Brevet FR2728532A1 — publié le 19960628

ENGIN, TEL QUE NOTAMMENT CYCLE, A PROPULSION HUMAINE L'invention concerne un engin, tel que notamment cycle, à propulsion humaine, comportant un châssis longitudinal doté, vers une de ses extrémités, d'une assise dotée d'un dossier et, vers son extrémité opposée, d'un système de pédales apte à être activé avec les pieds par un utilisateur en position assise avec le dos maintenu par le dossier, ledit système de pédales étant associé à des moyens de transmission le reliant à un arbre moteur, aptes à transformer le mouvement de ce système de pédales en un mouvement de rotation dudit arbre moteur. De tels engins ont fait leur apparition depuis quelques années en ce qui concerne les cycles et présentent l'avantage d'offrir à l'utilisateur une position "semi-allongée" confortable, tout en requérant un effort similaire ou même moindre par rapport aux cycles classiques. Toutefois, à l'heure actuelle, la plupart des cycles présentent l'inconvénient d'être d'une relative complexité et d'un encombrement non négligeable, la plupart des modèles étant, en effet, dotés d'une roue directrice disposée dans le prolongement avant du pédalier, augmentant de façon notable la longueur de l'engin. De plus, de tels cycles ne permettent pas d'optimiser le rendement des efforts fournis par l'utilisateur en raison des "points morts", inhérents à la conception de tout pédalier, qui correspondent à des positions des pédales où l'effort transmis est réduit voire nul. La présente invention vise à pallier l'ensemble des inconvénients ci-dessus décrits, et a pour principal objectif de fournir un engin optimisant le rendement des efforts fournis. Un autre objectif est de fournir un engin de conception simple présentant en outre un faible encombrement. Un autre objectif est de fournir un engin qui, dans sa conception cycle, peut facilement être équipé de volumes de rangement pour le transport de tout type d'ustensiles. A cet effet, l'invention vise un engin, tel que notamment cycle, du type décrit dans le préambule cidessus , se caractérisant en ce que - le système de pédales comporte deux pédales portées chacune par un chariot monté coulissant le long du chassis de façon à pouvoir subir un mouvement alternatif de translation, - les moyens de transmission comportent, pour chaque chariot, un organe rotatif de transmission unidirectionnel associé à des moyens de rappel élastique, porté par l'arbre moteur et relié au chariot par un élément de liaison adapté pour entraîner en rotation ledit organe rotatif et l'arbre moteur, lors des déplacements dudit chariot selon une direction d'éloignement de ce dernier par rapport à l'assise. En premier lieu, un tel engin permet d'utiliser de façon optimale la puissance musculaire développée par les jambes de l'utilisateur. En effet, chaque jambe entraîne un déplacement alternatif en translation d'un chariot et anime l'organe de transmission associé qui est actif dans un seul sens de rotation. De plus, du fait de la conception de cet engin, les chariots sont situés constamment en retrait par rapport à l'extrémité avant du chassis. Ainsi, l'encombrement d'un tel engin, par exemple dans son application cycle, se trouve réduit par rapport à celui des cycles de même type connus. Par ailleurs, il convient de noter la simplicité de la conception de cet engin comportant un chassis, deux chariots mobiles le long dudit chassis, et un organe de transmission unidirectionnel relié à chaque chariot. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'engin comporte deux chariots supplémentaires dotés chacun d'une manette apte à permettre de l'actionner manuellement, montés coulissants le long du chassis, chacun desdits chariots étant relié par un élément de liaison à un organe rotatif de transmission unidirectionnel porté par l'arbre moteur. Un tel engin utilise donc, de façon optimale, la puissance fournie par les quatre membres de l'utilisateur et permet d'obtenir une force développée très supérieure à celle obtenue avec les engins actuels. De plus, il est à noter la totale indépendance entre l'action des différents membres qui autorise toutes libertés d'utilisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux chariots de chaque paire de chariots sont reliés entre eux par un élément de liaison souple associé à un organe de renvoi solidaire du chassis, disposé de façon à maintenir tendu ledit élément de liaison dans des positions des chariots où ces derniers sont situés symétriquement de part et d'autre du point médian de leur trajet. Ainsi, à l'effort de poussée engendré par un membre, jambe ou bras, lors de son extension, s'ajoute l'effort de traction de l'autre membre, lorsque ce dernier est replié en synchronisation avec l'extension dudit premier membre. En outre, selon un mode de réalisation préférentiel, l'engin comprend des éléments élastiques de fin de course disposés de façon à servir de butée aux chariots dans la position de ces derniers la plus éloignée de l'assise. Ces butées élastiques ont pour fonction d'accumuler la puissance fournie musculairement en fin d'extension des membres, puissance qui s'avère maximale, et de restituer l'énergie accumulée au début de la phase retour des chariots qui correspond à une puissance musculaire fournie inférieure. De plus, toujours dans le but d'optimiser le rendement, chaque organe rotatif de transmission unidirectionnel présente avantageusement une forme sensiblement ovoïde, et est monté de façon excentrée sur l'arbre moteur de façon que la longueur du levier entre l'axe de rotation dudit arbre moteur et l'axe longitudinal de la force exercée sur le chariot soit inversement proportionnelle à la distance séparant ledit chariot de l'assise. Ainsi, dans la position repliée des membres correspondant à une moindre force développée, l'effort à fournir pour provoquer la rotation des organes rotatifs se trouve inférieur à celui à fournir en fin d'extension où la force développée est maximale. Par ailleurs, dans son application cycle où l'engin selon l'invention comporte classiquement au moins une roue arrière motrice dotée d'un axe équipé d'une roue libre reliée par une chaîne à au moins un plateau solidaire de l'arbre moteur, et une roue avant dotée d'un axe monté sur une fourche solidaire d'un tube de direction, cet engin comprend préférentiellement deux poignées articulées respectivement chacune vers l'extrémité supérieure d'une des manettes, de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe longitudinal, lesdites poignées étant reliées à une barre de manoeuvre solidaire du tube de direction au moyen de câbles adaptés pour provoquer la rotation desdites barre de manoeuvre et tube de direction autour d'un axe vertical. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés, qui en représentent à titre d'exemple non limitatif deux modes de réalisation préférentiels. Sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description - la figure 1 est une vue en perspective d'un cycle conforme à l'invention, - la figure 2a en est une vue latérale, - la figure 2b est un détail à échelle agrandie de la figure 2a, - la figure 3 en est une coupe transversale par un plan vertical A, à échelle agrandie, représentant les chariots porte-pédales, - la figure 4 est une vue de dessous partielle du châssis au droit du tube de direction, - la figure 5 est un schéma de fonctionnement des moyens de manoeuvre du tube de direction, - la figure 6 est une coupe longitudinale par un plan horizontal B de l'extrémité arrière du châssis de ce cycle. - la figure 7 est une vue de dessus schématique d'une variante de réalisation d'un cycle conforme à l'invention, représenté sans siège et sans roue avant, - et la figure 8 est une coupe transversale par un plan vertical C, à échelle agrandie, du chassis de cette variante de cycle. Les cycles conformes à l'invention représentés à titre d'exemples aux figures sont des cycles à deux roues. Le cycle représenté aux figures 1 à 6 comporte, en premier lieu, un châssis 1 composant un rail de guidage