Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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Note préalable à la divulgation
Dans sa recherche de réalisation de pédaliers accéléro-décélératifs, dont
l'une des variantes réalise des pédaliers dont la course des pédales est de
type elliptique, l'inventeur de la présente a constitué comme art antérieur
un ensemble de machines motrices, que l'examinateur aura soin de
consulter, et dont la liste des demandes et brevets à ce jours est fournie
en annexe à la présente divulgation.
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Divulgation
Lorsque l'on observe Ia force produite par la poussée d'un pédaleur sur
les pédales, l'on se rend compte de l'évidence suivante que la force
générée sur la roue arrière est d'autant plus grande que l'on se situe en
mi-course, puisque l'angle de couple est dans cette partie, dans sa phase
la plus prononcée. (Fig. l ) C'est au surplus à cette phase que la jambe
du pédaleur a en elle-même Ie plus de puissance, puisqu'elle est à demi
dépliée.
Une deuxième observation vient à l'esprit en ce que le mouvement du
pied, forcément circulaire, puisqu'il est couplé à celui de la pédale, n'est
pas Ie mouvement le plus idéal, du point de vue ergonomique. En effet,
si l'on cherche à définir un mouvement du pied qui soit idéal d'un point
de vue ergonomique, l' on se rend compte que l' on doit octroyer à ce
mouvement plus de hauteur que de largeur, et cela, tout en gardant une
certaine rondeur. Le mouvement idéal sera donc dès lors elliptico-
vertical. (Fig.l b)
La présente invention aura donc comme premier objet de montrer
comment, d'un point de vue purement mécanique, l'on peut améliorer le
couple du pédalier lors de la descente. Pour atteindre cet objectif, l'on
produira des mécaniques accéléo-décélératives, de telle manière que les
vitesses descendantes et montantes soient supérieures aux vitesses de
passage en haut et de passage en bas de pédales. Par conséquent, la
puissance des pédales, durant ces passages, sera décuplée.
Dans un deuxième temps, l'on montrera que plusieurs des méthodes déjà
utilisées par nous-mêmes, notamment pour contrôler le mouvement des
pales des machines à cylindre elliptique de type poly turbines,
permettront de réaliser une course des pédales d'un pédalier qui sera
elliptique. La puissance sera donc cette fois-ci, non seulement
mécaniquement, mais aussi géomëtriquement augmentée, puisqu'une
partie de la puissance produite aura sa cause dans un mouvement des
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pédales plus compatible avec le mouvement ergonomique idéal. En effet,
les mouvements obtenus seront en général plus hauts que larges, et à la
limite elliptique, vertical, ou oblique. L'on montrera par ailleurs et de
façon subsidiaire que le mouvement pourra aussi être, pour certains
usages, elliptique horizontal. De façon subsidiaire, l'on pourra en effet
par exemple réaliser, avec l'aide de ces pédaliers, des simulateurs de
mouvement de ski de fond et ainsi de suite.
Dans un troisième temps, nous montrerons que lesdits pédaliers peuvent
être reliés à la roue motrice, par moyens conventionnels, tel une chaîne,
ou encore par tige, ou par pression. En ce dernier type de réalisation,
l'on produira un système de locomotion que l'on dira pompo-moteurs.
Nous montrerons en effet que l'effort maximal amélioré par les présentes
peut être couplé de façon synchronisée avec l'effort maximal que
requièrent certaines pompes et redistribuées dans une partie motrice ,
d' où l' idée de pompos moteurs
La. première réalisation de la présente invention consiste à produire des
accélérations décélérations des pièces, alternatives, tout en conservant le
mouvement original circulaire de la jambe du pédaleur. (Fig. 2)
Dans cette réalisation de la présente invention, l'on visera dans un
premier temps, à dissocier le mouvement des pédales et du plateau de la
chaîne, habituellement associés, et ce de telle manière, dans un
deuxième temps, de pouvoir produire entre ces éléments des variations
de vitesse, impossibles lorsque ceux-ci sont reliés de façon rigide.
Pour ce faire l'on construira de façon détachée Ie plateau des pédales et
le plateau de chaîne. Subséquemment, l'on couplera Ie plateau du
pédalier et le plateau de chaîne indirectement et préférablement par
l'entremise d'engrenages. La vitesse de ces éléments est habituellement
identique puisque ces éléments sont généralement fiés l'un à l'autre.
Comme ces éléments ne sont plus reliés de façon directe, Leur vitesse
pourra ne plus être identique.. Par exemple le plateau de chaîne pourra
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tourner de façon plus lente ou plus rapide que celle du pédalier comme
tel. Cependant, puisque dans ce premier arrangement, les engrenages
seront de type standard, les vitesses obtenues seront soit égales, plus
lentes, ou plus rapides, tout en demeurant cependant régulières.
Dans une première version, un plateau de pédales, préférablement muni
d'un engrenage intermédiaire ou plus, ces engrenages étant disposés de
façon intermédiaire entre l'engrenage central de support, de type externe
et disposé fixement dans le centre du pédalier, et l'engrenage du plateau
de chaîne, de type interne. Dès lors le mouvement des pédales entraînera
la post action des engrenages planétaires intermédiaires, qui sur leur
surface extérieure seront couplés à l'engrenage interne du plateau de
chaîne. . L'on comprend que le plateau et son engrenage seront eux de
même entraînés post activement, et plus rapidement que les pédales
elles-mêmes .Ce décommandement post actif, permettra d'ailleurs, de
réaliser un plateau de plus faible dimension.
Cette première manière de réaliser l'invention peut être réalisée
différemment, suivant que le plateau de chaîne et le plateau sont reliés
différemment aux mêmes engrenages. Par exemple le plateau de chaîne
pourra cette fois-ci être relié à ou aux engrenages intermédiaires
l'engrenage interne, alors que le plateau des pédales pourra être relié à
l'engrenage interne.
Par ailleurs, l'on pourra aussi dynamiser différemment les engrenages,
en réalisant le pédalier de telle manière que l'engrenage extérieur de type
interne soit fixe et constitue dès lors l'engrenage de support . En ce cas
les plateaux de chaîne et de pédalier seront plutôt reliées aux engrenages
intermédiaire et à l'engrenage d'induction cette fois-ci, de type externe
et disposé de façon centrale
En effet, dans cette manière de réaliser un mouvement de plateau plus
indirect par rapport à celui des pédales, il s'agira plutôt d'utiliser
l'engrenage interne de façon rigide et ainsi de s'en servir comme
b
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engrenage de support. Dès lors, le plateau de chaîne pourra plutôt relié
rigidement à l'engrenage externe central. Le plateau de pédale sera relié
aux engrenages intermédiaires, qui transmettront leur action
rétrorotative, issue de leur couplage à l'engrenage de support, à
l'engrenage d'induction du plateau, qui seront dès lors entraînée post
activement. (Fig. 3 )
La première réalisation de la présente invention consistera donc non
seulement à relier de façon plus indirecte ces éléments, mais aussi à le
faire de telle manière de pour pouvoir par la suite, relativiser leur
rapports de vitesse, produisant alternativement de phases accélératives et
décélératives.
Pour réaliser cette deuxième version de la première réalisation de la
présente, l'on utilisera un genre d'engrenages de forme irrégulière, que
nous avons préalablement nommé engrenages excentriques et
engrenages polycamës. L'utilisation des ces types d'engrenages
permettra de relier ces parties plateau de pédale et plateau de chaîne non
seulement de façon indirecte, mais au surplus de telle manière de
produire entre ces parties les variations de vitesse plus haut anticipées
dans les objectifs de la présente . Nous utiliserons en effet des
engrenages polycamés de telle manière de rendre les rapports entre ces
éléments variables dans le temps , produisant par la même des
accélérations et des décélérations en des moments pertinents , de l'une
par rapport à l'autre. (Fig.4 )
L'on se référera à nos propos antérieurs relatifs à l'utilisation
d'engrenages excentrique et polycamés, propos que l'on retrouvera
principalement dans les demandes dont les titres et numéros sont
produits en annexe. Pour les fins des présentes, mentionnons simplement
que les engrenages excentriques et polycamés, sont des ensembles
d'engrenages de formes irrégulières , elliptiques, quasi triangulaires ,
quasi carrées etc. , qui peuvent , par leurs formes spécifiques être
employés en combinaison, puisque ces formes irrégulières sont dessinées
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des telle manières d'être combinatoires, c'est-à-dire de telle manière de
garder ces engrenages touj ours en contact les uns aux autres en cours de
leurs rotations. Ces engrenages permettent donc de produire en cours de
rotation, des variations de vitesses entre eux. Dans les cas où nous les
avons précédemment utilisés, ces types d'engrenages nous ont
principalement permis de varier les formes des courses des éléments
auxquels ils étaient reliés, principalement des pales , et ainsi d'obtenir
de telle manière d'améliorer les formes de cylindre à réaliser. Dans le cas
présent, ces types d'engrenages serviront principalement à varier les
vitesses entre les parties, de telle manière de décommander positivement
les pièces lors de la descente, de manière à augmenter le couple du
pédalier dans ces moments de puissance les plus opportuns.
Pour ce qui est du propos de la présente, mentionnons seulement que
l'on peut adjoindre deux engrenages polycamés , ou encore une
engrenage excentrique et un engrenage polycamé de telle manière que
leurs excentricités et carnations soient complémentaires dans le temps,
c'est-à-dire que les positions debout de l'un correspondent aux positons
couchées de l'autre , et qu'inversement , dans les périodes alternatives, de
tournage des engrenages , les périodes couchées de l'un correspondent
aux parties debout de l'autre ( Fig. 5 ) . Diverses combinaisons sont
possibles, comme par exemple une combinaison d'engrenages
polycamés en laquelle les deux engrenages sont rotatifs. D'une autre
manière l'on peut par exemple réaliser l'un d'eux de façon fixe et le
second agit à la manière d'un planétaire. Tous les types de combinaison
d'engrenages sont possibles et notons simplement, comme dernier
exemple, la combinaison par exemple d'un engrenage excentrique à un
engrenage à crémaillère.
Dans cette variante polycamée des précédentes réalisations, l'on pourra
organiser les mouvements de pédalier et de plateau de chaîne de telle
manière qu'ils soient reliées par de recours d'engrenages polycamés, ce
qui, comme nous l'avons déjà mentionné, permettra par la suite, de
pouvoir rendre les parties alternativement accélérative et décélératives,
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l'une par rapport à l'autre. Il s'agira ensuite de tirer partie de ces
accélérations et décélérations de telle manière que les parties les plus
rapides du mouvement des pédales, couplées aux parties les plus lentes
du mouvement de chaîne, se réalisent lors de la descente des celles-ci
L'on pourra donc dès à présent varier les précédentes réalisations, en y
remplaçant les engrenages standard par des engrenages excentriques ou
polycamés selon le cas. Le but de l'opération est, encore une fois, de
produire un accroissement de vitesse et de force de la pédale par rapport
à la roue pans la partie descendante du mouvement, donc dans la partie
qui accumule le plus grand effort du pédaleur. (Fig. 6)
Dans les précédentes figures de la présente invention, nous avons vu que
l'on pouvait augmenter la puissance du pédaleur dans sa phase
descendante, deuxièmement que l'on peut relier, non plus directement,
mais plutôt indirectement, le plateau du pédalier et l'ensemble pédale
par divers moyens, et troisièmement que l'on peut utiliser un certain type
d'engrenage, dit excentrique ou polycamés, de telle manière de modifier
la régularité des vitesses réalisées du plateau du pédalier et du plateau de
chaîne.
