FR2914723A1 - Mecanisme de propulsion pourvu de deux actionneurs independants - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un mécanisme de propulsion pourvu de deux actionneurs indépendants, le premier actionneur étant relié par un premier organe de liaison CD à un premier convertisseur ED, RLD monté sur un arbre de transmission AT. De plus, le deuxième actionneur est relié par un deuxième organe de liaison CG à un deuxième convertisseur EG, RLG monté sur ce même arbre de transmission AT.

Description

i Mécanisme de propulsion pourvu de deux actionneurs indépendants La

présente invention concerne un mécanisme de propulsion pourvu de deus actionneurs indépendants. Ce mécanisme est alimenté par de l'énergie musculaire et il est adapté à s la propulsion de tous types de véhicules par un homme, que ce soit sur terre, sur mer ou dans les airs. Sont donc concernés les bicyclettes ou tricycles pour la mise en mouvement d'une ou plusieurs roues, les bateaux pour la mise en mouvement d'une roue à aubes (pédalo) ou d'une hélice, les aéronefs pour la mise en mouvement d'une hélice. io Les mécanismes de propulsion connus comportent deux actionneurs chacun relié par un organe de liaison à un convertisseur monté sur un arbre de transmission. Dans le cas le plus général, les actionneurs sont des pédales, les organes de liaison sont des manivelles et le convertisseur est un plateau monté 15 sur un arbre de transmission. Si l'on prend pour exemple de véhicule une bicyclette, cet agencement correspond au pédalier. Dans un pédalier, les deux pédales sont rigidement liées au plateau, si bien que leurs déplacements sont nécessairement synchronisés. 20 Cette solution est bien adaptée au cas où les efforts appliqués sur les deux pédales sont identiques mais ce n'est pas toujours le cas. Un cycliste n'a pas nécessairement la même force dans chaque jambe. De plus, une de ses jambes peut présenter un handicap définitif ou provisoire, une entorse par exemple. 25 Un premier objet de la présente invention est ainsi un mécanisme de propulsion permettant de prendre en compte une dissymétrie des efforts appliqués sur les deux actionneurs. Selon l'invention, le mécanisme de propulsion comportant un premier actionneur est relié par un premier organe de liaison à un premier convertisseur 30 monté sur un arbre de transmission ; il comporte un deuxième actionneur, celui-ci étant relié par un deuxième organe de liaison à un deuxième convertisseur monté sur cet arbre de transmission. Il s'ensuit que les deux actionneurs contribuent indépendamment l'un de l'autre à l'entraînement de l'arbre de transmission.

Généralement, ce mécanisme est prévu pour entraîner un arbre de propulsion et, si cela s'avère nécessaire, ce mécanisme comprend un module de conversion : pour inverser le sens de rotation de cet arbre de propulsion par rapport à celui de l'arbre de transmission, et/ou pour modifier le rapport des vitesses de rotation de cet arbre de propulsion et de l'arbre de transmission. Eventuellement, le mécanisme de propulsion comporte de plus un système de blocage mobile pour solidariser les organes de liaison à l'arbre de 1 o transmission. Suivant une caractéristique additionnelle de l'invention, chacun des convertisseurs comprend un organe d'entraînement relié à l'organe de liaison, cet organe d'entraînement étant solidaire d'un organe de couplage monté sur l'arbre de transmission. 15 De plus, chacun des organes de couplage entraîne l'arbre de transmission dans un seul et même sens. Avantageusement, l'organe de couplage est une roue libre. Par ailleurs, dans le pédalier connu, le plateau tourne en permanence, si bien que les pédales en font de même. 20 Cet agencement n'est pas favorable au rendement de conversion de l'énergie musculaire en énergie cinétique. En effet, lorsque les manivelles sont dans l'axe des jambes du cycliste, les efforts appliqués sur les pédales sont inopérants. Un second objet de la présente invention est aussi d'améliorer 25 sensiblement le rendement du mécanisme de propulsion. Selon l'invention, l'organe d'entraînement ayant une course limitée entre une position initiale et une position terminale, le convertisseur comporte un organe de rappel de l'organe d'entraînement dans la position initiale. Suivant un premier mode de réalisation, l'organe d'entraînement est un 30 plateau d'entraînement. A titre d'exemple, le plateau d'entraînement est circulaire. Cependant, de préférence, la périphérie du plateau d'entraînement présente une distance à l'axe de ce plateau qui est continûment décroissante. Il est ainsi possible d'optimiser le rendement de l'effort musculaire en 35 fonction de la position de la jambe du cycliste.

Suivant une caractéristique préférentielle de l'invention, la périphérie du plateau d'entraînement suit le profil d'une spirale. Alternativement, la périphérie du plateau d'entraînement présente une section initiale dans laquelle sa distance à l'axe de ce plateau est croissante et une section finale dans laquelle sa distance à l'axe de ce plateau est décroissante. Il s'agit là encore d'adapter le couple fourni à la position de la jambe du cycliste. Suivant une première option, l'organe de liaison est un élément souple et 10 longiligne de section constante tel qu'un câble ou un ruban. Suivant une seconde option, la périphérie du plateau d'entraînement étant dentée, l'organe de liaison est soit une chaîne, soit une crémaillère. Avantageusement, l'organe d'entraînement étant un plateau d'entraînement, l'organe de rappel comporte soit un plateau de rappel solidaire 15 du plateau d'entraînement, soit est un ressort fixé entre la crémaillère et un point fixe. Selon un premier mode de réalisation, chacun des actionneurs comporte un plateau d'adaptation pourvu d'une manivelle à l'extrémité de laquelle figure une barre, l'organe de liaison étant assujetti à ce plateau d'adaptation. 20 Toutefois, l'agencement du pédalier connu perdure essentiellement du fait de son ancienneté et pour des raisons culturelles plutôt que pour son caractère rationnel. Il présente des limitations dans la conversion du mouvement alternatif des jambes en mouvement circulaire de l'arbre de transmission, analogues à celle du moteur à explosion qui convertir le mouvement alternatif de 25 pistons en mouvement de rotation au moyen d'un vilebrequin. Ainsi, selon un second mode de réalisation, chacun des actionneurs comporte une barre assujettie à un moyen de guidage, de sorte que son seul degré de liberté soit une translation selon son axe de guidage. II apparaît d'autre part que le mécanisme de propulsion caractérisé ci- 30 dessus pourrait quelque peu perturber la personne qui emploie couramment un pédalier traditionnel, est habituée à ce que les deux pédales soient diamétralement opposées, autrement dit en opposition de phase. Le fait d'avoir deux pédales qui figurent au même niveau est en effet inhabituel. En conséquence, suivant une caractéristique préférentielle de l'invention, 35 le mécanisme comporte un organe de coordination pour coupler les actionneurs de sorte qu'ils se déplacent en opposition de phase.

