Brevet FR2787413A1 — publié le 20000623

Dispositif de propulsion de cycle à l'aide des bras du conducteur La présente invention a pour objet un dispositif de propulsion de cycle à l'aide des bras du conducteur. Le secteur technique de l'invention est celui de la réalisation de moyens de propulsion, assurée par le conducteur d'un véhicule à roue, en particulier comportant d'un guidon animé d'un mouvement de va et vient. L'application principale de l'invention est de propulser une bicyclette comportant d'une manière standard et connu un cadre support, une selle fixe par rapport à ce cadre, des pédales, un guidon assurant la direction par l'inclinaison de la roue avant, et une roue arrière assurant de la propulsion. On connaît, dans le domaine des bicyclettes mais également des tricycles, différents dispositifs de propulsion faisant intervenir également les bras du conducteur et les poignées du guidon et dont certains ont fait l'objet de dépôts de demandes de brevets tels que par exemple - la demande de brevet FR2686305 déposée le 16/01/92 par M. ZUBER et décrivant un "guidon propulseur pour bicyclette", lequel guidon est muni de deux poignées pivotantes dont le mouvement alternatif fait tourner le pédalier par l'intermédiaire de deux leviers, - la demande de brevet FR2608123 déposée le 10/12/86 par M. WU YING HAO et concernant une "bicyclette à double système de propulsion": ce document décrit un mécanisme de biellettes avant, installé au sommet de la fourche d'une bicyclette pour être actionné manuellement vers le haut et vers le bas; une liaison mobile, entre le mécanisme de ces biellettes avant et les pédales, permet une action de double propulsion au moyen des mains et des pieds, - la demande de brevet FR2722162 déposée le 11/07/94 par M. MAUCLAIR et concernant "une bicyclette ergonomique mue par pédales et manettes oscillantes": ce document décrit une bicyclette équipée sur l'avant d'un pédalier oscillant positionné contre la colonne de direction et combiné avec des manettes oscillantes constituant le guidon; sur l'arrière de la bicyclette une fourche articulée à5 débattement vers le haut est limitée par un amortisseur surmonté d'un tube de siège incliné, la demande de brevet PCT/WO9628337 déposée le 12/03/96 par Monsieur GRAMCKOW intitulée "Cycle mu en ramant": ce document enseigne un cycle à trois roues dont la propulsion est assurée par une10 paire de leviers placés de part et d'autre du conducteur et manoeuvrés à la main, les pieds étant fixes, à la manière des rames d'un bateau, le siège du cycliste étant monté sur une glissière mobile d'avant en arrière simultanément avec les leviers rameurs; ceux ci sont liés mécaniquement par engrenage, d'une part à une roue dentée assurant la15 propulsion et d'autre part à un parallélogramme déformable pour assurer la direction des roues avant, - la demande de brevet PCTWO94/18059 déposée le 14/02/94 par la Société OS DESIGN et intitulée " Bicyclette à ramer": ce document enseigne une bicyclette, avec un dispositif de propulsion du même type que celle indiquée ci-dessus, (à savoir combinant un siège mobile d'avant en arrière simultanément avec un bras de levier articulé, mais qui est ici unique) et transmettant un mouvement de rotation à la roue assurant la propulsion par un système de câble et de rappel à ressort; la direction est assurée par le guidon constitué par les poignées manoeuvrées par le cycliste et fixées sur ledit bras de propulsion, grâce a une transmission hydraulique agissant sur un vérin de direction orientant la roue avant. Ces divers document de l'art antérieur ainsi que d'autres peuvent être regroupés en fait en deux familles - l'une regroupant tous les dispositifs adaptables essentiellement à des cycles à deux roues dans lesquels le siège du conducteur est fixe, et qui comportent deux types de mécanisme, l'un pour assurer la propulsion par le mouvement des pieds, (essentiellement avec un pédalier classique, ou par un mouvement alternatif des deux jambes), et l'autre pour transmettre l'action des