Brevet FR2640345A1 — publié le 19900615

Structure à came, notamment pour appareil d'exercices sportifs et de rééducation La présente invention concerne un dispositif à came destiné à être utilisé dans un appareil d'exercices sportifs et de rééducation, du type dans lequel la came comporte une surface de guidage qui est excentri- que par rapport au centre de rotation de la came et sur laquelle il est prévu que porte un élément de transmission de force lorsqu'on fait tourner la came. Il est d'une pratique courante d'utiliser, sur des appareils d'exercices sportifs, des cames à l'aide desquelles un effort d'intensité variable, dépendant du degré de flexion d'une articulation, peut être appliqué sur les articulations et les muscles qu'il convient de faire travailler. De telles structures ont toutefois pour inconvénient qu'on ne peut pas utiliser une seule et même came pour faire travailler à la fois les muscles extenseurs et fléchisseurs d'une extrémité, étant donné que les fonctions de l'articulation à l'extension et à la flexion ne sont pas directement équivalentes, en ce sens que les efforts relatifs requis pour une flexion donnée de l'articulation devraient être égaux. De ce fait, c'est déjà la situation initiale, c'est-à-dire la distance du point de départ de la surface de guidage de la came par rapport au centre de rota- tion de cette came, qui n'est pas la même lorsqu'on étend l'extrémité et lorsqu'on la fléchit. On est par conséquent astreint, dans la technique actuelle, à utiliser des appareils distincts d'exercices pour faire tra- vailler aussi bien les muscles extenseurs que les muscles fléchisseurs des extrémités. C'est pourquoi l'invention a pour but d'éliminer les inconvé- nients précités. Elle a plus particulièrement pour but de fournir une structure à came à l'aide de laquelle on peut utiliser un seul et même appareil d'exercices sportifs ou de rééducation pour faire travailler aussi bien les muscles extenseurs que les muscles fléchisseurs des extrémités. A cet effet, l'invention a pour objet une structure à came du type précité, caractérisée en ce que la came comprend une seconde surface de guidage excentrique, les points de départ des surfaces de guidage étant 2 - reliés entre eux de façon telle que l'élément de transmission de force puisse être transféré de la première surface de guidage sur la seconde et vice versa. Ainsi, avec cet agencement, c'est sur une seule et même came qu'il est prévu deux surfaces de guidage qui sont excentriques par rapport au centre de rotation de la came, la forme de l'une de ces surfaces de guidage étant compatible avec l'effort que requièrent les muscles fléchis- seurs et la forme de l'autre compatible avec l'effort requis par les musc- les extenseurs de la même articulation. Etant donné qu'en règle générale les points de départ des surfaces de guidage ne coincident pas, la came comporte en outre, de manière avantageuse, une surface de raccordement, ou autre support équivalent, qui constitue un raccordement entre ces points de départ des surfaces de guidage. De ce fait, lorsque l'élément de transmis- sion de force de l'appareil d'exercices sportifs est rendu solidaire de la aen etant came\ par exemple fixé au point de départ de la surface de guidage, ou à son voisinage de façon à passer par ce point de départ de la surface de guidage, on peut faire tourner la came de manière que cet élément de transmission de force soit porté par la surface de raccordement de façon qu'on puisse le faire passer par le point de départ de l'autre surface de guidage. Avantageusement, les points de départ des surfaces de guidage sont situés à proximité l'un de l'autre, d'un seul et même c8té du centre de rotation de la came, par exemple sur une ligne passant par ce centre de rotation, auquel cas les surfaces de guidage s'incurvent, à partir de leurs points de départ, dans des sens opposés autour du centre de rotation. D'une manière avantageuse, la came est une pièce en forme de plaque, une gorge ménagée sur sa tranche formant les surfaces de guidage et de raccordement. Il est aussi concevable que le bord de la came forme une surface lisse sur laquelle porte un élément de transmission de force, par exemple en forme de ruban. D'une façon analogue, il peut être prévu sur les surfaces de guidage de la came des crantages, tandis qu'on utilise pour l'élément de transmission de force une chaîne coopérant avec eux. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la surface de raccordement de la came forme un arc s'étendant sensiblement sur 180 , mais des arcs supérieurs ou inférieurs sont aussi possibles. Le rôle - 3 de cette surface de raccordement est simplement de transférer l'élément de transmission de force du point de départ de l'une des surfaces de guidage vers celui de l'autre surface de guidage. Une particularité essentielle de cette surface de raccordement est sa longueur, qui est déterminée par la course morte dont va se déplacer l'élément de transmission de force lorsqu'on fait passer la came de son réglage pour fléchisseurs à son réglage pour extenseurs ou vice versa. Cet élément de transmission de force sera par conséquent toujours placé sous tension aux points de départ des deux surfaces de guidage excentriques. Dans un mode de réalisation avantageux, l'élément de transmission de force a été fixé au point de départ de l'une des deux surfaces de guidage. Il est toutefois concevable que cet élément soit fixé, avantageusement de manière amovible, à une certaine distance du point de départ, auquel cas l'élément de transmission de force est aussi supporté à l'endroit de ce point de départ lorsqu'on fait tourner la came. La structure conforme à l'invention comprend de manière avanta- geuse des moyens d'entraînement en rotation et d'immobilisation solidaires de la came et à l'aide desquels on peut faire tourner cette came jusque dans la position initiale correspondant à la surface de guidage qui doit &tre utilisée dans chaque cas particulier. Avantageusement alors, ces moyens d'entraînement en rotation et d'immobilisation sont constitués de deux pièces disposées de façon à pouvoir tourner de manière concentrique et immobilisables l'une sur l'autre, l'une d'elles étant solidaire de la came et l'autre solidaire des organes de manoeuvre de l'appareil à faire fonc- tionner. Ainsi, en faisant tourner ces pièces et en les immobilisant de manière appropriée l'une par rapport à l'autre, il devient possible à la fois de changer la surface de guidage qui est en cours d'utilisation sur la came et de décaler la position initiale de l'organe manoeuvrant l'appareil d'exercices sportifs de façon que ce soit celle que l'on souhaite. L'avantage de l'invention, par comparaison avec l'état de la technique, réside dans le fait qu'on peut utiliser un appareil d'exercices sportifs pour faire travailler à la fois les muscles extenseurs et les muscles fléchisseurs des extrémités simplement en faisant tourner la came dans la position souhaitée de façon que l'élément de transmission de force soit placé au point de départ de la surface de guidage voulue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- -4- ront de la description qui va suivre à titre d'exemple non limitatif,et en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une vue en élévation schématique d'une came conforme à l'invention, la figure 2 représente schématiquement les moyens d'entraînement en rotation et d'immobilisation conformes à l'invention, les figures 3 à 5 illustrent l'utilisation de la structure de l'invention, et la figure 6 représente un dispositif annexe à l'invention. La figure 1 représente le profil d'une came en forme de plaque 1 qui peut être montée de manière rotative, par son centre de rotation 2, dans un appareil d'exercices sportifs. Sur la tranche extérieure de cette came en forme de plaque, il est prévu deux surfaces de guidage 3 et 5 qui sont excentriques par rapport au centre de rotation, les points de départ 4 et 6 de ces surfaces se trouvant tous deux de l'un des côtés du centre de rotation et à une certaine distance l'un de l'autre. Ces points de départ des surfaces de guidage ont été raccordés par un arc, à savoir par une surface de raccordement 7. La forme des surfaces de guidage 3 et 5, c'est- à-dire la variation de la distance séparant le centre de rotation et la surface de guidage, est déterminée an fonction des muscles et articulations au travail desquels la came excentrique particulière est destinée. A cette occasion, c'est la distance de l'élément de transmission de force, ou de son prolongement rectiligne imaginaire, par rapport au centre de rotation de la came qui détermine dans chaque cas les forces requises. L'élément de transmission de force peut se fixer sur la came 1 en enfonçant la partie plus épaisse, située sur son extrémité, dans le loge- ment 28 et en le guidant le long de la fente 27 jusque sur la surface de la came. Sur la surface de la came excentrique, cet élément de transmission de force peut trouver un appui, en commençant à l'endroit du point de départ 4, sur la surface 30 de travail de la musculature des extenseurs, ou bien, en faisant tourner la came de façon convenable, sur la surface de support 7 et, en commençant au point de départ 6, sur la surface 29 de travail de la musculature des fléchisseurs. La came