PROCEDE DE REGULATION DU FREINAGE D'UNE ROUE MONTEE DANS UNE MACHINE STATIONNAIRE OU FIXE
L'invention se rapporte à un procédé de régulation du freinage d'une roue montée dans une machine stationnaire ou fixe.
Elle se rapporte également aux moyens pour la mise en oeuvre de ce procédé et aux machines pourvues de ces moyens.
On connaît à ce jour plusieurs procédés et moyens de freinage d'une roue de bicyclette (CH-616.850, US-3.501.142, 4.206.914, 4.079.931, GB-1.406.342) mais tous ces procédés et moyens ne sont applicables qu'aux machines stationnaires et/ou ne permettent pas d'automatiser leur régulation afin de simuler les conditions rencontrées sur une route ayant un certain profil. Parmi ces moyens et procédés connus, on distingue deux modes de freinage.
Selon un premier mode de freinage (CH-616.850, US-4.079.931, 4.206.914), il est fait usage d'un galet.
Par friction sur la roue de bicyclette, ce galet tourne autour d'un axe d'un support associé au bâti de la machine en contrariant l'action d'un patin de freinage prenant appui sur le galet sous l'action d'un organe de réglage associé au support
(CH-616.850).
Dans une variante de réalisation (US-4.079.931, 4.206.914), le galet appuie sur la roue sous l'action d'un organe de réglage de façon à la déformer plus ou moins profondément et par cela provoquer un freinage plus ou moins énergique.
Dans les deux cas, l'organe de réglage consiste en un système vis-écrou sur lequel l'utilisateur agit à la main à chaque fois qu'il le juge utile et avec une force qu'il apprécie
(CH-616.850, US-4.079.931) où qu'il contrôle au moyen d'un compteur des tours du système vis-écrou (US-4.206.914).
Ce réglage manuel ne peut se faire qu'entre les périodes d'utilisation pendant lesquelles le freinage reste constant.
Pour simuler les conditions d'un parcours ayant un certain profil, l'utilisateur doit interrompre son entraînement pour régler le frein à chaque fois que les conditions changent.
Pour connaître les moments où ces réglages doivent être effectués, l'utilisateur doit surveiller les données d'un compteur totalisateur (US-4.079.931) qui, de manière connue comprend des organes mécaniques mus en rotation par la roue de bicyclette, tels des molettes affichant chacune l'un des chiffres de la distance théroriquement parcourue. Outre que ces procédés et moyens nécessitent l'arrêt de l'entraînement entre les changements de l'intensité du freinage, pour ces changements l'utilisateur doit donc surveiller constamment le compteur faute de quoi les conditions du parcours suivi risquent de ne pas être correctement simulées. Selon un second mode de freinage, il est fait usage d'une courroie passée sur un tambour lié en rotation à la roue et fixée au bâti pour frotter sur le tambour, sur laquelle courroie un moyen de tension agit sous l'action d'un organe de réglage
(US-3.501.142, G8-1.406.342). Avec un tel mode de freinage, il est connu d'automatiser le réglâge pour obtenir en fonction de la distance théoriquement parcourue des étapes ayant des conditions de freinage différentes sans devoir interrompre l'entraînement.
A cet effet, selon une première forme de réalisation, le moyen de tension consiste en une came et l'organe de réglage consiste en une commande pas à pas de sa rotation.
Cette commande pas à pas consiste en une roue dentée dont les dents coopèrent avec l'une des manivelles du pédalier pour à chaque passage de cette manivelle, faire tourner d'un certain angle la roue dentée qui est reliée à la came par une transmission adéquate telle une roue à vis sans fin.
Cette forme de réalisation par came et commande pas à pas ne permet toutefois que des changements très progressifs des conditions de parcours.
Selon une seconde forme de réalisation, le moyen de tension consiste en un poussoir et son organe de réglage en une commande électro-magnétique dont l'alimentation s'opère par des moyens programmables. Si ce mode de réalisation permet des modifications rapides des conditions de freinage, il fait toutefois appel à des moyens très onéreux en réservant l'usage à quelques spécialistes.
En outre, compte-tenu du freinage à courroie, ces deux formes de réalisation ne permettent pas d'envisager une application à une bicyclette classique.
Pour utiliser de manière stationnaire une bicyclette classique, il est connu de placer cette bicyclette sur des supports à rouleaux dont l'un d'eux au moins est mu en rotation autour de son axe par friction sur la roue de bicyclette qui est entraînée. Pour de tels supports, on connaît également des moyens de freinage (le cycle N° 78 - avril 82 - page 15). Dans cet exemple, il est fait usage d'une came qui en tournant agit sur une roulette portée par un poussoir qui agit sur un moyen de freinage du rouleau. Si la came peut reproduire un profil qui est celui d'une portion de route, ne sont pas décrits sa commande en fonction de la distance théoriquement parcourue ni le mode de freinage du rouleau et rien ne permet d'assurer que ces moyens seraient adaptables à une machine mobile utilisée normal ement. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un procédé et des moyens de régulation qui soient applicables aussi bien aux machines stationnai res qu'aux machines mobiles et qui permettent de manière simple et peu onéreuse, la régulation automatique du freinage en fonction de la distance au moins théoriquement parcourue afin de simuler un parcours dans lequel différents tronçons de longueur prédéterminée ont un profil différent.
Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un procédé mis en oeuvre par des moyens indépendants de la machine et qui, sans transformation, soient adaptables aux capacités de l'utilisateur. A cet effet, elle a pour objet un procédé de régulation d'une roue de bicyclette montée dans le bâti d'une machine
- d'une part, dont la distance au moins théoriquement parcourue est fournie par un compteur totalisateur qui de manière connue comprend des organes mécaniques mus en rotation par la roue de bicyclette, tels des molettes affichant chacune l'un des chiffres de la distance théoriquement parcourue et,
- d'autre part pourvue d'un moyen de freinage agissant sous le contrôle d'un organe de réglage.
Ce procédé étant caractérisé en ce que : . Avant la phase de régulation :
- on définit, pour une distance au moins théoriquement parcourue, les limites des tronçons de parcours au long desquels on souhaite des actions de freinage différentes puis,
- on repère pour chaque limite la position qu'occuperont les organes mécaniques de comptage de la distance et
- sur au moins certains des organes mécaniques du comptage de la distance, on adapte des moyens de commande de l'organe de réglage de l'action du moyen de freinage, ces moyens de commande étant conformés et adaptés aux organes de manière telle que, . lors de la phase de régulation :
- à chaque fois que les organes mécaniques de comptage seront dans la position correspondant à l'une des limites prédéfinies, par au moins l'un des moyens de commande, on agit sur l'organe de réglage du moyen de freinage dans un sens et avec une intensité correspondant à la nouvelle action de freinage à obtenir.
L'invention a également pour objet les moyens en vue de la mise en oeuvre de ce procédé et la machine qui en est pourvue.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé, qui représente schématiquement :
- figure 1, en vue partielle, une bicyclette équipée des moyens selon l'invention,
- figure 2, à plus grande échelle, les moyens selon l'invention vus isolément,
- figure 3, une variante de réalisation des moyens selon l'invention. En se reportant au dessin, on voit que la machine 1, qui peut être mobile ou stationnaire, comprend au moins un bâti 2 dans lequel est notamment montée une roue 3, entraînée en rotation autour de son axe 4 par une transmission 5 prenant son mouvement sur un pédalier 6. Sur le bâti 2 sont également montés des moyens 7 comprenant :
- d'une part des moyens 8 de comptage et de totalisation de la distance au moins théoriquement parcourue et,
- d'autre part des moyens de freinage 9 de la roue 3 afin de créer un handicap à son entraînement et de simuler ainsi des conditions plus pénibles que les conditions réelles.
Au moins en cas de machine mobile, ces moyens de freinage s'ajoutent bien entendu aux moyens de freinage.
Les moyens 8 de comptage et de totalisation comprennent un compteur totalisateur 10 avec ses organes mécaniques de comptage
11 tels des molettes associées affichant l'un des chiffres de la distance ou des pignons entraînant ces molettes et prenant eux-mêmes leur mouvement sur un arbre d'entrée 12 lié en rotation à la roue 3. De préférence, cette liaison à la roue s'opère indirectement par l'intermédiaire d'un galet 13 qui par friction sur la roue est mu en rotation autour de son axe 14 sur lequel est montée une transmission 15 de cette rotation jusqu'à l'arbre
12 d'entrée du compteur 10.
A cet effet, le compteur 10 est fixé sur un support 16 solidarisé au bâti 2 de la machine et, dans lequel support 16 est guidé en rotation l'axe 14 du galet 13.
Quant à eux, les moyens 9 de freinage de la roue 3 comprennent au moins un élément de freinage 17 et un organe 18 de réglage de son action avec leur support 16 solidarisé au bâti.
Dans un mode préféré de réalisation, l'élément de freinage 17 consiste en un patin et ce patin est porté par le bras 19 d'un levier constituant l'organe de réglage 18, lequel levier est articulé autour d'un axe 20 porté par le support 16.
Le levier 18 comporte un autre bras 21 par lequel on agit pour commander le réglage.
De préférence le patin 17 agit sur la roue 3 indirectement, par l'intermédiaire d'un galet 13 qui par friction sur la roue 3 est mu en rotation autour d'un axe 14 du support 16 en contrariant l'action du patin de freinage 17 prenant appui sur ledit galet sous le contrôle de l'organe de régi âge. Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, le support 16 est commun aux moyens de comptage 8 et aux moyens de freinage 9 et ce afin de faciliter la liaison mécanique de ces moyens de la manière ci-après exposée.
De même, le galet 13 est de préférence commun à ces moyens 8,.9 de comptage et de freinage.