Les prochaines réalisations auront pour objet de montrer que l'on peut
non seulement améliorer la puissance des pédaliers du point de
mécanique mais aussi du point de vue ergonomique. Pour ce faire, l'on
visera à construire un ensemble de mécaniques accéléro-décélératives
de telle manière qu'au surplus elles permettent d'améliorer les pédaliers
en leur ajoutant des qualités cette fois-ci géométriques. En effet l'on
visera, en même temps que de réaliser les phases accéléro -
décélératives, à réaliser pour ces pédaliers une course des pédales
elliptico-verticale, plus compatible, comme nous l'avons déjà
mentionné, avec l'ergonomie du pédaleur.
En effet, l'on constatera dans nos prochains propos que les idées de
mécaniques accéléro décélératives sont parfaitement compatibles avec
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celles de course elliptique des pédales, puisque la descente, beaucoup
plus longue géométriquement, devra nécessairement être accélérée pour
se réaliser dans le même temps que le temps de passage en haut et en vas
de course (Fig.7 )
Ces avantages seront donc démultipliés, puisque l'on produira â la fois
une course elliptique et une action de décommandement réalisée avec
l'aide d'engrenages, accroissant les accëlérations et décélérations de
façon encore plus marquée.
Les prochains propos auront donc pour objet de montrer les diverses
méthodes mécaniques permettant de réaliser une course des pédales
accéléro-décélérative , mais cette fois-ci, par une réalisation géométrique
de la course des pédales, qui sera elliptico-vertiocale
Préalable géométrique
L'on comprendra mieux l'ensemble des méthodes plus haut répertoriées
en maîtrisant le commentaire géométrique suivant, duquel, dans leur
essence, elles prennent leur source. Avant de commenter plus
précisément chacune des méthodes de réalisation des pédaliers ici
soumises lorsque l'action des pédales est elliptiques, il nous a semble
judicieux de rappeler comment construire géométriquement une forme
ellïptique.
Construction géométrique standard d'une ellipse, ou quasi ellipse
Géométriquement, l'on appelle la méthode de la corde, la méthode de
base pour construire une ellipse. Dans cette méthode, il s'agit de réunir
deux points, que l'on nomme foyers, par une corde, dont la longueur est
supérieure à la distance séparant les deux foyers.
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L'on tend ensuite la corde et l'on décrit un semi circonférence autour de
ces deux points, ce qui réalise une ellipse. (Fig.8) L'ellipse peut donc
être assimilable à une circonférence à deux centres.
Constructions géométriques proposées d'une course elliptique
Comme on l'aura remarqué, la méthode de la corde ne peut être
applicable, mécaniquement, pour la construction d'une ellipse, puisque
les longueurs séparant les centres de la quasi circonférence sont toujours
variables. La réalisation mécanique de ces cordes serait en effet
irréalisable dans la pratique.
C'est pourquoi nous montrons ici d'autres procédés géométriques de
construction de l'ellipse, qui pourront par la suite, plus facilement être
réalisés mécaniquement par l'utilisation de pièces de longueur fixes.
Les trois méthodes géométriques principales sont les suivantes
a) par circonférence et rectiligne superposés additionnées ou
soustraites
b) par rectiligne et circonférence superposés
c) par circonférence superposées
Commençons par commenter la première de ces méthodes
Méthode par circonfërence et rectiligne superposée
Dans cette méthode, l'on produit tout d'abord une circonférence, et, à
partir de chaque point successif de celle-ci, l'on produit, soit à extérieur,
soit à l'intérieur, une rectiligne alternative. En réalisant ce double
mouvement, l'on constatera que le point se déplaçant alternativement sur
la droite tangente au déplacement du point se déplaçant sur la
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circonférence, s'éloigne et de rapproche tout simplement alternativement
de la circonférence et produit par la même une ellipse. Pour plus de
clarté, l'on appellera donc cette méthode la méthode par droite
alternative superposée (Fig.9 a )
Méthode par rectiligne et circonférence superposée
Dans la seconde méthode, il s'agit de produire de façon contraire
circonférence et rectiligne. En effet, l'on produit cette fois-ci, au centre,
le déplacement alternatif d'un point sur une droite. Ce point en
déplacement sert ensuite à la construction d'une circonférence. La
résultante de ces deux mouvements est une ellipse. Pour plus de clarté,
l'on appellera cette méthode par circonférence ajoutée. (Fig. 9 b)
Méthode par circonférences superposées
Une troisième manière de réaliser des ellipses consiste à construire, soit
rétroactivement, soit post activement une circonférence à partir de point
de centre se déplacent sur une première circonférence C'est ce que nous
appellerons la méthode par circonférences superposées (Fig. 9c)
Mécanisation
Nous avons vu jusqu'ici comment former des ellipses à partir d'éléments
géométriques de base. Comme nous avons pu le constater, dans deux des
trois cas, ces ellipses sont construites à partir de combinaisons de
droites et des rectilignes à des mouvements circulaires. Lors de la
réalisation mécanique des ellipses géométriques plus haut commentées,
l'on pourra construire les mouvements circulaires entrant dans leur
composition , avec l'aide d'excentriques ou de vilebrequin , ce qui ne
pose pas de problème mécanique particulier. Bien entendu l'on pourra
tout simplement construire les parties rectilignes des mouvements en
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utilisant des pièces montées de façon coulissante l'une dans l'autre. Un
exemple bien connu de ce type de méthode est l'insertion dans un
cylindre d'un piston, cette action permettant de faire réaliser à celui-ci
un mouvement rectiligne.
Dans ces cas, l'on pourra par exemple monter de façon coulissante l'une
des extrémités du machine de pédale , et relier sa partie moyenne à une
partie circulaire , ce qui produira , à l'extrémité contraire , une quasi
ellipse , supportant chaque pédale. (Fig.10 a)
Inversement, si l'on veut se contenter de réaliser le mouvement
rectiligne, sous forme de coulisse, mais cette fois-ci à l'extérieur, l'on
reliera simplement l'une des extrémités du manchon à un maneton de
vilebrequin monté rétrorotativement dans le pédalier, et l'on insérera le
manchon, vers son centre, dans une coulisse. L'extrémité
complémentaire, supportant la pédale, produira un mouvement quasi
elliptique. (Fig. 10 b )
Cependant, bien que cette méthode soit généralement utilisable dans de
endroits ne produisant que peu de friction, leur utilisation est moins
pertinente lors de réalisation de mécaniques risquant d'entraîner des la
friction, comme c'est le cas de certains pédaliers, devant être soumis à
un effort supérieur. C'est pourquoi nous récapitulons ici les méthodes de
construction géométrique de droites alternatives, et leurs meilleures
réalisations mécaniques, ces aspects ayant d'ailleurs abondamment été
montrés par nous-même lors divulgations antérieures. .
Méthode de construction géométrique de droites
Comme nous l'avons déjà mentionné, il est donc important de montrer
ici des méthodes de réalisation géométrique de la rectiligne, de telle
manière que celle-ci puisse être par la suite effectuée, mécaniquement
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sans friction. L'on notera donc que préférablement , pour atteindre ces
objectifs , l'on tentera ici de produire la rectiligne avec l'aide de
circonférences , ces dernières pouvant par la suite être réalisées
facilement par des vilebrequins ou par des excentriques.
Construction mécanique du mouvement rectiligne
Les prochaines constructions mécaniques du mouvement rectiligne
prendront pour appui les constructions géométriques précédemment
exposés. L'on notera. que ces constructions ont déjà été divulguées par
nous-mêmes antérieurement aux présentes et appliquées aux machines
motrices tel compresseurs, moteurs, machines de captation. L'on aura
donc soin de consulter les brevets et demandes de brevets à cet effet,
dont les numéros sont déposés en annexe des présentes.
Les deux principales méthodes mécaniques de construction de la
rectiligne sont les méthodes dites méthode par mono induction
rétrorotative, et méthode par bi induction, la première étant issue de la
construction géométrique par circonférences superposée et la seconde
par double circonférence avec addition géométrique.
La méthode de construction de la rectiligne par mono induction
rétrorotative. .
Pour réaliser mécaniquement une course d'un élément qui soit
alternative et rectiligne, l'on doit, selon cette méthode, avoir recours à
deux circonférences, l'une étant la moitié de l'autre et annulant donc l'un
des vecteurs de sa réalisation, la transformant en rectiligne. L'on aura
soin de consulter nos travaux à cet effet, et notamment notre brevet titré
machine à poly induction.
Pour ce faire, l'on utilise un premier vilebrequin que l'on nommera
vilebrequin maître. Les manchons de ce vilebrequin seront dans ces
premières versions terminés par une fourchette. Dans cette fourchette
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sera disposé rotativement un vilebrequin secondaire, ce vilebrequin étant
d'une longueur équivalente à la moitié du vilebrequin-maître. L'axe
central du vilebrequin auxiliaire sera muni d'un engrenage dit engrenage
d'induction. Cet engrenage sera couplé à un engrenage de support de
type interne, monté rotativement dans le flanc de la machine.
La rotation du vilebrequin entraînera la rétrorotation du vilebrequin
secondaire, et le mouvement résultant du maneton de celui-ci sera une
parfaite rectiligne alternative. (Fig.l 1 a)
La méthode mécanique de construction de la rectiligne par double
ensemble vilebrequin-bielle
Dans cette méthode, l'on suppose simplement que deux vilebrequins
sont montés rotativement dans une machine et sont organisés de telle
manière de tourner en sens contraire. A chacune des manetons de ces
vilebrequins, l'on dispose ensuite des bielles, ces bielles étant reliées à
leur extrémité construire. Cette construction est la réalisation mécanique
de la méthode par circonférence et valeur géométrique ajoutée.
Dès lors, l'on s'apercevra que si l'on fait tourner les deux vilebrequins, le
mouvement latéral de chacune des bielles sera annulé par Ie mouvement
de la bielle complémentaire et seul le mouvement vertical subsistera.
L'extrémité à laquelle les bielles seront rattachées produira dons une
parfaite rectiligne. ( Fig. 11 b)
Mécanisation à partir de rectilignes non coulissantes.
Les deux méthodes de construction de mouvement elliptique nécessitant
la combinaison d'un mouvement rectiligne à un mouvement circulaire
pourront dès lors être réalisées avec l'aide des méthodes de construction
des rectiligne que nous venons de divulguer. En effet, que cette
construction de rectiligne soit fait au centre ou en périphérie, les deux
méthodes sans coulisses déjà montrées pourront être utilisés.
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Par exemple, l'on pourra soutenir l'extrémité extérieure du pédalier par
mono induction ou bi induction, ces mécaniques étant montées de façon
superposées à un mécanique rotative. (Fig. l2 a)
Inversement l'on pourra produire les mécaniques au centre, et organiser
sur celles-ci les mouvements rotatifs. ( Fig 12.b )
Dans les deux cas l'on produira un mouvement résultant elliptique, avec
peu de friction.
Mécanisation des méthodes de réalisation de l'ellipse par
circonférences superposées.
Jusqu'à présent, nous avons montré que l'on pouvait mécaniser les
réalisations d'un mouvement elliptique par combinaisons de
mouvements circulaires et rectilignes.
Comme nous l'avons montré géométriquement, la construction de
mouvement elliptique est aussi possible avec le recours à des
circonférences seulement. Lors de la commercialisation, il est important
de favoriser les types de réalisation qui offriront la plus grande facilité
de montage. Pour cela, l'on optera selon nous pour la construction
géométrique permettant de réaliser les mouvement elliptiques, par la
méthode dite par circonférences superposées , avec ou sans ajout de
bielle de droite de géométrie.
Les prochains propos auront donc pour objet de montrer que plusieurs
mécanisations de cette méthode géométrique sont non seulement
possibles mais aussi préférables.
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Méthode par mono induction rétro ou post rotative.
L'on réalisera ce type de géométrie par les deux méthodes principales
de mono induction rétro rotative et par mono induction post rotative.
