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Mécanisme de roue libre et de frein à contre-pédale.
L'invention se rapporte à un mécanisme de roue libre et de frein à contre-pédale pour bicyclettes et véhicules automobiles.
Elle consiste, d'une part,en ce que lescorps de freinage et d'embrayage se trouvent libres entre la surface de freinage et des cames de commande reliées rigidement à la couronne dentée et reposent sur le côté du tambour de freinage. Il peut ëtre prévu des supportsspéciaux qui ne permettent aux corps de freinage et d'embrayage d'entrer en contact avec le tambour de freinage qu'en cas de nécessité sous l'influence des cames de commande, ou bien les corps de freinage et d'embrayage reposent constam - ment sur le tambour de freinage et les cames de commande aug - mentent la pression d'appui, en cas de nécessité, jusqu'à l'en- trée en prise par friction avec le tambour de freinage.
Par la position entièrement libre des corps de freinage et d'embraya - ge, on obtient une simplification de la construction entière,
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en même temps qu'une plus grande süreté de fonctionnement. Ces deux avantages proviennent de ce que tous les moyens de montage et d'appui qu'il a fallu employerjusqu'ici deviennent super - flus par suite de l'invention.
A cô'té d'une diminution des éléments de construction, il en résulte une diminution d'encom- brement et une simplification du fait que la disposition des corps de freinage et d'embrayage peut se faire uniquement sui - vant le but de travail de ces pièces sans qu'il faille se sou- cier des possibilités de montage et d'appui, et de ceci résulte la possibilité d'éviter les espaces vides à l'intérieur du mécanisme dans une si large mesure que, en cas de rupture d'un élément du mécanisme, les fragments ne trouvent pas de place pour aller se loger entre d'autres parties et compromettre ainsi leur fonctionnement sur. En outre, tous les éléments sont présents en plusieurs exemplaires malgré le peu de place, de sorte que le dispositif reste en bon état de fonctionnement au cas où certains éléments sont mis hors de service par ruptu- re.
En cas de disposition de trois cames de commande actives, cela donne, conjointement avec le placement libre des corps de freinage et d'embrayage, une uniformité presque théoriquement exacte de la répartition de la pression dans le mécanisme en - tier et, par suite, une durabilité maximum avec une nouvelle amélioration de la sûreté de fonctionnement. La seconde carac - téristique essentielle de l'invention consiste dans la disposi- tion de surfaces coniques huilées servant de surfaces de frei - nage. Ceci permet de diminuer dans une large mesure la surface de freinage et réduit en même temps pratiquement à zéro l'usure des éléments.
En combinaison avec le placement libre précité des corps de freinage et d'embrayage, l'emploi de surfaces co- niques huilées pour le freinage permet de construire un méca - nisme de roue libre moderne avec frein à contre-pédale pouvant être placé sur tout moyeu existant dans le cadre du véhicule, par exemple d'une bicyclette, sans qu'il doive subir aucune
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modification, outre que l'effort exercé sur ce mécanisme est utilisé avec un meilleur rendement.
Ces avantages résultent de ce que les surfaces coniques servant de surfaces de freinage permettent de réduire le dispositif entier à la largeur minime de la couronne dentée et de le placer entièrement dans la cou - ronne dentée ; par suite, les efforts exercés sur la couronne dentée continuent à agir dans le même plan sans déviation laté- rale vers l'intérieur du moyeu, et le mécanisme entier peut trouver place à coté du moyeu à l'intérieur du cadre du véhicu- le. Pour que le dispositif puisse être raccordé plus facilement et plus sûrement au moyeu de la roue, il peut être disposé un évidement elliptique sur la partie qui porte la surface de frei- nage ; la forme de l'extrémité du moyeu doit alors correspondre à cet évidement, ce qui peut fort bien s'obtenir sur des moyeux existants.
L'effet de freinage et l'effet d'embrayage peuvent encore être accrus en renforçant ou remplaçant l'accouplement par friction par un verrouillage. On peut par exemple, pour le passage du fonctionnement de la roue libre à la propulsion com - mandée, faire en sorte que les corps d'accouplement puissent être verrouillés sur la surface de freinage ; on peut également améliorer l'effet de freinage, en cas de conservation du freina- ge par pure friction, par un verrouillage pouvant être établi et supprimé' entre les corps de freinage et des éléments immobi- les, par exemple par un verrouillage pouvant s'établir et se supprimer automatiquement entre les corps de freinage et une bague d'arrêt fixée sur le cadre du véhicule.