bras à partir de leviers situés au5 niveau du guidon et articulés en haut d'une colonne de direction; ces dispositifs sont donc assez complexes et n'assurent pas une grande efficacité de propulsion additionnelle par le mouvement des bras dont l'amplitude est assez faible; - l'autre famille regroupe les dispositifs qui s'appliquent plutôt à o10 des cycles à trois roues et éventuellement à deux roues: en ce cas cependant la configuration est assez différente des bicyclettes connues car le siège du conducteur est alors mobile, ce qui provoque une grande instabilité au véhicule (justifiant ainsi les trois roues ou nécessitant de surbaisser le centre de gravité de l'ensemble, comme représenté dans la15 demande de brevet W094 18059 citée ci-dessus); de plus dans cette deuxième famille de dispositifs de propulsion qui permet certes, une grande amplitude de mouvement pour les bras, les pieds étant alors fixes, il est difficile d'assurer une bonne direction à partir des poignées manoeuvrées par le conducteur.20 Le problème posé est donc de réaliser un dispositif de propulsion efficace pour un cycle, (qui peut être à deux roues, trois ou plus, mais de préférence à deux roues), et qui soit assurée non seulement par les pieds mais également par les bras du conducteur, suivant un mouvement qui peut se comparer à celui d'un rameur, et pour lequel on qualifie ce type de cycle de " cyclorameur ": ce dispositif de propulsion doit assurer une bonne participation de l'ensemble des muscles du conducteur, tant au niveau de ses jambes que de ses bras, et qui soit réalisable avec des moyens mécaniques fiables, tout en permettant une position confortable au conducteur et cela d'autant plus pour une bicyclette sur laquelle celui ci doit avoir une assurance de stabilité pour éviter les chutes; de plus, un tel dispositif doit permettre de pouvoir diriger le cycle avec les poignées qui servent alors à la fois de guidon et de moyens de propulsion sans nécessiter de commande de type hydraulique complémentaire, mais uniquement avec des moyens! * mecanlques. Une solution au problème posé est un dispositif de propulsion de cycle à l'aide des bras du conducteur, comportant deux poignées formant le guidon de direction du cycle et dont le basculement, d'avant en arrière autour d'un axe fixé sur le cadre support du cycle, entraîne une roue dentée en rotation alternée, laquelle roue dentée transmet le mouvement de propulsion à la chaîne d'entraînement d'au moins une roue arrière; selon l'invention le siège du conducteur est fixe par rapport au cadre support et lesdites poignées sont montées chacune vers l'extrémité supérieure d'un levier, basculant autour dudit axe et dont l'autre extrémité comporte une pédale d'appui apte à recevoir chacune un pied du conducteur. Dans un mode préférentiel de réalisation les deux leviers basculants sont reliés chacun à une extrémité d'une bielle dont la partie centrale est articulée et fixée à une chaîne continue qui entraîne ladite roue dentée montée sur le même axe que la roue dentée d'entraînement de la chaîne de propulsion; lequel axe est solidaire des deux roues dentées dans le sens de l'avancement du cycle quand on bascule les poignées vers l'arrière et est débrayé de l'une au moins des roues dentées dans le sens contraire. Pour assurer la direction du cycle, selon l'invention, lesdits leviers basculants sont basculables indépendamment l'un par rapport à l'autre et reliés chacun par un câble à un moyen de direction solidaire de l'axe de la fourche de la roue avant, celle-ci permettant de diriger le cycle par rotation dudit axe par rapport au cadre support et lequel moyen de direction comportant au moins deux points de fixation des extrémités des câbles, déportés de part et d'autre dudit axe de rotation de la fourche. Le résultat est de nouveaux dispositifs de propulsion de cycles à l'aide des bras du conducteur, répondant au problème posé et sans avoir les inconvénients de manque de stabilité, de confort et/ou rendement comme dans les dispositifs connus à ce