Brevet FR2744691A1 — publié le 19970814

Pédalier de surpuissance pour vélo La demande de brevet N" 9410461 consistait comme cela a été souvent recherché, à pouvoir accroître le bras de levier par un allongement de la manivelle pour qu'elle soit au maximum à chaque phase positive de chaque tour de manivelle, sans modifier ou peu, ce qui approche le diamètre du cercle traditionnel développé par les manivelles classiques auxquelles un cycliste est habitué. Sans ne rien changer au rail plus ou moins circulaire proposé dans la demande de brevet précédente, des variantes mécanique peuvent être proposées pour la variation optimum de longueur de la manivelle qui éviterait la proposition téléscopique à 3 tubes, ou plus. D'autres moyens peuvent être imaginés pour la manivelle, par exemple Première variante Si la manivelle perpendiculaire à l'arbre du pédalier se trouve fixée par le manchon, contre l'arbre et non dans le même plan, de façon que la course de la tige qui coulisse à l'intérieur ne soit pas limitée à cause de l'arbre moteur du pédalier, l'extensibilité du bras du levier deviendra alors illimitée. Ce dispositif favorisera un déplacement de la pédale par rapport à l'arbre moteur encore plus grand que dans le brevet 9510461 et plus fiable que la solution téléscopique à 3 éléments. Toute modification pourra y être apportée dés l'instant où il n'y aura pas altération du principe. Les figures 1 et 2 montrent cette autre solution au brevet 9410461. La manivelle extensible est composée d'une tige (9) (avec sa pédale (5) et ses galets-guide (6) qui roulent sur le rail). La tige coulisse dans un manchon (3) évidé sur toute sa longueur et solidaire de l'arbre moteur(1). Les galets-guide montés sur différentiel(6), ou tout autre conception tel que dans le précédent brevet représentent une sorte d'index qui commande l'allongeur et le retrait de la pédale grâce au rail de variation. Le support du différentiel et l'axe de la pédale pourraient éventuellement être le même, ce qui suppose des disques plus grands, (Fig.7 b). Le manchon solidaire (3) de l'arbre moteur grâce à l'écrou de blocage (2) comporte à l'intérieur pour favoriser le glissement de la tige (9) munie de la pédale soit par exemple une garniture en "Nylon" (Marque déposée) dans le manchon pour une tige chromée en tube carré ou rectangulaire (Fig. 2), soit, une double paire de roulements à billes (8) à chaque extrémité du manchon (Fig. 3) si dans ce cas la tige munie de la pédale a une forme d'IPM pour que l'intérieur des ailes du I serve au roulement des roulements à billes et si le manchon est constitué en deux coquilles démontables pour faciliter le montage. Deuxième variante Un autre moyen (Fig.4) peut également être envisagé par exemple, toujours en utilisant le disque monté sur support avec rails circulaires ou autres formes approchantes. Le manchon qui constitue la manivelle aura une forme d'ovale très allongé (profil calculé en fonction de la résistance du matériau) avec à l'intérieur d'une grande fente rectiligne, 2 petits rails pour la circulation d'un chariot porteur de la pédale et du différentiel à galets, guidé toujours par le rail cité précédemment. Toute autre modification pourra y être apportée dés l'instant où il n'y aura pas altération du principe. La figure 4 indique cette forme de manivelle (10) où le différentiel (6) et ses galets(17) circule sur le rail (7) lequel différentiel fait corps avec la pédale (5) soit dans le même axe, soit dans un axe différent, par l'intermédiaire du chariot (11) qui circule sur les rails (12) de la manivelle (10). Ceci permet l'allongement et le retraississement du bras de levier. On peut remarquer aussi dans cette variante, comme dans les autres, que la position du disque (avec son rail de forme quelconque approchant le cercle) que s'il est situé plus ou moins haut par rapport à l'arbre moteur du pédalier, tel que dessiné d'ailleurs Fig. 4 ou le schéma (3) de la Fig.6, que selon les positions de (a) à (c) cela peut changer considérablement l'angle d'attaque du cycliste. Toujours sur les mêmes bases, d'autres moyens peuvent être envisagés qui répondront au même principe recherché : allongement quasi total en phase positive, le retrait et l'allongement étant obtenus en majeure partie uniquement en phase négative et non sur les deux , comme il est critiquable pour la plupart des brevets existants tel le schéma (2) de la figure (6). Cette figure démontre justement en (1) et (3) ce qu'il faut rechercher pour obtenir l'obtimum en phase positive. Sachant qu'unie manivelle normale fait 18 cm environ, si mécaniquement l'axe de la pédale était le même que celui du différentiel (schéma b Fig. 7) et si pour simplifier le calcul le rail était circulaire fixé sur un disque de 36 cm excentré, que l'arbre du pédalier puisse être au plus près à l'intérieur du rail à environ 4 cm, calculé en faisant la somme de : la demie épaisseur de l'arbre du pédalier + l'épaisseur du porte-manchon + le diamètre du galet intérieur du rail, nous permettra un accroisement de 4 à 36 cm, soit 32 cm. Par rapport à une pédale traditionnelle, cela donne 32 - 18 = 14 cm de plus, c'est-à-dire que la force du cycliste à chaque tour de manivelle sera de près du double (1,77) exactement. Les schémas de rails de la figure 6 et (b) de la Fig. 7 montrent que la puissance est presque doublée par rapport au traditionnel sur la phase "descente" et par contre la phase "remontée" aidera même le cycliste à relever ses jambes, alors que sur le brevet précédant on ne pouvait gagner que 4 cm soit 18 % au lieu de 80 % ici. Ce résultat peut s'obtenir aussi bien à l'une qu'à l'autre des 2 variantes ci-dessus citée à titre