FR2878815A1 - Mecanisme a courroie transformant un mouvement alternatif obtenu par l'action des pieds ou des mains d'un utilisateur, en rotation continue - Google Patents

Abstract

Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif obtenu par l'action des pieds ou des mains d'un utilisateur, en rotation continue. Ce mécanisme est particulièrement destiné à l'entraînement d'hélices pour barques et pédalos et surtout, à l'entraînement de roues motrices de bicyclettes ou autres. C'est cette utilisation qui est schématisée sur le dessin de l'abrégé. Le fonctionnement est le suivant : l'utilisateur actionne des leviers 7 qui entraîne une courroie inextensible 8 fixée et enroulée sur une poulie 10 solidaire d'une roue libre 11 reliée à la roue motrice 1 par une pièce de liaison 12 avec tension constante et rappel avant nouveau cycle moteur par un ressort 18.Comparativement aux mécanismes classiques à pédales décrivant un cercle complet, le mécanisme suivant l'invention à un meilleur rendement à effort égal, grâce à une position angulaire d'appui toujours favorable.

Description

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La présente invention concerne un mécanisme comportant des leviers articulés, en général au nombre de deux, actionnés en mouvements alternatifs par un utilisateur et entraînant en va et vient des courroies non ou peu extensibles de longueur déterminée.

Chaque courroie dont une extrémité est reliée à un levier articulé, est fixée à son autre extrémité sur une poulie sur laquelle elle s'enroule également, éventuellement de plusieurs tours.

Chaque mouvement d'un levier dans un sens, dit moteur, fait tourner la poulie correspondante par l'action de la courroie. Cette poulie comporte une roue libre de préférence sans jeu, par l'intermédiaire de laquelle elle entraîne positivement en rotation continue, l'organe final que l'on désire motoriser. Cette roue libre permet la rotation inverse de la poulie lorsque le levier correspondant recule avant un nouveau cycle moteur, sans gêner la rotation continue de l'organe final dans le sens motorisé. Ce mouvement de retour avant nouvelle impulsion motrice peut être commandé par ressort de rappel ou autre, linéaire ou spirale, relevant éventuellement le levier articulé concerné.

Un mécanisme à deux leviers articulés, avec pédales articulées ou non, ou manetons, permet en principe un fonctionnement alterné : appui d'un côté pendant le retour de l'autre côté et ainsi de suite. L'appui sur un levier peut éventuellement actionner le retour de l'autre levier avec ou sans attache du pied de l'utilisateur sur les pédales (toujours sans attache dans le cas de manetons à actionner manuellement).

Les poulies à roues libres doivent toujours comporter un rappel arrière comme indiqué ci-dessus afin que les courroies restent relativement tendues pour 25 éviter des débattements dans le vide.

La courroie de section plate ou ronde ou autre, du mécanisme suivant l'invention comporte en général plusieurs enroulement superposés en plus de sa fixation sur la poulie. Ces enroulements peuvent être également côte à côte c'est-à-dire hélicoïdaux. La courroie peut être sans fin avec suffisamment d'enroulements de par et d'autres du point de fixation pour permettre les courses complètent. Elle peut alors rester tendue en course retour sans ressort de rappel si le levier correspondant est actionné des deux sens par l'utilisateur. Inversement, si il y a un ressort de rappel le retour du levier peut s'effectuer sans action de l'utilisateur. Dans tous les cas, le rendement théorique du mécanisme suivant l'invention est supérieur à ceux des mécanismes connus tels que manetons ou pédales décrivant un cercle complet commandé par l'utilisateur, car la position de poussée est toujours angulairement favorable, d'autant plus que les leviers moteurs peuvent être remplacés par des coulisseaux ou chariots à course rectiligne. L'utilisateur peut facilement utiliser son propre poids dans toutes les positions des leviers en cycle moteur. Le mécanisme suivant l'invention est utilisable sur bicyclettes ou pour la propulsion de barque ou pédalo par hélice ainsi que tous autres usages.