Selon une caractéristique essentielle du procédé selon l'invention :
. avant la phase de régulation :
- on définit, pour une distance au moins théoriquement parcourue, les limites des tronçons de parcours au long dequels on souhaite des actions de freinage différentes puis,
- on repère pour chaque limite la position qu'occuperont les organes mécaniques 11 de comptage de la distance,
- sur au moins certains des organes mécaniques de comptage 11 de la distance, on adapte des moyens de commande 22, 23 de l'organe de réglage de l'action du moyen de freinage, ces moyens de commande 22, 23 étant conformés et adaptés aux organes 11 de manière telle que,
. lors de la phase de régulation :
- à chaque fois que les organes mécaniques de comptage 11 seront dans la position correspondant à l'une des limites prédéfinies, par au moins l'un des moyens de commande 22, 23, on agit sur l'organe de réglage 18 du moyen de freinage 17 dans un sens et avec une intensité correspondant à la nouvelle action de freinage à obtenir.
De préférence les réglages sont faits avant adaptation du support 16 sur la machine 1. Les moyens en vue de la mise en oeuvre de ce procédé comprennent donc, adaptés sur au moins certains des organes mécaniques de comptage 11, des moyens 22, 23 coopérant avec l'organe de réglage 18, des moyens de freinage pour en commander l'action dans un sens et avec une intensité correspondant au freinage à obtenir.
Dans une première forme de réalisation, ces moyens de commande consistent en des cames 22 de profils prédéterminés accolées aux organes mécaniques de comptage 11 et sur le chemin 24 desquelles cames 22 prend appui un palpeur 25 porté par l'extrémité d'un bras 26 d'un levier 27 articulé autour d'un axe 28 porté par le support 16 tandis que l'autre bras 29 de ce levier, que ce soit directement où par l'intermédiaire d'au moins un autre levier, agit sur le bras de commande 21 de l'organe de réglage 18 du moyen de freinage 17. Afin de permettre une modification du cycle de commande sans avoir à interchanger le compteur 10 ou du moins certaines des cames qu'il comprend, dans une autre forme de réalisation, les moyens de commande 23 consistent chacun en un tambour 30 à
la périphérie duquel est fixée une pluralité de bossages 31 et ce par des moyens 32 de réglage de la distance entre chacun des sommets 33 des bossages et l'axe 34 du tambour 30.
Par exemple, ces moyens de réglage sont constitués par des trous taraudés dans le tambour et recevant des tiges filetées dont les têtes réalisent les bossages.
Ces bossages réalisent chacun une fraction d'un chemin de profil variable lu comme le chemin de la came 22.
Bien entendu, chaque moyen de commande 22, 23 coopère avec un palpeur 25 différent porté par un levier 27 qui lui est proore.
Comprenant de préférence au moins deux moyens de commande
22, 23 par exemple associés aux molettes hectométriques et kilométriques du moyen de comptage 10, l'ensemble comprend donc au moins deux leviers 27 qui agissent concurremment sur l'organe de réglage.
Avantageusement, ces leviers 27 peuvent être, notamment au delà d'une certaine amplitude de mouvement, solidarisés par un organe de liaison (non représenté), tel une vis pointeau portée transversalement par l'un des leviers et dont l'extrémité est engagée dans un alésage conique réservé dans l'autre levier.
La valeur de l'engagement du pointeau de la vis dans l'alésage conique permet de régler la valeur de l'amplitude du mouvement des leviers au delà de laquelle ils seront solidarisés.
Cette disposition permet d'ëcrêter plus ou moins certaines difficultés d'un parcours.
Afin d'ajuster l'action de l'organe de réglage 18 et/ou par exemple en fonction des capacités de l'utilisateur, de rattraper l'usure du patin 17 et/ou les jeux pris par au moins l'un des moyens, de préférence le patin 17 prend appui sur le bras porte patin 19 par l'intermédiaire d'une butée réglable 35 telle par exemple l'extrémité d'une vis 36 coopérant avec un trou 37 taraudé dans le bras 19.
Pour la fixation du support 16 sur le bâti de la machine, on utilise de préférence un moyen rapidement mis en place et démontable 38.
Ainsi adapté sur une bicyclette notamment au niveau de la chape de sa roue motrice préalablement dépourvue de garde-boue, le dispositif n'entravera pas ses évolutions au sol mais permettra selon le profil de came choisi de reconstituer les effets ressentis lors de la montée d'un faux-plat, d'une cote ou de simuler la résistance du vent, d'un circuit donné. Ce dispositif permettra de redonner un attrait à l'utilisation du vélo sur Home Trainer ou vélo d'appartement qui deviendrait en période de mauvais temps un outil d'entretien de la condition physique (travail puissance et rythme) et permettrait d'éviter, lors de la préparation à un programme de mise en forme ou de compétition, les arrêts dus aux intempéries.
Le cycliste n'ayant pas de circuit avec difficultés naturelles obtiendra avec le dispositif les effets compensateurs.
Le compteur totalisateur comprend évidemment tout dispositif connu de remise à zéro voir d'avance du comptage pour démarrer le cycle d'entraînement en un autre point du parcours fictif.
Il est monté sur le support de manière à être rapidement démontable. Le galet et le patin de freinage sont réalisés en matériaux assurant un freinage progressif compte-tenu de leur dilatation.