A titre d'exemple, l'organe de coordination comporte un engrenage. Finalement, tout comme dans le cas d'un mécanisme de propulsion connu, il peut s'avérer nécessaire de modifier la vitesse de rotation de l'arbre de transmission pour l'adapter à celle de l'arbre de propulsion qui entraîne la roue 5 ou l'hélice. Ainsi, le mécanisme comporte un organe de transmission disposé entre l'arbre de transmission et un arbre de propulsion. La présente invention apparaîtra maintenant avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif io en se référant aux figures annexées qui représentent : la figure 1, un premier mode de réalisation de l'invention adapté à une bicyclette , la figure 2, un agencement destiné à ce premier mode de réalisation, plus particulièrement : 15 - la figure 2a, une vue en coupe d'une bicyclette dans un plan vertical intégrant l'axe médian de l'arbre de transmission, la figure 2b, un détail de cet agencement, et la figure 2c, une vue de face d'un premier flasque ; la figure 3, un deuxième mode de réalisation de l'invention adapté à 20 une bicyclette couché , plus particulièrement : la figure 3a, une vue du côté droit de la bicyclette couché, la figure 3b, une vue partielle en perspective de cette bicyclette dans laquelle le cadre est omis, et la figure 3c, une vue grossie d'un détail de la figure 3a ; 25 la figure 4, un premier type d'organe d'entraînement ; la figure 5, un deuxième type d'organe d'entraînement ; la figure 6, un agencement destiné à modifier le positionnement de l'organe d'entraînement, plus particulièrement : la figure 6a, un organe d'adaptation, et 30 - la figure 6b, une variante d'un organe d'entraînement prévue pour coopérer avec cet organe d'adaptation ; la figure 7, un troisième type d'organe d'entraînement ; la figure 8, un quatrième type d'organe d'entraînement ; la figure 9, un agencement d'un mécanisme de propulsion sur un vélo 35 tout terrain ; la figure 10, un organe de coordination ; la figure 11, un mode de réalisation de l'invention adapté à un bateau, en particulier : - la figure 11 a, un mécanisme de propulsion monté sur un safran, et - la figure 11 b, une vue grossie de ce mécanisme au niveau de l'hélice de propulsion ; la figure 12, une variante du premier mode de réalisation de l'invention adapté à une bicyclette. Les éléments identiques présents dans plusieurs figures sont affectés d'une seule et même référence.

En se reportant à la figure 1, un mécanisme de propulsion est présenté sur une bicyclette courante. Comme cela a déjà été mentionné, ce mécanisme est aisément adaptable par l'homme du métier à de nombreux autres types de véhicules. La bicyclette comporte essentiellement un cadre CA qui supporte un arbre de transmission AT sur lequel est habituellement monté un pédalier traditionnel mais qui est ici équipé d'un mécanisme destiné à supprimer les limitations de ce pédalier évoquées plus haut. Un premier actionneur est constitué par une pédale, la pédale droite PD qui est reliée à un premier convertisseur au moyen d'un premier organe de liaison qui prend ici la forme d'une manivelle, la manivelle droite MD. Le premier convertisseur comprend un premier organe de couplage DC, d'une part monté sur l'arbre de transmission AT, et d'autre part rigidement lié à la manivelle droite MD. La fonction de cet organe de couplage est de transmettre le mouvement de rotation de la manivelle MD à l'arbre de transmission dans un seul sens, ici celui des aiguilles d'une montre. Une roue libre est tout à fait appropriée à cette fonction. Il est préférable de faire revenir automatiquement la pédale droite de la position jambe en extension à la position jambe repliée. On évite ainsi l'usage de dispositifs du type cale-pied ou pédale automatique.