jour. En effet, la position fixe5 du siège du conducteur par rapport au cadre support du cycle assure, pour les bicyclettes tout au moins, une bonne stabilité à l'ensemble, et une meilleure assurance au conducteur; l'amplitude du mouvement des leviers recevant à la fois les bras et les pieds du conducteur, respectant du reste ainsi l'ergonomie de celui ci, assure une transmission de10 propulsion efficace; l'existence de tels leviers, qui peuvent être basculés l'un par rapport à l'autre, permet d'assurer la direction sans nécessiter de moyens complémentaire complexe autres que des renvois de câbles et des moyens mécaniques spécifiques tels que décrits ci-après. De plus la combinaison des différents éléments suivant la présente invention permet de conserver, dans l'application à une bicyclette, une forme d'ensemble proche de celle des bicyclettes connues et pour lesquelles on peut réaliser un support cadre à la fois rigide et très esthétique qui devrait attirer beaucoup d'amateurs si ce n'est des professionnels. On pourrait citer d'autres avantages à la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. La description et les figures ci-après représentent des exemples de réalisation de l'invention mais n'ont aucun caractère limitatif: d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier en modifiant la position des différents axes d'articulation et la forme des différents éléments support; dans la description ci-après il est pris comme mode de représentation préférentiel une bicyclette, mais les dispositifs de propulsion et de direction décrits peuvent s'adapter à d'autres véhicules à roues ou cycles. La figure 1 est une vue en perspective d'ensemble d'une bicyclette comportant les divers éléments du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue perspective d'ensemble spécifique de la partie du dispositif de propulsion. Les figures 3A et 3B représentent le dispositif de propulsion de la figure 2 suivant deux positions correspondant chacun à un changement de direction du cycle tel que représenté respectivement sur les figures 5 B et 5A; La figure 3C est une vue en perspective d'une partie du dispositif de propulsion. La figure 4 est une vue de dessus partielle du dispositif de propulsion avec les moyens permettant la direction du cycle. Les figures 5A et 5B sont des vues du dessus des moyens de direction représentés sur la figure 4 suivant deux positions d'orientation de la roue avant, commandées par les moyens de propulsion, et disposés respectivement suivant les représentations des figures 3B et 3A, s'ils sont situés au dessus de l'axe 16 ou inversement s'ils sont au dessous comme sur la figure 1. D'une manière connue le dispositif de propulsion d'un cycle 1, tel que la bicyclette représentée sur la figure 1, à l'aide des bras du conducteur, comporte deux poignées 7 formant le guidon de direction du cycle 1 et dont le basculement d'avant en arrière autour d'un axe 16 fixé sur le cadre support 2 du cycle entraîne une roue dentée 21 en rotation alternée, laquelle roue dentée transmet le mouvement de propulsion à la chaîne 10 d'entraînement d'au moins une roue arrière 3. Selon la présente invention, le siège 5 du conducteur est fixe par rapport au cadre support 2 bien qu'il puisse être réglable en hauteur grâce à un tube télescopique 15 pouvant être plus ou moins rentré ou sorti par rapport à son alésage support 22 qui le reçoit dans le cadre support 2. Lesdites poignées 7, qui peuvent être combinées avec des poignées 28 de frein avant et arrière, sont montées chacune vers l'extrémité supérieure d'un levier 6 basculant autour dudit axe 16 et dont l'autre extrémité comporte une pédale 8 d'appui apte à recevoir chacune un pied du conducteur. Lesdits leviers basculants 6 peuvent être droits, entre la poignée 7 et la pédale 8, ou coudés pour permettre une meilleure ergonomie d'appui, d'assise et de mouvement du conducteur; dans les modes de réalisation représentés sur les figures jointes l'axe d'articulation 16 desdits leviers 6 est représenté au niveau de la