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PERFECTIONNEMENTS AUX MECANISMES DE PROPULSION PAR PEDALES ET MOYENS
SIMILAIRES.
L'invention concerne des perfectionnements introduits dans le mé- canisme destiné à la transmission d'un effort, généralement pédestre, ce mécanisme consistant, en ordre principal, en deux pédales diamétralement op- posées montées sur un axe commun lequel porte un organe de transmission de l'effort, généralement une roue à chaîne., un pignon conique, une poulie ou un autre organe similaire. Dans ce mécanisme traditionnel., l'effort est porté sur les bouts libres des pédales.
Une partie de l'effort, en l'occur- rence la composante tangentielle, détermine le couple moteur dont le deuxiè- me facteur est soumis à la loi sinusoïdale dont les limites sont zéro et la distance séparant le point d'application de l'effort du centre de rotation c'est-à-dire de l'axe desdites pédaleso Il en résulte donc que ledit cou- ple lui-même suit la même loi sinusoidale, ce qui, d'ailleurs, est la cause bien connue du rendement précaire de ce genre de mécanisme Ce rendement est d'autant plus réduit que les deux pédales ou organes 'équivalents sur les- quels on applique l'effort moteur sont diamétralement opposés, d'où résulte que les deux pédales sont, à la fois, aux points morts, respectivement supé- rieur et inférieur, cependant que, lorsque le couple moteur est maximum,
le couple résistant est également maximum, les deux pédales étant, à la fois, disposées dans le même plan horizontal,
Comme on le voit, l'inconvénient essentiel provient donc du fait du passage successif de chaque pédale par les points morts, c'est-à-dire de la loi sinusoïdale régissant ce mécanisme.
On a déjà proposé de nombreux mécanismes tendant à éviter ou à réduire les inconvénients de ce système mais, d'une manière générale, ou bien ces mécanismes sont complexes,lourds et délicats ou bien ils introduisent des inconvénients supplémentaires détruisant les avantages escomptés Il faut évidemment tenir compte, en l'occurrence de la nécessité de condi- tionner le mécanisme aux applications lesquelles,en général, - mais non exclusivement - se rapportent à l'équipement de bicyclettes,tricycles et moyens de transport analogues Dès lors,le mécanisme doit être compact, robuste, léger, peu encombrant et adaptable pratiquement en remplacement
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du pédalier traditionnel.
Les perfectionnements., objets de l'invention, remplissent toutes ces conditions de telle sorte que le mécanisme de propulsion ainsi perfection- né est susceptible d'être substitué rationnellement au dit pédalier prati- quement sans aucune difficulté d'ordre technique. De plus , la bicyclette ou le tricycle, par exemple, ainsi équipé, se présente sous un aspect rela- tivement esthétique et les mouvements nécessaires pour produire la force mo- trice, par l'usager, sont parfaitement cadensés et compatibles avec la posi- tion dudit usager et son conditionnement musculaire.
, Conformément à l'invention, le mouvement circulaire continu du pédalier est remplacé par un mouvement circulaire alternatif dans les limi- tes du couple maximum de manière à éviter les points morts tout en rendant possible l'accroissement sensible du facteur distance intervenant dans le couple-moteur.
Dans ce but, le pédalier proprement dit est remplacé par deux leviers disposés angulairement et montés sur leur axe commun, par exem- ple à l'intervention d'un dispositif dit à roue libre d'un modèle qui, en soi, peut être quelconque, Sur ledit axe commun peut être monté un élément de transmission également quelconque, tel que roue à chaîne, un engrenage, un secteur denté, un pignon conique, une roue hélicoïdale, etc, Les deux leviers de ce mécanisme à mouvement alternatif sont montés sur l'axe commun de manière à pouvoir se déplacer alternativement par rotation dans les deux sens entre deux limites dûment prédéterminées voisines ou relativement voi- sines de la position horizontale.
Par ce moyen, l'effort est appliqué sur lesdits leviers, toujours en même sens, mais alternativement sur l'un, puis sur l'autre levier dans la région du couple maximum.
La liaison mécanique entre les leviers directement sollicités par l'usager et l'axe commun auxdits leviers est essentiellement variable et déterminée par les cas d'application.
A titre d'exemple, mais sans aucun caractère limitatif., des mo- des d'exécution sont décrits ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente schématiquement une bicyclette appliquant le dispositif de l'invention; la figure 2 schématise le mécanisme perfectionné appliqué dans la figure 1 ; les figures 3 à 14 représentent, très schématiquement, des va- riantes d'exécution du mécanisme capable d'appliquer les perfectionnements de l'invention.