Un premier élément de rappel DR prend ici la forme d'un sandow ou d'un ressort attaché par sa première extrémité à un point fixe, sur le tube de selle par exemple. Cet élément de rappel passe sur une poulie directive ZR montée sur le tube horizontal du cadre CA et sa deuxième extrémité supporte une poulie suspendue ZS autour de laquelle s'enroule un cordon CR. Le cordon CR relie les manivelles gauche MG et droite MD à proximité de leurs extrémités opposées à celles qui sont montées sur l'arbre de transmission AT. Naturellement, ce 6 sandow DR tend à faire tourner la manivelle droite MD dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. L'homme du métier peut envisager de nombreuses variantes à ce moyen de rappel donné ici uniquement à titre d'exemple. Un organe de transmission est prévu pour transmettre le mouvement de l'arbre de transmission AT à l'arbre de propulsion solidaire du moyeu de la roue arrière. Cet organe, comme usuellement, prend ici la forme d'un plateau denté PL. Un deuxième actionneur est constitué par la pédale gauche PG qui est reliée à un deuxième convertisseur au moyen d'un deuxième organe de liaison 10 MG qui est ici constitué par la manivelle gauche MG. Cette manivelle MG est solidaire d'un deuxième organe de couplage, à savoir une deuxième roue libre montée elle aussi sur l'arbre de transmission AT. II est possible de transformer le pédalier décrit ci-dessus pour revenir à un pédalier traditionnel au moyen d'un système de blocage. 15 Une première solution consiste à prévoir un blocage des roues libres lorsque les deux pédales PD, PG sont diamétralement opposées. Une deuxième solution consiste à verrouiller les manivelles MD, MG sur l'arbre de transmission AT au moyen d'un dispositif du type clavette. Une troisième solution consiste à verrouiller la manivelle droite MD sur le 20 plateau denté PL, à rajouter un plateau solidaire de l'arbre de transmission AT à proximité de la manivelle gauche MG et à solidariser ces deux derniers éléments. En référence à la figure 2a qui représente une coupe de la bicyclette au droit d'un plan vertical passant par l'axe médian de l'arbre de transmission AT, une modification d'un boîtier de pédalier traditionnel permet de mettre en oeuvre 25 la présente invention dans un espace réduit. Ce boîtier est intégré dans un tube cylindrique TU fixé sur le cadre CA au point de jonction du tube de selle et du tube oblique. L'arbre de transmission AT est ici un arbre creux dont les deux extrémités présentent chacune un épaulement et sont filetées à l'intérieur. Cet 30 arbre AT est monté dans le tube cylindrique TU au moyen d'un premier RB1 et d'un second RB2 roulement à billes à contact oblique. Le premier roulement à billes RB1 disposé du côté de la manivelle droite MD prend appui sur l'épaulement correspondant du tube cylindrique TU et est maintenu en position par une première bague de serrage BS1 dont le filetage 35 externe coopère avec le filetage interne du tube TU.

De même, le second roulement à billes RB2 disposé du côté de la manivelle gauche MG prend appui sur l'épaulement correspondant du tube cylindrique TU et est maintenu en position par une deuxième bague de serrage BS2 dont le filetage externe coopère avec le filetage interne du tube TU.

Le plateau denté PL est rigidement lié à l'arbre de transmission AT du côté de la manivelle droite MD. Un premier demi-axe DAI supporte la manivelle droite MD à sa première extrémité. Sa deuxième extrémité est introduite dans l'arbre de transmission AT et le premier organe de couplage DC est enserré entre cet arbre et ce demi-axe DAI. De part et d'autre du premier organe de couplage DC sont ménagés des épaulements sur lesquels viennent en appui un troisième RB3 et un quatrième RB4 roulements à billes à contact oblique respectivement situés du côté de la manivelle droite MD et au niveau du centre du tube cylindrique TU.

Le troisième roulement à billes RB3 est maintenu par une troisième bague de serrage BS3 dont le filetage externe coopère avec un filetage femelle ménagé dans l'arbre de transmission AT. Le quatrième roulement à billes RB4 vient en appui sur une rondelle de centrage CR.

La manivelle droite MD est emmanchée sur la première extrémité du premier demi-axe DAI qui se présente comme une section de pyramide à base carrée. Elle est maintenue par un premier flasque FL1 circulaire lui-même maintenu sur le demi-axe DAI par un quelconque moyen tel qu'un premier écrou EC1 Hormis le plateau denté PL, la bicyclette est symétrique par rapport au plan médian du cadre CA. Ainsi, un second demi-axe DA2 supporte la manivelle gauche MG à sa première extrémité. Sa deuxième extrémité est introduite dans l'arbre de transmission AT et le deuxième organe de couplage GC est enserré entre cet 3 0 arbre et ce demi-axe DA2. De part et d'autre du deuxième organe de couplage GC sont ménagés des épaulements sur lesquels viennent en appui un cinquième RB5 et un sixième RB6 roulements à billes à contact oblique respectivement situés du côté de la manivelle gauche MG et au niveau du centre du tube cylindrique TU.

Le cinquième roulement à billes RB5 est maintenu par une cinquième bague de serrage BS5 dont le filetage externe coopère avec un filetage femelle ménagé dans l'arbre de transmission AT. Le sixième roulement à billes RB6 vient en appui sur la rondelle de 5 centrage CR. La manivelle gauche MG est emmanchée sur la première extrémité du second demi-axe DA2. Elle est maintenue par un second flasque FL2 lui-même maintenu sur le demi-axe DA2 par un deuxième écrou EC2. Il est ici aussi possible de revenir à un pédalier traditionnel. 10 A cet effet, une première cavité axiale VA1 débouchant au moins du côté de la manivelle droite MD est ménagée dans la troisième bague de serrage BS3. En se référant de plus aux figures 2b et 2c, une première ouverture OV1 traverse de part en part la manivelle droite MD selon un axe qui est parallèle à celui de l'arbre de transmission AT. Cette ouverture OVI coïncide avec la 15 lpremière cavité axiale VA1 pour une position angulaire prédéterminée, ci-après position de blocage, de cette manivelle MD. Dans cette première ouverture OVI est logée une première goupille GP1 équipée d'un ressort qui tend à la plaquer contre le premier flasque FL1. Ce premier flasque FL1 est pourvu d'une première rampe RAI qui 20 s'étend de son fond FD à un bossage BS situé sensiblement au niveau de sa face qui est en regard de la manivelle droite. Lorsque la première goupille GP1 est en appui sur le fond FD de la rampe RAI, elle affleure au niveau de la face de la manivelle droite MD qui est en regard de la troisième bague de serrage BS3 et elle ne peut donc pas 25 s'engager dans la première cavité axiale VA1. Par contre, en position de blocage, il est possible de faire pivoter le premier flasque FL1 monté avec du jeu sur le premier demi-axe DA1, pour faire rnonter la goupille GP1 sur la rampe RAI et venir l'engager dans le bossage BS. Dans cette position, la première goupille GP1 fait saillie de la manivelle droite MD 30 pour s'introduire dans la première cavité axiale VA1. Cette manivelle est alors solidaire de l'arbre de transmission AT. Naturellement, on peut prévoir plusieurs goupilles angulairement réparties, comme cela apparaît sur la figure 2c. Des moyens identiques sont prévus au niveau de la manivelle gauche 35 MG, moyens qui ne sont donc pas décrits.

