Brevet FR2701246A1 — publié le 19940812

L'invention concerne les bicyclettes et, plus particulièrement, le système de pédalier assurant l'avancement de la bicyclette sous l'effet de l'effort musculaire de son utilisateur. On sait que l'avancement d'une bicyclette est produit par un pédalier constitué d'un arbre aux extrémités duquel sont clavetées deux manivelles de longueur constante et diamétralement opposées, chacune portant une pédale, la poussée appliquée par l'utilisateur sur les pédales entralnant la rotation du plateau et, par l'intermédiaire d'une chalne à rouleaux, la rotation de la roue arrière de la bicyclette. L'invention a pour objet, par un dispositif mécanique simple, résistant et peu coûteux, d'augmenter de façon sensible, pour une force donnée appliquée à la pédale de la bicyclette, la puissance développée par le système de pédalier et donc la vitesse de déplacement de la bicyclette. A cet effet le dispositif selon l'invention est basé sur l'allongement automatique des manivelles pendant leur période de travail effectif (environ le quart de la circonférence qu'elles décrivent) tout en conservant constantes les autres caractéristiques du système, en particulier en convervant aux manivelles leur longueur conventionnelle quand celles-ci sont en position de point mort haut ou bas. Le pédalier selon l'invention, qui est du type comprenant un axe qui tourne dans un logement du cadre de bicyclette et sur lequel est fixé un plateau cranté, et deux manivelles diamétralement opposées fixées chacune à une extrémité dudit axe et portant chacune une pédale, se caractérise en ce que chaque manivelle porte sa pédale par l'intermédiaire d'un levier oscillant, lequel est relié à un élément de commande qui est porté par la manivelle et qui, lors de la rotation de celle-ci, décrit une courbe telle que le bras de levier de la pédale se trouve alors varier. Avantageusement, ledit élément de commande est constitué par le maneton d'un vilebrequin tournant dans une ouverture de la manivelle et solidaire d'une roue dentée qui engrène avec une roue dentée fixe par le centre de laquelle passe l'axe du pédalier, le maneton décrivant ainsi, lors de la rotation du pédalier, une courbe cycloidale. On comprend ainsi qu'en faisant décrire à l'ensemble une rotation autour de l'axe du pédalier, en partant d'un bras de levier maximum de la pédale dans la phase de travail de celle-ci (c'est-à-dire la phase d'appui), le déplacement du maneton selon une courbe cycloidale va amener progressivement la pédale à un bras de levier très inférieur à celui du départ et qui arrivera à un minimum après une rotation d'un demi-tour. On pourra facilement, sur une épure, calculer la longueur à donner aux éléments du dispositif compte-tenu du bras de levier maximum qu'on désire obtenir et de l'impératif constitué par l'obtention, aux positions de point mort haut et bas, d'un bras de levier correspondant à la longueur d'une manivelle conventionnelle (17 cm). Dans la pratique on peut à titre d'exemple choisir, dans la phase d'appui, un bras de levier de l'ordre de 24 cm, ce qui permet d'obtenir une augmentation de l'ordre de 25 à 30 % de la puissance et donc de la vitesse. Pour bien faire comprendre le dispositif selon l'invention, on en décrira ci-après une forme de réalisation préférée en référence au dessin schématique annexé dans lequel la figure 1 est une vue de face d'un pédalier de cycle équipé du système selon l'invention ; et la figure 2 est une épure montrant quinze positions successives différentes d'une manivelle du pédalier selon l'invention, lors d'une rotation d'un tour complet. En référence à la figure 1, on a représenté en 1 le plateau d'un pédalier de bicyclette selon l'invention, solidaire en son centre de l'axe de rotation 2 monté pour tourner dans le tube (non représenté) du pédalier. Sur ce dernier, de chaque côté, est montée fixe une roue d'engrenage 3. A chaque extrémité de l'axe 2 est clavetée une manivelle 4 , ces manivelles étant diamétralement opposées par rapport à l'axe 2. Chaque manivelle 4 comporte un premier bras 5 à l'extrémité duquel s'articule, autour d'un axe 6, un levier oscillant 7 qui porte à son extrémité une pédale 8. La manivelle 4 comporte au second bras 9 à l'extrémité duquel est ménagé un logement dans lequel est monté pour tourner un petit vilebrequin 10 