longitudinal, constitué d'un profilé tubulaire 2 de section rectangulaire, sur chacune des faces latérales duquel sont soudés deux profilés, tels que 3, en forme de T agencés pour que la branche dudit T s'étende orthogonalement par rapport à la face latérale correspondante du profilé tubulaire 2. Ce châssis 1 porte, vers son extrémité avant, un tube de direction classique 4 dans le prolongement duquel s'étend une fourche 5 soutenant l'axe de la roue avant 6. Vers son extrémité arrière, le châssis 1 est prolongé par deux cadres tubulaires tels que 7 parallèles, présentant chacun une forme générale triangulaire. Un des côtés de ces cadres définit un appui 8 pour le dossier 9a d'un siège 9 solidaire au niveau de son assise 9b du châssis 1, tandis que les deux autres côtés forment deux fourches s'étendant entre ledit appui 8 et l'axe de la roue arrière 10 dont ils soutiennent l'arbre portant la roue libre 11. En outre, ces deux cadres 7 sont reliés, au niveau de leurs sommets se trouvant sensiblement dans le prolongement arrière du chassis 1 par un arbre 12, dit moteur, monté dans des paliers, portant le ou les plateau(x) tels que 13 dudit cycle reliés classiquement à la roue libre 11 par une chaîne 14. Le long du châssis 1 sont montés coulissants quatre chariots identiques tels que 15, 16 associés deux à deux : deux chariots 15 à actionnement pédestre portant chacun une pédale telle que 17 et deux chariots 16 à actionnement manuel portant chacun une manette telle que 18. Chacun de ces chariots 15, 16 est constitué d'un profilé en forme de U apte à coiffer un des profilés 3 en forme de T du châssis 1. De plus, chaque chariot 15, 16 porte trois paires de roulettes telles que 19 agencées pour venir au contact de part et d'autre respectivement de la branche et des deux ailes du profilé 3 du châssis, vers l'extrémité desdites branche et ailes. De plus, les chariots 15 (ou 16) de chaque paire sont reliés par un câble 20 (ou 21) associé à une poulie de renvoi 22 (ou 23) à axe vertical solidarisée sous le châssis 1, agencés pour que tout déplacement d'un chariot dans un sens provoque le déplacement du chariot associée dans l'autre sens. Par ailleurs, chacun des chariots 15, 16 est relié par un câble tel que 24, 25 de longueur réglable par tout moyen connu en soi, à une poulie de forme ovoïde telle que 26, 27 montée autour de l'arbre moteur 12, chacune desdites poulies constituant un organe rotatif de transmission unidirectionnel du type système à roue libre, et étant associée à un ressort de rappel intégré (non représenté). La fonction de chacune de ces poulies ovoïdes 26, 27 est d'entraîner une rotation de l'arbre moteur 12, lors des déplacements en direction de la roue avant 6 du chariot 15, 16 associé. Lors du retour des chariots 15, 16 ces poulies ovoïdes 26, 27 sont inopérantes relativement à l'arbre moteur 12 et subissent une simple rotation sous l'action du ressort de rappel associe. Par ailleurs, tel que représenté à la figure 2b, ces poulies ovoïdes 26, 27 sont montées excentrées par rapport à l'arbre moteur 12 de façon que le levier entre l'axe de cet arbre et l'axe de la force tendant à provoquer la rotation desdites poulies soit d'une longueur variable, avantageusement décroissante au fur et à mesure de l'avancée des chariots 15, 16. En outre, tel que représenté aux figures 2b et 6, les poulies ovoïdes 26 associées aux chariots 15 à actionnement pédestre sont plus petites que celles 27 associées aux chariots 16 à actionnement manuel. En dernier lieu, concernant les chariots 15, 16, le châssis 1 porte des organes de butée élastique tels que 28, 29 disposés de façon à limiter la course vers l'avant desdits chariots et à exercer sur ces derniers un effort tendant à les repousser vers l'arrière. La position longitudinale de ces organes de butée élastique 28, 29 peut en outre, être ajustée en fonction de la taille de l'utilisateur, de façon notamment à limiter l'angle de rotation des poulies ovoïdes 26, 27. Par ailleurs, les manettes 18 présentent une