En référence aux figures 3a et 3b, un mécanisme de propulsion est présenté sur une bicyclette utilisable en position dite couché . La bicyclette couché a été retenue dans le cas présent car elle permet de mettre particulièrement en lumière les performances que ce mécanisme permet d'obtenir. La bicyclette comporte essentiellement un cadre CAD, sur lequel sont montées une fourche avant AV et une fourche arrière AR respectivement prévues pour la fixation d'une roue avant RV et d'une roue amère RR. Un premier actionneur, le seul qui apparaisse sur la figure 3a, est io constitué par une barre PD assujettie à un quelconque moyen de guidage GD. Cette barre prendrait dans le cas présent la dénomination de pédale puisqu'elle est prévue pour être actionnée par le pied droit d'un cycliste, mais on pourrait également parler de manette ou de levier si elle était prévue pour être actionnée à la main. Le moyen de guidage GD peut prendre les formes les plus diverses et 15 on a retenu ici un système de guidage linéaire. La barre PD est ainsi montée sur un chariot qui s'engage dans un moyen de guidage linéaire tel qu'une rainure ou un rail de sorte que le seul déplacement qu'elle puisse effectuer soit une translation coaxiale à l'axe de ce rail. Par guidage linéaire on n'entend pas nécessairement guidage rectiligne, l'axe du rail pouvant suivre une courbe 20 quelconque telle qu'un arc de cercle. Ce premier actionneur PD est relié à un premier convertisseur au moyen d'un premier organe de liaison CD qui prend ici la forme d'un câble. Ce câble CD passe sur une poulie de réglage PR que l'on peut déplacer sur un support SP fixé sur le cadre. La fonction de cette poulie est détaillée plus loin. 25 Le premier convertisseur comprend un premier organe d'entraînement ED, une poulie dans le cas présent, solidaire d'un premier organe de couplage RLD monté sur l'arbre de transmission AT. La fonction de cet organe de couplage est de transmettre le mouvement de rotation de la poulie ED à l'arbre de transmission dans un seul sens, ici celui des aiguilles d'une montre. 30 Une roue libre est ainsi tout à fait appropriée à cette fonction. Lorsque la jambe du cycliste est en extension, position terminale PT de la pédale PD représentée sur les figures, il est préférable de faire revenir cette dernière automatiquement à sa position initiale Pl, lorsque la jambe du cycliste est repliée. On évite ainsi l'usage des dispositifs du type cale-pied ou pédale 35 automatique.