En effet, l'on réalise tout d'abord dans les deux cas, il s'agit de fixer à
un engrenage planétaire, soit de type post rotatif, soit de type rétrorotatif,
les manchons des pédales.
Plus précisément, dans les deux cas, l'on utilisera tout d'abord un
premier vilebrequin, que l'on nommera vilebrequin maître, ce
vilebrequin étant monté rotativement dans le centre du pédalier. L'on
installera ensuite. Pour un meilleur équilibre de soutient des vilebrequins
secondaires, l'on terminera le vilebrequin maître par des fourchettes.
L'on installe de façon superposée au premier vilebrequin, un second
vilebrequin, ce dernier vilebrequin étant monté rotativement sur les
fourchettes du vilebrequin maître. L'on muni ensuite l'axe du
vilebrequin secondaire d'un engrenage dit engrenage d'induction que
l'on couple à un engrenage dit de support , ce dernier engrenage étant
disposé rigidement dans la machine . Dans la mesure où le rayon du
vilebrequin secondaire est inférieur à celui du vilebrequin maître, l'on
réalisera l'ellipse recherchée, tout autant par la méthode dite rétro
rotative, que par la méthode post rotative. ( Fig. 13 )
Méthode de mécanisation par circonférences surajoutée et ajout de
paramêtre géométrique.
Comme nous venons de le montrer, l'on peut, tout autant de façon post
rotative que rétro rotative, construire par mono induction les
mouvement elliptiques recherché.
En effet, les méthodes permettant de réaliser ce type de construction de
l'ellipse ont toute la particularité de ne faire intervenir que des
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combinaisons de mouvements circulaires, sous la forme de vilebrequin
ou d'excentriques, et de rattacher à l'un de ces vilebrequin, comme on le
verra, des manchons rigides, ces derniers éléments réalisant les droites
de géométrie.
Comme nous le montrerons plus loin, toutes ces méthodes pourront par
la suite se voir appliquer des engrenages excentrique et /ou polycamés de
telle manière d'augmenter les effets accélérodécélératifs des pédales sur
le plateau de chaîne.
Réalisations mécaniques réalisant des ellipses à partir de ces méthodes
Mous montrerons ici , à parti des méthodes géométriques plus avant
exposées , l'ensemble des techniques de réalisations mécaniques de
l'ellipse plus haut répertoriées , qu'il supra ensuite de doubler et de
pourvoir de pédales pour réaliser les pédaliers accéléro-décélératifs
ergonomique ici présentés.
La méthode dite par construction mono inductive rétrorotive
Nous avons jusqu'à présent montré que l'on pouvait non seulement
construire des mouvements elliptiques à l'aide de combinaison de sous
mouvements circulaires et rectilignes, mais aussi an combinaisons de
mouvements circulaires
Les méthodes utilisées étaient principalement des engrenages planétaires
simples, soit rétro rotatifs, soit post rotatifs. Dans les deux cas, les
figures produites, de même que la puissance développée étaient
insatisfaisantes. En effet, comme les manetons supportant les pédales
sont disposés directement sur les engrenages d'induction,
l'augmentation de la puissance produite était fort limitée. De plus la
forme elliptique prévue ne se réalisait pas de manière idéale. En effet,
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dans la réalisation par méthode mono inductive rétrorotative nous avons
noté que le mouvement produit n'était pas vraiment elliptique d'une
part, et d'autre part, qu'en cours de course, le poignet de la pédale étant
forcément situé entre la circonférence et le centre, l'augmentation du
couple produite était relativement faible. {Fig.l4 a)
D'autre part, dans le cas de la réalisation de l'ellipse par mono
induction par post rotation, la situation était encore moins intéressante
puisque l'on a même un stoppage en mi descente. (Fig. 14 B)
Finalement , en supposant l'ellipse réalisée de façon transversale, le
couple est certes augmenté , mais l'aspect ergonomique recherché du
mouvement de la jambe n'est pas réalisé.
Amélioration géométrique de la méthode par circonférences
superposées.
Comme nous l'avons déjà montré, la construction d'une ellipse est
possible par la construction de deux circonférences superposés , que l'on
réalise mécaniquement par la superposition de deux vilebrequins , l'un
maître et l'autre secondaire, ces derniers agissant tels des planétaires
étant contrôlés par engrenages. Nous avons de plus montré que, dans la
mesure où les circonférences étaient superposées étaient plus petites que
les circonférences maîtres, l'on obtenait des mouvements résultants
elliptiques ou quasi elliptique tout autant avec des mécaniques
rétrorotatives que post rotatives.
Cependant, si l'on augmente le rayon de la circonférence supérieure,
l'on pourra noter que de fortes différences se produisent entre ces deux
méthodes de soutient. En effet , lors de l'accroissement du rayon de la
circonférence supérieur , lors de mono induction post rotative, la forme
devient bouclé et par conséquent , irréalisable sous la forme de pédalier
Fig. 15 a ) . Dans le cas des figures réalisées par mono induction rétro
rotative, la forme passe tout d'abord par la réalisation de rectiligne, plus
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ensuite, si l'on allonge de nouveau le rayon de la circonférence,
redevient elliptique. (Fig. 15 b,c)
Cette nouvelle ellipse a cependant ceci d'original, qu'elle se produit en
sens inverse de celui de la réalisation de la circonférence maître, c' est
pourquoi nous diront les mécaniques réalisant cette formule géométrique
mécanique rétrorotatives , avec ajout géométrique.)
Mécanisations de la méthode par rétrorotation avec ajout
géométrique.
Nous venons d'énoncer, la meilleure façon selon nous de réaliser les
ellipses, et cela non seulement parce que, comme on le verra, elle sera
facilement réalisable de plusieurs manières mécaniquement , mais aussi
par ce qu'elle offrira , en même temps que sa course ergonomique, un
coefficient de puissance très élevé .
En effet, dans toutes les mécanisation qui vont suivre, l'on réalisera un
mouvement rétrorotatif d'un vilebrequin maître, sur le machon du quel
l'on installera un vilebrequin secondaire, pouvant être réalisé sous la
forme des manchons de pédale, ces derniers agissant post activement et
étant suffisamment longs pour que la circonférence qu'ils décrivent sont
supérieure à celle du vilebrequin maître (Fig.l6)
Dès lors l'on verra que non seulement l'extrémité des pédales recevant
les manchons parcoure une course elliptique, mais aussi, que lors de la
descente, le manchon des pédales a un action de couple en levier, qui
s' additionne en l' actionnant à l' action du vilebrequin maître, ce qui
assure une phase descendant extrêmement puissante au pédaleur.
L'ensemble effectuera donc toutes les phases de l'ellipse désirée et au
surplus avec un très fort couple de descente, et cela dès l' amorce de la
descente.
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Cette réalisation plus complète de l'invention consiste donc à montrer
que l'on peut passer d'une forme dite rétrorotative à une forme post
rotative ou birotative en ajoutant une composante géométrique ou
birotative en ajoutant une composante géométrique dite rétrorotative
Dans ces dernières réalisations, l'on surajoute à la réalisation de la
rectiligne une valeur géométrique tangentielle, réalisée par la fixation
rigide d'une bielle à l'engrenage d'induction rétrorotatif. (Fig.l7) L'on
dédoublera le système et l' on aj outera les pédales, ce qui constituera le
pédalier dans son ensemble.
Bien entendu, comme nous venons de le voir, l'action du vilebrequin
principal sera dès lors rétro rotative. Il faudra par conséquent prévoir un
mécanique d'inversion qui permettra de rétablir le mouvement de telle
sorte qu la rotation avant de la roue impulsive soit assuré.
Cela pourra être réalisé par engrenage, par chaîne, et ce tout autant au
niveau du pédalier, que de la roue elle-même (Fig.39,40)
Mécaniques plus spécifiques de réalisation de la méthode par
rétrorotation avec valeur géométrique ajouté.
Comme nous venons de le montrer, la post rotation du manchon du
pédalier, de façon surajoutée à la rétrorotation du vilebrequin principal
sur lequel il est monté rotativement nous semble la façon la plus efficace
d'assurer le mouvement à la fois elliptique, et accéléro-décélératif
puissant. La post rotation des manchons du pédalier doit donc être
coordonnée à la rétrorotation du vilebrequin maître.
Ces mécaniques peuvent être répertoriées de la façon suivante
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Dans toutes ces méthodes l'on suppose un ajout géométrique permettant
de réaliser l'ellipse birotative
- par mono induction rétrorotative , avec bielle de
géométrie
- par poly induction rétrorotative,
- par poly induction post rotative,
- par semi transmission ,
- par engrenage cerceau,
- par engrenage cerceau décentré
- par engrenage intermédiaire
- par engrenage talon, avec bielle de géométrie
- par engrenage internes juxtaposés, avec bielle de
géométrie
- par engrenages internes superposés, avec bielle de
géométrie
- par engrenages de centre actifs, avec bielle de géométrie
La méthode par mono induction rétro rotative, avec ajout géométrique
La méthode par mono induction rétrorotative avec ajout géométrique est
similaire à celle déj à exposé, sauf en ce que la circonférence supérieure
est plus importante que la circonférence réalisée par le vilebrequin
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principal. L'on ajoute donc à l'engrenage planétaire rétrorotatif un rayon
que l'on réalisera par le manchon de chaque pédale. L'on notera de plus
que lors de cette réalisation, le vilebrequin secondaire est plutôt réalisé
sous la forme d'une bielle montée rotativement sur le maneton du
vilebrequin principal et rétro activement, activée par l'engrenage
d'induction qui lui est rigidement fixé, cette bielle servant de manchon
de pédalier . (Fig. 17)
Bien entendu le système sera dédoublé, et l'on ajoutera les pédales. De
même, l'on coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin maître
et de la roue.
Méthode par engrenages cerceau
Dans la méthode dite par engrenage cerceau, la structure vilebrequin,
manchon de pédale est similaire à celle décrite précédemment. Le
manchon de pédale, muni d'un engrenage d'induction est monté
rotativement sur le maneton du vilebrequin. Cependant, ici l'engrenage
de support est de type interne. Un engrenage, que l'on nommera
engrenage cerceau, couplera les engrenages de support et d' induction.
Préférablement, cet engrenage cerceau sera rotativement monté sur le
manchon du vilebrequin, soit dans un bassin conçu à cet effet, soit avec
l'aide d'un axe rotatif. (Fig. 18) Cet engrenage cerceau pourra aussi être
réalisé sus la forme d'une chaîne (Fig.lB b) .
Bien entendu le système sera dédoublé, et l'on ajoutera les pédales. De
même, l'on coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin maître
et de la roue.
23
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Méthode par engrenage intermédiaire
Dans la méthode dite par engrenage intermédiaire, la structure
vilebrequin, manchon de pédale est similaire à celle décrite
précédemment. Le manchon de pédale, muni d'un engrenage
d'induction est monté rotativement sur le maneton du vilebrequin. L'on
pourra réaliser le couplage des engrenages de support et d'induction par
le recours à un engrenage externe que l' on nommera engrenage
intermédiaire. Le système pourra ainsi être dédoublé, et recevoir les
pédales (Fig.l9)
Bien entendu le système sera dédoublé, et l'on ajoutera les pédales. De
même, l'on coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin maître
et de la roue.
Méthode par doubles engrenages internes juxtaposés
Dans la méthode dite par engrenage intermédiaire, la structure
vilebrequin, manchon de pédale est similaire à celle décrite
précédemment. L'on peut réaliser le mouvement post rotatif du manchon
des pédales par rapport au mouvement rétrorotatif du vilebrequin
principal, en réalisant la machine de telle manière que l'engrenage
d' induction du manchon de la pédale, et de support du pédalier, soient
tous deux des engrenages de type internes. Ces deux engrenages , dits
juxtaposés , seront reliés indirectement par le recours d'un seul, ou
d'un doublé d'engrenages dits engrenages dits de lien, ces engrenages
étant à leurs extrémité reliés à un engrenage interne de support.(Fig. 20 )
Bien entendu le système sera dédoublé, et l'on ajoutera les pédales. De
même , l'on coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin
maître et de la roue.