La sûreté de fonc- tionnement du dispositif' reste maintenue pendant un temps parti- culièrement long lorsque les cames de commande agissent sur les éléments a commander au moyen de courbes-guides qui, par leur forme', empêchent les éléments de se désaccoupler dans les posi - tions de travail. Cette protection constante de la prise de travail peut par exemple s'obtenir en prolongeant les courbes au-delà du point de prise d'une quantité dont l'usure complète
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ne doit pratiquement pas ëtre envisagée, eu égard au frottement auquel on a affaire. Une forme d'exécution théoriquement sure s'obtient aussi lorsque la direction de l'effort au point de travail est perpendiculaire à la courbe.
Il est aussi particulier rement utile de disposer des corps roulants entre les cames de commande et les corps de freinage et d'embrayage commandés.
Outre l'économie de force et le ménagement des éléments, la disposition descorpsroulants assure encore une plus grande augmentation de la süreté de fonctionnement, car le ménagement des cames et des éléments commandés par elles empêchent dans une mesure particulière que la commande de ces derniers perde à l'improviste de sa sûreté par suite d'usure. Les éléments de freinage et les éléments d'embrayage peuvent ëtre exécutés sé - parement, ou bien être réunis en éléments pouvant être alterna - tivement, selon les besoins, commandés comme corps de freinage ou comme éléments d'embrayage.
Les dessins ci-joints représentent des exemples de réalisa- tion de l'invention répondant aux principes exposés ci-dessus.
La fig.1 est une vue de côté d'une forme d'exécution com - portant des organes de freinage et des organes d'embrayage sépa- rés et des cames de commande dont la forme diffère en conséquen- ce, des corps roulants étant interposés entre les corps de freinage et les cames correspondantes.
La fig.2 est une coupe axiale correspondant à la fig.1
La fig.3 montre les corps de freinage seuls de cette forme d'exécution, en vue de dessus, avec un joint visible entre deux corps de freinage.
La fig.4 montre, vu de côté, l'intérieur de cette forme d'exécution pour la commande de la propulsion.
La fig.5montre en vue de dessus l'organe d'embrayage seul pour le mécanisme de roue libre, fermé pour la commande de la propulsion, avec coupe d.e la came de commande.
La fig. 6 montre l'intérieur de la même forme d'exécution
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lors du freinage.
.La fig.7 montre l'organe d'embrayage d'après la fig.5,ou- vert pour la marche à roue libre ou le freinage.
La fig.8 montre en vue de coté, comme la fig.1, une forme d'exécution avec organes de freinage et d'embrayage combinés, en position de propulsion.
La fig.9est une coupe axiale correspondant à la fig.8.
La fige 10 montre la forme d'exécution d'après la fig.9,en position de freinage.
La fige 11 montre une forme d'exécution dans laquelle les corps de freinage sont, lors de la commande de propulsion, ver- rouillés sur la surface de freinage, des cliquets à ressort étant disposés pour le verrouillage.
La fig.12 montre, en position de propulsion, une forme d'exécution similaire dans laquelle les mëmes ergots des corps de freinage et d'embrayage entrent en prise de verrouillage avec le tambour de freinage lors de la propulsion et avec la bague d'arrêt lors d.u freinage.
La fig. 13 montre le dispositif d'après la fig.12 en posi - tion de freinage.
Sur les figs. 1, 2,4, 6 et 8-13, la couronne dentée 4 est représentée avec lescamesde commande 15,15'15" et 15"' d'a- près l'invention ; vis-àvisd'elle se trouve concentriquement la surface de freinage 8 disposée sur le noyau 1, cylindrique au milieu et pourvue de surfaces coniques des deux côtés de cette partie cylindrique. Entre la couronne dentée et les sur - faces de freinage sont placés librement les corps de freinage 2 d'après l'invention, lesquels s'appuient sur le côté du tambour de freinage. Le noyau 1 possède à une extrémité, intérieurement, un évidement elliptique 19 pour permettre de le monter solide - ment sur l'extrémité du moyeu devant recevoir une forme corres - pondante.
Dans l'exemple d'exécution d'après les figs.1-7,il est disposé, pour l'embrayage lors du pédalage en avant et pour le
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freinage lors du pédalage en arrière, des corps de freinage spé- ciau.x 2 et des corps d'embrayage spéciaux 3. Les corps de freina- ge s'appuient ici sur une bague élastique 30 posée autour du tambour de freinage et exerçant une pression vers l'extérieur et possèdent, du coté du tambour de freinage, une rainure 10 correspondant à cette bague élastique.