Un premier organe de rappel prend ici la forme d'une première poulie de rappel RD solidaire du premier organe d'entraînement ED. Un câble de raccordement RC s'enroule sur cette première poulie de rappel RD et y est fixé à sa première extrémité. Ce câble RC passe ensuite dans une poulie de tension TP et la fixation de sa deuxième extrémité est explicitée plus loin. La poulie de tension TP est reliée à la fourche arrière AR par un ressort ou un sandow SD. Naturellement, ce sandow SD tend à faire tourner cette poulie de rappel dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. L'homme du métier peut envisager de nombreuses variantes à ce moyen de rappel donné ici uniquement à titre d'exemple. On remarque que la poulie de rappel RD peut se limiter à une simple couronne juxtaposée à l'organe d'entraînement et de même axe que ce dernier ou, inversement, que l'organe d'entraînement consiste en une couronne juxtaposée à la poulie de rappel. Un organe de transmission est prévu pour transmettre le mouvement de l'arbre de transmission AT à l'arbre de propulsion AP solidaire du moyen de la roue arrière RR. Cet organe comporte ici un pignon avant PV solidaire de l'arbre de transmission AT, un pignon arrière solidaire de l'arbre de propulsion AP, et une chaîne de transmission RO pour relier ces deux pignons. En ce qui concerne l'organe d'entraînement, le plateau d'entraînement 20 ED dans le cas présent, il convient de préciser sa forme. La première idée qui vient à l'esprit est d'adopter une forme circulaire. Cette forme connue est appropriée lorsqu'il s'agit d'entraîner une hélice mais elle n'est cependant pas optimisée pour la conversion de l'effort musculaire du cycliste. 25 II est en effet préférable de prévoir un effort moins important lorsque la jambe est repliée. Pour ce faire, on peut prévoir que la distance de l'organe de liaison CD à l'axe de l'arbre de transmission AT décroisse au fur et à mesure que l'actionneur PD se déplace de sa position initiale PI à sa position terminale PT, cette distance 30 étant prise du point où l'organe de liaison CD quitte le plateau d'entraînement ED. En référence à la figure 4, une première solution consiste à prendre une chaîne de liaison comme organe de liaison HD. L'épaisseur de cette chaîne fait que sa distance à l'arbre de transmission AT croît lorsqu'elle s'enroule sur le 35 plateau d'entraînement ED. Le moyen d'agir sur le taux de croissance de cette distance est toutefois limité puisque le seul paramètre qui joue est l'épaisseur de la chaîne. Le noyau de ce plateau est l'amorce d'une spirale dite d'Archimède . De manière générale, une spirale se définit en coordonnées polaires par son rayon R fonction de l'angle a : R = f(a). Préférentiellement, la fonction f est 5 continue ainsi que sa dérivée. La fonction la plus simple est une fonction constante R = Ro, ce qui correspond à un cercle de rayon Ro. La spirale d'Archimède suit une progression régulière avec R = c. a, où c, sa dérivée, est une constante. La construction mécanique d'une telle spirale 10 est délicate mais il est possible d'en donner une représentation approximative au moyen d'une spirale dite à n centres où n est un nombre entier. La spirale à n centres est constituée en réalisant une succession d'arcs de cercles raccordés par une tangente commune à leur jonction. En référence à la figure 5, une spirale à deux centres est construite en 15 prenant un premier demi-disque DD1 de centre DC1 et de rayon DR1 et en lui superposant selon son diamètre un deuxième demi-disque DD2 de centre DC2 et de rayon DR2 de sorte que ces deux demi-disques présentent une tangente commune TDD. On distingue plusieurs cas selon la position de l'arbre de transmission par référence aux centres DC1, DC2 des deux demi-disques DD1, 20 DD2. Cet arbre qui est perpendiculaire à la spirale est préférentiellement disposé sur le diamètre commun des deux demi-disques. Lorsque l'arbre est disposé entre le centre DC1 du premier demi-disque DD1 et le point de jonction des deux demi-disques figurant sur leur tangente commune TDD, si la spirale tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, son 25 rayon à son point le plus haut décroît jusqu'au point de jonction des deux demi-disques DD1, DD2 et croît ensuite. Lorsque l'arbre est disposé au centre DC1 du premier demi-disque, le rayon de la spirale à son point le plus haut décroît jusqu'au point de jonction des deux demi-disques et est constant ensuite. 30 Lorsque l'arbre est disposé entre les centres DC1, DC2 des deux demi-disques, le rayon de la spirale décroît constamment lorsqu'elle effectue un tour complet. Lorsque l'arbre est disposé au centre DC2 du deuxième demi-disque, le rayon de la spirale est constant durant un demi-tour et décroît ensuite. 35 Lorsque l'arbre est disposé entre le centre DC2 du deuxième demi-disque et le point de décrochement des deux demi-disques, le rayon de la spirale croît jusqu'au point de jonction des deux demi-disques figurant sur leur tangente commune TDD et décroît ensuite. Il faut remarquer que la spirale aura en général son plus grand rayon en début de course (position jambe repliée) et son plus petit rayon en fin de course 5 (position jambe tendue). Comme exposé ci-dessus, il est possible d'avoir en début de course un rayon décroissant régulièrement jusqu'à une valeur constante pour la fin de course. Dans ce cas le début de course permet la relance et la fin de course le maintien de la vitesse. 1 o II est possible également d'avoir un début de course pour la relance avec la fin de course de relance moins marquée. En référence à la figure 6a, l'invention permet de faire varier la position de la spirale par référence à l'arbre de transmission au moyen d'un organe d'adaptation permettant de modifier l'agencement de l'organe d'entraînement au 15 sein du convertisseur. Pour ce faire, on prévoit un plateau de couplage PC solidaire de l'organe de couplage par le biais d'un alésage central AC. De part et d'autre de cet alésage AC, sont ménagés un orifice droit OD et un orifice gauche 0G. Le plateau de couplage PC peut se confondre avec le premier organe de rappel (la 20 première poulie de rappel RD par référence à la figure 3b). En référence à la figure 6b, le plateau d'entraînement ED se monte sur le plateau de couplage PC. A cet effet, le plateau d'entraînement ED est muni de trois évidements oblongs, un central VC, un droit VD et un gauche VG qui correspondent 25 respectivement à l'alésage central AC, à l'orifice droit OD et à l'orifice gauche 0G du plateau d'entraînement ED. Ainsi, l'évidement central VC vient enserrer l'organe de couplage et le plateau d'entraînement ED est à même de coulisser sur le plateau de couplage PC. Une fois que la position relative de ces deux plateaux est appropriée, ces 30 derniers sont solidarisés au moyen d'un quelconque dispositif, par exemple deux vis papillons qui passent l'une par l'évidement \/G et l'orifice 0G gauches et l'autre par l'évidement VD et l'orifice OD droits. En référence à la figure 7, une spirale à quatre centres est construite en commençant par réaliser un premier quart de disque QD1 (quart en haut et à 35 droite sur la figure) de centre QC1 et de rayon QR1.

Un deuxième quart de disque QD2 (quart en bas et à droite sur la figure) de centre QC2 et de rayon QR2 est juxtaposé au premier quart de disque QD1 de sorte que ces deux quarts de disques présentent une tangente commune TD12. La différence des deux rayons QR2-QR1 est égale à une constanteincrémentale a. Un troisième quart de disque QD3 de centre QC3 et de rayon QR3 est juxtaposé au deuxième quart de disque QD2 de sorte que ces deux quarts de disques présentent une tangente commune TD23. La différence des deux rayons QR3-QR2 est ici aussi égale à la constante incrémentale a. lo Un quatrième quart de disque QD4 de centre QC4 et de rayon QR4 est juxtaposé au troisième quart de disque QD3 de sorte que ces deux quarts de disques présentent une tangente commune TD34. La différence des deux rayons QR4-QR3 est toujours égale à la constante incrémentale a. Naturellement, les premier QD1 et quatrième QD4 quarts de disque sont jointifs. 15 Idéalement, l'arbre de transmission est centré sur le carré de côté a que forment les quatre centres QC1, QC2, QC3 et QC4. On peut augmenter sensiblement l'amplitude entre les rayons extrêmes de la spirale en adoptant non pas une fonction linéaire mais plutôt une fonction logarithmique de l'angle a en fonction du rayon R :: 20 R = c.exp(ka) où c et k sont deux constantes. Une telle spirale peut également être approchée par une construction géométrique dite spirale d'or résultant en une juxtaposition de secteurs circulaires. En référence à la figure 8, le point de départ est un premier carré ABCD, 25 M étant le milieu du côté inférieur CD de ce carré. Un premier secteur circulaire SC1 est le quart de cercle de centre D et de rayon DC délimité par les points C et A. II faut ensuite construire un arc de cercle CC de centre M et de rayon MA qui coupe en un point E le prolongement du côté inférieur CD du côté du point D. 30 Le point F est obtenu en formant un premier rectangle FBCE dont deux côtés adjacents sont BC et CE. La diagonale BE du premier rectangle FBCE coupe AD en un point G et le point H est obtenu en formant la projection orthogonale de ce point G sur le côté FE. 35 Un deuxième secteur circulaire SC2 est le quart de cercle de centre G et de rayon GA délimité par les points A et H.