conforme à l'invention s'utilise comme suit. L'élément de transmission de force, tel qu'une corde, chaîne ou courroie, a son appui à l'endroit du point de départ 4, de sorte que, quand on fait tourner la came dans le sens antihoraire, cet élément se trouve porté par la surface de guidage excentrique 3 et la force requise agissant sur le mécanisme articu- lé de l'appareil d'exercices sportifs varie en fonction des variations de la distance se présentant entre la surface de guidage et le centre de rotation 2. Si on souhaite un fonctionnement du mécanisme articulé de l'appareil dans le sens opposé, on fait tourner la came 1 d'une façon telle que l'élément de transmission de force change d'orientation, en reposant sur la surface de raccordement 7, et qu'il se déplace vers le point de départ 6 de l'autre surface de guidage 5. Par conséquent, lorsqu'on fait ensuite tourner la came dans le sens horaire, c'est-à-dire lorsqu'on déplace le mécanisme articulé de l'appareil dans le sens opposé à celui dans lequel on le fait tourner lorsqu'on utilise la surface 3, c'est une charge variable différente qui va agir sur ce mécanisme articulé de l'appa- reil. Dans une structure conforme à l'invention, représentée en vue en coupe à la figure 2, les moyens d'entrainement en rotation et d'immobilisa- tion 8 sont constitués de deux pièces en forme de plaque 9 et 10 qui ont été disposées de façon à pouvoir tourner de manière concentrique et être immobilisables l'une par rapport à l'autre. L'une 9 de ces pièces est solidaire à demeure de la came 1 et l'autre pièce 10 est solidaire à demeure des organes de manoeuvre 11 de l'appareil d'exercices sportifs, ces organes étant représentés sur ce dessin par une roue à chaîne qui peut coopérer avec le mécanisme articulé de manoeuvre à l'aide d'un chaîne. Les pièces 9 et 10, des disques à section circulaire dans le présent mode de réalisation, sont emboîtées l'une sur l'autre à l'aide de leurs arbres 12 et 13, en étant portées l'une dans l'autre et dans le bâti 14 de l'appareil à l'aide de roulements 15. L'immobilisation des deux plaques l'une par rapport à l'autre s'obtient grace à une broche d'immobi- lisation à ressort 16 qui est montée sur la plaque 10. La plaque 9 présente un trou 17 recevant cette broche d'immobilisation, le ressort 18 repoussant la broche dans ce trou de façon que les pièces 9 et 10 (les plaques) deviennent immobilisées l'une par rapport à l'autre et tournent ensemble. La plaque intérieure 9 porte aussi une poignée 19 qui permet, en commun avec la broche d'immobilisation 16, de faire tourner, et régler, - 6 - les pièces 9 et 10 l'une par rapport à l'autre de la manière qui suit, comme représenté aux figures 3 à 5. Lorsqu'on fait travailler par exemple les muscles extenseurs de la jambe, l'organe de manoeuvre 11 de l'appareil se déplace vers le haut, comme indiqué par la flèche. Cet organe 11 est dans ce cas rendu solidaire de la came 1 par l'intermédiaire des pièces immobilisables l'une par rapport à l'autre 9 et 10, d'une manière telle que, quand la came tourne, l'élément de transmission de force 20 se trouve porté sur la surface de guidage 3, appliquant ainsi une charge donnée antagoniste au déplacement à exécuter. Si on souhaite utiliser l'appareil pour faire travailler les muscles fléchisseurs, on retire la broche d'immo- bilisation 16, à la suite de quoi on peut faire tourner librement les plaques 9 et 10 l'une par rapport à l'autre. On déplace alors la poignée 19, comme indiqué par la flèche 21, de 180 dans le sens horaire, ce qui fait aussi tourner la came de 180 . On déplace en même temps la broche d'immobilisation 16 de 180 dans le sens de la flèche 22, c'est-à-dire dans le sens antihoraire, ce qui permet que l'organe de manoeuvre 11 s'élève dans sa position supérieure. La broche d'immobilisation 16 et le trou correspondant 17 ménagé dans l'autre plaque coïincident alors à nouveau et on peut par conséquent immobiliser les plaques l'une par rapport à l'autre. Lorsqu'on pousse alors l'organe de manoeuvre 11 vers le bas, l'élément de transmission de force 20 est porté sur l'autre surface de guidage 5 prévue sur la came. On remarquera qu'il n'est pas impératif de faire tourner les pièces 9 et 10 d'un demi-tour dans chaque sens: il est concevable qu'il ait été par exemple prévu dans la plaque 9 plusieurs trous pour la broche d'immobilisation 16, ce qui permet d'obtenir une gamme plus large de variation en ce qui concerne les positions d'immobilisation mutuelle et les déplacements requis en rotation. La figure 6 représente un dispositif annexe à l'invention, conçu pour tenir compte du fait que fréquemment, quand on fait travailler les