poutre porteuse principale du cadre support 2, mais il pourrait être fixé en dessous, d'une part pour augmenter le bras de levier supérieur et donc le couple fourni par la traction des bras sur les poignées 7 et d'autre part pour permettre un appui des pieds sur les pédales 8 conforme à celui d'un vélo normal puisque l'amplitude des jambes à partir d'un siège fixe 5 est inférieure à celle combinée des bras et du buste, ce qui peut permettre d'améliorer le confort, la position et la stabilité du conducteur. Tel que représenté sur la figure 2, les leviers basculants 6 sont reliés chacun, de préférence par un bras de liaison 18, à une extrémité d'une bielle 19 dont la partie centrale est articulée et fixée à une chaîne continue 9 qui entraîne ladite roue dentée 21 montée sur le même axe 22 que la roue dentée 20 d'entraînement de la chaîne de propulsion 10; lequel axe 21 est solidaire des deux roues dentées 20, 21 dans le sens de l'avancement AV du cycle 1 quand on bascule les poignées 7 vers l'arrière et est débrayé de l'une au moins de ses roues dentées dans le sens contraire, (comme c'est le cas pour les pignons d'entraînement de la roue arrière de la plupart des cycles connus à ce jour quand on arrête de pédaler, ladite roue étant alors en position dite de " roue libre "). Ladite chaîne de propulsion 10 entraîne la roue arrière 3 grace à au moins un pignon 13 qui n'a pas besoin d'être lui même monté en système " roue libre ": cependant, il pourrait comporter également un système de position a roue libre " et dans ce cas, sans sortir du cadre de la présente invention, l'axe 21 pourrait être solidaire des deux roues dentées 20, 21 sans être débrayable d'aucune de celles-ci. Ladite bielle 19 est articulée et fixé sur la chaîne continue 9 par l'intermédiaire d'un maillon spécial 24 comportant un alésage 251 recevant un axe de liaison 25 avec ladite bielle 19: ce mode de fixation particulier est représenté sur la figure 3C avec une partie de la chaîne continue 9 comportant ledit maillon spécial 24 séparé de la bielle 19; celle ci peut comporter deux éléments 191, 192 plans prenant en sandwich les deux bras de liaison 18 auxquels ils sont reliés par des axes de direction verticale 26 parallèle à celui 25 de fixation de la bielle 19 par rapport au maillon spécial 24 suivant un axe de rotation ZZ'. Ce dispositif de bielle permet un mouvement relatif des leviers basculants 6 qui entraînent les bras de liaison 18: ceux-ci font alors tourner ladite bielle 19 par rapport à l'axe YY' quelle que soit la position et sans gêner le mouvement d'avant en arrière de la partie de la chaîne continue 9 assurant la propulsion dans la direction d'avancement AV du cycle 1 et qui est perpendiculaire à l'axe d'articulation ZZ' de ladite bielle 19, comme représenté sur les figures 3A et 3b. De plus, la chaîne continue 9 d'entraînement de la roue dentée 21 est maintenue par au moins deux autres pignons de renvoi 23 montée sur un châssis articulé, non représenté ici pour ne pas alourdir les figures, mais pouvant être réalisé par homme du métier sans qu'il soit nécessaire d'en décrire un mode de réalisation particulier; ledit châssis est articulé par rapport au cadre support 2 et est apte à permettre une traction directe des leviers basculants 6 sur la roue dentée 21 par l'intermédiaire de la chaîne continue 9 et suivant la tangente de celle ci à ladite roue 21 afin d'éviter tout effort parasite sur ce dispositif d'entraînement; lesdits bras de liaison 18, dont les autres extrémités sont également articulées sur les leviers basculants 6, restent ainsi toujours dans le même plan que la partie de la chaîne continue 9 assurant la propulsion, quelle que soit l'inclinaison de basculement desdits leviers 6. Lesdits leviers basculants 6 étant basculables l'un par rapport à l'autre, et tels que représenté en détail mais schématisés, sur les figures 4 et 5, ils sont reliés chacun par un câble 12 à un moyen 17 de direction solidaire de l'axe 141 support de la fourche 14 de la roue avant 4; celle- ci permet