FR2462331A1 - PEDAL - Google Patents
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Abstract
A.PEDALIER. B.PEDALIER CARACTERISE EN CE QUE CHAQUE BRAS COMPORTE UN MOYEN DE LIAISON RELIANT SON EXTREMITE AU MANETON DE LA PEDALE, POUR MODIFIER LA LONGUEUR DU LEVIER DU BRAS DE LA PEDALE ENTRE L'AXE DU PEDALIER AUTOUR DUQUEL TOURNE LE BRAS ET L'AXE GEOMETRIQUE DU MANETON DE LA PEDALE.A.PEDALIER. B. PEDAL BRACKET CHARACTERIZED IN THAT EACH ARM INCLUDES A CONNECTING MEANS CONNECTING ITS END TO THE PEDAL CRANKSHAFT, TO MODIFY THE LENGTH OF THE PEDAL ARM LEVER BETWEEN THE CRANKSHAFT SHAFT AROUND WHICH TURN THE ARM AND THE GEOMETRIC AXLE OF THE PEDAL CRANK.
Description
La présente invention concerne un pédalier de vélo comportant deux brasThe present invention relates to a pedal bicycle with two arms
solidaires en rotation d'un axe portant un ou plusieurs plateaux dentés coopérant avec une chaîne ou des moyens de transmission agissant sur la roue motrice du vélo, l'extrémité de chaque bras du pédalier portant une pédale, libre en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe integral in rotation with an axis carrying one or more toothed plates cooperating with a chain or transmission means acting on the driving wheel of the bicycle, the end of each pedal arm carrying a pedal, free to rotate about an axis parallel to the axis
du pédalier.of the pedalboard.
Sur un pédalier, la longueur des bras de levier, On a crankset, the length of the lever arms,
c'est-à-dire la distance séparant l'axe géométrique du man- that is to say the distance separating the geometric axis from the man-
neton d'une pédale et de l'axe géométrique autour duquel tourne le pédalier correspond à une longueur dépendant des caractéristiques physiques du cycliste. La longueur des bras The net of a pedal and the geometric axis around which the pedals turn corresponds to a length depending on the physical characteristics of the cyclist. The length of the arms
de levier utilisés actuellement correspond à une moyenne. Leverage currently used is an average.
De façon générale, il est difficile voire impos- In general, it is difficult or impossible to
sible d'analyser mathématiquement l'énergie motrice fournie par le cycliste à chaque coup de pédale, c'est-à-dire pendant chaque tour de pédale. Cette étude dépend de la variation de la force exercée pendant un tour de pédale. Or, cette force sible to mathematically analyze the motor energy provided by the cyclist at each pedal stroke, that is to say during each pedal revolution. This study depends on the variation of the force exerted during a pedal revolution. Now, this strength
dépend des caractéristiques physiologiques du cycliste. depends on the physiological characteristics of the cyclist.
Toutefois, et de façon surprenante,lorsque les essais de vélos sont faits par des cyclistes différents sur des parcours identiques et relativement longs, il y a une tendance générale qui se dégage nettement de l'opinion des utilisateurs (fatigue plus ou moins rapide, difficultés...) Partant de tels essais faits à grande échelle, sur une population importante, on a pu déterminer la position However, and surprisingly, when the tests of bikes are made by different cyclists on identical and relatively long courses, there is a general trend that clearly emerges from the opinion of users (more or less rapid fatigue, difficulties ...) Starting from such large-scale trials, over a large population, the position could be determined
idéale du bras de levier du pédalier. ideal lever arm of the pedal.
Contrairement à ce qui pourrait sembler évident, il n'est pas possible d'augmenter la longueur des bras de levier pour augmenter le couple que peut fournir un cycliste en exerçant la même force qu'avec un bras de levier plus court. En effet, il en résulterait une fatigue très importante Contrary to what might seem obvious, it is not possible to increase the length of the lever arms to increase the torque that a cyclist can provide by exerting the same force as with a shorter lever arm. Indeed, it would result in a very important fatigue
sans qu'en définitive, l'énergie fournie ne soit augmentée. without, finally, the energy supplied being increased.
En effet, le gain de puissance qui résulte de l'augmentation du bras de levier se traduit par une fatigue plus rapide du Indeed, the power gain resulting from the increase of the lever arm results in a faster fatigue of the
cycliste, puisque chaque pied parcourt une trajectoire circu- cyclist, since each foot travels a circular trajectory
laire qui est augmentée dans la même proportion que la longueur which is increased in the same proportion as the length
des bras de levier.lever arms.
