et qui est monté sur ledit cadre (2)j lesdits moyens formant excentriques (55) étant positionnés sur ce second pignon. 4. Bicyclette d'exercice selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprerden outre un moyen (21) pour 30 désaccoupler les pédales (14) de la roue absorbeuse d'énergie (24), quand les bras à mouvement alternatif (38) entraînent en rotation la roue absorbeuse d'énergie. 5. Bicyclette d'exercice selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens rotatifs comprennent un plateau denté (102) et 35 lesdits moyens pour accoupler lesdits moyens rotatifs à ladite roue - absorbeuse d'énergie (24) comprennent un ensemble à chaînes et à plateaux et roues dentées (108, 114, 27; 106, 110, 112, 23, 25). 6. Bicyclette d'exercice selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens pour accoupler les moyens rotatifs à ladite roue absorbeuse d'énergie (24) comprennent un premier et un second arbres (104, 21) portés sur ledit cadre (2); une paire de plateaux dentés (106) montés sur ledit premier arbre (104); une première chaîne reliant ledit plateau denté (102) desdits moyens rotatifs à ladite paire de plateaux dentés (1l6) montés sur ledit premier arbre (104); un plateau denté (110) monté sur le premier arbre (104); une première et une seconde roues dentées (112, 23) montées sur ledit second arbre (21); une roue dentée (25) montée sur la roue absorbeuse d'énergie (24); une seconde chaîne (114) reliant le plateau denté (110) monté sur le premier arbre (104) à ladite première roue dentée (112) montée sur ledit second arbre (21); 15 et une troisième chaîne (27) reliant ladite seconde roue dentée (23) du second arbre (21) à ladite roue dentée (25) montée sur la roue absorbeuse d'énergie (24).