de diriger le cycle 1 par rotation dudit axe 14, par rapport au cadre support 2: selon l'invention ledit moyen 17 de direction comporte au moins deux points de fixation 171 et 172 des extrémités des câbles 12, et 122 lesquels points étant déportés de part et d'autre dudit axe 141. Chacun desdits câbles 12 s'enfile dans une gaine 11, dont une première extrémité est fixé au cadre support 2 par l'intermédiaire de tout support 29, du côté de l'extrémité des câbles solidaires du moyen de direction 17 et dont la deuxième extrémité est fixée sur le levier basculant 6 auquel est fixé l'autre extrémité du câble 12 qui passe dans l'autre gaine. Ainsi à partir d'une position neutre telle que représentée sur la figure 4 avec une roue avant 4 dans l'axe YY' d'avancement AV du cycle 1 et correspondant à une position des poignées 7 dans le même plan XX' perpendiculaire à la même direction YY' d'avancement, si on bascule vers l'arrière la poignée de droite 72 (et donc en avançant le pied correspondant) relativement à la poignée de gauche 7, (qui peut rester fixe ou être également basculée vers l'arrière ou au contraire avancée suivant la position de basculement d'ensemble des deux leviers 6 pour assurer la propulsion), on tire sur le câble 121 en relâchant l'autre câble 122 ce qui fait alors tourner la roue avant 4 vers la gauche comme représenté sur la figure 5A, si les cables sont fixés aux leviers 6 au dessus de l'axe 16 sinon s'ils sont situés au dessous c'est le contraire, la roue avant tournant vers la droite. En sens inverse si on avance la poignée 72 relativement par rapport à la poignée 71 comme représenté sur la figure 5B on tire sur le câble 122 en relâchant le câble 121 ce qui a pour effet de faire tourner la roue avant 4 vers la droite. Les mouvements de direction sont effectués5 simultanés avec celui assurant la propulsion après une rapide prise en main par le " cycliste conducteur " De préférence pour garder les câbles 12 toujours tendus de la même façon quelle que soit la position angulaire de la roue avant 4, ledit moyen 17 de direction est un secteur angulaire comportant sur sa périphérie une gorge dans laquelle les câbles 12 sont ainsi guidés et s'enroulent et se déroulent autour dudit secteur angulaire, qui est de préférence de forme circulaire. Pour limiter le débattement de celui-ci et donc également de la roue avant 4, l'un des leviers basculants 61 comporte une fourchette 27 à deux branches, qui sont disposées perpendiculaires à l'axe YY' d'avancement du cycle 1 et dont celle située le plus en avant est plus courte que celle située en arrière: à l'intérieur de l'espace ainsi délimitépar les deux branches, est disposé un doigt 30 fixé à l'autre levier basculant 62, lequel doigt 30 est solidaire d'une part de l'extrémité du câble 122 dont la gaine 11i est fixée sur l'une des branches de la fourchette 27, et d'autre part de l'autre gaine 112 dont le câble 122 est fixé sur l'autre branche de la fourchette 27; ainsi l'amplitude de débattement relatif entre les deux leviers 6 est limitée à la distance séparant les deux dites branches de la fourchette 27. Ce mouvement de déplacement relatif des leviers 6 par les poignées 7 permettant le changement de direction de cycle 1 peut être effectué en même temps que l'on bascule d'avant en arrière l'ensemble des deux leviers 6 grâce en particulier à la bielle 19 de liaison: celui-ci transmet ainsi le mouvement d'ensemble desdits leviers 6 à la chaîne continue 9 tout en permettant, par sa rotation propre, ledit déplacement relatif de ces leviers 6 comme représenté sur les figures 3A et 3B qui Il correspondent respectivement aux position des poignées représentées sur les figures 5B et 5A respectivement. Le cadre support 2 est représenté ici sous forme d'une poutre porteuse principale supérieure reliant le support de siège 5 et l'axe 141 de roue 4, avec des éléments latéraux 21 inférieures supportant la roue arrière 3: cette forme moderne esthétique peut être modifiée et adaptée tout en asurant le montage des éléments