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MECANISME, -EN PARTICULIER-MECANISME DE PEDALIER POUR BICYCLETTES.
L'invention en question a trait à un mécanisme pouvant servir à différentes fins, et en particulier à un mécanisme de pédalier pour bicyclet- tes, grâce auquel les couples de rotation de l'impulsion imprimée aux pédales sont considérablement accrus. En outre le couple moyen (en d'autres mots le rendement) pour une révolution de la manivelle est variable, ce qui rend su- perflu, dans les bicyclettes par exemple, l'installation d'un mécanisme à plusieurs vitesses.
Les mécanismes, où les bras de la manivelle entraînent un axe, ont comme propriété que le couple de rotation se modifie continuellement, au cours d'une révolution, du moment que la. force ne s'applique pas constamment tangentiellement au point de couplage du bras de la manivelle. Si ceci n'est pas le cas - comme par exemple dans une machine a- piston ou dans une bicyclet- te - le couple dépend, à chaque instant, de la composante tangentielle de la force. Le couple est le plus grand, quand les bras de manivelle se trouvent à peu près en position horizontale vis-à-vis du point d'application de la for- ce; il est le plus petit, quand les bras se- trouvent en position verticale- vis-à-vis de ce point, respectivement quand ils coïncident avec la résultante de la force.
Dans le mécanisme de l'invention en question, le nombre des révo- lutions de l'axe de la-roue arrière se trouve, tout comme dans la construction la plus répandue jusqu'ici, dans un rapport constant vis-à-vis du.nombre¯des mouvements de levée et de descente des jambes. Il y a moyen toutefois d'augmen- ter ou de diminuer la.longueur des mouvements de levée et de descente, et par conséquent la. longueur des bras de levier efficaces-,, engendrant les- couples de rotation. Au cas où il faudrait surmonter une assez. grande résistance, en cas de montées par exemple, il est plus avantageux de lever plus haut et d'a- baisser davantage le pied,, plutôt que d'augmenter, à foulée égale, le-nombre
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des mouvements de levée et de descente.
Dans le mécanisme, selon l'invention, la longueur du chemin parcouru par la pédale reste la même, en dépit des varia- tions du rendement.
La figure 1 représente une coupe à travers le mécanisme, selon l'invention, dans une exécution appropriée à l'entraînement d'une bicyclette.
Les figures 2 et 3 représentent un schéma de l'installation de ce méca- nisme dans une bicyclette., et cela dans deux positions de travail différentes.
Les figures 4 et 6 sont des représentations graphiques des cou- ples de rotation, entrant en action dans les positions selon les figures 2 (courbe 566) et 3 (courbe 563), comparativement au déroulement de la courbe des couples 565, obtenu avec les bicyclettes ordinaires, et cela plus exac- tement po.ur un angle de 90 degrés de révolution de la manivelle, compté à par- tir du point mort supérieur.
Les figures 5 et 7 représentent des détails de la construction du dispositif de réglage, en rapport avec les positions selon les figures 2 et 3.
La figure 1 représente une exécution du mécanisme, selon l'in- vention, équipé de deux bras de manivelle, pour le montage dans une bicyclet- te. Un corps creux 501, doté d'une denture intérieure, est monté de façon à pouvoir tourner dans le carter 551 du cadre de la bicyclette. Dans ce corps creux se meuvent deux roues 5020 Leur diamètre extérieur est moitié aussi grand que le diamètre intérieur du corps creux. Leur denture est, comme le montre la figure, interrompue, de sorte qu'ils peuvent tourner simultanément, dans le même sens, et à la même vitesse, sans se gêner mutuellement dans leur mouvement. Au lieu de la denture, on peut se servir aussi de roues de frotte- ment. Le corps creux 501 se termine, aux deux bouts, par deux disques 505 cou- chés sur le corps creux de façon à pouvoir tourner.
Les disques en question sont pourvus d'un dispositif de commande. Les roues 502 sont munis, à leurs extrémités, de chevilles 506, enfoncées de façon à pouvoir tourner dans des trous des disques 505. A chaque roue 502 est attaché un arbre de manivelle 503.
Les arbres de manivelle s'étendent en sens opposé l'un à l'autre et sont mu- nis de pédales à leurs bouts libres. Afin d'assurer le mouvement prévu des par- ties décrites, les deux disques 505 sont attachés l'un à l'autre et mainte- nus à distance constante par des boulons 507.