La diagonale FD du deuxième rectangle FADE coupe GH en I et le point J est obtenu en formant la projection orthogonale de ce point I sur le côté DE. Un troisième secteur circulaire SC3 est le quart de cercle de centre I et de rayon 1H délimité par les points H et J.

La diagonale EG du troisième rectangle HGDE coupe IJ en K et le point L est obtenu en formant la projection orthogonale de ce point K sur le côté DG. Un quatrième secteur circulaire SC4 est le quart de cercle de centre K et de rayon KL délimité par les points J et L. La diagonale ID du quatrième rectangle coupe KL en N et le point P est lo obtenu en formant la projection orthogonale de ce point N sur le côté GI. Un cinquième secteur circulaire SC5 est le quart de cercle de centre N et de rayon NL délimité par les points L et P. La spirale CAHJLP est ainsi constituée par la succession des cinq secteurs circulaires SC1 à SC5. Idéalement, l'arbre de transmission est centré 15 sur le point d'intersection O de la diagonale BE du premier rectangle et de la diagonale FD du deuxième rectangle. On remarque que cette spirale se développe sur près de 450 , soit un peu plus d'un tour. Si ce développement s'avère insuffisant, il est possible de faire plusieurs tours en réalisant un enroulement de spires superposées ou 20 juxtaposées sur un tambour. On peut construire également une hélice basée sur une spirale : dans la direction normale Oz au plan Oxy de la spirale, la coordonnée Z selon cet axe Oz vaut Z = p.a, p étant une constante ; au bout d'un tour, le décalage selon l'axe Oz de deux points distants de 360 doit être au moins égal à la largeur de 25 l'élément de liaison. Plusieurs aménagements peuvent être apportés au mécanisme de propulsion. Le premier organe d'entraînement ED peut prendre la forme d'un plateau denté plutôt que d'une poulie. Dans ce cas, le premier organe de liaison est soit 30 une chaîne, comme cela a déjà été mentionné, soit une crémaillère en prise directe sur le plateau. Le premier actionneur est solidaire de la crémaillère. Par ailleurs, lorsque l'organe d'entraînement n'a pas une forme circulaire, il peut s'avérer judicieux d'utiliser une partie seulement du débattement angulaire total de cet organe. C'est la fonction première de la poulie de réglage PR 35 mentionnée plus haut qui, en fonction de sa position sur le support SP, modifie la longueur de l'organe de liaison CD comprise entre la position initiale PI et l'organe d'entraînement ED. Pour une position de référence du premier actionneur PD dans le moyen de guidage GD, la position initiale PI par exemple, on amène le premier actionneur dans la position requise en déplaçant la poulie de réglage PR.

Le mécanisme de propulsion objet de la présente invention est sensiblement symétrique si ce n'est qu'il comporte un seul pignon avant PV. Ainsi, en référence à la figure 3b, du côté gauche de la bicyclette, un deuxième actionneur est, comme le premier, constitué par une barre assujettie à un moyen de guidage. Ce deuxième actionneur est relié à un deuxième lo convertisseur au moyen d'un deuxième organe de liaison CG. Le deuxième convertisseur comprend un deuxième organe d'entraînement EG, une poulie dans le cas présent, solidaire d'un deuxième organe de couplage monté sur l'arbre de transmission AT. Ici encore la fonction de cet organe de couplage est de transmettre le mouvement de rotation de la poulie EG à l'arbre de 15 transmission dans un seul sens. Un deuxième organe de rappel prend ici la forme d'une deuxième poulie de rappel RG solidaire du deuxième organe d'entraînement EG, poulie de rappel sur laquelle s'enroule le câble de raccordement RC qui y est fixé à sa deuxième extrémité. 20 Bien que dans la plupart des cas les deux organes d'entraînement ED, EG soient identiques, il ne s'agit pas là d'un impératif pour la mise en oeuvre de l'invention. Au contraire, il est possible d'adapter ces organes à une certaine dissymétrie de l'utilisateur de la bicyclette. Par ailleurs, l'homme du métier comprend bien que l'on peut 25 éventuellement agencer des convertisseurs additionnels sur l'arbre de transmission, ceux-ci étant par exemple actionnés avec les mains. Ainsi, en référence à la figure 3c, on peut prévoir un actionneur du type manette monté, comme l'une des pédales, sur le bras BR horizontal de la potence. Cet actionneur est ici le guidon GD qui coulisse sur le bras BR. On peut également 30 prévoir deux actionneurs indépendants montés sur ce même bras. Ce type d'agencement est particulièrement bien adapté aux personnes handicapées qui ne peuvent se propulser avec leurs jambes. Naturellement, le mécanisme de propulsion se prête à une transmission traditionnelle avec changements de vitesse dans laquelle il n'y a pas seulement 35 un pignon avant et un pignon arrière mais où l'on prévoit un ensemble de deux ou trois plateaux solidaires à la place du pignon avant et une cassette munie d'une pluralité de pignons à la place du pignon arrière. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de prévoir une roue libre dans la cassette. II s'ensuit qu'il n'est plus nécessaire de pédaler pour changer les vitesses au moyen des dérailleurs avant et amère, sous réserve que la bicyclette progresse en marche avant.