Tous les organes sont commandés par les cames au moyen de courbes et il est employé, pour lescorpsd'embrayage, une courbe qui, au point de prise de travail, est perpendiculaire à la direction de l'effort et rend ainsi impossible le franchissement de ce point, tandis que, pour les corps de freinage, la courbe est prolongée au-delà du point de travail d'une quantité qui rend pratiquement impossible tout échappement de l'organe en prise avec la courbe. Pour obte- nir ce résultat avec un minimum de prolongement, il est prévu, dans l'exemple représenté, un corps roulant pour la prise directe avec chaque courbe. Les cames 15 pour la commande des corps de freinage 2' sont ici établies sous la forme de courbes, et des rouleaux 7 sont interposés entre elles et les corps de freinage.
Les rouleaux 7 se trouvent dans des évidements 14 du corps d'em- brayage 3 embrassant extérieurement les corps de freinage,comme dans une cage à rouleaux. Le corps d'embrayage est un anneau d'entraînement et possède, sur un bord, des dents de scie 9 auxquelles correspond une denture 9' sur le noyau 1, lequel porte aussi, comme il a déjà été mentionné, la surface de frei- nage 8. Sur la face extérieure de l'entraîneur 3 sont disposées des voies courbes 12 et 12' avec lesquelles se trouvent en prise des cames de commande spéciales 15' de la couronne dentée.
Le levier 18 est, à l'extrémité non représentée, brisée sur la fig.l, raccordé au cadre du véhicule au moyen d'un collier 35 (fig.10) et, à l'autre extrémité, relié rigid.ement à la bague d'arrët 5 servant de contre-appui de freinage à l'intérieur du mécanisme de roue libre. La bague d'arrêt 5 possède descontre - appuis 13, et les corps de freinage ont des ergots de verrouillage
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correspondants31 qui s'introduisent entre les contre-appuis13 et sont, lors du freinage, appuyés chacun fortement contre un de ces derniers.
Dans l'exemple représenté, les corps de frei - nage n'ont ensemble que deux ergots de verrouillage larges avec entre eux des intervalles relativement étroits 17, avec lesquels sont constamment en prise des contre-appuis d'étroitesse corres- pondante se trouvant sur la bague d'arrêt 5. Afin que les rou - leaux 7 ne rencontrent pas de résistance aux joints 16 entre les divers corps de freinage 2, les joints sont disposés o'bli - quement comme le fait voir la fig. 5.
Dans les exemples d'exécution d'après les figs.8-13, les corps de freinage 2' sont en même temps corps d'embrayage. Ils sont ici disposés de manière à pouvoir basculer librement et, dans les exemples représentés, ils s'appuient sur la surface de freinage 8. Ils attaquent le noyau alternativement par l'une ou l'autre de leurs extrémités, selon qu'il faut freiner ou embrayer pour la propulsion. Au lieu de s'appuyer sur le tambour de freinage, les corps basculants 2' peuvent aussi, comme dans l'exemple précédent, s'appuyer sur une bague élastique. Dans l'exemple d'après les figs.8-10, il est interposé des rouleaux 11 entre la surface de freinage et les corps de freinage et d'embrayage, et les cames de commande de la couronne dentée agissent, moyennant une forme convenable, directement sur le dos des corps de freinage et d'embrayage.
Dans les exemples d'après les figs.11-13, les cames 15"' embrassent, en travail - lant de la même manière, des rouleaux 7' qui transmettent la pression de commande.
Le nombre des contre-appuis 13' ou 13" se trouvant sur la bague d'arrêt 5 est ici plus grand que dans l'exemple précédent, comme le montre particulièrement la fige 10, et chaque corps de freinage et d'embrayage possède un ergot de verrouillage 31.
Celui-ci se trouve, d'après les figs.8-11, à l'extrémité posté- rieure ou, d'après les figs.12 et 13, à l'extrémité antérieure
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de chaque corps. Dansles exemples d'après les figs.11-13, il est prévu sur le noyau 1, outre la surface de freinage, des crans obliques spéciaux 22 pour l'entraînement en cas de pro - pulsion. A ces crans correspond, d'après la fig.ll, un cliquet 24 disposé à l'extrémité antérieure des corps de freinage et d'embrayage et pourvu d'un ressort 23 ou, dans l'exemple d'après les deux dernières figures, la. même saillie de verrouillage 31 à l'extrémitéantérieure, laquelle saillie entre en :prise,lors du freinage, avec les contre-appuis 13 se trouvant sur la bague d'arrêt 5.