A titre d'exemple, une augmentation de la longueur des bras de levier de seulement de l'ordre de 10 %,(ce qui correspond à une longueur de 15 à 20 mm), n'est pas possible, For example, an increase in the length of the lever arms of only of the order of 10%, (which corresponds to a length of 15 to 20 mm), is not possible,
sans accroissement considérable de la fatigue. without considerable increase in fatigue.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un dispositif permettant d'augmenter l'énergie fournie par le cycliste sans The present invention aims to overcome these disadvantages and proposes to create a device to increase the energy provided by the cyclist without
augmenter sa fatigue.increase his fatigue.
A cet effet, l'invention concerne un pédalier caractérisé en ce que chaque bras comporte un moyen de liaison reliant son extrémité au maneton de la pédale, pour modifier la longueur du levier de bras de la pédale entre l'axe du pédalier autour duquel tourne le bras et l'axe géométrique du To this end, the invention relates to a pedal characterized in that each arm comprises a connecting means connecting its end to the crank pin of the pedal, to change the length of the arm lever of the pedal between the pedal axis around which turns the arm and the geometric axis of the
maneton de la pédale.crankpin pedal.
Suivant une caractéristique avantageuse de l'in- According to an advantageous characteristic of
vention, le moyen de liaison est un organe à deux axes paral- tion, the connecting means is a parallel two-axis organ
lèles décalés, l'un des axes étant monté à rotation à l'extré- offset, one of the axes being rotatably mounted at the end
mité du bras du pédalier et l'autre axe constituant le maneton de la pédale, ces deux axes étant eux-mêmes parallèles à l'axe du pédalier, et en particulier, l'axe de la pédale est un disque monté libre en rotation dans unlogement correspondant à l'extrémité de chaque bras du pédalier, et portant de façon décentrée, le second axe constituant le maneton de la pédale. Ainsi, grâce à l'invention, on augmente le couple mité pedal arm and the other axis constituting the crank pin of the pedal, these two axes being themselves parallel to the axis of the pedal, and in particular, the axis of the pedal is a disk mounted free to rotate in a unit corresponding to the end of each arm of the pedal, and bearing off-center, the second axis constituting the crankpin of the pedal. Thus, thanks to the invention, the torque is increased
que fournit le cycliste, sans pour autant augmenter la trajec- provided by the cyclist, without increasing the trajectories
toire que parcourt le pied du cycliste. the foot of the cyclist.
Comme indiqué ci-dessus, l'analyse mathématique du travail fourni par le cycliste est pratiquement impossible à faire. Néanmoins, des essais secrets effectués dans le cadre de la mise au fait de la présente invention ont montré qu'il était beaucoup moins fatigant d'effectuer un certain parcours cycliste (à plat, pente longueur, pente raide) avec un vélo équipé d'un pédalier, selon l'invention, par rapport à un vélo classique, ou inversement que pour une même fatigue on pouvait circuler beaucoup plus rapidement avec un vélo As stated above, the mathematical analysis of the work provided by the cyclist is virtually impossible to make. Nevertheless, secret tests carried out in the context of the present invention have shown that it is much less tiring to perform a certain cycling route (flat, slope length, steep slope) with a bicycle equipped with a pedal, according to the invention, compared to a conventional bike, or conversely that for the same fatigue you could move much faster with a bike
selon l'invention.according to the invention.
Le gain en vitesse (ou en fatigue) représente dans The gain in speed (or fatigue) represents in
les conditions expérimentales définies ci-dessus, une amélio- the experimental conditions defined above, an improvement
-ration de l'ordre de 5 à 10 %.-ration of the order of 5 to 10%.
Il est particulièrement intéressant de monter l'axe It is particularly interesting to climb the axis
portant la pédale sur une plaquette circulaire avec éventuel- pedal on a circular plate with possibly
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lement un roulement à billes, ou à aiguilles. Cela aboutit à une structure très rigide, sans augmenter les forces de frottement. Un dispositif plus simple consiste à montrer, comme indiqué ci-dessus, libre en rotation, l'un des axes du moyen de liaison, à l'extrémité du pédalier et de le relier a ball bearing, or with needles. This results in a very rigid structure, without increasing the frictional forces. A simpler device is to show, as indicated above, free rotation, one of the axes of the connecting means at the end of the pedal and connect
par une partie de liaison à l'axe recevant la pédale. by a connecting part to the axis receiving the pedal.
