BE419494A

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Publication number: BE419494A
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Description

Perfectionnements aux mécanismes à vitesse variable.

Cette invention est relative aux mécanismes à vitesse variable et elle a pour principal but de procurer un mécanisme à deux vitesses perfectionne notamment applicable aux bicy- clettes mais se prêtant aussi à d'autres applications.

Dans le mécanisme conforme à l'invention, deux organes sont entrainés à des vitesses différentes par un élé- ment entraîneur principal et il est prévu des dispositifs as- surant que l'entraînement produit par l'élément entraîneur principal puisse être transmis par l'intermédiaire de l'un ou l'autre des organes d'entraînement à l'organe à entrainer,,

ces dispositifs étant agencés pour accoupler ces organes d'entrainement à l'organe à entrainer ou les désaccoupler de celui-ci, selon les variations du couple produit par Isolément entraîneur principal.

Afin que l'invention soit bien comprise, on la décrira plus complètement ci-après en se référant aux des- sins annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe longitudinale du moyeu de roue arrière d'une bicyclette, pourvu d'un mécanisme cons- truit suivant l'invention.

Fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la Fig. 1.

Fig. 3 est une coupe analogue faite suivant la ligne III-III de la Fig. 1, mais en regardant dans le sens opposé.

Fig. 4 est la vue d'un détail.

Fig. 5 est la vue d'un détail d'une variante.

Fig. 6 est une coupe partielle du mécanisme suivant l'invention. modifié de manière qu'on puisse le bloquer dans la position de grande multiplication et roue serve.

Figs. 7 et 8 sont des vues d'une variante selon laquelle on peut passer de roue serve en roue libre et vice- versa pendant que la bicyclette roule.

Sur les dessins annexés, 1 représente l'axe fixe ordi naire de roue arrière qui est fixé rigidement à la fourche arrière de la bicyclette, de la manière usuelle. Sur cet axe tourne avec interposition de roulements à billes 2 et 3 le moyeu de la roue arrière. Ce moyeu se compose de deux éléments 4 et 5 fixés l'un à l'autre à l'aide d'un pas de vis 6. Une bride 7 et un tambour 8 sont fixés à l'élément 5 ou

en sont sqlidaires. La bride 7 fournit les points d'attache pour un jeu de rayons de la roue et une bride 9 du tambour 8 fournit les points d'attache pour l'autre jeu de rayons.

Un manchon 10 est monté fou sur l'élément 4, une rondelle antifriction étant interposée en 11. Le pignon de ehaine 12 de petite multiplication est monté sur l'extrémité du manchon 10 avec interposition d'un roulement à billes 13.

Des cliquets 14 à ressorts, qui travaillent dans des encoches du manchon 10 et qui attaquent une denture à rochet inté- rieure du pignon de chaîne 12, assurent une action de roue libre entre les éléments. Quand le pignon de chaîne 12 est entraîné dans le sens de la flèche R, qui correspond à la marche avant de la bicyclette,, il entraine le manchon la, mais celui-ci peut toujours tourner plus vite que le pignon dans ce sens.

L'extrémité du manchon 10 éloignée du pignon 12 comporte des crabots mâles 15 qui sont en prise avec des crabots femelles de forme correspondante de la came 16. La came tourne donc toujours d'une pièce avec le manchon 10.

Sur le manchon 10 sont montées folles le pignon de chaîne 17 de grande multiplication et la roue à rochet 18 qui comportent respectivement des crabots 19 et 20 venant en prise. Ces crabots sont dimensionnés de manière à permet- tre une légère rotation relative ou mouvement perdu entre le pignon 17 et la roue à rochet 18. L'amplitude L du mouvement perdu peut être de l'ordre de 40 degrés. La roue à rochet 18 comporte une denture à rochet radiale 21 et des crabots axiaux 22. Des rondelles d'espacement sont représentées en 23 et 24.

Sur le tambour 8 est articulé en 25 un cliquet 26 qui porte un galet 27 destiné à être attaqué par la surface

active 28 de la came 16 et qui est pourvu d'une languette 29 destinée à s'engager dans les crabots 22 de la roue à rochet 18. Le cliquet 26 est chargé par un ressort de traction 30 et son mouvement est limité par une came-arrêt semi-circulaire 51. Quand cette came-arrêt est dans la position représentée sur la Fig. 2, la languette 29 est empêchée d'attaquer les crabots 22, mais quand on fait tourner l'arrêt de 180 degrés à l'aide de la manette 32, la languette peut s'engager entre les crabots de manière à bloquer la roue à rochet 18 sur le tambour 8.