Dans cet exemple, l'extrémité postérieure de chaque corps de freinage et d'embrayage 2 est montée élastiquement par rapport à la couronne dentée au moyen d'un ressort 21. Les res - sorts 21 et 23 reposent, sur une partie de leur longueur, dans des canaux des corps de freinage et d'embrayage 2.
Une bague à bride 6 vissée sur le noyau 1 maintient réunis tous les éléments du dispositif' dans tous les exemples d'exécu- tion représentés. Entre la couronne dentée et le noyau, d'une part, et la bague d'arrêt 5 , d'autre part, ainsi qu'entre cette dernière et la 'bague à bride servant à, la fermeture du di spo si - tif sont interposés des roulements à billes K.
Lorsqu'on fait avancer le véhicule, par exemple lorsque le cycliste pédale en avant, comme l'indique la flèche sur les figs.4, 8 , 11 et 12, il y a, dans tous les exemples d'exécution, embrayage entre la couronne dentée 4 et le noyau 1. Dans la forme d'exécution d'après les figs.
1-7, les cames 15' (fig.7) pénètrent entre les voies courbes 12 et 12' de l'anneau d'en - trafnement 3 restant d'abord encore au repos et poussent celui- ci versle côté denté, de sorte que les dentures 9 , 9' entrent en prise par les flancs droits de leurs dents, ainsi que le fait voir la f'ig.5. Lorsqu'on continue à pédaler, les cames 15' en - traînent alors l'anneau d'entraînement par la voie courbe de droite 12 et, du fait que les dentures 9 et 9' sont en prise,le noyau 1 et le moyeu de la roue sont également entraînés,le noyau
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1 étant monté sur le moyeu par l'évidement elliptique 19.
Dans les formes d'exécution d'après les figs.8-13, les cames 15" ou 15"' pressent les corps de freinage et d'embrayage par leur extrémité antérieure sur le noyau jusqu'à ce qu'ils entrent en prise avec lui et entraînent le dit noyau en même temps que le moyeu ; en même temps, chaque came de commande entraîne constam- ment, lors de sa rotation, le corps de freinage et d'embrayage correspondant, parce que l'extrémité de celui-ci renforcée par rapport au milieu empêche la came de glisser par-dessus. La pri- se entre les corps d'embrayage et le noyau se produit, dans la forme d'exécution d'après les figs.8-10, par pur frottement sur la surface de freinage, tandis que, dans les autres formes d'exécution, elle a lieu par engagement dans un des crans 22 à côtéde la surface de freinage 8.
D'après les figs. 12 et 13, les corps d'embrayage s'engagent par l'ergot de verrouillage fixe 31 dans les crans 22 qui se présentent à eux, et ces derniers se trouvent sur un plus grand diamètre que la surface de freina- ge ; dans l'exemple d'âpres la fige 11, le cliquet mobile s'enga- ge dans -le cran qui se présente à lui, et les crans se trouvent ici sur un plus petit diamètre que la surface de freinage.
En cas de marche à roue libre, les cames de commande res - tent partout d'abord en arrière par rapport aux corps d'embraya- ge. D'après les figs.5 et 7, la voie courbe postérieure 12 bute alors contre la came restant en arrière et opère à la fois un freinage et un déplacement latéral de l'anneau d'entraînement 3 vers le coté non denté. Comme, par suite de l'action de freinage de la came 15", l'anneau d'entrai'nement reste aussi déjà en ar - rière par rapport au noyau 1, son déplacement latéral est encore favorisé par les flancs obliques des dents 9 , 9' , jusqu' à ce que les dentures soient complètement dégagées l'une de l'autre comme sur la fig.7 et que, par suite de cela, tout accouplement entre la couronne dentée et le moyeu soit supprimé.
Dans l'exemple d'après les figs.8-10, l'accouplement cesse de lui-même avec le
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frottement glissant entre le corps d'embrayage 2' et la surface de freinage dès que la came de commande restant en arrière n'ap- puie plus ces éléments l'un sur l'autre. D'après les figs.12 et 13, les ressorts 21 poussent les ergots de verrouillage 31 hors de leurs crans 22 et suppriment ainsi l'accouplement de propul- sion ; en même temps, les flancs obliques des crans agissent dans le même sens. Dans la forme d'exécution d'après la fige 11, le ressort 23 agit d'une manière similaire. Après que la came de commande est restée en arrière, il soulève d'abord le corps de freinage et d'embrayage 2' dans sa position moyenne, ensuite de quoi le flanc oblique du cran fait sortir seul le cliquet plus léger.