structure télescopique et comportent un tronçon fixe 18a constitué d'un tube coudé, et un tronçon mobile 18b apte à permettre de régler la hauteur desdites manettes relativement au châssis 1. Le tronçon mobile 18b de chacune de ces manettes 18 est en outre prolongé par une poignée 30, 31 articulée autour d'un axe longitudinal. Chacune de ces poignées 30, 31 est solidaire de l'extrémité de deux câbles respectivement 32, 33 et 34, 35 fixés symétriquement de part et d'autre de l'axe d'articulation. L'extrémité opposée de ces câbles 32-35 est quant à elle solidaire d'une barre de manoeuvre horizontale 36 en forme de V solidaire du tube de direction 4. Tel que représenté à la figure 5, les câbles 32-35 sont agencés pour que, lors du pivotement d'une poignée 30, 31, lesdits câbles provoquent la rotation de la barre de manoeuvre 36 dans l'un ou l'autre sens. En dernier lieu, et de façon classique, les poignées 30, 31 sont équipées de poignées de frein telles que 37 et d'organes (non représentés) de commande du (ou des) dérailleur(s). La figure 7 représente une variante selon laquelle le châssis est constitué d'un tube cylindrique creux 38 cintré de façon à présenter la forme d'une fourche dont l'extrémité coudée à 180 degrés constitue l'extrémité avant du cycle. Les deux branches 39, 40 de cette fourche 38 sont, en outre, conformées de façon que ladite fourche présente, longitudinalement trois tronçons de largeurs différentes : un tronçon avant 38a de largeur minimale le long duquel les deux branches 39, 40 s'étendent parallèlement et sensiblement horizontalement, un tronçon intermédiaire 38b de largeur supérieure à celle du tronçon avant 38a, le long duquel les branches 39, 40 s'étendent également parallèlement et sensiblement horizontalement, et un tronçon arrière 38c de largeur maximale le long duquel les branches 39, 40 présentent une première portion de longueur où elles s'étendent parallèlement et où se trouve disposé l'arbre moteur 41, et une deuxième portion de longueur où elles convergent l'une vers l'autre de façon à porter, vers leur extrémité, l'arbre portant la roue libre de la roue arrière 42. En outre, ce tronçon arrière 38c qui constitue la portion arrière du cycle portant notamment l'assise, est incliné vers le bas par rapport aux tronçons avant 38a et intermédiaire 38b. Tel que représenté à la figure 8, chaque chariot 43 est constitué d'un chariot cylindrique logé dans le tube 38 du châssis, doté d'une patte de maintien de la pédale 44 ou de la manette 45, s'étendant au travers d'une fente longitudinale ménagée dans ledit tube. De plus, ces chariots 43 et le tube 38 sont dotés, en regard, de cannelures longitudinales logeant des billes 46 de coulissement. Tel que représenté à la figure 7, les chariots porte-pédales 44 sont disposés de façon à coulisser le long du tronçon avant 38a du châssis et sont reliés par un câble 47 associé à une poulie de renvoi 48 à axe vertical montée vers l'extrémité avant dudit châssis. Les chariots porte-manettes 45 sont quant à eux disposés de façon à coulisser le long du tronçon intermédiaire 38b du châssis et sont reliés par un câble 49 associé à deux poulies de renvoi telles que 50 montées vers l'extrémité avant dudit tronçon intermédiaire. Enfin, de même que pour le premier mode de réalisation, ces chariots 43 sont reliés par des câbles tels que 51, 52 à des poulies ovoïdes telles que 53, 54 portées par l'arbre moteur 41. Il est à noter en outre, que le tube 38 peut présenter une forme arrondie autre que circulaire, et que les chariots 43 peuvent être montés coulissants autour de ce tube et non à l'intérieur de ce dernier. De plus, le coulissement peut être assuré, en lieu et place des billes 46, par un contact Téflon/Téflon (marque déposée), ou un contact fer/bronze avec graissage... Tel que cela ressort des figures, de tels cycles ont pour avantage de présenter un faible encombrement. De plus, de par leur conception, d'une part, tous les câbles sont intégrés dans le plan du châssis et, d'autre part, un