Un avantage additionnel de l'invention apparaît clairement lorsque les actionneurs ne sont pas rigidement liés à l'arbre de transmission. II est ainsi possible de réorganiser toute la chaîne cinématique. En effet, sur une bicyclette traditionnelle, l'emplacement du pédalier est imposé, ce qui limite la garde au sol. Bien qu'il n'y ait pas de réel problème pour une utilisation urbaine, cette limitation peut s'avérer très pénalisante pour une utilisation en tout terrain ou en trial. En référence à la figure 9, le premier actionneur PD à guidage linéaire est disposé sur une traverse TT fixé entre la barre supérieure et la base du cadre CAD. L'arbre de transmission AT et tous les éléments qu'il supporte, 15 notamment le premier organe d'entraînement ED et le pignon avant PV, est fixé sur la tige de selle TS. II convient par ailleurs de reconnaître que le mode d'utilisation du présent mécanisme de propulsion pourrait quelque peu désorienter le cycliste habitué à un pédalier traditionnel sur lequel les deux pédales sont en permanence 2 o diamétralement opposées. Ainsi, en référence à la figure 10, on prévoit un organe de coordination pour assurer un déplacement des actionneurs en sens inverse. Un premier actionneur rotatif du type pédale est monté sur une première manivelle M1 libre de tourner autour d'un axe support AS. De même, un deuxième actionneur rotatif 25 est monté sur une deuxième manivelle M2 elle aussi libre de tourner autour de l'axe support AS. Une première couronne Cl solidaire de la première manivelle M1 et face à la seconde manivelle M2 est munie sur son flanc gauche d'un engrenage 45 El. En parallèle, une deuxième couronne C2 solidaire de la deuxième manivelle 30 M2 et face à la première couronne M1 est munie sur son flanc droit d'un engrenage à 45 E2. Un troisième engrenage E3 est monté fou sur un axe transverse AZ qui est perpendiculaire à l'axe support AS. Il est en prise avec les premier El et deuxième E2 engrenages. On prévoit de plus un palier PX pour maintenir tant 35 l'axe support AS que l'axe transverse AZ.

Le mécanisme de propulsion présenté jusqu'ici ne se limite pas à un usage terrestre et on présente maintenant son adaptation à un bateau. En référence aux figures 11 a et 11 b, le mécanisme est fixé sur un safran SF muni d'une barre BR et de deux aiguillots J1, J2 destinés à sa fixation sur le tableau arrière du bateau. Les premier et deuxième actionneurs (non représentés) sont reliés à un premier et un deuxième organes de liaison (pas représentés non plus) du type filaire qui sont respectivement raccordés à un premier Al et un second A2 anneaux.

L'arbre de transmission AT sur lequel est montée l'hélice de propulsion HL est fixé à la base du safran SF par un premier P1 et un deuxième P2 paliers. Un premier T1 et un second T2 tambours sont montés côte à côte par l'intermédiaire d'une première et d'une seconde roue libre sur cet arbre de transmission AT.

Une poulie supérieure PH est suspendue par l'intermédiaire d'un premier ressort RI sur le safran SF. Une poulie inférieure PB est elle aussi fixée sur le safran en dessous de la précédente par l'intermédiaire d'un deuxième ressort R2. Un câble d'entraînement CE en boucle s'enroule autour de la poulie supérieure PH. En partant de cette poulie, il s'enroule dans le sens direct sur le premier tambour T1, passe autour de la poulie inférieure PB et s'enroule autour du deuxième tambour T2 dans le sens inverse avant de revenir à la partie supérieure PH. Un premier collier BI est fixé sur le câble d'entraînement CE entre la poulie supérieure PH et le premier tambour T1. De même, un deuxième collier B2 est fixé sur ce même câble CE entre la poulie supérieure et PH et le deuxième tambour T2. Un premier câble de renvoi KI voit sa première extrémité fixée au premier collier BI, passe sur une première poulie de renvoi V1, et est finalement fixé au premier anneau Al. De même, un deuxième câble de renvoi K2 voit sa première extrémité fixée au deuxième collier B2, passe sur une deuxième poulie de renvoi V2 et est finalement fixée au deuxième anneau A2. Le lecteur comprend bien qu'il suffit de raccorder aux anneaux Al, A2 des actionneurs quelconques, par exemple l'un ou l'autre de ceux présentés plus 35 haut en liaison avec une bicyclette.

Cet agencement particulier présente l'avantage de pouvoir enlever le safran SF du bateau et de laisser en place dans celui-ci l'ensemble des actionneurs. Des filoirs Q1, Q2 guident les câbles de renvoi K1, K2 et empêchent les anneaux Al, A2 de pénétrer dans le mécanisme. Le système à deux poulies PH, PB garantit que le câble d'entraînement CE est tendu en permanence. On évite ainsi qu'il sorte des tambours T1, T2 et qu'il vienne s'enrouler autour de l'arbre de transmission AT. On prévoit de plus une chape sur chacune des poulies de renvoi V1, V2 pour éviter que les câbles de renvoi KI, K2 ne sortent des gorges lo de ces poulies. L'homme du métier transpose aisément l'adaptation du mécanisme ci-dessus à la propulsion d'un aéronef, moyennant toujours quelques aménagements mineurs. Le point important est de définir le diamètre des tambours T1, T2 en 15 fonction de la course des câbles de renvoi KI, K2 et de la fréquence de sollicitation des actionneurs pour obtenir la vitesse de rotation requise de l'arbre de transmission. L'invention permet par ailleurs, quel que soit le véhicule sur lequel elle est mise en oeuvre, de modifier le rapport de conversion entre les vitesses de 20 rotation des arbres de transmission et de propulsion tant en signe qu'en valeur absolue. A cet effet, en considérant la figure 12, une variante du premier mode de réalisation décrit en référence à la figure 1 incorpore un module de conversion. On reconnaît donc le plateau denté PL solidaire de l'arbre de 25 transmission AT ainsi que la manivelle droite MD monté sur cet arbre par l'entremise de la première roue libre DC. II convient toutefois de noter que les pédales sont ainsi agencées qu'elles figurent constamment entre les arbres de transmission et de propulsion. On évite ainsi qu'elles risquent d'entraver le pivotement de la roue avant lors 30 d'un changement de direction. Il s'ensuit que l'arbre de transmission AT tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, soit dans le sens contraire du sens de rotation requis pour l'arbre de propulsion. Le module de conversion est monté libre sur un axe auxiliaire AA qui est fixé sur le cadre de la bicyclette. 35 Ce module comprend une première UD1 et une deuxième UD2 roues dentées solidaires et coaxiales.

