Brevet FR2720005A3 — publié le 19951124

FR 2720005 A3 19951124 FR 9406133 A 19940519 Appareil d'entraînement à pédales La présente invention concerne un appareil d'entraînement à pédales, plus particulièrement un appareil de simulation d'escaliers pour l'entraînement en intérieur, comportant un carter, une barre support, un pupitre de commande fixé sur celle-ci, une barre d'appui, un pied-support en forme de H avec deux montants parallèles qui sont disposés de chaque côté et portent une plaque console triangulaire, ainsi qu'un dispositif de réglage de la force de résistance avec une roue, disposé entre la partie arrière des montants et une plaque formant palier. Les simulateurs d'escaliers connus se répartissent en simulateurs ordinaires et en simulateurs de luxe. Dans les simulateurs ordinaires, les pédales sont simplement montées sur un vérin hydraulique ou un ressort hélicoïdal au moyen duquel elles sont déplacées alternativement vers le haut et vers le bas. Ces appareils sont trop simples pour comporter un moyen de réglage précis de la force de résistance. C'est la raison pour laquelle la force de résistance évolue de manière linéaire dans les simulateurs d'escaliers ordinaires. En revanche, les appareils de luxe sont dotés d'un dispositif de réglage de la force de résistance. Celui-ci permet de régler directement la force de résistance sur un pupitre et de sélectionner ladite force de résistance en fonction de la personne utilisatrice. Parmi les dispositifs de réglage courants, le dispositif électromagnétique est le plus précis. Un dispositif de réglage de ce type est décrit dans le document US-PS 5 096 024 "Freins magnétiques réglables" et le modèle d'utilité correspondant, celui-ci est largement répandu dans les appareils de sport. Toutefois, avec ce dispositif, la rotation ne peut se faire que dans un seul sens. Un dispositif permettant des déplacements aller et retour est parfois nécessaire dans les appareils de sport. Le dispositif utilisé dans les simulateurs d'escaliers courants est très compliqué et encombrant.Cela signifie que le montage est long; il comporte en outre l'inconvénient de présenter un mouvement non régulier. Partant de là, l'objet de la présente invention est de créer un simulateur d'escaliers qui permette de régler avec précision la force de résistance et d'obtenir un mouvement régulier. Le problème est résolu selon l'invention par le fait que l'appareil d'entraînement comporte une paire de bras auxiliaires qui s'étendent depuis le pied support en direction de l'extrémité avant des montants, un bras de réglage de position qui s'étend en direction de l'extérieur sur chacun des bras auxiliaires et est revêtu extérieurement d'un manchon en matière plastique, deux pédales qui sont montées chacune à l'une des extrémités frontales d'un bras supérieur et d'un bras inférieur mutuellement parallèles et comportent chacune une plaque repose pied ainsi que deux axes d'articulation qui traversent les pédales, un élément élastique qui est monté sur l'axe d'articulation inférieur et fait saillie par rapport à ladite plaque repose pied, l'extrémité inférieure du bras supérieur étant fixée sur un axe d'articulation du montant et l'extrémité inférieure du bras inférieur étant fixée sur un axe d'articulation du pied-support de manière telle que les bras supérieur et inférieur puissent se déplacer vers le haut et vers le bas sur les axes d'articulation et forment ensemble un mécanisme à parallélogramme, un arbre de commande qui, au moyen d'un palier, est fixé sur la plaque console triangulaire du montant, une roue dentée disposée dans la partie médiane de l'arbre de commande, une poulie à câble disposée des deux côtés de l'arbre de commande, un câble d'entraînement qui est enroulé dans la gorge intérieure de la poulie à câble et est fixé par son autre extrémité sur le bras supérieur, un deuxième câble d'entraînement qui est enroulé dans la gorge extérieure de la poulie à câble passe par une poulie à câble sur le bras supérieur et est fixé par son autre extrémité sur un ressort lié au montant, un palier à roue libre étant disposé entre la poulie à câble et l'arbre de commande, une roue d'entraînement qui est montée sur un arbre, est supportée par deux bras auxiliaires et est reliée au dispositif de réglage de la force de résistance au moyen d'une courroie, une petite roue dentée reliée par une chaîne à la première roue dentée étant montée sur ledit arbre. Le simulateur d'escaliers selon l'invention comprend un arbre de commande qui est mis en rotation par le déplacement vers le haut et vers le bas de la pédale. Une roue dentée est montée en un endroit approprié de l'arbre de commande. La roue