Brevet FR2655862A1 — publié le 19910621

La présente invention a pour objet les appareils destinés à l'entraînement des sportifs et à la rééducation à l'aide d'une bicyclette disposée sur un support, désignés sous le nom d'ergocycles. Elle concerne les dispositifs de liaison de la bicyclette à l'ergocycle. Les modèles usuels d'ergocycles appartiennent à l'un des types suivants -Les ergocycles à trois rouleaux. Les deux rouleaux arrières supportent la roue arrière de la bicyclette et le rouleau avant, lié par courroie à l'une des roues arrières, supporte la roue avant qu'il entraîne. -Les ergocycles à trois rouleaux et support de guidon. On ajoute à l'ergocycle précédent un support de guidon rigide lié au bâti de l'ergocyle, support sur lequel le guidon est fixé pour empêcher la chute de la bicyclette. -Les ergocyclesà deux rouleaux avec immobilisation de la fourche avant. Les deux rouleaux arrières conservent la même fonction de support de la roue arrière.On enlève la roue avant de la bicyclette dont la fourche avant est fixée sur un support fixe lié au bâti de l'ergocycle. -Les ergocycles à deux rouleaux avec support de fourche avant pivotant autour d'un axe vertical (le plan horizontal est le plan défini par les axes de rotation des roues). Sur les ergocycles à trois rouleaux sans support de guidon, la stabilité du cycliste est difficile à assurer et le risque de chute est important pour des cyclistes non confirmés. Les ergocycles avec support de guidon ou blocage de la fourche avant évitent le risque de chute mais les conditions de pédalage sont trés éloignées des conditions réelles sur le terrain par suite du blocage du guidon. Il n'est pas possible de pratiquer le pédalage "en danseuse" utilisé soit lors d'un démarrage, soit dans les côtes, soit pour relâcher les muscles, pédalage pour la pratique duquel le cycliste doit pouvoir imprimer un mouvement de roulis à sa bicyclette. Les ergocycles avec support avant pivotant autour d'un axe vertical permettent un mouvement de rotation du guidon sans risques de chute. Mais, en raison de la géométrie des cadres de bicyclette et notamment de l'inclinaison de l'axe du guidon par rapport à la verticale du cadre, lorsque le guidon tourne, son axe est astreint à pivoter autour de l'axe vertical de rotation du support avant. En d'autres termes, lorsque le guidon tourne, la bicyclette se couche, le plan du cadre ne pouvant rester vertical. De plus, la rotation du guidon entraîne un déplacement du cadre dans le sens longitudinal par rapport aux rouleaux arrières, ce qui est fâcheux pour le bon contact des rouleaux avec la roue arrière de la bicyclette. Les conditions de pédalage restent encore éloignées des conditions réelles. Les dispositifs selon l'invention permettent de remédier à ces inconvénients. Ils réalisent des conditions de pédalage trés proches des situations réelles avec possibilité de rotation du guidon sans induire de mouvements parasites et possibilité de tangage de la bicyclette sans risque de chute. La bicyclette est montée sur l'ergocycle sans roue avant, la fourche avant étant bloquée par un système de blocage rapide sur un support avant ayant plusieurs caractérisques. Selon une première caractéristique, le support de fourche pivote sur un bâti d'axe de pivotement par une liaison pivot assurant un degré de liberté à la liaison bicyclette-bâti d'ergocycle. Cette liaison permettant la rotation et interdisant la translation du support de fourche est telle que l'axe de pivotement du support de fourche se confond avec l'axe de pivotement de la fourche avant et du guidon de la bicyclette. A cet effet, l'axe de pivotement du support de fourche est incliné par rapport à la verticale d'un angle a, (généralement de l'ordre de 17 degrés), qui est le même que l'angle de l'axe du guidon avec la verticale de la bicyclette. De plus, l'axe du système de fixation rapide est orthogonal à l'axe de pivotement et situé à une distance d de cet axe, (généralement de l'ordre de 40 mm), qui est la même que la distance de l'axe de la roue à l'axe de pivotement de la fourche avant. De ce fait, lorsque l'utilisateur fait pivoter le guidon de la bicyclette fixée sur ce support, ce mouvement n'induit aucun autre mouvement sur le cadre de la bicyclette. Selon une deuxième caractéristique, le débattement en rotation suivant l'axe de pivotement est limité par des butées pour éviter l'instabilité du vélo qui se produit si le guidon peut pivoter de 90 degrés. Selon une troisième caractéristique, le support de fourche peut osciller autour d'un axe d'oscillation longitudinal, offrant un deuxième degré de liberté à la liaison bicyclette-ergocycle. Le cadre du vélo peut alors s'incliner par rapport au plan vertical, indépendamment de tout mouvement de rotation du guidon, au gré de l'utilisateur, permettant un mouvement de roulis, comme c'est le cas par exemple lors du pédalage en danseuse. A cet effet, le bâti d'axe de pivotement peut lui-même osciller autour d'un axe longitudinal de roulis, ce bâti d'axe de pivotement étant lié par une liaison pivot à un support d'axe