Par l'examen de la figure 1, on remarquera que le dispositif perfectionné, suivant l'invention, offre la caractéristique de se présenter sous un aspect très rapprochant de celui du mécanisme traditionnel. Cette similitude est obtenue par l'application du mécanisme schématisé à la figu- re 2, dans lequel deux leviers 1-2 portant, en bout, chacun, une pédale, respectivement .1-.. sont montés sur un axe commun 5. à l'intervention de mé- canismes dits à roue libre (non-représentés).
Ces leviers .1 et sont disposés par exemple symétriquement,, de part et d'autre du plan horizontal A-B.,par exemple suivant une distance angulaire [alpha]. La course angulaire totale de chaque levier .1 et ?. est donc de 2 [alpha], [alpha] étant généralement voisin de 45 , par exemple.
Dans cette exécution, il faut évidemment pré- voir un inverseur entre l'un des leviers 1 ou 2 et l'axe 1. On peut évidem- ment éviter cette complication en disposant les deux leviers.1 et exacte- ment de la même manière sur ledit axe 5. en sorte que les deux pédales soient sollicitées alternativement mais exactement de la même manière en décrivant la même trajectoire et en sollicitant l'axe 5. dans le même sens et dans les mêmes conditions.
D'une manière générale, cette dernière disposition sera préférée en raison de sa grande simplicité, du parfait -équilibre dans les mouvements et de la sollicitation pratiquement constante et régulière de l'axe 5
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Dans les figures 3 à 14 on a seulement représenté à titre pure- ment documentaire un certain nombre de moyens cinématiques capables de transmettre audit axe.11 les mouvements circulaires alternatifs des leviers
1 et que l'on trouve dans toutes ces applications.
Dans la figure 3 , la roue à chaîne ± de l'exemple de la figure.
2 est remplacée par une roue dentée 1 engrenant avec un pignon intermédi- aire 1 entraînant un deuxième pignon 9. Ce dernier est, par exemple, monté sur l'axe d'une roue à chaîne ou de tout autre moyen de transmission équi- valent; dans la figure 4, l'axe 5 porte une roue hélicoïdale 10 engrenant avec une vis sans fin 11 dont l'axe est formé par une tringle 12 portant, en bout, un pignon conique 13; dans la figure 5, l'axe de rotation 1 des leviers .1 et 2. est déplacé de manière à donner audit levier une longueur aussi grande que possible Ces leviers sont en contact avec le bout de manivelle 14 monté sur un axe 15 à l'intervention d'un dispositif à roue li- bre; ledit axe 15 porte la roue à chaîne 6 ou tout organe équivalent;
dans la figure 6, les mêmes leviers.1 - 2 sont montés sur un axe ± également dé- placé et ces leviers sont articulés par un pivot 16 en bout d'une bielle 17 dont l'autre bout est monté sur un axe fixe 18. Cette bielle 17 est susceptible d'entrer successivement en contact avec l'un des ergots 19 d'un plateau 20 monté sur un axe 21 commun à une roue à chaîne ou à tout autre organe équivalent;
dans la figure 7 on a représenté une variante simplifiée de la disposition de la figure 6, les leviers 1-2 venant direc- tement en contact avec l'un des ergots 12 du susdit plateau 20, et dans la figure 8 on a représenté une deuxième variante de ladite disposition de la figure 6 dans laquelle les leviers 1 - 2 sont articulés autour de leur axe 5, celui-ci étant disposé intermédiairement, c'est-à-dire que lesdits leviers 1-2 se prolongent au-delà dudit axe et, par cette prolongation, sont susceptibles de venir successivement en contact avec l'un des ergots 19 dudit plateau 20;
dans la figure 9, le mécanisme de transmission entre les leviers 1-2 et l'axe 22 portant la roue à chaîne ± ou toute disposition équivalente par l'intermédiaire d'un dispositif à roue libre, est consti- tué par un parallélogramme matérialisé par une manivelle 23 et une bielle 24; dans la figure 10, les leviers 1 -2 sort solidarisés à des secteurs dentés 25 engrenant avec un pignon denté 26 monté sur l'axe 27 à l'in- tervention d'un dispositif à roue libre;sur ce même axe 27 est montée la roue à chaîne ou toute autre disposition similaire; dans la figure 11, on a représenté une variante de la figure 8, les secteurs dentés 25, étant disposés, en l'occurrence, dans le prolongement desdits leviers 1-2;
dans la figure 12 on a fait application d'une crémaillère 28 arti- culée en un point intermédiaire des leviers 1-2 et engrenant avec un pig- non denté 29 monté sur l'axe 30 par l'intermédiaire d'un dispositif à roue libre, ledit axe 30 portant également une roue à chaîne ou tout autre or- gane équivalent; dans la figure 13, on a représenté une variante de l'exé- cution de la figure ±, la crémaillère étant solidaire d'un plan incli- né 31 sollicité périodiquement par un ergot 32 faisant saillie sur les leviers 1-2. Ladite crémaillère 28 engrène également avec un pignon denté 29 monté sur l'axe 30 par l'intermédiaire d'un dispositif à roue libre et similaire; ledit axe 30 portant la roue à chaîne .6 ou toute disposition équivalente.