dentée est reliée à un dispositif d'application de charge par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire à roue libre. Grâce à cet agencement, le dispositif d'application de charge peut appliquer une force de résistance élevée sur le simulateur d'escaliers. Le dispositif selon l'invention comprend en outre un ensemble de mécanismes à parallélogrammes qui sont liés aux pédales de telle sorte que celles-ci soient maintenues horizontales lors de leur déplacement vers le haut et vers le bas. Ainsi, l'utilisateur effectue un mouvement de marche normal et régulier. Le dispositif selon l'invention comporte encore de chaque coté de l'arbre de commande un palier à roue libre qui permet d'appliquer à la pédale un mouvement régulier et normal et l'inertie produite par la roue dentée. Selon un perfectionnement de l'invention, un patin en matière plastique pourvu sur sa face antérieure d'un cache pour une roulette est monté à chacune des deux extrémités de la traverse avant du pied support. Selon un autre perfectionnement de l'invention, le palier comprend un corps de palier supérieur et un corps de palier inférieur qui sont pourvus chacun en leur milieu d'un évidement en demi-cercle, un coussinet destiné à recevoir l'arbre de commande étant disposé dans l'évidement et les corps de palier supérieur et inférieur étant reliés entre eux au moyen de vis qui pénètrent dans la plaque console triangulaire, traversent les corps de palier supérieur et inférieur ainsi qu'une contre-plaque et sont fixés au moyen d'un écrou. n est décrit ci-après un exemple de réalisation de l'invention représenté sur les dessins. Ceux-ci montrent: figure 1, une vue en perspective de l'appareil d'entraînement à pédales, figure 2, une vue en perspective de l'appareil d'entraînement à pédales sans le carter, figure 3, une vue de côté de l'appareil d'entraînement à pédales, figure 4, une vue de dessus de l'appareil d'entraînement à pédales, figure 5, une vue de côté des éléments mobiles de l'appareil d'entraînement à pédales, figure 7, une vue éclatée du palier. L'appareil d'entraînement à pédales représenté sur les figures 1, 2, 3, 4, et 5 comprend un carter 1, une barre support 11, un pupitre de commande 12 monté sur celle-ci et une barre d'appui 13. Un pied-support 2 en forme de H est pourvu de deux montants 21 qui sont disposés parallèlement de chaque côté et portent une plaque console 22 triangulaire. Il est prévu à chacune des extrémités d'une traverse 26 un patin 27 en matière plastique. Un cache 271 à l'intérieur duquel est disposée une roulette 28 est monté à l'extrémité antérieure du patin 27. Un dispositif de réglage de la force de résistance 3 est disposé entre la partie arrière du montant 21 et une plaque 23 formant palier. Une roue 31 est montée d'un côté (voir figure 4). Le dispositif de réglage de la force de résistance 3 étant décrit dans le document US PS 5 096 024, il n'est pas nécessaire de décrire celui-ci plus en détail. Une paire de bras auxiliaires 4 s'étend depuis le pied-support 2 en direction de la partie antérieure des montants 21. Un bras de réglage de position 41 est monté sur un côté. Un manchon 42 en matière plastique entoure le bras de réglage de position 41. Des pédales 5 pourvues d'une plaque repose pied 50 sont montées à l'une des extrémités frontales d'un bras supérieur 51 et d'un bras inférieur 52. Des axes 53, 54 traversent les pédales 5. Un élément élastique 55 est prévu sur l'axe 54 inférieur, lequel ressort 55 s'étend au delà de la plaque repose pied 50. L'extrémité inférieure du bras 51 supérieur est fixée sur un axe d'articulation 24 du montant 21. L'extré mité inférieure du bras 52 inférieur est fixée sur un axe d'articulation 25 du pied-support 2. Grâce aux axes d'articulation 24 et 25, les bras supérieur 51 et inférieur 52 peuvent se déplacer vers le haut et vers le bas. Un arbre de commande 6 est monté sur la plaque console 22 triangulaire du montant 21 par l'intermédiaire d'un palier 61. Un roue dentée 62 est montée au milieu de l'arbre de commande 6. Une poulie à câble 63 est disposée de chaque coté de l'arbre de commande 6. Un câble d'entraînement est enroulé dans la gorge intérieure de la poulie à câble 63. L'autre extrémité du câble d'entraînement 64 est fixée sur le bras supérieur 51. Un deuxième câble d'entraînement 65 est enroulé dans la gorge extérieure de la poulie à câble 63. Le deuxième câble d'entraînement 65 passe sur la poulie à câble 66 du bras supérieur 51 et est fixé par son autre extrémité sur un ressort 67 lié au montant 21. Un palier à roue libre 68 est monté entre la poulie à câble 63 et l'arbre de commande 6 (voir figure 5). Une roue d'entraînement 7 est montée