de roulis lui-même fixé sur le bâti de l'ergocycle. Pour reproduire les conditions réelles où cette rotation se fait au niveau du contact du sol avec la roue avant, cet axe longitudinal est situé à une distance de l'ordre de R au-dessous de l'axe de la roue, R étant le rayon de cette roue. Le support avant présente une quatrième caractéristique. Lors des mouvements réels d'une bicyclette, la stabilité latérale est assurée par les effets gyroscopiques des roues qui exercent un couple de rappel du cadre dans un plan vertical aprés un mouvement d'inclinaison. Pour reproduire le couple de rappel du à la roue avant, le bâti de l'axe de pivotement est lié au support de l'axe de roulis par une liaison élastique permettant le mouvement de roulis et exercant un couple de rappel vers le plan vertical d'autant plus élevé que l'inclinaison est grande. Selon une cinquième caractéristique, l'ergocycle peut avoir un support de roue arrière constitué par un seul rouleau. Il est usuel que le support de la roue arrière soit constitué de deux rouleaux , ces deux rouleaux assurant le support de la roue et le maintien de la bicyclette dans le sens longitudinal par rapport au home-trainer. Mais, la conception proposée pour le support avant assurant le maintien de la bicyclette dans le sens longitudinal sans variations induites par les rotations du guidon, un seul rouleau arrière suffit. Le support avant est réglable dans le plan longitudinal pour assurer un bon contact de la roue arrière avec ce rouleau. Ce rouleau peut être lié, comme il est usuel, à un système de production de couple permettant de simuler les efforts que le cycliste doit vaincre. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente, en coupe longitudinale, le support avant selon l'invention. La figure 2 représente, en coupe transversale, la partie basse de ce support. La figure 3 représente une variante de la partie basse du support. En référence à ces dessins, le support avant comprend un support de fourche (1) dont l'axe de pivotement (2) est incliné d'un angle a par rapport à la verticale. Ce support est muni d'un alésage (3) dans lequel est introduit un système classique de blocage rapide de roue. Le support (1) est lié par une liaison pivot au bâti (4) de pivotement. Le bâti (4) est lui-même oscillant autour de l'axe de roulis (5) lié au support (6) d'axe de roulis. Le bâti de pivotement (4) est de plus lié au support (6) d'axe de roulis par une liaison élastique constituée par des éléments élastiques (8) dont l'effet peut être modulé par des butées de hauteur réglable (9). Le support (6) peut être réglé et bloqué dans le sens longitudinal par rapport au bâti (7) sur lequel est disposé le support de roue arrière de l'ergocycle. Selon des modes particuliers de réalisation: -Les pivots entre (1) et (4) d'une part, (4) et (6) d'autre part, peuvent être réalisés à l'aide de roulements à billes, à rouleaux ou à aiguilles, ou par paliers lisses. -L'articulation entre (4) et (6) peut être réalisée, comme indiqué figure 3, par une zone de moindre épaisseur (10) liée à (4) et (6), l'élasticité de la partie (10) assurant à la fois le mouvement de roulis et le couple de rappel. La partie (10) peut être monobloc avec (4) et (6) et réalisée dans le même matériau ou bien être une piéce séparée d'un matériau approprié que l'on fixe à (4) et à (6). -Les butées élastiques (6) peuvent des ressorts hélicoïdaux, à lames ou des butées caoutchouc ou en autres matériaux ayant des caractéristiques mécaniques équivalentes. -Le mouvement de rappel entre (4) et (6) peut aussi être obtenu en réalisant avec l'axe (5) un ressort de torsion dont les deux extrémités sont respectivement immobilisées sur (4) et (6). Les dispositifs selon l'invention sont particulièrement destinés à la liaison d'une bicyclette à un bâti fixe pour réaliser un ergocycle assurant des conditions de pédalage proches des conditions réelles REVENDICATIONS 1) Support de fourche avant d'une bicyclette liée à un ergocycle caractérisé en ce qu'il comporte un support de fourche (1) pivotant dont l'axe de pivotement (2) est incliné par rapport à la verticale d'un angle égal à celui de l'axe de pivotement de la fourche avant de la bicyclette. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le support de fourche (1) comporte un alésage (2) pour blocage rapide de la fourche déporté par rapport à l'axe de pivotement d'une distance égale à celle de l'axe de fixation de la roue sur la fourche par rapport à l'axe de pivotement de cette fourche par rapport au cadre de la bicyclette. 3) Dispositif selon la revendication 1 dont le débattement en rotation autour de l'axe de pivotement est limité par butées. 4) Support de fourche avant d'une bicyclette sur un ergocycle pouvant osciller autour d'un axe longitudinal (5), cet axe étant situé au dessous de l'axe de la roue sur le support de fourche avant à une distance voisine du rayon de la roue. 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'un système élastique oppose un couple de rappel au mouvement d'oscillation autour de l'axe longitudinal (5).