Enfin, dans l'exemple de la figure 14, on a représenté une transmission par câblée chaîne ou autre moyen semblable Dans ce bute les leviers 1-2, montés autour de l'axe commun 5, sont, par un point intermédi- aire 33, à l'intervention d'un câble 34, reliés à un tambour .35. e lui-même monté sur l'axe 36 par l'intermédiaire d'un dispositif à roue libre et d'un moyen élastique de rappel.
On pourra ainsi multiplier les applications possibles sans sor- tir du cadre de l'invention, celle-ci visant essentiellement de substituer au mouvement rotatif continu un mouvement rotatif alternatif par l'interné- diaire de deux leviers disposés symétriquement ou identiquement et dépla- gables dans la zone du plus grand couple moteuro
L'invention concerne aussi bien les dispositifs considérés en soi que les applications respectivement,, les bicyclettes,tricycles et autres équipés de ce mécanisme.
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IMPROVEMENTS IN PROPULSION MECHANISMS BY PEDALS AND MEANS
SIMILAR.
The invention relates to improvements introduced in the mechanism intended for the transmission of a force, generally pedestrian, this mechanism consisting, in principal order, of two diametrically opposed pedals mounted on a common axis which carries a transmission member. of effort, usually a chain wheel, bevel gear, pulley, or the like. In this traditional mechanism, the force is carried on the free ends of the pedals.
A part of the force, in this case the tangential component, determines the motor torque, the second factor of which is subject to the sinusoidal law, the limits of which are zero and the distance separating the point of application of the force of the center of rotation that is to say of the axis of said pedals o It therefore follows that said torque itself follows the same sinusoidal law, which, moreover, is the well-known cause of the efficiency precarious of this type of mechanism This efficiency is all the more reduced as the two pedals or equivalent bodies on which the motor force is applied are diametrically opposed, from which results that the two pedals are, at the same time, at the upper and lower dead points respectively, however, when the engine torque is maximum,
the resistive torque is also maximum, the two pedals being both arranged in the same horizontal plane,
As can be seen, the essential drawback therefore arises from the fact of the successive passage of each pedal through the dead points, that is to say from the sinusoidal law governing this mechanism.
Numerous mechanisms have already been proposed which tend to avoid or reduce the disadvantages of this system but, in general, either these mechanisms are complex, heavy and delicate or else they introduce additional disadvantages destroying the expected advantages. take into account, in this case, the need to condition the mechanism for applications which, in general - but not exclusively - relate to the equipment of bicycles, tricycles and similar means of transport. Therefore, the mechanism must be compact, robust, light, space-saving and practically adaptable as a replacement
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of the traditional crankset.
The improvements, which are the subject of the invention, meet all these conditions so that the propulsion mechanism thus perfected is capable of being rationally substituted for said crankset practically without any technical difficulty. Moreover, the bicycle or the tricycle, for example, thus equipped, presents itself under a relatively aesthetic aspect and the movements necessary to produce the motive force, by the user, are perfectly timed and compatible with the position. tion of said user and his muscular conditioning.
In accordance with the invention, the continuous circular movement of the crankset is replaced by an alternating circular movement within the limits of the maximum torque so as to avoid dead centers while making possible a significant increase in the distance factor involved in the torque. -engine.
For this purpose, the crankset itself is replaced by two levers arranged angularly and mounted on their common axis, for example through the intervention of a so-called freewheel device of a model which, in itself, can be any , On said common axis can be mounted an equally arbitrary transmission element, such as chain wheel, a gear, a toothed sector, a bevel pinion, a helical wheel, etc., The two levers of this reciprocating mechanism are mounted on the common axis so as to be able to move alternately by rotation in both directions between two duly predetermined limits close to or relatively close to the horizontal position.
By this means, the force is applied to said levers, always in the same direction, but alternately on one, then on the other lever in the region of maximum torque.
The mechanical connection between the levers directly requested by the user and the axis common to said levers is essentially variable and determined by the application cases.
By way of example, but without any limiting nature, embodiments are described below with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 schematically represents a bicycle applying the device of the invention; FIG. 2 shows schematically the improved mechanism applied in FIG. 1; FIGS. 3 to 14 represent, very schematically, variant embodiments of the mechanism capable of applying the improvements of the invention.