d'exemple. Les différentes positions (a) à (c) de l'arbre de la figure 6 montrent que non seulement l'angle d'attaque du cycliste par rapport à sa force, peut changer mais qu'il permettrait d'agrandir le disque donc d'accroître l'enjambée du cycliste par rapport à sa taille en conservant sa garde du sol. Autrement dit un cycliste grand pourra aller plus vite sans efforts supplémentaires par rapport à un petit. Grâce à l'utilisation de rails assymétriques déjà proposées , bien des améliorations pourront donc être apportées notamment en permettant d'accroître le circuit du pédalage qui était presque, jusqu'à ce jour limité, surtout par la garde de la manivelle par rapport au sol. Dans le cas proposé en supposant le rail toujours de En extrapolant si on excentre l'arbre moteur totalement hors du rail, (Fig 7 (c) nous serons obligé d'avoir un roulement à cliquet (roulement libre) pour chaque manivelle, parce que la remontée ne sera par conséquence plus dans le même sens que celui de l'arbre du pédalier. Le fonctionnement ressemblera d'apparence aux bielles d'une locomotive et pour avoir un mouvement de la pédale approchant le cercle, le rail aura obligatoirement une forme différente tel qu'indiqué (Fig.7(c) Il s'en suivra un profil très différent du vélo actuel où la roue avant sera très distante de la roue arrière, tout en ramenant l'arbre moteur au plus près de la roue arrière d'une part, et plus ou moins élevé d'autre part. Dans ce cas de figure, les puissances avec l'amélioration proposée par la présente demande de brevet va apporter des accroissances de puissance au-delà de 1,90 fois pour atteindre, dépasser par exemple si l'arbre moteur était reculé par rapport au rail d'environ 15 cm par exemple. On obtiendrait un bras de levier de 44 cm, soit une augmentation de force de 472/180 = 2,62 pour 70 . Par contre donc, chaque tour de manivelle n'occasionnera qu'une fraction de rotation de l'arbre moteur dans le cas précité de 1/3 par manivelle, soit qu'une augmentation de 0,8 % environ. Autrement dit, on n'a pas intérêt à sortir l'arbre moteur du circuit du rail. L'idéal est de porter au maximum le diamètre du rail pour que l'axe de la pédale soit le même que celui du différentiel et le diamètre de ses roulements appliqués sur le rail au minimum. On peut à ce moment-là espérer approcher une puissance du double, mais il ne paraît, semblet-il, pas possible de le dépasser sinon que d'y adjoindre le nouveau complément électrique a recharge dans les descentes, qui permettrait le moyen de locomotion autonome le plus performant sans aucun apport d'énergie extérieure. La Fig.8 montre à ltéchelle grandeur un exemple qui consiste à rendre les galets totalement dépendants du rail par une rainure face intèrieure de la couronne du raildirecteur pour un galet et une autre face extèrieure pour l'autre. Le rattrapage des défauts des divers plans (disque-manivelle) se fait uniquement par le jeu dans les roulements, ce qui rend parfaitement solidaire la manivelle du disque tant du côté de l'arbre moteur que du côté de la pédale. Le systeme de support coulissant en (14) prévu à l'origine, pourrait être maintenu. On note donc le disque (13) qui supporte le rail (7) qui guide les galets (17) qui reposent chacun sur le différentiel (6) par des calles (16) réunies par une vis robuste. Le différentiel (6) tourne sur un support (14) réuni à la tige (9) de la manivelle par 3 ou 4 vis également robustes (15). L'apport récemment proposé d'un moteur électrique à recharge automatique dans les descentes aura un avantage considérable en complément des présentes solutions. REVENDICATIONS 1) Perfectionnement à un dispositif de variation de longueur de manivelle de bicyclette utilisant un rail de guidage d'une manivelle extensible caractérisé en ce qu'un manchon (3) est fixé à l'arbre moteur du pédalier, et présente une partie évidée sur toute sa longueur, dans laquelle coulisse la tige de manivelle (9) dépassant aux deux extrémités du manchon et supportant à une extrémité ; d'un côté la pédale (5) et de l'autre le différentiel à galets-guide (6) du rail de variation de longueur. 2) Dispositif de variation de longueur de manivelle selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie évidée du manchon (3) présente une section de forme carrée ou rectangulaire dans laquelle coulisse une tige de manivelle chromée de forme complémentaire par l'intermédiaire d'une garniture en "Nylon" (Marque Déposée). 3) Dispositif de variation de longeur de manivelle selon la revendication 1 caractérisé en ce que une paire de roulements à billes (8) est placée à chaque extrémité du manchon (3) dans sa partie évidée, la tige de manivelle présentant uned forme en I sur les ailes intèrieures duquel roulent les roulements à billes. 4) Dispositif de variation de longueur de manivelle selon la revendication 3 caractérisé en ce que le manchon (3) est composé de deux coquilles démontables facilitant le montage. 5) Dispositif de variation de longueur de manivelle selon la revendication 1 caractérisé en ce que le manchon (3) présente une forme en oval très allongé muni d'une fente (12) rectiligne dans laquelle coulisse un chariot (11) supportant, du côté du rail circulaire, le différentiel (6) à galets (17) et de l'autre la pédale (5). 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les galets (17) du différentiel (6) roulent dans des rainures réalisées à l'intérieur et à l'extérieur du rail circulaire (7). 7) Dispositif de variation de longueur de manivelle selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'arbre moteur du pédalier supportant le manchon (3) se trouve à l'extérieur de la périphérie du rail de guidage.