large volume est disponible en dessous de ce châssis permettant la mise en place de volumes de rangement. En outre, de tels cycles peuvent être équipés de tous accessoires classiques tels que carénage... REVENDICATIONS 1/ - Engin, tel que notamment cycle, à propulsion humaine, comportant un châssis longitudinal (1 ; 38) doté, vers une de ses extrémités, d'une assise (9) dotée d'un dossier (9a) et, vers son extrémité opposée, d'un système de pédales (17 ; 44) apte à être activé avec les pieds par un utilisateur en position assise avec le dos maintenu par le dossier (9a), ledit système de pédales étant associé à des moyens de transmission le reliant à un arbre moteur (12 ; 41), aptes à transformer le mouvement de ce système de pédales en un mouvement de rotation dudit arbre moteur, ledit engin étant caractérisé en ce que - le système de pédales comporte deux pédales (17 ; 44) portées chacune par un chariot (15 ; 43) monté coulissant le long du chassis (1 ; 38) de façon à pouvoir subir un mouvement alternatif de translation, - les moyens de transmission comportent, pour chaque chariot (15 ; 43), un organe rotatif de transmission unidirectionnel (26 ; 53) associé à des moyens de rappel élastique, porté par l'arbre moteur (12 ; 41) et relié au chariot par un élément de liaison (24 ; 51) adapté pour entraîner en rotation ledit organe rotatif et l'arbre moteur (12 ; 41), lors des déplacements dudit chariot selon une direction d'éloignement de ce dernier par rapport à l'assise (9). 2/ - Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux chariots (15 ; 43) sont reliés entre eux par un élément de liaison souple (20 ; 47) associé à un organe de renvoi (22 ; 48) solidaire du châssis (1 ; 38), disposé de façon à maintenir tendu ledit élément de liaison dans des positions des chariots (15 ; 43) où ces derniers sont situés symétriquement de part et d'autre du point médian de leur trajet. 3/ - Engin selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments élastiques (28) de fin de course disposés de façon à servir de butée aux chariots (15) dans la position de ces derniers la plus éloignée de l'assise (9). 4/ - Engin selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque organe rotatif de transmission unidirectionnel (26 ; 53) présente une forme sensiblement ovoïde, et est monté de façon excentrée sur l'arbre moteur (12 ; 41) de façon que la longueur du levier entre l'axe de rotation dudit arbre moteur et l'axe longitudinal de la force exercée sur le chariot (15 ; 43) soit inversement proportionnelle à la distance séparant ledit chariot de l'assise. 5/ - Engin selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque organe rotatif de transmission unidirectionnel (26 ; 53) est constitué d'une poulie de forme ovoïde reliée à un chariot (15, 16) par un câble (24 ; 51). 6/ - Engin selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux chariots supplémentaires (16 ; 43) dotés chacun d'une manette (18 ; 45) apte à permettre de l'actionner manuellement, montés coulissants le long du châssis (1 ; 38), chacun desdits chariots étant relié par un élément de liaison (25 ; 52) à un organe rotatif de transmission unidirectionnel (27 ; 54) porté par l'arbre moteur (12 ; 41). 7/ - Engin selon la revendication 6, du type cycle comportant au moins une roue arrière motrice (10) dotée d'un axe équipé d'une roue libre (11) reliée par une chaîne (14) à au moins un plateau (13) solidaire de l'arbre moteur (12), et une roue avant (6) dotée d'un axe monté sur une fourche (5) solidaire d'un tube de direction (4), ledit engin étant caractérisé en ce qu'il comprend deux poignées (30, 31) articulées respectivement chacune vers l'extrémité supérieure d'une des manettes (18), de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe longitudinal, lesdites poignées étant reliées à une barre de manoeuvre (36) solidaire du tube de direction (4) au moyen de câbles (32-35) adaptés pour provoquer la rotation desdites barre de manoeuvre et tube de direction autour d'un axe vertical.