dont le maneton 11 est relié, par une biellette 12, au levier oscillant 7. Le vilebrequin 10 est solidaire d'une roue d'engrenage 13 identique à la roue d'engrenage 3 et engrenant avec celle-ci de façon à se mouvoir autour d'elle. Le fonctionnement du dispositif se comprend immédiatement d'après la description qui précède. Lors de la rotation de la manivelle 4 autour de l'axe du pédalier 2, l'engrènement des roues 3 et 13 fait décrire au maneton 11 une courbe cycloidale matérialisée en 14 sur le dessin, ce qui a pour résultat de provoquer la rotation du levier oscillant 7 autour de l'axe 6 et donc de modifier le bras de levier de la pédale 8 portée par ce levier 7. Partant d'un bras de levier (distance de l'axe de la pédale 8 à l'axe 2 du pédalier) maximum dans la phase de travail, c'est-à-dire d'appui du pied de l'utilisateur sur la pédale 8, le déplacement du maneton 11 décrivant la courbe cycloidale 14 amène progressivement la pédale 8 dans des positions où elle présente un bras de levier très inférieur à celui du départ, ce bras de levier devenant minimum après un demi tour de rotation (positon en trait pointillé de la figure 1). On a représenté sur l'épure de la figure 2 les positions successives de la pédale 8 au cours d'une rotation et donc la variation continue ainsi obtenue du bras de levier, et l'on constate bien la différence sensible de ce bras de levier selon que la pédale se trouve ou non en phase de travail. I1 suffit donc de déterminer, sur épure, les éléments de longueur que l'on désire obtenir tout en tenant compte des impératifs que sont les points morts haut et bas où le bras de levier doit avantageusement correspondre à la longueur d'une manivelle conventionnelle (17 cm). On peut ainsi choisir, pour la phase d'appui, d'obtenir un bras de levier de 24 cm résultant alors en une augmentation de la puissance (et donc de la vitesse) de 25 à 30 % ce qui est particulièrement significatif. Bien sûr les deux manivelles 4 du pédalier présentent la disposition selon l'invention de façon que lorsqu'une des pédales 8 se trouve dans sa phase d'appui et bénéficie d'un bras de levier allongé, l'autre pédale, en phase inactive, présente un bras de levier minimum, cette disposition s'inversant après passage des points morts haut et bas de façon qu'à tout moment la pédale qui se trouve en phase d'appui présente un bras de levier allongé. On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Pédalier pour bicyclette, comprenant un axe (2) qui tourne dans un logement du cadre de bicyclette et sur lequel est fixé un plateau cranté (1), et deux manivelles (4) diamétralement opposées fixées chacune à une extrémité dudit axe (2) et portant chacune une pédale (8), caractérisé en ce que chaque manivelle (4) porte sa pédale (8) par l'intermédiaire d'un levier oscillant (7), ledit levier oscillant (7) étant relié à un élément de commande (11) porté par la manivelle (4) et qui, lors de la rotation de celle-ci, décrit une courbe telle que le bras de levier de la pédale (8) se trouve alors varier. 2. Pédalier selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de commande est constitué par le maneton (11) d'un vilebrequin (10) tournant dans une ouverture de la manivelle (4) et solidaire d'une roue dentée (13) qui engrène avec une roue dentée fixe (3), la courbe décrite par le maneton (11) étant une cycloide. 3. Pédalier selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe (2) du pédalier passe par le centre des roues dentées fixes (3). 4. Pédalier selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que ledit maneton (11) est relié au levier oscillant (7) par une biellette de liaison (12). 5. Pédalier selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que chaque manivelle (4) présente une forme à deux bras, l'un (5) des bras étant en liaison articulée avec le levier oscillant (7) alors que l'autre bras (9) porte le vilebrequin (10) et sa roue d'engrenage (13). 6. Pédalier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ses éléments sont calculés pour que le bras de levier de chaque pédale (8) soit maximum dans la phase du cycle de rotation de cette pédale où celle-ci reçoit la poussée de l'utilisateur, ce bras de levier correspondant à la longueur d'une manivelle conventionnelle lorsque la pédale (8) se trouve dans ses positions de points morts haut et bas.