Brevet FR2682349A1 — publié le 19930416

PLATEAU NON CIRCULAIRE POUR PéDALIER DE BICYClETTE La présente invention a pour objet un plateau non circulaire pour pédalier de bicyclette. Elle concerne principalement l'industrie du cycle mais peut trouver des applications dans d'autres domaines, par exemple celui des appareils d'exercices physiques pour musculation ou la rééducation, et en général pour tous les appareils utilisant le pédallage et un système de transmission par chaîne ou courroie entre le ou les plateaux du pédalier et un ou plusieurs pignons actionnant le dispositif à entraîner. Dans les appareils de ce type, le couple résistant se traduisant par la force exercée par la chaîne sur le plateau du pédalier peut être considéré comme sensiblement constant, alors que le couple, alors que le couple moteur produit par la personne qui pédale est par nature variable, passant cycliquement par une valeur nulle aux points morts haut et bas lorsque les bras des pédales sont sensiblement verticaux, et une valeur maximale lorsque lesdits bras sont sensiblement horizontaux. Cela entraîne de multiples inconvénients: - des chocs aux points morts haut et bas et perte de puissance, - un effort important de démarrage avec la pédale en haut, - l'effort de pédalage est fonction du sinus de l'angle du bras de pédale avec l'axe des points morts, et non fonction de la capacité humaine, - le mouvement de pédalage n'est pas naturel et par conséquent peu agréable, - un manque de motricité en cyclisme tous terrains due aux variations de couple moteur, - l'accélération n'est pas proportionnelle à l'effort communiqué à la pédale, - les muscles concernés travaillent de d'une manière saccadée et les rotules subissent des efforts importants. De nombreuses tentatives d'amélioration du fonctionnement du pédalier ont vu le jour. Par exemple, le brevet FR 83 09 015 de crit un plateau de pédalier elliptique dont les plus grands rayons correspondent aux points morts. Ce dispositif recherche avant tout l'obtention d'une vitesse accrue mais, en ne tenant pas compte des caractéristiques musculaires, il entraîne une variation accrue des efforts à fournir et une augmentation de la fatigue, sans pour autant obtenir des résultats probants. Le dispositif selon la présente invention supprime tous ces inconvenients. En effet, il permet un pédalage plus naturel par l'adaptation pour chaque position de la pédale, du rayon du plateau de pédalier en fonction des paramètres suivant: - force musculaire, - géométrie de l'ensemble homme-machine, - vitesse et accélération, - couple nécessaire, - sensation musculaire, - type de pédalage recherché. I1 est constitué par un plateau de pédalier permettant de faire augmenter progressivement le couple de pédalage depuis le point mort jusqu'au point où l'extension de la jambe permet de fournir 1' effort maximum, grâce à une variation progressive du rayon primitif de la denture entre ces deux points, suivie d'une décroissance rapide jusqu'au point mort suivant. Le principe étant tel que la force à fournir est proportionnelle à la force musculaire que l'utilisateur peut fournir. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 représente le plateau avec pédales verticales, le point de tangence de la partie tendue de la chaîne correspondant sensiblement au plus petit rayon, et la figure 2 montre le même plateau au point de plus grand effort, le point de tangence correspondant sensiblement au plus grand rayon. Le dispositif, figures 1 et 2, est constitué d'un plateau denté 1 actionné par deux pédales classiques 2, 3 et entraînant une chaîne (5) également classique. Si l'on considère la figure 1, la partie gauche du plateau 1 est divisée en plusieurs zones délimitées par des angles me surés à partir de la pédale 2, dans le sens contraire à la rotation du plateau. Dans le présent exemple, ces angles correpondent au cas d'une bicyclette courante dont la ligne passant par l'axe du pédalier et la selle forme avec la verticale un angle voisin de 17 , et dont la chaîne 5 est sensiblement horizontale. Les valeurs angulaires indiquées pouvant varier légèrement en fonction de la construction de la bicyclette. Ces zones sont les suivantes: - Zone A (-17 à 0 ) - Passage au point mort haut. te rayon est le plus faible et très légèrement croissant, la puissance est obtenue par la vitesse