La présente invention sera décrite, plus en détail, à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté, schématique, d'un pédalier à deux bras, selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus, partiellement coupée du dispositif de la figure 1, - les figures 3 - 6 montrent en vue de côté et en plan, un autre mode de réalisation de l'invention, - les figures 3 et 4 montrent le bras du pédalier en position active, - les figures 5 et 6 montrent le bras du pédalier en position non active, - la figure 7 montre une variante de réalisation The present invention will be described in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a schematic side view of a pedal with two arms, according to the invention, - Figure 2 FIGS. 3 - 6 show a side view and a plan view of another embodiment of the invention, FIGS. 3 and 4 show the arm of FIG. pedal in the active position, - Figures 5 and 6 show the pedal arm in the inactive position, - Figure 7 shows an alternative embodiment
du pédalier des figures 1 et 2.of the pedal of Figures 1 and 2.
Selon les figures 1 et 2, le pédalier se compose de deux bras 1, 1', solidaires d'un axe 3 portant le ou les plateaux dentés coopérant avec la chaîne ou plus généralement According to FIGS. 1 and 2, the crankset consists of two arms 1, 1 'integral with an axis 3 carrying the toothed plate or plates co-operating with the chain or more generally
les pignons, etc... suivant le mode de transmission du vélo. gears, etc ... depending on the transmission mode of the bike.
Les parties connues ne nécessitent pas de description de The known parts do not require a description of
détail. Les bras 1, 1' sont par exemple fixés à l'axe 2 par des clavettes, en forie de coin, introduites dans les detail. The arms 1, 1 'are for example fixed to the axis 2 by wedge-shaped wedges introduced into the
logements 3.housing 3.
La suite de la description se limitera principa- The rest of the description will be mainly limited
lement à la description du bras 1 et des organes qui le portent description of arm 1 and the organs that carry it
étant donné que le bras i' comporte des organes identiques. since the arm i 'has identical members.
Pour ces organes identiques, on utilisera les références For these identical organs, the references will be used
du bras 1, munis d'un "'", sans reprendre la description. arm 1, equipped with a "", without repeating the description.
L'extrémité avant 4 du bras 1 porte, libre en rotation un axe 5, solidaire d'un axe 6. Les axes 5, 6 sont parallèles, mais non coaxiaux. L'axe 6 constitue le maneton The front end 4 of the arm 1 carries, freely rotatable an axis 5, integral with an axis 6. The pins 5, 6 are parallel, but not coaxial. The axis 6 constitutes the crankpin
portant la pédale 7, munie éventuellement d'un cale-pied 8. carrying the pedal 7, possibly equipped with a footrest 8.
Pour faciliter la description, surtout du fonctionnement du To facilitate the description, especially of the operation of the
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dispositif, selon l'invention, il est intéressant de repérer les axes géométriques X-X, Y-Y, Z-Z respectifs des axes 2, 5 et 6 qui sont parallèles. L'axe Y-Y est distant de l'axe X-X de la distance R et l'axe Y-Y est distant de L'axe Z-Z de la distance a. Dans ces conditions, lorsque les axes X-X, Y-Y et Z-Z se suivent dans cet ordre, dans un même plan (partie droite figures 1, 2), l'axe Z-Z est distant de la distance (R + a) de l'axe X-X, alors que si les axes sont dans un même plan et se suivent dans l'ordre X-X, Z-Z, Y-Y (partie gauche, figures 1, 2), la distance entre les axes Z-Z et X-X est égale à device, according to the invention, it is interesting to locate the geometric axes X-X, Y-Y, Z-Z respective axes 2, 5 and 6 which are parallel. The Y-Y axis is distant from the X-X axis of the distance R and the Y-Y axis is distant from the Z-Z axis of the distance a. Under these conditions, when the axes XX, YY and ZZ follow each other in this order, in the same plane (right part FIGS. 1, 2), the axis ZZ is distant from the distance (R + a) of the axis XX , whereas if the axes are in the same plane and follow each other in the order XX, ZZ, YY (left part, figures 1, 2), the distance between the axes ZZ and XX is equal to
(R - a).(R - a).