2878815 -2- Il est à remarquer qu'il serait possible d'adapter le mécanisme à courroie fixée, et roue libre, sur un plateau tournant à la place d'un levier ou d'un coulisseau. Il suffirait pour cela que le dit plateau comporte latéralement un maneton d'attache de la courroie qui resterait fixée et enroulée sur une poulie à roue libre. Dans ce cas la courroie pourrait être remplacée par une chaîne ou, mieux encore, par une tige oscillante taillée en crémaillère engrenant sur un pignon à roue libre (pignon commandé dans les deux sens de rotation).

Suivant des principes connus on pourrait imaginer une évolution de la transmission entre levier et poulie par courroie sans fin qui pourrait être crantée, sans fixation sur la poulie, ou comporter au moins une zone taillée en crémaillère ou être remplacée par une chaîne, la poulie devenant pignon. Mais il ne faut pas perdre de vue l'intérêt fréquent d'avoir un développement suffisant c'est-à-dire un rapport acceptable des courses levier/organe motorisé final facilement obtenable dans la solution initiale suivant l'invention avec courroie fixée et enroulée plusieurs fois sur la poulie (ceci permet si nécessaire un très petit diamètre de poulie). Les techniques actuelles pour entraîner par un utilisateur un organe final en rotation continue (roue en général) utilisent au départ une rotation continue également (pédalier sur une bicyclette) avec entraînement positif par chaîne et roues dentées ne tournant en principe que d'un sens. Il existe aussi un type d'entraînement par levier articulé alternatif sur certaines trottinettes mais la transmission est assurée par une chaîne donc non fixée sur le pignon récepteur. Des jouets genre toupies, peuvent être entraînés en rotation par une cordelette assimilable à une courroie mais non fixée sur l'organe entraîné. On retrouve ce système pour démarrer des moteurs thermiques par corde, mais il n'est pas destiné à être moteur proprement dit, et surtout, il n'y a pas d'entraînement par mouvements alternatifs.

Il semble que l'intérêt principal du mécanisme suivant l'invention est de remplacer sur les bicyclettes existantes ou à créer, tout le système d'entraînement actuel entre pédales et roue motrice soit pédalier, plateau, pignon et chaîne. L'utilisateur peut être assis ou debout avec ou sans appui d'équilibre du corps (position dite assis-debout). Il disposera toujours de la ou des roues directrices habituelles (avec guidon, volant ou autre levier) cet exemple de réalisation est détaillé ci après avec dessins correspondants.

La figure 1 représente schématiquement une bicyclette sur laquelle est adapté le mécanisme objet de la présente invention, au lieu et place de l'ensemble habituel, pédalier, pignon, chaîne, pour l'entraînement de la roue motrice 1. Le cadre 3 reste éventuellement identique ou presque, ainsi que la selle 4 et le guidon 5 qui peuvent être rehaussés. Fourche et roue directrice 6 ne changent pas. Le mécanisme est doublé de par et d'autre du cadre 3. Le fonctionnement est le suivant: les leviers 7 sont destinés à recevoir la force de fonctionnement par l'appui des pieds de l'utilisateur.