constituant le dispositif de la présente invention. *,2787413 REVENDICATIONS 1. Dispositif de propulsion de cycle (1) à l'aide des bras du conducteur, comportant deux poignées (7) formant le guidon de direction du cycle (1) et dont le basculement, d'avant en arrière autour d'un axe (16) fixé sur le cadre support (2) du cycle, entraîne une roue dentée (21) en rotation alternée, laquelle roue dentée transmet le mouvement de propulsion à la chaîne (10) d'entraînement d'au moins une roue arrière (3) caractérisé en ce que le siège du conducteur est fixe par rapport au cadre support (2) et lesdites poignées (7) sont montées chacune vers l'extrémité supérieure d'un levier, basculant (6) autour dudit axe (16) et dont l'autre extrémité comporte une pédale (8) d'appui apte à recevoir chacune un pied du conducteur. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les leviers basculants (6) sont reliés chacun à une extrémité d'une bielle (19) dont la partie centrale est articulée et fixée à une chaîne continue (9) qui entraîne ladite roue dentée (21) montée sur le même axe (22) que la roue dentée (20) d'entraînement de la chaîne de propulsion (10), lequel axe (21) est solidaire des deux roues dentées (20, 21) dans le sens de l'avancement AV du cycle (1) quand on bascule les poignées (7) vers l'arrière et est débrayé de l'une au moins des roues dentées dans le sens contraire. 3. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les leviers basculants (6) et ladite bielle (19) sont reliés par deux bras de liaison (18). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que la chaîne continue (9) d'entraînement de la roue dentée (21) est maintenue par au moins deux autres pignons de renvoi (23) montés sur un châssis, articulé par rapport au cadre support (2) et apte à permettre une traction directe des leviers (6) sur la roue dentée (21) par l'intermédiaire de la chaîne continue (9) et suivant la tangente de celle-ci à ladite roue (21). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que ladite bielle (19) est articulée et fixée sur la chaîne continue (9) par l'intermédiaire d'un maillon spécial (24) comportant un alésage (251) recevant un axe de liaison (25) avec ladite bielle (19). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que lesdits leviers basculants (6) sont basculables indépendamment l'un par rapport à l'autre et reliés chacun par un câble (12) à un moyen (17) de direction solidaire de l'axe (141) de la fourche (14) de la roue avant (4) celle-ci permettant de diriger le cycle (1) par rotation dudit axe (141) par rapport au cadre support (2), lequel moyen (17) comportant au moins deux points de fixation (171, 172) des extrémités des câbles (121, 122) déportés de part et d'autre dudit axe (141). 7. Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que ledit moyen (17) de direction est un secteur angulaire autour duquel une des extrémités de chaque câble (12) s'enroule et se déroule. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce qu'il comporte deux gaines (11) dans chacune desquelles s'enfile un câble (12), une première extrémité de ces gaines étant fixée au cadre support (2) du côté de l'extrémité des câbles solidaires du moyen de direction (17) et la deuxième extrémité de chaque gaine est fixée sur le levier basculant (6) auquel est fixé l'autre extrémité du câble (12) qui passe dans l'autre gaine. 9. Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que l'un des leviers basculants (61) comporte une fourchette (27) à deux branches entre lesquelles est disposé un doigt (30) fixé à l'autre levier basculant (62) lequel doigt (30) est solidaire d'une part de l'extrémité du câble (121) dont la gaine (111) est fixée sur l'une des branches de la fourchette (27) et d'autre part de l'autre gaine (112) dont le câble (122) est fixé sur l'autre branche de la fourchette (27) 1O.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les leviers basculants (6) sont coudés. 11.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'il est monté sur une bicyclette.