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Méthode par engrenage internes superposés
L'on augmentera considérablement le couple du pédalier décrit à la
dernière méthode en utilisant de façon superposée les engrenages
internes de support et d'induction, encore une fois couplés par un
ensemble d'engrenages de lien (Fig.21)
Cet ensemble sera dédoublé et l'on pourra y fixer les pédales l'on
coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin maître et de la
roue.
Méthode par engrenage talon
Par opposition à la méthode précédente, l'on utilisera dans la présente
méthode des engrenages de support et d'induction de type externe. Ces
engrenages seront reliés indirectement par un seul , ou un doublé
d' engrenages, que l' on dit engrenages de lien , de type externe, en
inversant le sens, et réaliser le même mouvement recherché. (Fig. 22)
Cet ensemble sera dédoublé et l'on pourra y fixer les pédales l'on
coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin maître et de la
roue.
Méthode par semi transmission
Dans la méthode par semi-transmission, l'on réalise chaque maneton du
vilebrequin de telle manière qu'il soit sous la forme d'un excentrique.
L'extrusion du manchon du pédalier est donc supérieure, et celui-ci est
comme dans les versions précédentes, monté post rotativement sur
l'excentrique. L'engrenage d'induction de manchon de pédale est
couplé à un engrenage de support actif. Cet engrenage est monté
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rotativement sur un axe traversant celui du vilebrequin sur sa longueur.
Cet axe et celui du vilebrequin sont munis d'engrenages qui sont reliés
par un tiers engrenage, soit d'inversion, soit accélératif. En effet, dans le
cas ou l'engrenage d'induction de manchon de pédale sera de type
externe, la transmission sera plutôt décélérative qu'inversive. (Fig.23)
Cet ensemble sera dédoublé et l'on pourra y fixer les pédales l'on
coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin maître et de la
roue.
Méthode par engrenage central post actif
Cette méthode combine les actions des méthodes par engrenage talon et
par semi transmission. Dans cette méthode, chaque manchon de pédale
est monté sur le vilebrequin principal de telle manière que son engrenage
d' induction de type externe soit couplé à un engrenage de support post
actif disposé dans le centre du pédalier. Cet engrenage de support est,
préférablement entraîné post activement et indirectement par un
engrenage inverseur couplé à l'engrenage de support complémentaire.
(Fig.24)
Cet ensemble sera dédoublé et l'on pourra y fixer les pédales l'on
coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin maître et de la
roue.
Méthode par poly induction
La méthode par poly induction consiste à relier chacun des manchons de
vilebrequin à deux manetons situés sur des engrenages dit d' induction,
ces engrenages étant montés planétairement autour d'un engrenage dit
engrenage de support. La méthode par poly induction peut être produite
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à parti d'engrenages de support de type interne ou de type externe, et
sera dit des lors rétro rotative ou post rotatïve. (Fig. 25)
Cet ensemble sera dédoublé et l'on pourra y fixer les pédales l'on
coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin maître et de la
roue.
Par engrenage cerceau intermédiaire
Dans la méthode par engrenage cerceau intermédiaire, l'un des deux
engrenages, de support ou d'induction est de type externe, alors que
l'autre est de type interne. Ces deux engrenages sont réunis par type
spécifique d'engrenage, appelé engrenage cerceau intermédiaire, parce
qu'il est dentelé tout autant à l'intérieur qu'à l'extérieur, et qu'il peut,
pour cette raison, simultanément remplir ces deux fonctions. (Fig. 26)
Cet ensemble sera dédoublé et l'on pourra y fixer les pédales l'on
coordonnera le mouvement rétrorotatif du vilebrequin maître et de la
roue.
Combinaison. Polycamation, décentrement de toute méthode et
utilisation d'en rg enages chevauchés.
Combinaison
L'on pourra créer des mouvements plus subtils de pédales en combinant
entre elle deux des méthodes au choix, parmi celles déj à commentées. Il
est impossible de commenter toutes les permutations possibles. Nous
nous contentons aux présentes de la combinaîson de mono induction
avec mono induction. A titre simplement exemplaire donc, l'on pourra
étager deux mono inductions, afin de permettre réaliser par exemple une
ellipse plus mince, ou encore plus large, selon le besoin. En ce cas l'on
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parlera d'engrenages de support et d'inductïon étagés par rapport à
standard. Les engrenages de support étagés seront disposés rigidement
sur les manetons de vilebrequins principal de telle manière que leurs
centres en soient les mêmes. (Fig. 27 a )
A la limite , l'on pourra produire par exemple une course des pédales
quasi circulaire mais avec une course d'excentrique et de manchons
contraire, ce qui triplera la porté descendante de la machine. (Fig.27 b)
Polycamation
De la même manière, dans toutes les méthodes précédemment exposées
l'on pourra appliquer des engrenages polycamés. L'on pourra par
exemple incliner l'angle de l'ellipse, pour ensuite, à l'aide de
polycamation, la redresser. Cet ajout qualitatif pourra être produit de
telle manière de produire de l'accélération, et par conséquent de la
puissance à l'effort du pédaleur. (Fig. 28 )
Décentrement
D'autre part, l'on pourra, surtout dans les cas en lesquels il y a
utilisation d'engrenages cerceau, intermédiaires et talon, décentrer
l'attaque de ces engrenages, et par conséquent, annuler les temps mort
en haut de la descente. (Fig. 29)
Par exemple, l'on pourra, lors de l'utilisation de l'engrenage cerceau,
incorporer un tiers engrenage qui décentrera l'engrenage cerceau et par
conséquent son points d'attaque.
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Engrenages chevauchés
Nous avons déjà montré que les engrenages polycamés, dits aussi
engrenages accélératifs peuvent être utilisés en remplacement
d'engrenages conventionnels
De même, nous avons montré que tout engrenage, interne ou externe ou
en crémaillère, pouvait être réalisé de manière chevauchée. On entend
par engrenage chevauché un engrenage dont les dentelures sont réalisées
de façon chevauchée. Cette disposition permet de réaliser l'engrenage de
telle manière que les dentes de chaque rangée soient longues et fortes
alors que Ia somme des dents soient petite et raffinée. Cette solution
assure finesse et précision à la fois. (Fig.30)
Pompos moteurs
Comme nous l'avons montré jusqu'à présent, il y a un intérêt certain à
produire des pédaliers dont le moment de force, autant au point de vue
mécanique qu'ergonomique sera décuplé. L'on pourra donc adjoindre
ces types de pédalier à la roue arrière avec des chaînes standard , ou
encore par tige, dentelée. Mais une façon efficace de relier ces éléments
sera de joindre le pédalier avec un compresseur, et ce de telle manière
que la force maximale demandée par le compresseur, soit à la fin de sa
montée soit juxtaposé à la puissance maximal du pédaleur. La puissance
accumulée par la suite dans un bidon à cet effet, pourra être redistribuée
sur la roue par l'entremise cette fois-ci d'un moteur à air, dont le nombre
de pistons sera plus élevé et leur grosseur plus petite, ce qui assurera un
débit similaire mais plus régulier, égal, même entre les temps de forces
du pédaleur. L'on pourra de plus choisir une machine plus compressive,
tell une machine post rotative, lors de l'intégration des airs , et plus
motorisante, telle une machine rétrorotative, lors de leur morotorisation.
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Cette idée peut aussi directement être appliquée dans le pédalier lui-
même avec une brève accumulation d'air momentanée, accumulée en
descente et rejetée lors de passages au haut de pédales.(Fig.31 )
En dernière analyse, notons que toutes les mécaniques rétrorotative
présentées ici peuvent aussi être utilisées pour produire les rectilignes
participant à la construction d'ellipse. La construction d'ellipse, à partir
de combinaison de rectiligne et circularité, et dont le rectiligne sont
réalisées par l'une de ces méthodes est donc au surplus dans le champ de
la présente invention.
Mouvement elliptique oblique et horizontal
Toutes les mécaniques présentées aux présentes pourront être
coordonnées de telle manière de réaliser leur mouvement elliptique de
façon oblique ou horizontale. Ces mouvements pourront dès lors
s'adapter à d'autres fonctions telles par exemples des exerciseurs, ou des
machines de reproduction du mouvement de marche ou de ski de fond
par exemple. (Fig.32)
Description sommaire des figures
La figure 1 1 a et b montre le moment privilégié de production de couple
et d'ergonomie d'un pédalier et d'un pédaleur
La figure 2 montre deux manières de coupler de façon non fixe le
plateau de chaîne d'un pédalier et son organe de pédales. En cette figure,
l' on se sert de l' engrenage central de type externe comme engrenage fixe
de support
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La figure 3 montre deux manières de coupler de façon non fixe le
plateau de chaîne d'un pédalier et son organe de pédales. En cette figure,
l' on se sert de l' engrenage extérieur de type interne comme engrenage
fixe de support
La figure 4 montre quelques exemples d'engrenages excentriques et
polycamés
La figure 5 montre pour un tour la suite des séquences accéléro
décélératives réalisées par ce type d'engrenage, par exemple lorsque
réalisés sous forme de planétaires.
La figure 6 montre des applications de ce type d'engrenages aux
mécaniques présentées aux figures deux et trois, et qui constituent, â
proprement parler les premières réalisations de la présente.
La figure 7 montre qu'en produisant une course des pédales elliptique,
l'élongation géométrique de la descente produit des effets similaires , au
niveau du couple , que celui des réalisations et précédente, de même
qu'il ajoute la dimension ergonomique.
La figure 8 montre la méthode de construction conventionnelle d'une
ellipse, dite méthode de la corde.
La figure 9 a montre la première de trois méthodes originales de
construction de l'ellipse. En a ) l'on montre Ia construction de l'ellipse
par la méthode circularo-rectiligne En b) l'on montre la manière dite
rectiligno circulaire
La figure 10 montre les manières extérieures et intérieures de réaliser
l'ellipse par circonférences superposées
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La figure 11 montre des réalisations totales mécaniques des méthodes
rectiligno-circulaires et circularo-rectiligne, lorsque la partie rectiligne
du mouvement est réalisée par action coulissante.
La figure 12 montre deux constructions géométriques permettant de
réaliser de façon non coulissante les rectilignes participant de la
construction de l'ellipse.
La figure 13 montre deux mécaniques non coulissantes de réalisation de
la rectiligne, issues de la figure 12 .
La figure 14 a et b montre la construction plus complète du mouvement
elliptique à partir des types de construction d'une rectiligne alternative
présentés en 10.
La figure 15 montre la réalisation mécanique du mouvement elliptique à
partir de la méthode de circonférences superposée, réalisée sous formes
de vilebrequins superposés.
La figure 16 montre les lacunes de cette méthode, et cela tout autant
lorsque les engrenages planétaires sont montés de façon post rotative
que rétrorotative.
La figure 17 montre les conséquences géométriques que produit une
augmentation des rayons des circonférences superposées, post rotatives
et rétrorotatives.
La figure 18 montre le déroulement, pour un tour d'une mécanique
rétrorotative avec rayon augmenté , ce rayon étant réalisé sous la forme
du manchon de pédales.
La figure 19 montre une premiére méthode de mécanisation de la
coordination de ces éléments, par la méthode dite par mono induction
rétrorotative
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La figure 20 montre le dédoublement de cette structure, et les meilleures
solutions appuis mécaniques.