muscles extenseurs et fléchisseurs, la hauteur du siège existant dans l'appareil qui est utilisé n'est pas appropriée pour les deux types d'exer- cice. Dans ce cas, d'une manière avantageuse, le banc 25 est fixé sur le bâti de l'appareil par des bras pivotants 26, le banc reposant ainsi directement sur le bâti de l'appareil (dans la position inférieure), tandis - 7- qu'on peut le soulever pour qu'il soit porté par les bras pivotants dans sa position supérieure (en trait mixte sur la figure). De cette manière, le réglage du siège pour qu'il soit dans une position convenable s'effectue rapidement, même alors qu'on convertit l'appareil lui-même pour qu'il convienne pour faire travailler, suivant le cas, les muscles extenseurs ou fléchisseurs. On remarquera que l'élément de transmission de force peut être fixé à l'endroit du point de départ de l'une des deux surfaces de guidage ou en un autre point de la came d'une façon appropriée pour que, quand on fait tourner la came, cet élément soit porté sur les surfaces de guidage. D'une manière analogue, la surface de raccordement peut être telle que représentée à la figure, de façon telle que l'élément de transmission de force soit porté sur cette surface de raccordement quand on utilise la seconde surface de guidage excentrique, ou bien encore la surface de raccordement peut être concave au lieu d'être convexe, sur toute sa lon- gueur ou une partie, de sorte que l'élément de transmission de force s'étend au moins partiellement suivant une ligne droite d'une surface de guidage à l'autre, sans être porté par la came. Dans quelques cas rares, il est possible que les points de départ coincident d'une manière pratiquement suffisante pour donner dans la pratique une longueur nulle à la surface de raccordement. Dans ce cas, l'élément de transmission de force est porté à l'endroit de ce ce point de départ commun d'une manière telle qu'il lui est permis de changer d'orientation sur place et de se trouver porté alternati- vement sur l'une ou l'autre des surfaces de guidage. REVENDICATIONS 1. Structure à came destinée à être utilisée dans un appareil d'exercices sportifs et de rééducation, du type dans lequel la came (1) comporte une surface de guidage (3) qui est excentrique par rapport au centre de rotation (2) de la came et sur laquelle il est prévu que porte un élément de transmission de force (20) lorsqu'on fait tourner la came, caractérisée en ce que la came (l) comprend une seconde surface de guidage excentrique (5), les points de départ (4, 6) des surfaces de guidage étant reliés entre eux de façon telle que l'élément de transmission de force (20) puisse être transféré de la première surface de guidage (3) sur la seconde (5) et vice versa. 2. Structure à came suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les points de départ (4, 6) des surfaces de guidage sont placés essentiellement sur un seul et même côté du centre de rotation (2), les surfaces s'incurvant dans des sens opposés autour de ce centre de rotation. 3. Structure à came suivant l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisée en ce que la came (1) est une pièce en forme de plaque, une gorge ménagée dans sa tranche constituant les surfaces de guidage (3, 5) et de raccordement (7). 4. Structure à came suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les points de départ (4, 6) ont été reliés l'un à l'autre par une surface de raccordement (7) ou un support équivalent. 5. Structure à came suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la surface de raccordement (7) forme un arc s'étendant sensiblement sur 180 . 6. Structure à came suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'élément de transmission de force est fixé à l'endroit du point de départ (4) de la surface de guidage. 7. Structure à came suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'entraînement en rotation et d'immobilisation (8) permettant de faire tourner et immobiliser la came dans une position compatible avec la surface de guidage (3, 5) qu'on doit utiliser. -9 - 8. Structure à came suivant la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement en rotation et d'immobilisation (8) sont constitués par deux pièces (9, 10) pouvant tourner de façon concentrique et immobilisables l'une par rapport à l'autre, l'une (9) étant solidaire de la came (1) et l'autre (10) solidaire d'organes de manoeuvre (11) de l'appareil. 9. Structure à came suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'une (3) des surfaces de guidage est prévue pour les muscles extenseurs d'une articulation ou extrémité donnée et l'autre (5) pour les muscles fléchisseurs de la même extrémité.