Dans le mode de réalisation préférentiel des figures 1 et 2, le moignon d'axe 5 est, en fait, constitué par un disque monté dans un logement de forme correspondante de l'extrémité du pédalier. Ainsi, chaque bras du pédalier a une forme de raquette de tennis. Pour réduire les forces de frottement entre le disque 5a formant l'embryon d'axe 5 et le logement la de l'extrémité du bras 1, on peut prévoir In the preferred embodiment of Figures 1 and 2, the stub axle 5 is, in fact, constituted by a disk mounted in a correspondingly shaped housing of the end of the crankset. Thus, each pedal arm has a tennis racket shape. To reduce the frictional forces between the disk 5a forming the axis 5 embryo and the housing 1a of the end of the arm 1, provision can be made for
un roulement à billes ou mieux, un roulement à aiguilles. a ball bearing or better, a needle bearing.
Le manneton 6 de la pédale est porté par le disque 5a, si bien que le rayon du disque 5a est légèrement The manneton 6 of the pedal is carried by the disc 5a, so that the radius of the disc 5a is slightly
supérieur à la distance a des axes Y-Y - Z-Z. greater than the distance to Y-Y - Z-Z axes.
Dans ce cas, l'organe de liaison 9, reliant les In this case, the connecting member 9, connecting the
axes 5, 6, est constitué par le disque ou l'anneau 5a. axes 5, 6, is constituted by the disc or the ring 5a.
Il est également intéressant de remplacer le disque It is also interesting to replace the disk
par un disque creux ou en anneau pour alléger. by a hollow disk or ring to lighten.
Les figures 3 à 6 montrent un second mode de Figures 3 to 6 show a second mode of
réalisation qui est plus simple et moins coûteux que le pre- which is simpler and less expensive than the first
mier. En effet, dans ce cas, l'organe de liaison 9 est en forme de bras portant les deux axes 5, 6. Le moignon d'axe 5 est en saillie d'un côté de l'organe 9 et le manneton 6 est mier. Indeed, in this case, the connecting member 9 is in the form of arms carrying the two axes 5, 6. The stub axle 5 is projecting from one side of the member 9 and the manneton 6 is
en saillie de l'autre côté de l'organe 9. protruding from the other side of the organ 9.
-Les figures 3 et 4 montrent respectivement, de côté et en plan, une pédale dans laquelle le manneton 6 de la pédale 7 est à une distance (R + a) de l'axe géométrique FIGS. 3 and 4 show respectively, from the side and in plan, a pedal in which the manneton 6 of the pedal 7 is at a distance (R + a) from the geometric axis
X-X de rotation du pédalier.X-X rotation of the pedalboard.
Par contre, aux figures 5 et 6 qui sont respective- In contrast, Figures 5 and 6, which are respectively
ment une vue de côté et une vue de dessus, l'axe 6 du manneton de la pédale est à l'intérieur et se trouve à une distance a side view and a view from above, the axis 6 of the pedal manneton is inside and is at a distance
(R - a) de l'axç X-X de rotation du pédalier. (R - a) of the axis X-X rotation of the pedal.
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D'une part, les figures 1, 2 et d'autre part, les figures 3, 4 représentent les positions extrêmes que peut occuper l'axe 6 ou la pédale 7 par rapport à l'axe géométrique X-X. Lorsque le cycliste appuie alternativement sur la pédale (droite ou gauche) qui à chaque tour de pédalier se trouve à l'avant dans le sens du déplacement,l'axe 6 tend On the one hand, Figures 1, 2 and on the other hand, Figures 3, 4 represent the extreme positions that can occupy the axis 6 or the pedal 7 relative to the geometric axis X-X. When the cyclist alternately presses on the pedal (right or left) which at each pedal revolution is at the front in the direction of movement, the axis 6 tends
naturellement à venir dans la position la plus avant, c'est-à- naturally to come into the most forward position, that is,
dire naturellement, l'axe 6 et la pédale 7 occupent une position voisine de celle représentée aux figures 1 et 2. En effet, comme l'effort exercé sur la pédale 7 est dirigé vers le bas et vers l'avant, suivant le vecteur A (figure 1), l'angle formé entre le bras 1 et la partie de liaison 9 entre les axes ou mannetons 5, 6 tend à s'ouvrir et être voisin de 1800. Suivant la position de l'ensemble tournant sur la trajectoire, cet angle s'ouvre plus ou moins, mais reste naturally say, the axis 6 and the pedal 7 occupy a position similar to that shown in Figures 1 and 2. Indeed, as the force exerted on the pedal 7 is directed downwards and forwards, according to the vector A (Figure 1), the angle formed between the arm 1 and the connecting portion 9 between the axes or mannetons 5, 6 tends to open and be close to 1800. Depending on the position of the assembly rotating on the path , this angle opens more or less, but remains
toujours voisin de 1800 sur la moitié avant de la trajectoire. always close to 1800 on the front half of the trajectory.