By examining FIG. 1, it will be noted that the improved device, according to the invention, offers the characteristic of having an appearance very similar to that of the traditional mechanism. This similarity is obtained by applying the mechanism shown schematically in FIG. 2, in which two levers 1-2 carrying, at the end, each one, a pedal, respectively .1- .. are mounted on a common axis 5. to the intervention of so-called freewheel mechanisms (not shown).
These levers .1 and are arranged for example symmetrically ,, on either side of the horizontal plane A-B., For example along an angular distance [alpha]. The total angular travel of each lever .1 and?. is therefore 2 [alpha], [alpha] being generally close to 45, for example.
In this execution, it is obviously necessary to provide an inverter between one of the levers 1 or 2 and the axis 1. This complication can of course be avoided by arranging the two levers.1 and in exactly the same way. on said axis 5. so that the two pedals are urged alternately but in exactly the same way by describing the same path and by urging the axis 5. in the same direction and under the same conditions.
In general, this last arrangement will be preferred because of its great simplicity, the perfect balance in the movements and the practically constant and regular stress on the axis 5
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In Figures 3 to 14 only a number of kinematic means capable of transmitting to said axis have been shown for purely documentary purposes.
1 and found in all these applications.
In figure 3, the chain wheel ± of the example of the figure.
2 is replaced by a toothed wheel 1 meshing with an intermediate pinion 1 driving a second pinion 9. The latter is, for example, mounted on the axle of a chain wheel or any other equivalent transmission means. ; in FIG. 4, the axis 5 carries a helical wheel 10 meshing with a worm 11 whose axis is formed by a rod 12 carrying, at the end, a bevel pinion 13; in Figure 5, the axis of rotation 1 of the levers .1 and 2. is moved so as to give said lever a length as long as possible These levers are in contact with the end of the crank 14 mounted on an axis 15 to l intervention of a freewheel device; said axle 15 carries the chain wheel 6 or any equivalent member;
in figure 6, the same levers. 1 - 2 are mounted on an axis ± also displaced and these levers are articulated by a pivot 16 at the end of a connecting rod 17, the other end of which is mounted on a fixed axis 18 This connecting rod 17 is capable of successively coming into contact with one of the lugs 19 of a plate 20 mounted on an axis 21 common to a chain wheel or to any other equivalent member;
in FIG. 7 a simplified variant of the arrangement of FIG. 6 has been shown, the levers 1-2 coming directly into contact with one of the lugs 12 of the aforesaid plate 20, and in FIG. 8 there is shown a second variant of said arrangement of FIG. 6 in which the levers 1 - 2 are articulated around their axis 5, the latter being arranged intermediately, that is to say that said levers 1-2 extend beyond said axis axis and, by this extension, are capable of successively coming into contact with one of the lugs 19 of said plate 20;
in figure 9, the transmission mechanism between the levers 1-2 and the axis 22 carrying the chain wheel ± or any equivalent arrangement by means of a freewheel device, is constituted by a materialized parallelogram by a crank 23 and a connecting rod 24; in FIG. 10, the levers 1 - 2 come out integral with toothed sectors 25 meshing with a toothed pinion 26 mounted on the axis 27 in the intervention of a freewheel device; on this same axis 27 is mounted the chain wheel or any other similar arrangement; in Figure 11, there is shown a variant of Figure 8, the toothed sectors 25, being arranged, in this case, in the extension of said levers 1-2;
in figure 12 application has been made of a rack 28 articulated at an intermediate point of the levers 1-2 and meshing with a non-toothed pigtail 29 mounted on the axle 30 by means of a wheel device free, said axle 30 also carrying a chain wheel or any other equivalent member; in FIG. 13, there is shown a variant of the execution of FIG. ±, the rack being integral with an inclined plane 31 periodically biased by a lug 32 projecting on the levers 1-2. Said rack 28 also meshes with a toothed pinion 29 mounted on the axle 30 by means of a freewheel device and the like; said axle 30 carrying the chain wheel .6 or any equivalent arrangement.
Finally, in the example of FIG. 14, there is shown a transmission by cable chain or other similar means. In this abutment the levers 1-2, mounted around the common axis 5, are, by an intermediate point 33 , through the intervention of a cable 34, connected to a drum .35. e itself mounted on the axis 36 by means of a freewheel device and an elastic return means.
It is thus possible to multiply the possible applications without departing from the scope of the invention, the latter essentially aiming to replace the continuous rotary movement with a reciprocating rotary movement by the internship of two levers arranged symmetrically or identically and movable. in the area of the greatest engine torque
The invention relates both to the devices considered in themselves and to the applications, respectively, bicycles, tricycles and others equipped with this mechanism.