La première roue dentée UD1 s'engrène sur le plateau denté PL, si bien qu'elle tourne dans le sens des aiguilles d'une montre tout comme la seconde roue dentée UD2. Cette dernière UD2 supporte la chaîne prévue pour entraîner l'arbre de propulsion.

Ainsi, le module de conversion inverse le sens de rotation de l'arbre de transmission et modifie le rapport de conversion en proportion des diamètres ou du nombre de dents des deux roues dentées UD1ä UD2. Les exemples de réalisation de l'invention présentés ci-dessus ont été choisis eu égard à leur caractère concret. II ne serait cependant pas possible de lo répertorier de manière exhaustive tous les modes de réalisation que recouvre cette invention. En particulier, tout moyen décrit peut être remplacé par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (24)

REVENDICATIONS

1) Mécanisme de propulsion comportant un premier actionneur (PD) relié par un premier organe de liaison (MD ; CD ; KI) à un premier convertisseur (DC ; ED, RLD ; T1) monté sur un arbre de transmission (AT), caractérisé en ce que, comportant un deuxième actionneur (PG), celui-ci est relié par un deuxième organe de liaison (MG ; CG ; K2) à un deuxième convertisseur (GC ; EG, RLG ; T2) monté sur ledit arbre de transmission (AT).

2) Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que prévu pour entraîner un arbre de propulsion (AP), il comprend un module de conversion (AA, UD1, UD2) pour inverser le sens de rotation de cet arbre de propulsion par rapport à celui dudit arbre de transmission (AT).

3) Mécanisme selon la revendication 1 caractérisé en ce que, étant prévu pour entraîner un arbre de propulsion (AP), il comprend un module de conversion (AA, UD1, UD2) pour modifier le rapport des vitesses de rotation de cet arbre de propulsion et dudit arbre de transmission (AT).

4) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un système de blocage mobile (VA1, GP1, OVI, RAI) pour solidariser lesdits organes de liaison (MD, MG) audit arbre de transmission (AT).

5) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacun des convertisseurs comprend un organe d'entraînement (ED, EG ; T1, T2) relié audit organe de liaison (CD, CG ; KI, K2), cet organe d'entraînement étant solidaire d'un organe de couplage (RLD, RLG) monté sur ledit arbre de transmission (AT).

6) Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun desdits organes de couplage (RLD, RLG) entraîne ledit arbre de transmission (AT) dans un seul et même sens. 20

7) Mécanisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit organe de couplage est une roue libre (DC, GC ; RLD, RLG).

8) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ledit organe d'entraînement (ED) ayant une course limitée entre une position initiale (PI) et une position terminale (PT), ledit convertisseur comporte un organe de rappel (RD) dudit organe d'entraînement (ED) dans ladite position initiale (PI).

9) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que ledit organe d'entraînement est un plateau d'entraînement (ED, EG).

10) Mécanisme selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit plateau d'entraînement est circulaire (ED, EG).

11) Mécanisme selon la revendication 9, caractérisé en ce que la périphérie dudit plateau d'entraînement présente une distance à l'axe de ce plateau qui est continûment décroissante.

12) Mécanisme selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite périphérie du plateau d'entraînement suit le profil d'une spirale.

13) Mécanisme selon la revendication 9, caractérisé en ce que la périphérie 25 dudit plateau d'entraînement présente une section initiale dans laquelle sa distance à l'axe de ce plateau est croissante et une section finale dans laquelle sa distance à l'axe de ce plateau est décroissante.

14) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, 30 caractérisé en ce que ledit organe de liaison (CD, CG ; K1, K2) est un élément souple et longiligne de section constante.

15) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 9 à 13 caractérisé en ce que, la périphérie dudit plateau d'entraînement étant dentée, ledit 35 organe de liaison est une chaîne.20 22

16) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 9 à 13 caractérisé en ce que, la périphérie dudit plateau d'entraînement étant dentée, ledit organe de liaison est une crémaillère.

17) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 8 à 15 caractérisé en ce que, ledit organe d'entraînement (ED, EG) étant un plateau d'entraînement, ledit organe de rappel comporte un plateau de rappel (RD, RG) solidaire dudit plateau d'entraînement.

18) Mécanisme selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit organe de rappel est un ressort fixé entre ladite crémaillère et un point fixe.

19) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun desdits convertisseurs comporte un plateau d'adaptation (PC), ledit organe de liaison (MD) étant assujetti à ce plateau d'adaptation.

20) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 5 à 18, caractérisé en ce que chacun desdits actionneurs comporte une barre (PD) assujettie à un moyen de guidage, de sorte que son seul degré de liberté soit une translation selon son axe de guidage.

21) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 5 à 20, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de réglage (SP, PR) pour ajuster l'agencement desdits organes de liaison (CD) de sorte qu'une position de référence desdits actionneurs (PD) corresponde à une position requise desdits convertisseurs (ED).

22) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de coordination (El, E2, E3) pour coupler lesdits actionneurs de sorte qu'ils se déplacent en opposition de phase.

23) Mécanisme selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit organe 35 de coordination comporte un engrenage (E11, E2, E3).

24) Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de transmission (PV, RO) disposé entre ledit arbre de transmission (AT) et un arbre de propulsion (AP).