Par contre, dans la position de retour ou position arrière, c'est-à-dire sensiblement sur la moitié arrière de la trajectoire de la pédale (partie de la trajectoire située sensiblement à l'arrière d'une verticale passant par l'axe géométrique X-X), comme le pied du cycliste n'effectue aucun effort, mais est rappelé, par le mouvement de l'autre bras du pédalier qui est dans sa course active, l'organe de liaison formé par les axes 5, 6 et la partie de liaison 9 occupent une position semblable à celle représentée aux figures 3 et 4 c'est-à-dire que l'axe 6 ou Z-Z se trouve entre les axes By cons, in the return position or rear position, that is to say substantially on the rear half of the path of the pedal (part of the trajectory located substantially at the rear of a vertical passing through the axis geometric XX), as the foot of the cyclist does not exert any effort, but is recalled, by the movement of the other arm of the pedal that is in its active race, the connecting member formed by the axes 5, 6 and the connecting part 9 occupy a position similar to that shown in Figures 3 and 4, that is to say that the axis 6 or ZZ is between the axes
géométriques X-X et Y-Y.Geometric X-X and Y-Y.
En première approximation, le pied du cycliste occupe une position constante sur sa trajectoire, si bien que l'axe 6 décrit une trajectoire sensiblement circulaire qui se déduit de la trajectoire circulaire de l'axe 5 centré As a first approximation, the cyclist's foot occupies a constant position on its trajectory, so that the axis 6 describes a substantially circular trajectory that is deduced from the circular trajectory of the centered axis 5
sur l'axe géométrique X-X, suivant une translation correspon- on the geometric axis X-X, following a translation correspon-
dant à la distance des axes Y-Y/Z-Z, suivant l'inclinaison du at the distance from the Y-Y / Z-Z axes, according to the inclination
pied du cycliste.foot of the cyclist.
Comme il y a en pratique, néanmoins de légères variations de l'inclinaison du pied, la trajectoire n'est pas As there is in practice, however, slight variations in the inclination of the foot, the trajectory is not
parfaitement circulaire. Mais, ces déviations sont suffisam- perfectly circular. But these deviations are enough
ment faibles pour être négligeables dans la plupart des cas. low to be negligible in most cases.
En conclusion, le pied du cyliste parcourt une r trajectoire circulaire de même rayon R que le rayon dela trajectoire de l'axe 5 autour de l'axe géométrique X-X, ce qui signifie que le mouvement du pied est analogue à celui effectué avec un pédalier connu, mais le bras de levier varie de façon importante, puisque dans la partie active de la trajectoire (moitié avant de la trajectoire), la longueur du bras de levier est supérieure à la longueur R et est égale, dans la partie principale de la trajectoire (R + a). Dans la partie passive (moitié arrière de la trajectoire) de la trajectoire, la longueur est inférieure à la longueur R et est voisine de la In conclusion, the foot of the cyclist travels a circular path R of the same radius as the radius of the trajectory of the axis 5 around the geometric axis XX, which means that the movement of the foot is similar to that performed with a pedal known, but the lever arm varies significantly, since in the active part of the trajectory (front half of the trajectory), the length of the lever arm is greater than the length R and is equal, in the main part of the trajectory (R + a). In the passive part (back half of the trajectory) of the trajectory, the length is less than the length R and is close to the
longueur (R - a).length (R - a).
La figure 7 montre schématiquement une forme de réalisation possible d'un bras 1, en forme de raquette, allégé par un évidement lb et dont le logement la reçoit un anneau 5a muni d'un logement 5b pour recevoir le maneton non FIG. 7 schematically shows a possible embodiment of an arm 1, in the form of a racket, lightened by a recess 1b and whose housing receives it a ring 5a provided with a housing 5b for receiving the crankpin
représenté de la pédale 7.represented by the pedal 7.
En pratique la longueur "a" est de l'ordre de In practice the length "a" is of the order of
à 40 mm.at 40 mm.
tt
7 24623317, 2462331
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