sur un arbre 70 qui est supporté au moyen de deux bras auxiliaires 4. La roue d'entraînement 7 est reliée au dispositif de réglage de la force résistance 3 par l'intermédiaire d'une courroie 71. Une petite roue dentée 72 est montée sur l'arbre 70 et est reliée à la roue dentée 62 par l'intermédiaire d'une chaîne 73. Cet agencement de l'appareil d'entraînement à pédales permet d'obtenir un mouvement adapté plus régulier des jambes. Par ailleurs, la pédale est maintenue horizontale à toutes les hauteurs. Le fonctionnement de l'appareil d'entraînement à pédales est décrit dans ce qui suit. 1. La pédale 5 se déplace alternativement vers le haut et vers le bas. La pédale 5 qui se déplace vers le bas est soumise à un effort résistant au moyen du dispositif de réglage de la force résistante 3 tandis que la pédale 5 qui se déplace vers le haut est soumise à un effort de traction faisant que celle-ci n'est pas chargée; cela signifie qu'aucune force n'agit sur la jambe. Le bras supérieur 51 et le bras inférieur 52 sont reliés par les axes d'articulation 24, 25 et les axes 53, 54 pour former un mécanisme à parallélogramme. De la sorte, la plaque repose pied de la pédale 5 est toujours maintenue horizontale. En d'autres termes on obtient un mouvement normal régulier sans risque de lésion pour les articulations. 2. Lorsqu'on déplace la pédale 5 vers le bas le câble 64 provoque une rotation de la poulie à câble 63 et de l'arbre de commande 6 dans une direction donnée. La roue dentée 62 disposée au milieu de l'arbre de commande 6 est reliée à la petite roue dentée 72 de la roue d'entraînement 7 par l'intermédiaire d'une chaîne 73. De la sorte, la petite roue dentée 72 est déplacée dans une direction donnée. La roue d'entraînement 7 est sollicitée par la force du dispositif de réglage de la force résistance et transmet l'effort à l'arbre de commande 6 et à la poulie à câble 63. Grâce à cet agencement, la pédale qui se déplace vers le bas est soumise à une certaine force et se déplace lentement vers le bas. La pédale 5 avec son patin 55 en matière plastique disposé à l'intérieur de la plaque repose pied 50 se rapproche du pied-support 2.Lorsque la pédale 5 atteint le point mort de la course de descente la jambe n'exerce plus aucun effort sur la pédale 5 de sorte que le câble 64 enroulé autour de la poulie à câble 63 est libéré par la force de traction du ressort 67. La poulie à câble 63 tourne alors dans le sens inverse horloge et le câble d'entraînement 64 amène la pédale 5 dans une position éloignée du point mort, c'est-à-dire jusqu'à ce que le bras 51 vienne en butée contre le manchon 62 en matière plastique du bras de réglage de position 41, le câble d'entraînement 64 libéré s'enroulant dans la gorge intérieure de la poulie à câble 63. Lorsqu'on déplace de nouveau la pédale 5 vers le bas, la poulie à câble 63 tourne de nouveau. Entre temps, l'arbre de commande 6 est entraîné par l'inertie de la roue dentée 62 ce qui donne un déplacement continu régulier vers le bas de l'autre pédale. 3. Comme représenté sur les figures 4 et 5, l'arbre de commande 6 avec la roue dentée 62 sont entraînés en rotation dans un sens par la rotation du dispositif de réglage de la force résistante 3 qui ne peut tourner que dans un sens. Cependant, la poulie à câble 63 doit pouvoir tourner dans les deux sens pour tirer la pédale 5 vers le haut depuis son point mort inférieur. C'est la raison pour laquelle il est prévu un palier à roue libre 68 entre la poulie à câble 63 et l'arbre de commande 6. Lorsque la pédale 5 se déplace vers le bas, la poulie à câble 63 est entraînée et fait tourner l'arbre de commande 6; lorsque la pédale se déplace vers le haut, la poulie à câble tourne librement. En présence de la force de traction du câble 65 et de la force du ressort 67, la poulie à câble 63 libre en rotation tire la pédale 5 vers le haut.Ainsi lorsque l'utilisateur sollicite la plaque repose pied 50 de la pédale 5, seule une jambe exerce un effort sur la pédale 5, l'autre jambe est libre. En d'autres termes, lorsque l'une des jambes appuie sur la pédale 5, l'autre jambe est remontée par l'autre pédale 5. 