Le corps creux 501 est équipé d'un dispositif de réglage, par exemple d'un levier 550 guidé dans une fente 552 du carter 551. A l'aide de ce dispositif de réglage, le corps creux 501 peut tourner d'un angle arbi- traire et puis se fixer. Au lieu du levier 550 on peut aussi se servir d'un câble Bowden. Le corps creux 501 est alors pourvu de plusieurs trous, répartis sur sa superficie, dans lesquels la cheville du câble Bowden pénètre et main- tient ainsi le corps creux 501 dans la position voulus. On peut d'ailleurs aussi, par l'installation d'un ressort, aménager le dispositif de réglage de telle façon qu'en proportion de la résistance rencontrée, le corps creux os- cille automatiquement d'un angle correspondent.
Comme il ressort des figures 3 et 7, le corps creux 501 est placé dans une position telle que le bras de manivelle 503 de l'une des roues 502 est dirigé vers le haut, d'un angle de 45 degrés, tandis que l'autre bras de manivelle est incliné d'autant vers le bas, en sens opposé, de l'autre côté . de la bicyclette. La ligne 554 indique le nouveau chemin parcouru par la pé- dale. A titre de comparaison, la ligne circulaire 564 indique le chemin par- couru par la pédale des bicyclettes ordinaires.
Supposons que, de la selle 556, émanent l'une après l'autre les résultantes 557, 558, 559 et 559a de l'énergie musculaire, sur le chemin à sui-
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vre par la pédale (pour chaque révolution de 22,5 degrés de l'axe). Alors les roues 502 tournent autour des points 560a, 560, 561 et 562. Les nor- males des points de rotation sur les résultantes sont les 'bras de levier efficaces, déterminants pour les couples de rotation. Dans les bicyclettes ordinaires, le pointdde rotation du bras de la pédale reste immobile; dans le-mécanisme selon l'invention, le point de rotation se déplace sur tout. le cercle de la roue à denture intérieure.
Dans la reproduction graphique de la figure 6, on a indiqué en abscisse les positions de la manivelle, et cela, plus exactement, pour 90 degrés de révolution à partir du. point mort supérieur. Comme 0, on a supposé la position du bras de manivelle dirigée vers la selle. Les ordonnées repré- sentent les bras de levier efficaces. La courbe 565 a trait au type de bi- cyclette ordinaire ; la courbe 563 au contraire à un mécanisme selon l'inven- tion, conforme à la figure 1 et suivant la position de la fig. 3.
Il apparait nettement que les bras de levier efficaces sont, dans une bicyclette ordinaire (courbe 565) beaucoup plus petits. La longueur des mouvements de levée et de descente divergente selon qu'il s'agit du méca- nisme ancien ou du mécanisme nouveau, se trouve indiquée, dans la figure 3, par H et H1. La perte en dégagement, vis-à-vis du sol, du nouveau mécanisme par rapport à l'ancien, est caractérisé par 567.
Les figures 2 et 5 ont trait à la même bicyclette, dotée du même mécanisme. Seulement le corps creux 501 est tourné, par déplacement du bras 550, d'un certain angle, de sorte que le grand axe du chemin parcouru par la pédale, arrive en position horizontale, ce qui procure un gain de dégage- ment représenté par 568.
Les bras de levier efficaces sont représentés par la figure 4.
Comme il ressort de la courbe 566, les bras de levier efficaces sont plus longs que pour les bicyclettes ordinaires (courbe 565).
Une autre caractéristique du mécanisme selon l'invention consiste en ce que les disques 505 tournent en sens contraires des aiguilles d'une mon- tre, au cas où les bras du pédalier tournent dans le sens des aiguilles d'une montre. Grâce à cela, on peut prévoir, au lieu de la chaîne en usage jusqu'à présent, un système de roues coniques.
La roue conique de derrière du mécanisme peut dès lors commander par devant la roue conique de l'axe de la roue arrière. Par voie de conséquen- ce on pourrait démonter la roue arrière tout aussi facilement que, jusqu'ici, la roue avant. Dans le mécanisme à cardan,en usage jusqu'à présent, la roue conique du mécanisme commandait par derrière la roue conique sur l'axe de la roue arrière, ce qui présentait l'inconvénient qu'il fallait détacher la roue conique arrière de l'arbre ou qu'il fallait démonter en partie le cadre de la bicyclette, pour enlever la roue arrière.
Le mécanisme selon l'invention peut aussi s'appliquer à des ma- chines à piston de tout genre, par exemple aux machines à combustion. Si, en pareil cas, le corps creux 501 oscille dans le carter 551, la longueur de la course du piston devient plus grande ou plus petite, sans que la position des cylindres change. Ce faisant, le volume et la pression de compression varient.
De même, le piston peut être contraint, soit par explosion ou par combustion, à s'arrêter et à s'abaisser, sans dépendre pour autant, comme c"était le cas jusqu'ici, d'un point mort supérieur frisée.