Brevet FR2944772A1 — publié le 20101029

DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE MOUVEMENT DE PEDALAGE SUR DES CYCLES POUR DEPLACEMENT OU ENTRAINEMENT L'invention se rattache au secteur technique des dispositifs de transmission de mouvement de pédalage sur des cycles, bicyclettes, et aussi des vélos d'appartement, d'entrainement et/ou de rééducation à position fixe en salle, par extension aux vélos à assistance électrique. Traditionnellement, la transmission des mouvements de pédalage sur des bicyclettes, quelle qu'en soit leur utilisation, s'effectue par un dispositif incluant un pédalier avec un ou plusieurs pignons, coopérant en transmission avec une chaine montée sur un pignon ou dérailleur en roue arrière. Dans l'application du vélo d'entraînement, en salle de musculation chez le masseur ù kinésithérapeute ou chez soi, généralement les vélos ont un système simplifié avec une seule possibilité d'entrainement. Pour les bicyclettes permettant de faire des parcours, les dérailleurs permettent d'adapter la force de pédalage à la difficulté du parcours en faisant varier le développement de la chaine sur un tour de pédalage. Différentes recherches ont été menées pour améliorer les performances des bicyclettes et l'utilisation de plateaux elliptiques a été proposée. Le problème posé à l'origine de l'invention est celui de la difficulté de démarrage au pédalage, qui est en particulier rencontrée pour les enfants, et aussi adolescents ou adultes qui n'ont guère d'entrainement. Par ailleurs, les vélos pour enfants fonctionnent pratiquement tous avec une chaine, qui est un moyen de transmission dangereux. Les fabricants doivent alors protéger les pignons avec une coque de protection, et ce, pour respecter les normes de sécurité qui deviennent de plus en plus drastiques. En outre, la dimension des roues laisse peu d'espace pour la mise en place d'un dérailleur . On a constaté aussi qu'en plus de la difficulté de démarrage, l'enfant avait ensuite du mal à contrôler sa vitesse de pédalage en allant trop vite et pédalant dans le vide. Pour les vélos d'entrainement et de rééducation, il faut en plus pour l'utilisateur vaincre l'inertie des moyens de freinage qui servent à amplifier l'effort physique de pédalage. 15 L'objectif recherché par l'invention était donc de trouver une solution qui facilite l'action de démarrage du pédalage en réduisant les efforts à engendrer, aussi bien pour des vélos dits de ville, vélos à assistance électrique, et des vélos d'appartement ou de rééducation comme exposé précédemment. 20 Selon un autre objectif de l'invention, il fallait que la mise en oeuvre soit simple et peu coûteuse, tout en respectant les règles de sécurité variables selon les applications. L'aspect coût était aussi important si l'on considère maintenant les coûts de 25 vente des bicyclettes et vélos en tous genres et pour toutes les applications dans les circuits de distribution, en grande surface, par exemple, où le critère coût est un paramètre majeur pour le consommateur. La solution apportée par le10 Demandeur répond aux objectifs précités et offre à l'utilisateur, quelle que soit l'application donnée, en vélo de ville, vélo d'appartement, vélo de rééducation ou d'entrainement, vélo à assistance électrique, un meilleur confort de pédalage et une assistance complète au début du cycle de pédalage. Selon une première caractéristique de l'invention, le dispositif de transmission de mouvement de pédalage sur des cycles pour déplacement ou entrainement, est remarquable en ce qu'il met en oeuvre un plateau elliptique à circonvolution variable à l'avant du cycle, à 3 composants : la partie centrale en acier reliée au pédalier, surmoulée d'une matière élastomère déformable surmontée d'un plateau elliptique permettant d'encaisser le déport de l'ellipse lors du passage petit et grand rayon, un plateau circulaire arrière avec roue û libre, et une courroie de transmission, et en ce que le dispositif est agencé pour permettre un mouvement de rotation rond et harmonieux. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustrée d'une manière non limitative aux 20 figures des dessins où : - La figure 1 est une vue schématique du plateau elliptique à 3 composants - la figure 2 est une vue à caractère schématique du dispositif de l'invention dans les différentes phases d'angulation. 25 - La figure 3 est une vue à caractère schématique du dispositif dans la configuration où les pédales sont à l'horizontale. La figure 4 est une vue à caractère schématique du dispositif où la poulie elliptique est à l'horizontale. - La figure 5 est une vue à caractère schématique du dispositif en phase de démarrage du pédalage, étant représentée également la position d'un plateau circulaire selon l'art antérieur et par comparaison. - La figure 6 illustre selon la figure 5 la position des pédales et du 5 dispositif après un quart de tour. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. 10 Le dispositif de transmission de mouvement de pédalage est référencé dans son ensemble par (D) et trouve les nombreuses applications, ainsi que rappelé précédemment. Dans la suite de la description, on utilisera le terme général � bicyclette � qui inclut toutes les applications précitées. 15 Le dispositif est remarquable en ce qu'il met en oeuvre un plateau elliptique (figure 1), à trois composants : la partie centrale en acier est reliée au pédalier, elle est surmoulée d'une matière élastomère (ou plastique souple) déformable surmontée d'un plateau elliptique en polyamide souple additionné de fibre de 20 verre pour lui donner une bonne résistance, de densité 1.45, permettant d'encaisser le déport de l'ellipse lors du passage petit et grand rayon, un plateau circulaire à l'arrière avec roue libre et une courroie de transmission, le dispositif étant ainsi agencé pour permettre un mouvement de rotation rond et harmonieux. Selon le mouvement de pédalage engagé de façon naturelle, le 25 pédalage est facilité au démarrage par le petit développement de l'ellipse. La compression de l'élastomère assouplit le point de résistance à l'effort, après un quart de tout, le rapport de transmission et la force de l'utilisateur sont à leur maximum, maintenant un mouvement de rotation rond et harmonieux. Le passage de l'ellipse vers le petit développement s'accompagne d'une poussée supplémentaire par la décompression de l'élastomère. Plus particulièrement, le plateau elliptique (1) est relié au pédalier (2). Le pédalier (2) comprend une tige transversale (2a) et deux embouts à section carrée (2b) sur les lesquels sont positionnées les pédales (3a-3b). Tout montage équivalent relevant de la pratique usuelle de l'homme du métier peut être mis en oeuvre. Sur la figure 2 qui illustre le dispositif à caractère schématique, on a représenté de manière symbolique le pédalier (3a-3b). Le plateau arrière circulaire (6) est relié au moyeu de roue (8) par un système de roue libre (7) ou pignon fixe. Le moyeu est relié à la tige transversale (10) par roulement à bille (9). De 0° à 45°, le pédalage est facilité par le petit développement de l'ellipse. La compression de l'élastomère assouplit la résistance à l'effort. Après un quart de tour (90°), le rapport de la transmission et la force de l'utilisateur sont à leur maximum, l'ellipse passe sur le grand développement. A 135°, l'élastomère est comprimé au maximum, maintenant un mouvement de rotation rond et harmonieux. De 135° à 180°, le passage sur le petit développement de l'ellipse s'accompagne d'une poussée supplémentaire par la décompression de l'élastomère. Selon une particularité de l'invention, la liaison et l'entrainement entre lesdits plateaux (1 et 6) est réalisée par une courroie (5) ayant une capacité élastique d'extension. La courroie est conçue avec une certaine élasticité pour compenser la variation de longueur de la courroie (5) et permet de maintenir une tension pratiquement constante. Une courroie de transmission de puissance est ainsi commercialisée par la société GATES sous la marque POWERGRIP adaptée au besoin de l'invention. Le dispositif selon l'invention ainsi décrit est particulièrement avantageux en répondant aux objectifs recherchés. Ainsi, le pédalage est facilité par le petit développement de l'ellipse, la compression de l'élastomère assouplit la résistance à l'effort, et permet un mouvement de rotation rond et harmonieux. Lorsqu'une pédale (3a) est à l'horizontale (figure 3), et le plateau elliptique avec le grand axe vertical, la force résultante fournie est maximale, le rapport de transmission et donc la force à fournir sont ainsi maximum et le rendement est moyen. En se référant aux figures 5 et 6, on a illustré figure 5 la position du dispositif en phase de démarrage avec une force (F 1) minimum, et une difficulté réduite de pédalage de l'ordre de 15% due au fait que le petit axe du plateau elliptique est 15% plus petit que le grand axe qui correspond au diamètre du plateau traditionnel. Le plateau traditionnel du cycle a été représenté par (p). Pour la figure 6, on a représenté la rotation du plateau elliptique de un quart de tour avec une force (F2) maximum et une difficulté d'entrainement maximum, la pédale étant à l'horizontale. Les avantages ressortent bien de l'invention. On souligne la simplicité du dispositif, un démarrage du pédalage facilité par le petit développement de l'ellipse, un passage sur le grand développement en phase avec la force de l'utilisateur, un mouvement de rotation rond et harmonieux géré par l'élastomère, qui apporte un grand confort à l'utilisateur. Les applications de l'invention sont nombreuses dans le milieu du cycle en général.