La figure 21 montre l'emplacement de pièces pour un tour de cette
mécanique
La f gure 22 montre, appliquée à un pédalier, la réalisation de l'ellipse à
partir d'une mécanique dite à engrenage cerceau
La figure 23 l'emplacement de pièces pour un tour de cette mécanique
La figure 24 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenage intermédiaire
La figure 25 l'emplacement de pièces pour un tour de cette mécanique
La figue 26 montre, appliquée à un pédalier, m une mécanique dite par
engrenages internes juxtaposés
La figure 27 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenage internes superposés
La figure 28 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenages talon
La figure 29 montre, appliquée à un pédalier, une réalisation de l'ellipse
à partir de la méthode par semi-transmission
La figure 30 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenages engrenage central post actif
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La figure 31 montre, appliqué à un pédalier, une mécanique dite par poly
induction.
La figure 32 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenage cerceau intermédiaire
La figure 33 montre, à titre exemplaire, la possibilité de combiner de
façon juxtaposée ou étagée toutes les mécaniques plus hait commentées
La figure 34 montre que les engrenages polycamé et excentriques
peuvent être appliqués à toutes les mécaniques précédente, en
remplacement des engrenages standard , ce qui permettra d'augmenter
de façon supplémentaire les effet accélératifs multiplicateurs e puissance
réalisés par celles-ci .
La figure 35 montre que l'on peut avec l'aide d'un tiers engrenage,
réaliser les mécaniques de façon décentrée.
La figure 36 montre que pour toutes ces méthodes, l'on peut au surplus
utiliser des engrenages dits engrenages chevauchés.
La figure 37 montre que l'on peut actionner la roue, ou autre moyen de
locomotion du pédalier par diverses manières, comme, de façon plus
conventionnelle par chaîne, mais encore par tige rotative, ou par
pression
La figure 38 montre que dans le cas s'une action par compression , le
pédalier peut être synchronisé avec un organe de compression qui ;à son
tour active une machine de captation , connectée mécaniquement au
moyen de locomotion tel la roue.
La figure 39 montre que plusieurs méthodes de conversion du
mouvement rétrorotatif du vilebrequin principal en mouvement post
rotatif activant la roue arrière sont réalisables.
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La figure 40 montre que chacun de ces moyens de reconversion du
mouvement peut être réalisé à divers niveaux, soit à celui du pédalier, au
niveau du dérailleur, ou dans la partie médiante.
La figure 41 montre que l'on peut utiliser toutes les méthodes ici
présentées de telle manière de réaliser l'ellipse des pédaliers de façon
plus oblique, ou encore de façon horizontale, par exemple pour la
réalisation d'exerciseurs.
Description détaillée des figures
La figure 1 montre le moment privilégié de production de couple 1 et
d'ergonomie 2 d'un pédalier et d'un pédaleur. Bien entendu, le moment
de force sur la pédale est celui se situant dans le cadran avant de l'action
rotative du pédalier. De plus ce moment de force est simultané à celui
du moment ergonomique de plus grande puissance. En effet, pour le
pédaleur, le moment de force se situe lorsque la jambe est à demi pliée.
Au haut, la j ambe a moins de force, parce qu' elle est trop pliée, alors
qu'au bas, son extension est terminée.
La figure 2 montre des manières de coupler de façon non f xe le plateau
de chaîne 3 et le plateau des pédales 4 d'un pédalier
Plusieurs méthodes peuvent être utilisées, pour rendre plus indirecte,
donc plus variable, l'action de ces deux éléments. Parmi les principales,
l'on peut noter deux variantes, en lesquelles l'engrenage central, de type
externe sert d'engrenage de support, et deux subséquentes , en lesquelles
I,engrenage de support est de type interne et est disposé de façon rigide
dans le centre du pédalier.
Dans tous les cas, l'on utilisera des engrenages dits de support 5 , qui
seront fixes , et qui serviront d'appui, que ce soit dans leur type externe
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ou interne . L'on utilisera aussi des engrenages actifs qui seront les
engrenages d'induction 8, qui seront couplés indirectement aux
engrenages de support par des engrenages que l'on dira engrenages
intermédiaires. 9
En effet, un premier engrenage est disposé de façon centrale et f xe
dans le centre du pédalier. Cet engrenage est nommé engrenage
d'engrenage de support 5. Dans les deux exemples de la présente figure
., cet engrange sera de type externe. Quant aux pédales 6 elles sont
disposées, directement ou par l'intermédiaire d'un manchon de pédale 7
sur un élément monté rotativement et que l'on nommera plateau des
pédales 4 . Quant à la chaîne elle est de même disposée sur un plateau
que l'on nommera plateau de chaîne 3. En a ) le plateau de chaîne est
muni d'un engrenage de type interne que l'on nommera engrenage
d'induction du pédalier 8 . Quant au plateau de pédales 4, il est muni
d'un ou de plusieurs engrenages , dits engrenages intermédiaires 9 , qui
seront disposés rotativement sur celui-ci , par exemple sur des axes à cet
effet 10 , et ce de telle manière de coupler indirectement les engrenage
de support 5 et d' induction 8 .
En b ) c'est plutôt le plateau de chaîne 3 est plutôt monté rotativement
sur les engrenages intermédiaires 9, alors que le plateau des pédales 4 est
monté de telle manière que son engrenage d' induction 8 soit couplé aux
engrenages intermédiaires 9 .
Le fonctionnement de l'appareil est dès lors fort simple. En a), l'action
post rotative des pédales et des manchons de pédales 11 entraînera post
activement les engrenages intermédiaires 12 qui à leur tour entraîneront
post activement l'engrenage de plateau de chaîne.l3
En b , contrairement à en a ) , le plateau des pédales 4 est fixé sur
l'engrenage d'induction interne et le plateau de chaîne 3 sur les axes des
engrenages intermédiaires . Le plateau de pédales 4, entraîne donc par
son engrenage interne les engrenages intermédiaires, sur les axes
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desquels est fixé le plateau de chaîne. En effet, le plateau de pédales 4 ,
entraîné post activement par le pédaleur 1 l, ce qui entraînera les
engrenages intermédiaires aussi post activement 12 , qui, dernièrement
entraînera le plateau de chaîne , monté sur son axe.
L'on notera que l'effet de décommandement accéléré du plateau de la
chaîne permettra de le réaliser dans des dimensions plus petites que ses
dimensions standard. , ce qui pourra être avantageux dans de multiples
versions de celui-ci, non seulement au niveau de l' encombrement mais
aussi au niveau du poids.
La figure 3 a et b ) montre plutôt les cas en lesquels ce sera plutôt
l'engrenages périphérique de type interne , 5 qui seront considéré
comme engrenage de support puisqu'ils seront montés fixement dans
l'appareil.
Dès lors, tel en a ) l'engrenage central deviendra., l'engrenage
d'induction 8 puisqu'il sera monté rotativement dans le centre de la
machine et puisqu'il lui sera fixé rigidement l'élément du plateau de
chaîne 3 .
Comme précédemment des engrenages intermédiaires 9 seront montés
rotativement sur le plateau de pédale 4 , lui-même étant monté
rotativement dans le centre de l'appareil. Cette procédure sera réalisée de
telle manière que les engrenages intermédiaires couplent indirectement
les engrenages de support et d' induction 8.
En b , Ie montage des pi'ces reliées aux éléments actifs est contraire. En
effet, en ce cas, le plateau de pédale 4 est plutôt fixé sur l'engrenage
central d'induction 8 , alors que le plateau de chaîne est fixé sur les axes
des engrenages intermédiaires 9.
Dans le fonctionnement de ce pédalier en a , la post action du plateau
des pédales 11 entraînera la rétroaction 12 des engrenages intermédiaires
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8 qui entraînera la post action de l'engrenage d'induction central et du
plateau de chaîne qui lui est relié 13
En b , la post action des pédales 11 entraîne la post action de
l'engrenage d'induction central qui entraîne à son tour la rétroaction de
les engrenages intermédiaires 12 , qui elle-même entraîne la post action
de leur propre centre et du plateau de chaîne qui y est fixé 13
La figure 4 montre quelques exemples d'engrenages excentriques et
polycamés Dans cette figure, en a , l'on couple deux engrenages
excentriques 30 , c'est-à-dire dont les centres de rotation de sont pas
centrés.31
L'on notera que lors des rotations, les positions debout 32 et couchées
33 de base des engrenages se déplacent alternativement. D'un engrenage
à l' autre.
Les vitesses relatives d'un engrenage à l'autre sont donc toujours
variables, accélérativement 34 , et décélérativement 35 .
Dans la deuxième version, un engrenage excentrique 30 est plutôt
combiné à un engrenage que l'on dira engrenage polycamé 36 . Ici la
forme de ce dernier est, pour une plus simple comprëhension, la plus
élémentaire, soit celle de l'ellipse. Ces configurations permettent de
réaliser les effets similaires à ceux déjà montrés pour les engrenages
excentriques, mais cette fois-ci en changeant les ratios et rapport de
rotation des engrenages
En effet, si l'on suppose ici l'engrenage excentrique externe monté de
façon planétaire à l'engrenage polycamé de type interne , l'on notera,
lors de la rotation en 37, sa décélération en 38 , et son accélération en X
38
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Dans la figure c, l'on a couplé de la même manière cette fois-ci des
engrenages , ces engrenages étant tous deux polycamés 36 .
L'engrenage planétaire est de forme elliptique 40 alors que L'engrenage
de type interne est quasi triangulaire 41 .
En d) de Ia même figure, les engrenages mis en combinaison sont plutôt
en engrenages excentrique 30, et un engrenage de type à crémaillère
polycamé 42.
La f gure 5 montre pour un tour la suite des séquences accélératives 43
et décélératives 44 réalisées par ce type d'engrenage, ici planétaire
La figure 6 montre des applications de ce type d'engrenages à l'une des
mécaniques présentées aux figures deux et trois, et qui constituent, à
proprement parler les premières réalisations de la présente. L'on
remarquera qu'en supposant une vitesse constante de l'engrenage
planétaire, l'on réalisera plutôt des phases accélératives 45 et
décélératives 46 du vilebrequin. Dans ce cas, l'on pourra remarquer que
les mécaniques sont plutôt réalisées avec l'aide d'engrenages
excentriques 46 et polycamé 47 . Comme la variante de vitesse
recherchée est binaire, Les engrenages polycamés de base demeure
simplement elliptiques. Dans tous les cas, le sens 48 des engrenages
polycamés a été déterminé de telle manière d'accélérer la vitesse de
l'organe pédale 49 par rapport à celui du plateau de chaîne 50 , ce qui
permet de décommander positivement la puissance de l'action du
pédaleur.
L'on remarquera au surplus que les polycamations d'engrenage de
support 51 et du plateau de chaîne 52 sont réalisées de telle manière de
tenir compte de la double vitesse accélérée des engrenages
intermédiaires.
En compensation cette vitesse relative est décélérée dans les parties les
plus hautes et les parties les plus basses du mouvement.
39
CA 02436110 2003-08-04
On peut principalement constater à ces figures que lors du haut de la
monté l'engrenage d'induction de la pédale est en position couchée 53,
ce qui ralentit en ces moments Ia vitesse 54 et le couple de la pédale,
pour enfin, en mi course, se retrouver dans un position debout 48 ,
position à laquelle une longue course de sa part se traduit par une petite
sur l'engrenage correspondant, lui même arrivé à sa position couchée .
Ceci produit un moment de force accru par rapport à une version
originale, en laquelle les engrenages ont une forme parfaitement
circulaire.
La figure 7 montre qu'en produisant une course des pédales elliptique,
l'élongation géométrique de la descente produit des effets similaires , au
niveau du couple , que celui des réalisations et précédente, de même
qu'il ajoute la dimension ergonomique. En effet, si l'on considère une
course elliptique des pédales, l'on constatera que la descente et la
montée 56 , sont beaucoup plus longues que les passages au haut et au
bas 57 de la figure. L'augmentation de la puissance sera ici causée par
la géométrie même de l'organe pédale.