de ro tation et la force à appliquer est faible. - Zone B (0 à 73 ) - Le rayon augmente proportionnellement au sinus de l'angle et à la force musculaire. L'accroissement du rayon est fort. - Zone C (73 à 90 ) - Le couple de pédalage est très fort, le rayon tend vers le diamètre maximum. - Zone D (90 à 126 ) - Le couple moteur est fort, la force muscu laire continue à augmenter, de plus la bi cyclette a atteint une certaine vitesse, le rayon est constant, éventuellement très le gèrement croissant ou décroissant, pour certains types de pédalage. - Zone E (126 à 163 ) - Le rayon rejoint le plus petit diamètre, son extrêmité décrivant une droite ou une légère courbe, accélérant la rotation du pédalier pour passer plus facilement le point mort en diminuant son temps de passage, ce qui en traîne une motricité plus constante. On retrouve naturellement sur la partie droite du plateau 1 les mêmes zones, référencées A', B', C', D', E'. La découverte objet de l'invention ayant pour conséquence un plateau délimité par deux courbes similaires successives ayant une symétrie centrale unique par rapport à l'axe 4 du pédalier, et aucune symétrie par rapport à des droites, comme dans le cas des ovales ou des ellipses. Les rayons les plus faibles correspondant aux points morts, et les plus forts aux zones C, D, C', D'. La différence entre petit et grand rayon est de préférence sensiblement égale à 25%, mais peut varier en fonction du type de pédalage. Le pédalier peut comporter plusieurs plateaux selon 1' invention, le passage de la chaîne 5 de l'un à l'autre s'effectuant grace à un dérailleur de type connu. A titre d'exemple, le nombre de dents pour un pédalier de cycle pourra aller de 20 à 58 dents. Le plateau 1 pourra être fabriqué en métal, alliage métallique léger ou en résine synthétique ou autre. Son épaisseur sera de l'ordre de 2,5 à 3,5 mm. Des trous dans les parties non fonctionnelles peuvent permettrre d'alléger le système. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . Plateau non circulaire pour pédalier de bicyclette, destiné en particulier à l'industrie du cycle mais pouvant être utilisé pour tous les appareils utilisant le pédalage et un système de transmission par chaîne, par exemple des appareils d'exercices physiques pour musculation ou la rééducation, caractérisé par un plateau denté (1) non circulaire, ne présentant pas de symétrie axiale mais une symétrie centrale unique par rapport à l'axe (4) du pédalier. 2". Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que rayon primitif de la denture du plateau denté (1) correspondant au point de tengence de la partie tendue de la chaîne (5) est minimum au points morts haut et bas des pétales (2, 3) et augmente progressivement jusqu'au point où l'extension de la jambe permet de fournir l'effort maximum, pour décroître rapidement selon une courbe sensiblement plane jusqu' au point mort suivant, de manière à faire augmenter progressivement le couple de pédalage entre ces deux points. 3". Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que, entre le point où le le rayon primitif de la denture correspondant au point de tengence de la partie tendue de la chaîne (5) est minimum et le point ou il atteint sa valeur maximum, il varie proportionnellement au sinus de 1' angle parcouru, et à l'accroissement de la force musculaire. 4 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la différence entre petit et grand rayons primitifs de la denture est sensiblement égale à 25 pour cent. 5". Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que chaque moitié du plateau denté (1) comporte 5 zones délimitées par des angles mesurés à partir d'une pédale (2, 3), dans le sens contraire à celui de la rotation dudit plateau denté: - environ -17" à 0 (zones A, A') Passage au point mort haut Le rayon est minimum et très légèrement crois sant. - 0 à environ 73 (zones B, B') Le rayon augmente proportionnelle ment au sinus de l'angle et à l'accroissement de la force musculaire. - env. 73 à env. 90 (zones C, C') Le rayon tend vers le diamètre maximum. - env. 90 à env. 126 (zones D, D') Le rayon est constant, évenr tuellement très légèrement croissant ou dé croissant, pour certains types de pédalage. - env. 126 à env. 163 (zones E, E') Le rayon rejoint le plus petit diamètre, son extrémité décrivant une droite ou une légère courbe.