4. A l'intérieur du cache 271, sur la face antérieure du patin 27 en matière plastique de la traverse 26 est montée une roulette 28. Pour déplacer l'appareil d'entraînement à pédales il suffit de lever la partie arrière de l'appareil de manière telle que la roulette 28 vienne en contact avec le sol et que l'on puisse déplacer ledit appareil. Le palier 61 est fixé sur une plaque console 22 triangulaire (voir figures 5 et 6). Le palier 61 comprend un corps de palier supérieur 611 et un corps de palier inférieur 612. Un logement 6111, 6121 en forme de demi-cercle est aménagé dans la partie médiane du corps de palier supérieur 611 voire du corps de palier inférieur 612. Un coussinet 613 destiné à recevoir l'arbre de commande 6 est monté dans les évidements 6111 et 6121 circulaires. Les corps de palier supérieur 611 et inférieur 612 sont assemblés au moyen de vis 614. Les vis 614 sont d'abord introduites dans la plaque console 22, puis dans le corps de palier supérieur 611, le corps de palier inférieur 612 et une contreplaque 615 et fixées au moyen d'un écrou 616. Le palier est ainsi assemblé. Par ailleurs le coussinet 613 peut être réglé facilement dans l'espace des logements circulaires 611 et 612. Comme le montre la figure 5, les deux côtés se positionnent automatiquement après mise en place de l'arbre de commande 6. L'invention est décrite à partir d'un exemple de réalisation unique. Ceci ne constitue toutefois pas une limitation de l'invention et des modifications et des variantes de réalisation sont envisageables pour l'homme de métier sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil d'entraînement à pédales, comprenant - un carter, une barre support, un pupitre de commande fixé à celle-ci, une barre d'appui; - un pied-support en forme de H avec deux montants parallèles qui sont disposés de chaque côté et portent une plaque console triangulaire; - un dispositif de réglage de la force de résistance comportant une roue, disposé entre la partie arrière des montants et une plaque formant palier, caractérisé par - une paire de bras auxiliaires (4) qui s'étendent depuis le pied support (2) en direction de l'extrémité antérieure des montants (21), un bras de réglage de position (41) qui s'étend en direction de l'extérieur sur chacun des bras auxiliaires (4) et est revêtu extérieurement d'un manchon (42) en matière plastique, - deux pédales (5) qui sont montées chacune à l'une des extrémités frontales d'un bras supérieur (51) et d'un bras inférieur (52) mutuellement parallèles et comportent chacune une plaque repose pied (50) ainsi que deux axes d'articulation (53, 54) qui traversent les pédales (5), un élément élastique (55) qui est monté sur l'axe d'articulation (54) inférieur et s'étend au-delà de la plaque repose pied (50), l'extrémité inférieure du bras (51) supérieur étant fixée sur un axe d'articulation (24) du montant (21) et l'extrémité inférieure du bras (52) inférieur étant fixée sur un axe d'articulation (25) du pied-support (2) de manière telle que les bras supérieur (51) et inférieur (52) puissent se déplacer vers le haut et vers le bas sur les axes d'articulation (24, 25) et forment ensemble un mécanisme à parallélogramme, - un arbre de commande (6) qui, au moyen d'un palier (61), est fixé sur la plaque console (22) triangulaire du montant (21), une roue dentée (62) disposée dans la partie médiane de l'arbre de commande (6), une poulie à câble (63) disposée des deux côtés de l'arbre de commande (6), un câble d'entraînement (64) qui est enroulé dans la gorge intérieure de la poulie à câble (63) et est fixé par son autre extrémité sur le bras (51) supérieur, un deuxième câble d'entraînement (65) qui est enroulé dans la gorge extérieure de la poulie à câble (63) passe par une poulie à câble (66) sur le bras (51) supérieur et est fixé par son autre extrémité sur un ressort (67) lié au montant (21), un palier à roue libre (68) étant disposé entre la poulie à câble (63) et l'arbre de commande (6), - un roue d'entraînement (7) qui est montée sur un arbre (70), est supportée par deux bras auxiliaires (4) et est reliée au dispositif de réglage de la force de résistance (3) au moyen d'une courroie (71), une petite roue dentée (72) qui est reliée par une chaîne (73) à la roue dentée (62) étant montée sur l'arbre (70). 2. Appareil d'entraînement à pédales selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un patin (27) en matière plastique pourvu sur sa face antérieure d'un cache (271) pour une roulette (28) est monté à chacune des deux extrémités de la traverse (26). 3. Appareil d'entraînement à pédales selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le palier (61) comprend un corps de palier (611) supérieur et un corps de palier (612) inférieur qui sont pourvus chacun en leur milieu d'un évidement (6111), (6121) en demicercle, un coussinet (613) destiné à recevoir l'arbre de commande (6) étant disposé dans l'évidement (6111), (6121) et les corps de palier supérieur (611) et inférieur (612) étant reliés entre eux au moyen de vis (614) qui pénètrent dans la plaque console (22) triangulaire, traversent les corps de palier supérieur (611) et inférieur (612) ainsi qu'une contre-plaque (615) et sont fixés au moyen d'un écrou (616).