La figure 8 montre la méthode géométrique conventionnelle de
construction d'une ellipse, dite méthode de la corde. Dans cette
méthode, il s'agit de relier deux points nommés foyers 60 par une corde
X, dont Ia longueur est supérieure à la distance séparant les points de
foyer. L'on tend ensuite la corde de telle sorte de produire n point de
tension. 61. Si l'on déplace ce point de tension autour des deux foyers
62, l'on produit alors une ellipse 63.
La figure 9 a montre une première méthode originale de construction de
I' ellipse. En effet, comme nous avons pu le constater à la figure 8 , les
distances séparant le point de tension et les points de foyer, en cours de
formation de l'ellipse sont constamment variable et pour cette raison,
cette méthode géométrique est difficilement réalisable mécaniquement,
CA 02436110 2003-08-04
puisque des pièces de longueur variables sont nécessairement montées
de façons coulissante et propices à l'usure. Par conséquent, il est
nécessaire de réaliser ici d'autres façons géométriques de production de
l'ellipse assurant de meilleures possibilités de réalisations.
La première méthode de réalisation géométrique de l'ellipse sera dite
méthode circularo-rectiligne. Dans cette méthode, l'on suppose d'abord
une circonférence 64 . L'on suppose ensuite un point 65, se déplaçant
sur cette circonférence. Dernièrement, l'on suppose, à partir de ce point
en déplacement, la production tangentielle d'un rectiligne 66
alternativement vers l' extérieur et vers l' intérieur. La résultante du
déplacement du point construisant cette rectiligne, en cours de rotation
sera l' ellipse recherchée 67.
La figure 9 b montre la réalisation de la seconde méthode, qui sera dite
méthode rectiligno-circulaire
L'on suppose au contraire ici, tout d'abord une droite 68 sur laquelle se
déplace alternativement un point 69 . A partir de ce point en
mouvement, en s'en servant comme centre actif, l'on produit un
circonférence 70 . La suite des points produisant progressivement cette
circonférence produira l'ellipse recherchée 71
La figure 10 montre la troisième méthode est dite circularo -circulaire.
A la manière des constructions précédentes, l'on suit le déplacement du
point 72 situé sur le rayon d'une circonférence en rotation ,autour d'une
autre en a , 73, ou dans une autre en b , 74 , soit donc post rotativement
soit rétrorotativement. Dans les deux cas, ici les circonférences
supérieures rotatives devront être plus petites que les circonférences de
base. Le résultat , c'est-à-dire la cours parcourue par le point réalisant la
seconde circonférence sera l'ellipse recherchée.
41
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L'on notera que l'ellipse réalisée en produisant la circonférence étagée
de façon rétrorotative sera plus aigue 75 alors que celle obtenue par la
réalisation post rotative de la circonférence étagée sera plus obèse 76 .
La figure 10 montre des réalisations totales mécaniques des méthodes
rectiligno-circulaires et circularo-rectiligne , lorsque la partie rectiligne
du mouvement est réalisée par action coulissante.
Dans ces mécaniques, il s'agit de réaliser Ie manchon de chaque pédale
76 en considérant les trois points suivants, à saloir Ie point de
rattachement des pédales 77 , le point d'appui central 78 , et le point
d' extrémité contraire 79 .
Dans une première version, l'on pourra rattacher le point de centre
rotativement au maneton d'un vilebrequin 80 , et le point d'extrémité
contraire de façon coulissante à un point d'appui 81 . Cette action
coulissante pourra être jumelée à celle d'un piston dans un cylindre 82 ,
réalisant ainsi une pompe intéressante pour les machine pompo motrices
que nous montrerons en dernière analyse de la présente. La résultante
sera une action elliptico-verticale 83 de la partie dans laquelle est fixée
la pédale
Dans la seconde version, il s'agit plutôt de relier l'extrémité contraire du
manchon de chaque pédale 79 au maneton du vilebrequin et de faire
passer la partie centrale du manchon de façon coulissante dans un
élément à cet effet.
Dams les deux configurations, le mouvement résultant des pédales sera
une ellipse ou une quasi ellipse 80 .
La figure 12 montre deux géométries permettant de réaliser une course
rectiligne alternative d'un point. En a) l'on montre une première
méthode géométrique de construction d'une rectiligne alternative, dite
par circonférences superposées Dans cette méthode, l' on fait tourner une
circonférence 84 dans une seconde circonférence 85. En précisant un
42
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point 86 , de la première circonférence, l'on verra que celui-ci parcourt
une trajectoire rectiligne alternative. 87. En 11 b, l'on montre une
deuxième façon de construire géométriquement une rectiligne
alternative. Dans cette manière , l'on rattache entre elles deux droites de
longueur limitée 88 , à l'une de leurs extrémités 87, L'on déplace ensuite
en sens opposés la seconde de leurs extrémités 90, sur la ligne de deux
circonférences 91 . Le mouvement obtenu à leur extrémité de leur
rattachement l'une à l'autre 89 est une rectiligne alternative 92 .
La figure 13 montre les réalisations mécaniques de construction de ces
rectilignes. Dans la méthode par circonférences superposées, l'on
réalisera les mouvements circulaires par des vilebrequins et des
excentriques.
Ici l'on réalise simplement un premier vilebrequin, que l'on dira
vilebrequin-maître ou vilebrequin principal 93, dont le manchon 94 sera
terminé en forme de fourchette 95 , de telle manière de recevoir
rotativement le vilebrequin secondaire 96 de façon équilibrée. Le
manchon du vilebrequin secondaire sera de la moitié de celui du
vilebrequin principal. Sur l'axe de celui-ci sera disposé rigidement un
engrenage que l' on dira engrenage d' induction 97 , cet engrenage étant
couplé à un engrenage du double de sa grosseur , de type interne , et
disposé rigidement dans le flanc de la machine. 98
L'action du vilebrequin principal 99 entraînera la rétroaction du
vilebrequin secondaire 100, et la résultant, considérée comme la course
du maneton de celui-ci sera une parfaite rectiligne 101 .
Dans la seconde manière de réaliser mécaniquement un course
rectiligne, l'on réalisera les circonférences par des vilebrequins 102
entraînëes antirotativement l'une par rapport à l'autre 103 par un moyen
tel des engrenage couplés entre eux. I04
43
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L'on reliera les manetons de vilebrequins à des bielles 105 , elles-mêmes
reliées entre elles à leur autre extrémité. Sous l'action rotative des
vilebrequins 103 , ce point de liaison 106 de ces extrémités réalisera un
parfaite rectiligne 107.
La figure 14 a et b montre deux exemples de construction plus
complète du mouvement elliptique à partir des types de construction
d'une rectiligne alternative présentés en 11. Dans les deux exemples , la
rectiligne est réalisée à l'extrémité 108 , par la méthode rectiligno
circulaire , mais elle pourrait , comme on l'a vu aussi être réalisée au
centre.
En a la rectiligne est réalisée par superposition de vilebrequin 108 , et
est réalisée de façon superposée au mouvement circulaire En b, la
rectiligne est réalisée par double vilebrequin 112 et bielles et la
résultante est rattachée à l'extrémité contraire du manchon des pédales .
La figure 15 montre que la réalisation mécanique du mouvement
elliptique peut être simplifiée, puisque produite, comme le mouvement
rectiligne, à partir de la méthode de circonférences superposée, elle sera
réalisée sous forme de vilebrequins superposés.
Similairement à la méthode de construction de rectiligne, l'on utilisera
une combinaison en étagement de vilebrequins étagés. Un premier
vilebrequin, appelé vilebrequin maître, 93, disposé rotativement dans
l'appareil. Pour un soutient plus égal des parties, l'on munira le
manchon du vilebrequin d'une fourchette 95
L'on installera ensuite rotativement à cette fourchette un vilebrequin
secondaire 96 , dont le rayon sera plus petit que la demi de la grosseur
du vilebrequin maître 113 . Le vilebrequin secondaire sera muni, sur son
axe , d'un engrenage dit engrenage d'induction 97 , cet engrenage étant
44
CA 02436110 2003-08-04
couplé à une engrenage de type interne , disposé fixement dans le coté
de la machine , et que l'on dira engrenage de support 98
La machine pourra être monté post induction en tel que montré en a ) et
en rétro induction tel que montré en b .L' on remarquera que lorsque
monté en post induction , l'engrenage de support est de type interne 98
et les fourchettes du manchon est dirigée vers l'intérieurl 15 , lors que
lorsque monté en rétro induction induction, tel qu'en b , l'engrenage de
support sera de type interne 116 et la fourchette sera dirigée vers
l' extérieur 117.
La figure 16 montre les lacunes de cette méthode, et cela tout autant
lorsque les engrenages planétaires sont montés de façon post rotative
que rétrorotative.
Tout d'abord lorsque les manetons des pédales sont montées sur des
engrenages rétrorotatif, l'augmentation du couple en début 118 et en
cours de descente ne semble pas suffisamment importante pour justifier
le nombre de pièces et ainsi que le poids supplémentaire que requiert
cette disposition .
Dans le cas d'un montage de type post rotatif, la réalisation de l'ellipse a
un défaut mécanique notable lors de la descente, puisque le maneton de
l'engrenage planétaire se retrouve en situation de blocage à la mi
descente, ceci étant causé par l'obligation qu'il a de remonter 119
pendant la descente du vilebrequin maitre 120, ce qui place la pédale
120 en situation de blocage causé par la réaction 121 et la contre
réaction 122 qui en découle.
La figure 17 montre les conséquences géométriques que produit une
augmentation des rayons des circonférences superposées, post rotatives
et rétrorotatives.
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Dans le cas des mécaniques dites post rotatives, l'augmentation de la
longueur du rayon des circonférences secondaires 123 apporte des
résultats moins intéressants puisque la forme réalisée est maintenant
bouclée 124 , ce qui oblige la montée de la pédale en cours de descente ,
ce qui est évidemment irréalisable 125 .
Dans le cas des mécaniques de type rétro rotatives, les conséquences
sont fort différentes. En effet, comme on l'a montré à la figure 12 , si le
rayon de la circonférence est augmenté de telle manière d'être égal à
celui de la circonférence maître, la mécanique rétro rotative produit une
rectiligne. 127
Mais, en ce qui concerne le présent propos, il est des plus intéressant de
noter que, toujours lors de construction rétrorotative, si le rayon de la
circonférence supérieure 128 est plus long que le diamètre de la
circonférence maître 129 , alors le maneton du vilebrequin supérieur
recommence à produire une forme elliptique 130 .
Cette nouvelle forme elliptique est cependant différente et avantageuse
par rapport à celle réalisée, comme dans le premier cas, avec un
maneton plus court que la demi de la circonférence maître.
Les différences notables consistent premièrement en ce que les actions
du vilebrequin principal et du vilebrequin secondaire, pour une
production d'ellipse dans le même sens, sont cette fois-ci contraires. En
effet, l'action du vilebrequin principal est maintenant rétrorotative 131
alors que l'action du vilebrequin secondaire est post rotative 132 . Ceci a
pour conséquence un sens de la rotation, lors du début de la descente
plus compatible avec celui de la poussée de la jambe.
En effet , l'on constate la post rotation 133 du manchon des pédales134
combinée à la rétrorotation 135 du vilebrequin principal 136 réalise non
seulement le mouvement elliptique recherché , mais au surplus cette
46
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fois-ci , avec une énorme puissance , l'addition des vilebrequin étant
considérée comme une addition de couple.