Lorsqu'on fait tourner la couronne dentée en arrière en vue du freinage, comme le montrent les flèches des figs.6,10 et 13, ce ne sont plus les cames 15' qui entrent en action,mais bien, d'après les figs.1-7, les cames 15. Grâce à leur forme courbe, elles appuient les corps de freinage 2 sur la surface de freinage par l'intermédiaire des rouleaux 7 , jusqu'à entrer en prise par friction de manière à produire le freinage. Les rouleaux peuvent, jusqu'alors, se mouvoir librement sur des longueurs quelconques de la périphérie extérieure des corps de freinage ; même dans la position d'après les figs. 4 et 6 où ils se trouvent au-dessus des rainures 17 des corps de freinage, il y a sur les corps de freinage, à côté des rainures, une largeur d'appui suffisante.
Il est recommandable de laisser les contre - appuis 13 de la bague d'arrêt en prise avec les rainures 17 ; il faut seulement, en cela, tenir compte de ce qu'ils ne peuvent pas dépasser la périphérie extérieure des corps de freinage mëme en cas de freinage vif. Dans lesautres exemplesd'exécution, les cames de commande agissent, lors du freinage, sur l'extrémi- té postérieure des corps de freinage et d'embrayage de la même manière que sur l'extrémité antérieure lors de la propulsion.
L'extrémité postérieure de ces corps est alors partout appuyée
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sur la surface de freinage jusqu'à ce qu'il y ait prise par fric- tion et ne permet pas, par sa forme, à la came de passer par - dessus elle, de sorte qu'une prise de freinage sûre est garantie pour une durée quelconque. Dans les exemples représentés, les corps de freinage et d'embrayage exécutent, lors du passage de l'un des trois modes de fonctionnement (propulsion, marche à roue libre, freinage) à un autre de ces modes de fonctionnement, un mouvement de bascule autour de leur milieu ; d'après les figs 8-10, le rouleau 11 sert chaque fois d'appui de basculage ; d'après les autres figures, au lieu de cela, les corps de frei - nage et d'embrayage roulent par leur milieu sur la surface de freinage, sur laquelle ils reposent directement.
S'il est dispo- sé une bague élastique pour soutenir les corps de freinage et d'embrayage 2' , comme pour lescorpsde freinage 2 d'aprèsles figs.1, 4 et 6, cette bague élastique écarte de la surface de freinage les extrémités des corps de freinage et d'embrayage 2' qui ne sont pas en prise avec des cames 15" ou 15"' . Lors du mouvement de bascule qui a ainsi toujours lieu lors du passage au freinage, lesergotsde verrouillage 31 se trouvant sur les corps de freinage 2' entrent en prise de verrouillage, dans toutes les formes d'exécution, avec les contre-appuis 13 de la bague d'arrët 5, lesquels sont ici prévus en un plus grand nom - bre que dans l'exemple dont il a été question précédemment.
Sur la fig. 10 est représentée la couronne entière de contre-appuis ; dans les formes d'exécution d'après les figures suivantes, la disposition est la même. Dans l'exemple d'après les figs.12 et 13, les mêmes ergots 31 à l'extrémité antérieure des corps de freinage et d'embrayage, qui s'engagent dans les crans 22 du noyau lors de la propulsion, servent d'ergots de verrouillage lors du freinage ; ils se trouvent donc, lors de la propulsion et lors de la marche à roue libre, à l'intérieur de la couronne de contre-appuis 13, tandis que les ergots de verrouillage 31 des formes d'exécution d'après les figs.8-11 se trouvent en
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dehors de cette couronne lorsqu'ils ne sont pas en prise avec celle-ci.
Il est aussi possible, dans la forme d'exécution à frottement pur et simple d'après les figs.8-10, de renoncer totalement à la bague d'arrêt comme contre-appui de freinage,et de freiner par simple pédalage en arrière comme dans le cas de bicyclettes sans roue libre. Le freinage sur la surface de frei- nage aurait lieu alors de la même manière que celle décrite ci- dessus. Dans ce cas, l'appui des corps de freinage et d'embraya- ge en leur milieu deviendrait superflu. Cette forme d'exécution simplifiée, non représentée, convient particulièrement pour un paysplat.
REVENDICATIONS.
1. Mécanisme de roue libre et de frein a contre-pédale comportant un tambour de freinage sur lequel agissent des corps de freinage, caractérisé en ce que les corps de freinage et d'embrayage (2,3) entrant en prise au moins par friction sont placés librement entre le tambour de freinage et des cames de commande (15 ) disposées rigidement sur la couronne dentée (4) et reposent sur le côté du tambour de freinage.