2878815 -3- Ils sont représentés avec des cales pieds pour assurer leur relevage par les pieds de l'utilisateur mais chaque levier 7 pourrait être relevé par ressort ou par la descente du levier opposé ce qui constituerait une synchronisation comparable au fonctionnement d'un ensemble pédales/pédalier classique. Les leviers 7 sont représentés monoblocs mais ils peuvent comporter des pédales articulées, même partiellement, pour éviter en grande partie les contraintes angulaires sur les chevilles de l'utilisateur. Lorsque les leviers 7 reçoivent la force d'appui, ils pivotent autour de l'axe 2 suivant flèches de débattement schématisées, et tirent sur la courroie 8. Dans ce cas de disposition générale la courroie 8 passe sur une poulie de renvoi 9 afin d'utiliser au maximum la course motrice. Il est à noter que le point d'attache des courroies 8 sur les leviers 7 leurs laisse la liberté angulaire sans contrainte, par une articulation. Ce point peut être déplacé suivant flèches dessinées parallèlement aux leviers 7 pour changer les rapports de courses donc de vitesse (variateur). Tirées par les leviers 7, les courroies 8 entraînent en rotation d'un sens les poulies 10 suivant flèche de la figure 2 également très schématisée pour montrer l'enroulement et la fixation des courroies 8 sur les poulies 10. La figure 3 est une coupe d'un mécanisme suivant l'invention donc une demi coupe au niveau de la roue motrice 1 avec son axe 2 conservé fixe comme dans une bicyclette classique. La liaison du mécanisme suivant l'invention à la roue motrice 1 est schématique car elle dépend des types de roues du commerce et de leur côté (prévu ou non pour l'adaptation des pignons et roues libres classiques). Avant cette liaison, la roue motrice 1 est montée folle sur l'axe 2. La courroie 8 entraîne donc la poulie 10 qui porte une roue libre de préférence sans jeu 11. Cette roue libre entraîne d'un seul sens une pièce de liaison 12 à la roue motrice 1. Il est à noter que ces éléments pourraient être montés différemment en restant dans le même principe: bague intérieure ou extérieure de la roue libre 11 sur poulie 10. Il est à remarquer que la poulie 10 doit être petite pour obtenir une développement suffisant c'est-à-dire un rapport correcte de la distance parcourue à chaque cycle des leviers 7. Dans la configuration représentée, la poulie 10 porte un autre élément schématisé 18 qui est ressort de rappel du système tirant en sens opposé au travail de la courroie 8 pour un retour au départ entre deux cycles, et maintien de la tension. Les écrous et contre-écrous 13 assurent classiquement le réglage des roulements de roue 1. Les repères 14 et 15 sont des entretoises. Le repère 16 est un roulement/pivot du levier 7 avec écrou classique 17. L'axe 2 porte naturellement le cadre 3. Les détails peuvent évoluer. L'axe pivot des leviers 7 peut être éloigné de l'axe 2 de roue motrice. Les leviers 7 comportent des butées de fin de course non représentées. La butée basse est très importante. L'ensemble peut équiper un véhicule à deux roues motrices par exemple.

Claims (10)

-4-REVENDICATIONS
1. (1) Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif en rotation continue caractérisé en ce que la force motrice de l'utilisateur s'applique sur un levier articulé pivotant.
2. (2) Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif en rotation 5 continue selon revendication 1 caractérisé en ce que ce levier comporte un point d'attache pour l'extrémité d'une courroie de longueur déterminée.
3. (3) Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif en rotation continue selon revendication 2 caractérisé en ce que la courroie, reliée par une extrémité au levier, est fixée positivement sur une poulie à son autre extrémité.
4. (4) Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif en rotation continue selon revendication 3 caractérisée en ce que la courroie peut comporter plusieurs enroulements sur la poulie.
5. (5) Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif en rotation continue selon revendications 3 et 4 caractérisé en ce que la poulie est destinée à entraîner un organe final en rotation d'un seul sens par une roue libre permettant la rotation inverse de la poulie pour retour avant un nouveau cycle, sans gêner la rotation continue de l'organe final en roue libre dans le sens entraîné.
6. (6) Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif en rotation continue selon revendications 3, 4 et 5 caractérisé en ce que la courroie peut passer 20 sur une autre poulie dite de renvoi.
7. (7) Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif en rotation continue selon revendication 2 caractérisé en ce que le point d'attache de la courroie sur le levier peut être déplacé pour obtenir, à course égale du levier, des courses résultantes différentes au niveau de la poulie d'entraînement changeant le rapport course/effort et disposer ainsi d'un variateur de vitesse.
8. (8) Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif en rotation continue selon revendications précédentes caractérisé en ce qu'il peut être utilisé pour l'entraînement d'une roue de bicyclette ou d'un engin dérivé.
9. (9) Mécanisme à courroie transformant un mouvement alternatif en rotation continue selon revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il peut s'appliquer à l'entraînement d'une hélice en rotation pour propulser une barque ou un pédalo.
10. (10) Dispositif d'entraînement d'un organe final par le poids ou la force des deux jambes ou des deux bras d'un utilisateur caractérisé en ce qu'il comporte deux mécanismes à courroie selon l'une des revendications précédentes, synchronisés ou non.