L'on note aussi, aux points le plus bas et plus haut, que le vilebrequin
est aussi au plus bas 137 et plus hauts 138. Au contraire, en cours de
descente, les longueurs s'additionnent en allez retour de l'un et de l'autre
139, ce qui réalise en même temps un formidable effet de levier, par le
pédaleur, au point de couplage des engrenages de support et d'induction
140.
La seconde de ces différences consiste en ce que le maneton du pédalier
plus long et post rotatif, agit non seulement dans le sens de la poussée
lors de l'amorce de la descente, mais aussi avec un couple et une action
de levier de beaucoup supérieur lors de la descente, puisque, en effet, le
rayon de celui-ci 141 est généralement plus long que le diamètre du
vilebrequin principal. 142
La figure 18 montre le déroulement, pour un tour d'une mécanique
rétrorotative avec rayon augmenté , ce rayon étant réalisé sous la forme
du manchon de pédales. L'on y voit que les deux manchons des
vilebrequins se retrouvent simultanément en haut 143 et en bas 144, lors
du haut et du bas de la montée, alors qu'il se trouvent en sens contraire,
lors du milieu de la descente 145 et de la montée 146 .
La figure 19 montre, appliquée à un pédalier, la première méthode mono
inductive rétrorotative, dite avec addition géométrique, puisque, comme
nous venons de le montrer, l'on a allongé le rayon de la circonférence
supérieure au delà du diamètre de la circonférence maître, produisant
ainsi des actions contraires des vilebrequins maîtres et secondaire. L'on
verra dans la prochaine figure, comment par la suite dédoubler ce
pédalier de telle manière de réaliser les supports les plus viables de
chacune des parties. Comme dans les solutions rétrorotatives
précédentes, cette solution consiste à monter rotativement dans le corps
de la machine un vilebrequin principal. 93. Dans cette version,
47
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cependant, Ie vilebrequin est plutôt terminé par un maneton 140 pou
chaque pédale. Les vilebrequins secondaires secondaire des versions
précédentes deviennent donc simplement des manchons 133, munis
chacun d'un engrenage d'induction 136 et montées rotativement sur les
manetons des vilebrequins, de telle manière que leur engrenage
d'induction respectif soit couplé à l'engrenage de support de type
interne 136 fixé rigidement dans le centre de l'appareil.
Ici, le maneton est prolongé su~samment pour compenser le passage
arrière de l'engrenage d'induction et pour réaliser l'ellipse. L'on
remarquera en effet ici, que non seulement l'allez retour du premier et du
second vilebrequin, mais aussi faction de levier allongée du second
vilebrequin soutenant les pédales 139. Cette méthode par rétro
mécanique avec addition géométrique sera beaucoup plus puissante que
celle sans addition, dans sa version initiale.
Alors que la partie a) de la figure montre le pédalier lorsque la pédale
est à son plus haut degré, la partie b) montre le pédalier lorsque la
pédale passe au milieu de sa descente.
La figure 20 montre une couple transversale d'un pédalier, avec ses deux
pédales .Les pédales sont rotativement montées sur les manchons de
pédales 133. E a ) un même vilebrequin principal actionne les deux
parties, chacune d'elles ayant sa propre mécanique. En b ) , un même
vilebrequin principal soutient les deux parties . Cependant, une seule
d'entre elle est armée avec un engrenage d'induction et de support. La
seconde pédale est plutôt armée à partir de la mécanique de la première,
les deux engrenages d'induction étant reliés par un axe 148 sur lequel
deux engrenages de liaison sont fixés. En c, l'on construit le vilebrequin
de telle manière d'assurer de bons appuis rotatifs de chaque cotés 150,
ces appuis servant à la fois de fourchette, recevant les axes des
vilebrequins secondaires. Comme en b, les engrenages d'induction sont
reliés par un engrenage intermédiaire 148, ce qui limite le nombre
d'engrenages internes de support.
48
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La figure 21 montre pour un tour, le positionnement des pièces
principales, vilebrequin maître et manchon dans leur position la plus
haute 143, basse 144, latérale descendante 143 , 145 , latérale montante
146 , 147.
La figure 18 montre, appliquée à un pédalier, la réalisation de l'ellipse à
partir d'une mécanique dite à engrenage cerceau
Dans ce type de mécanique, un engrenage de support de type externe est
monté rigidement dans le centre de l'appareil 150 . Un vilebrequin 166,
muni de chaque coté d'un maneton 151 , est monté rotativement dans le
corps de l'appareil ; ce vilebrequin est muni d'un moyen, tel un bassin
152 , ou encore un axe, capable de recevoir rotativement l'engrenage
cerceau 153 . Un manchon de pédale 154 est muni d'un engrenage
d' induction 15 5 et est montée rotativement sur le maneton du
vilebrequin. Un engrenage, dit engrenage cerceau 153 , est monté
rotativement sur les manchons du vilebrequin , plus spécifiquement dans
le bassin 152 ou sur l'axe à cet effet , de telle manière de coupler
indirectement entre eux les engrenages de support 150 et d'induction 155
de l'appareil.
L'action rétro rotative du vilebrequin 157 entraîne la post rotation de
l'engrenage cerceau 158 , qui elle-même entraîne, par son engrenage
d'induction, celle du manchon de pédale 159 . Inversement, l'action du
manchon de pédale entraînera la rotation de l' engrenage cerceau et la
rétro rotation du vilebrequin 157 . L'on notera que les engrenages
cerceaux peuvent aussi étre remplacés par une chaîne. L' on notera aussi
qu'ils peuvent être montées de telle manière de coupler aux deux
premiers engrenages un tiers engrenage qui permettra de décentrer ceux-
ci
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La partie b est une couple transversale de la présente méthode qui
montre le pédalier, dédoublé et muni de pédales.
La figure 23 montre pour un tour, le positionnement des pièces
principales, vilebrequin maître et manchon dans leur position la plus
haute 143, basse 144, latérale descendante 143 , 145 , latérale montante
146 , 147.
La figure 24 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenage intermédiaire. Dans ce type de mécanique, l'engrenage
cerceau de type interne est remplacé par un engrenage, dit engrenage
intermédiaire 164 , de type externe. En effet, l'on monte fixement pour
chaque partie, dans le centre de la machine un premier engrenage de
type externe que l'on nomme engrenage de support 150 . L'on monte
ensuite un vilebrequin 160 L'on installe rotativement sur les manetons
de celui-ci les manchons de pédale 154 , muni d'engrenage d'induction
de type externe 155 . L'on installe ensuite rotativement sur chacun des
manchons du vilebrequin un engrenage de type externe que l'on
nommera engrenage intermédiaire 161 .
Le fonctionnement du pédalier sera à l'effet que la rétroaction du
vilebrequin 157 entraînera la rétroaction de l'engrenage intermédiaire
I62, puisque celui-ci est, somme toute, un engrenage planétaire de
l'engrenage de support central. L'action de cet engrenage induira en
l'inversant celle du manchon de pédale, qui sera alors post activel59 et
inverse de celle du vilebrequin
La partie b de la présente figure montre le pédalier en coupe transversale
dédoublé et muni de pédales.
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La figure 25 montre pour un tour, le positionnement des pièces
principales, vilebrequin maître et manchon dans leur position la plus
haute 143, basse I44, latérale descendante 143, 145, latérale montante
146 , 147.
La figue 26 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenages internes juxtaposés .Dans cette méthode, les vilebrequin
principal et manchon de pédale sont montés similairement aux figures
précédente, à l'exception que cette fois-ci, les manetons du vilebrequin
principal sont préférablement remplacés par des excentriques I65 . Dans
cette méthode, les engrenages de support I 66 et d' induction de manchon
de pédales 167 sont de type interne. Par conséquent, le couplage de ces
engrenages sera ici réalisé avec l'aide d'un tiers engrenage ou d'un
double d'engrenage que l'on nommera engrenage de lien 168. Pour les
fins de ce couplage, ces engrenages seront donc préférablement montés
sur le manchon du vilebrequin principal
Chacun des manchons de pédale est muni d'un engrenage d'induction
de type interne 167 , et est monté rotativement sur (excentrique du
manchon de vilebrequin 165
L'axe recevant les engrenages de lien est monté rotativement sur le
manchon 170 du vilebrequin de telle manière de coupler indirectement
l'engrenage de support 166 et l'engrenage d'induction 167
Lors de la rétro rotation du manchon de vilebrequin 171 en effet ,
l'ensemble d'engrenages de liens est entraîné en post rotation 172 , et ,
entraînera à son tour en post rotation l'engrenage du manchon
d'induction de pédale 173 , et ceci inversement.
La suite des séquences des pièces pour un tour de la machine est
similaire à celles déjà commentées pour les méthodes précédentes.
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A la partie b) de la figure, l'on montre une mécanique plus totale en
couple transversale du pédalier, dédoublée et muni de pédales et du
plateau de chaîne,
La figure 27 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenage internes superposés. Cette mécanique a une base de
fonctionnement similaire à la précédente. Cependant les engrenages de
support et d'induction seront superposés 180. Cependant, l'engrenage
d'induction de type interne sera couplé cette fois-ci par sa face
antérieure 180 , ou inférieure , par opposition à son couplage par sa face
extérieure, dans la figure précédente. Cette nouvelle configuration offrira
plus de couple au pédalier.
En b) l'on retrouve l'appareil de pédalier au complet, en trois dimension,
et muni de pédales et de plateau de chaîne.
La figure 28 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenages talon. Dans cette méthode de réalisation mécanique de
l'ellipse, un premier engrenage, dite engrenage de support I82 est monté
dans le centre de l'appareil. Un vilebrequin 183 est ensuite monté
rotativement dans Ie centre de celui-ci, et a, de son coté contraire à celui
de son maneton, en manchon supplémentaire 184 recevant les
engrenages de lien, que l'on nommera engrenages talon.l 85 . Cet
engrenage relira indirectement les engrenages de support et d'induction.
Le manchon de pédalier 186 est muni d'un engrenage d'induction de
type externe et cet ensemble est monté rotativement sur le maneton de
telle sorte que l'engrenage d'induction soit couplé à l'engrenage talon
188 .
Le fonctionnement de l'appareil consiste en ce que, sous l'effet de la
rétro rotation du vilebrequin maître 189, les engrenages talon sont
entraînés puisqu'il s sont d'une première part couplés à l'engrenages de
52
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support dans une action rétrorotative 189. Comme l'engrenage
d'induction de manchon de pédalier est couplé par la face antérieure,
l'action rétro rotative de l'engrenage talon sera inversée en une action
rotative de l' engrenage d' induction et du manchon de pédales 189qui est
relié. Les actions combinées, rétrorotatrives du vilebrequin et post
rotative du manchon du pédalier produiront la forme elliptique de course
des pédales recherchée.
En b , l'on peut voir cet assemblage en coupe transversale dédoublée.
La figure 29 montre, appliquée à un pédalier, une réalisation de l'ellipse
à partir de la méthode par semi-transmission
Dans cette figure, (engrenage de support sera dynamique 200 . L'on
montera un vilebrequin 201 muni d'un excentrique 202 . Le vilebrequin
et l'engrenage de support seront entraînés en sens inverse par une petite
semi transmission comportant trois engrenages, soit l'engrenage de l'axe
du vilebrequin 202 , celui de Taxe de l'engrenage de support dynamique
203 , et l'engrenage d'inversion 204 , un engrenage rotativement monté
dans le bloc et couplant en les inversant, ces deux premiers engrenages.
Dès lors, l'on montera rotativement le manchons de pédale 205 , muni
d'un engrenage d'induction de type interne 206 , sur l'excentrique , de
telle manière que son engrenage d'induction soit couplé à l'engrenage de
support actif défini antérieurement.
Le déplacement de pièces pour un tour est similaire aux méthodes
précédentes et (ellipse est pleinement réalisée.
En b), l'on a une vue en couple transversale de ce type de mécanique de
pédalier à laquelle l'on a ajouté les pédales.
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La figure 30 montre, appliquée à un pédalier, une mécanique dite par
engrenages engrenage central post actif. Dans ce type de mécanique, en
effet, l'engrenage de support aura une vitesse rétrorotative supérieure à
celle du vilebrequin, obtenue cette fois ci par une petite semi
transmission accélérative 209 . Ceci entraîne la rotation post active de
l'engrenage d'induction .Cette dernière couplera simplement deux
engrenages, respectivement montés sur le vilebrequin 213 et sur l'axe de
l'engrenage de support 214, à l'aide d'un troisième engrenage ou
ensemble d'engrenage 215 , rotativement monté dans le bloc de la
machine et accélérant l'engrenage de support actif.
Dans ce type de machine, le manchon de pédale est plutôt muni d'un
engrenage d'induction de type externe 211 . Le manchon de pédale 212
est monté rotativement sur l'excentrique ou le maneton du vilebrequin
de telle manière que l' engrenage d' induction soit couplé à l'engrenage
de support rétroactif , par l'arrière 216 , ce qui en entraînera la post
rotation.
Le manchon de pédale pourra donc dès lors réaliser une action post
rotative, contraire à celle du vilebrequin et ainsi, la résultante sera une
ellipse.
Les différents emplacements des pièces pour un tour de la machine
seront similaires à ceux des figures des méthodes précédentes.
En c) l'on peut voir le pédalier en coupe transversale, complété le
dédoublement des parties, mécaniques et pédales.
La figure 31 montre, appliqué à un pédalier, une mécanique dite par poly
induction . Dans cette méthode, un vilebrequin maître 200 , comportant
de chaque coté opposé un manchon 217 muni de fourchette , est
disposé rotativement dans le centre de l' appareil.
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Chacune des manchons recevra un vilebrequin secondaire d'induction
223 muni d'un engrenage d'induction 224 .Chacun de ces engrenages
sera couplé à l'engrenage de support , de type interne, disposé
rigidement dans le centre de l'appareil.
Chaque manchon du pédalier225 sera monté rotativement aux deux
manetons des vilebrequins secondaires 226 et sera prolongé et muni de
pédale 227 .
L'action des pièces pour un tour, réalisera, comme pour les méthodes
précédentes, l'ellipse des pédales recherchée.
La figure b montre le pédalier en coupe transversale, les pièces étant
dédoublées.
La figure 32 montre la méthode dite par engrenage cerceau
intermédiaire. Dans cette méthode, les engrenages de support 150 et
d'induction 155 sont tous deux de type externe. Il sont cependant reliée
par un type d'engrenage spécifique en ce qu'il a une rangée de dents à
l'extérieur et une à l'intérieur, d'où son appellation d'engrenage cerceau
intermédiaire 219. Cet engrenage , indifféremment qu'il soit monté avec
sa partie interne ou sa partie externe sur l,engrenage de support , produit
toujours , lors d'une post action du vilebrequin maître , une post action
de l'engrenage d'induction et de la pièce qui y est rattachée.
La figure 33 montre, à titre exemplaire, la possibilité de combiner de
façon juxtaposée ou étagée chacune de la méthode plus haut divulguée,
aune autre de ces méthodes pour produire une méthode hybride de
production de l'ellipse. A titre exemplaire, nous montrons simplement
ici la combinaison de deux mécaniques mono inductives, combinées
entre elles pour réaliser l'ellipse du pédalier.
Pour une meilleure compréhension de l'explication l'on distinguera donc
au niveau terminologie, l'engrenage de support et d'induction de
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premier niveau, des engrenages de support et d'induction de second
niveau.
Dans cette mécanique, l'on produit tout d'abord par mono induction le
déplacement elliptique d'un excentrique 230 , par mono induction
rétrorotative. Pour ce faire, l'on dispose rigidement dans la machine un
engrenage de support de type interne 231 . L'on monte ensuite
rotativement dans la machine un premier vilebrequin 232 que l'on
nommera vilebrequin maître. L'on terminera. préférablement ce
vilebrequin par un maneton 233 , l'on installera sur ce maneton un
excentrique 230 muni d'un engrenage d'induction 231 , que l'on dira
engrenage d' induction de premier niveau.
L'on couplera 234 cet engrenage à l'engrenage de support de type
interne déj à commenté. La course de l' excentrique sera dès lors
elliptique. De façon à faire réaliser à l'excentrique une ellipse, le ratio
des engrenages sera , comme on l'a déjà vu de un sur deux.
L'on fixera ensuite rigidement sur le maneton 235 du vilebrequin maître
un engrenage de type externe 236 que l'on dira engrenage de support de
second niveau. L'on disposera. ensuite le manchon de pédale 237 , muni
d'un engrenage d'induction de type interne que l'on nommera
engrenage d'induction second niveau 238 , rotativement ce manchon de
telle manière que les engrenages de support et d'induction de second
niveau soient couplés .
Le fonctionnement de l'appareil pourra être compris de la manière
suivante . L'on peut remarquer, en observant la suite des séquences pour
un tour présentée en b, que l'excentrique soutenant le manchon de
pédale se déplace sur une couse elliptique plus amincie 240 . Dès lors, la
rotation contrôlée de ce manchon 241 , simultanément à son
déplacement de centre par ellipse , entraîne une résultant qui est l'ellipse
recherchée 242 .
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La figure 34 montre que les engrenages polycamé et excentriques
peuvent être appliqués à toutes les mécaniques précédentes, en
remplacement des engrenages standard , ce qui permettra d'augmenter
de façon supplémentaire les effet accélératifs multiplicateurs e puissance
réalisés par celles-ci . Cette figure montre par deux exemples typiques,
que l'on peut appliquer à toutes ce mécaniques des engrenages
excentrique et polycamée en combinaison, de telle manière d'augmenter
les effets de couple des pédaliers. L' aj out d' engrenages polycamés et
excentriques aux méthodes géométriques démultiplie encore davantage
la force réalise par les pédalier suggérés.
Dans le premier exemple l'on a réalisé le pédalier à partir de la méthode
dite par engrenage cerceaux en rendant les engrenages de cette technique
cette fois-ci polycamës. En effet, ici les engrenages de support 245 et
d'induction 246 sont polycamés ce qui entraînera des accélérations et
décélérations des pièces les unes par rapport aux autres.
L'on voit que les positions debout et couchées des engrenages se
succèdent, et qu' elles ont été disposées de telle manière de
décommander encore davantage les rapport entre les pièces lors de la
phase de poussée.
En b nous avons réalisé la méthode par semi transmission, aussi en
polycamant les engrenages de support 245 et d'induction 246 .
Encore une fois, l'on notera que lors de la descente, l'accélération des
pi' ces et leur dé commandement sont démultipliés, ce qui augmente la
puissance et le couple du pédalier.
La figure 35 montre que l'on peut avec l'aide d'un tiers engrenage,
réaliser les mécaniques de façon décentrée. Comme on peut le constater
les ratios de tournages ne sont pas affectés par l'intrusion de ce tiers
engrenage, puisqu'un même nombre de dents affectera les engrenage
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cerceau et d'induction par tour. Cependant l'emplacement de couplage
des engrenages cerceau aux engrenages de support et d' induction sera
plus oblique 248 , ce qui changera la puissance d'attaque et de poussé de
ceux-ci . .
La figure 36 montre que pour toutes ce méthodes, l'on peut au surplus
utiliser de l'engrenage dit engrenages chevauchés. Pour de plus amples
information relatives à ce type d'engrenage l'on aura soin de consulter
nos travaux à ces suj et, divulguée dans notre demande de brevet, 2,417
138, déposée au Canada et titré solutions complémentaire relatives aux
moteurs rectilignes.
Pour les fins des présentes, nous pouvons résumer ce type d'engrenages
en disant il s'agit de réaliser des engrenages sous la forme d'ensembles
d'engrenages de telle manières que les dents et les creux de ceux-ci
soient complémentaires 250 . L'on produira donc des engrenages à la
fois puissants, puisque construits avec de longues dents à chaque
rangées de ceux-ci 255 , et à la fois précis et inusables, puisque la
complémentarité de deux ci, disposées en rangée, permettra une aussi
grande précision que s'il savaient été montés avec de petites dents 256 .
La présente a pour objet de spécifier que toutes les méthodes
mécaniques ici présentées peuvent être réalisées avec l'aide de ce type
d'engrenage. Et que ces raisons sont couvertes par la présente invention,
La figure 37 montre que l'on peut actionner la roue, ou autre moyen de
locomotion du pédalier par diverses manières, comme, de façon plus
conventionnelle par chaîne 257 , mais encore par tige rotative 258 , ou
par pression 259
La figure 38 montre que dans le cas d'une action par compression, le
pédalier peut être synchronisé avec un organe de compression lui-même
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synchronisé au point de vue de la force demandée à avec l'effort du
pédaleur 260, c'est-à-dire en synchronisant la fin de la période de
compression 261 avec le moment de couple le plus puissant. De plus
l'on choisira un organe de compression compressif 262 , c'est-à-dire ,
ayant une plus grande puissance compressive que dépressïve, comme
par exemple une machine Wankle, ou encor une machine à cylindre
rotor
Cette compression peut être dès lors envoyée directement ou
indirectement à partir d'une réserve, à un organe, c'est à dire une
seconde machine. L'on aura soin de choisir cette fois ci par machine à
plus forte propension motrice que compressive 263 , et de plus avec plier
dépressions par tour, de telle manière d'égaliser la force inégalement
développée par 1e pédaleur.
L'action combinée d'une machine à proéminente compressive et d'une
machine à proéminence dépressive sera dite pompo-moteur. Et pourra
dans le présente compter les pédaliers, tout autant que la chaîne ou
encore une tige.
Cette application complétive de la présente fait donc partie intégrante de
celle-ci compresseur et d'une machine décommandé cette fois ci de
manière moteur qui, à son tour active d'une machine de captation,
connectée mécaniquement au moyen de locomotion tel la roue.
La figure 39 montre que plusieurs méthodes de conversion du
mouvement rétrorotatif du vilebrequin principal en mouvement post
rotatif activant la roue arrière sont réalisables. En a ) l'action
rétrorotative du vilebrequin 270 est transmise à des engrenages
intermédiaires 271 , qui la transmettent en l'inversant au plateau de
chaîne 272 . En b) l'inversion est réalisée avec l'aide d'un engrenage
intermédiaire. En effet, le mouvement rétrorotatif de l'engrenage du
vilebrequin 270 est transmis rétrorotativement à l'engrenage cerceau
271, qui est inversé et transmis à l'engrenage du plateau de chaîne.
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En c) l'action de l'engrenage intermédiaire est réalisée par une chaîne
274 , soutenue par deux points d'appuis supplémentaires 275
En d , l'action d'un un pignon 270 fxé au vilebrequin est inversée par
un double pignon 276 , et transmise à l'engrenage du plateau de chaîne
272
En e) l'inversion entre les engrenages du vilebrequin et du plateau de
chaîne est tout simplement réalisée par le couplage de deux engrenages
aux quels ceux-ci sont respectivement fixé 277.
La figure 40 montre , en prenant à titre exemplaire l'inversion par
engrenages intermédiaires, que les inversions peuvent être réalisées au
niveau du pédalier en a) , au niveau médiant en b, ou finalement au
niveau du moyeu de roue arrière , en c.
La figure 41 montre que l' on peut utiliser toutes les méthodes ici
présentées de telle manière de réaliser l'ellipse des pédaliers de façon
plus oblique, ou encore de façon horizontale, par exemple pour Ia
réalisation d'exerciseurs.