La manette 32 comporte une saillie 33 destinée à entrer dans des crans du tambour 8 pour maintenir l'arrêt 31 dans l'une ou 1'autre de ses positions actives. Un deuxième cliquet 34 est articulé sur le tambour en 35. Ce cliquet est destiné à attaquer les dents 21 de la roue à rochet 18 et il est aussi pourvu d'un galet 36 destiné à être attaqué par la rampe 37 de la came 16. Le cliquet 34 est poussé vers la roue à rochet par un faible ressort de compression 38.

A l'axe du pédalier (non représenté) de la bicyclet- te sont fixées deux roues à chaîne de grandeurs différentes entraînant les pignons 12 et 17 au moyen de chaînes indépen- dantes. La plùs grande roue à chaîne entraîne le pignon de grande multiplication 17 et la plus petite entraîne le pignon de petite multiplication 12,
On supposera d'abord que la bicyclette roule en marche avant sur la grande multiplication. L'entrainement est transmis de la plus grande des deux roues à chaîne, par la chaîne correspondante, au pignon de grande multiplication 17. Le crabot 19 attaque le crabot 20 et fait ainsi tourner la roue à rochet 18.

Le cliquet 34 est maintenue en prise avec les dents 21 de la roue à rochet par le ressort 38 et l'entraînement est ainsi transmis de la roue à rochet par

le cliquet 34 au tambour 8, de sorte que la prise directe est réalisée entre le pignon 17 et la roue de la bicyclette.

L'épaulement 40 du cliquet 26 attaque et fait tourner la came 16 qui entraîne avec elle le manchon 10. Ce manchon est capable de tourner plus vite que le pignon 12 qui reçoit sa rotation du pédalier à une plus petite vitesse que le pignon 17, grâce au dispositif à roue libre. Quand le cycliste roule alors en roue libre, le cliquet 34 déplace angulairement la roue à rochet 18 jusqu'à ce que le mouvement perdu ou jeu L soit compensé. Vu que les pédales de la bicy- clette sont alors maintenues immobiles, le crabot 19 est immobile et il s'ensuit un fonctionnement en roue libre conti- nu du fait que le cliquet 34 glisse sur la denture à rochet 21.

On supposera maintenant que le cycliste veut repren- dre l'entraînement sur la grande multiplication. A cet effet il pédale doucement, et le pignon de petite multiplication 12.fait alors tourner la came 16 par rapport au tambour 8 jus- qu'à ce que la face active 28 de la came vienne attaquer le galet 27 du cliquet 26. Ceci limite le déplacement de la came par rapport au tambour à condition que le couple appliqué soit insuffisant pour amener le galet 27 à monter la rampe de came 28 très inclinée et déplacer le cliquet 26 à l'encontre du ressort 30 relativement dur.

Pendant cette manoeuvre le pignon de grande multi- plication 17 tourne à une vitesse plus élevée que le pignon 12. Par conséquent, le crabot 19 tourne plus vite que le crabot 20 et rattrape le jeu créé entre les faces inférieures des crabots (Fig. 3) durant la marche en roue libre. Aussitôt que le jeu est rattrapé., le crabot 19 attaque le crabot 20 et l'entraînement recommence sur la grande multiplication

comme précédemment. On peut alors appliquer le plein effort sans produire de passage de vitesse.

Lorsque le cycliste désire passer en petite multi- plication, il roule d'abord pendant un moment en roue libre, comme précédemment, jusqu'à ce que les faces inférieures des crabots 19 et 20 se soient séparées du fait que la roue à rochet 18 tourne plus vite que le pignon de chaîne 17, le jeu L étant ainsi rattrapé, puis il pédale énergiquement.

L'entraînement est transmis par le pignon de chaine 12 à la came 16, mais le couple est suffisant pour que le galet 27 de la came-26 soit obligé de monter la rampe de came 28 et d'entrer dans l'encoche 41. La rotation supplémentaire de la came 16 pendant cette dernière manoeuvre a pour effet de dégager le cliquet 34 de la denture à rochet 21 vu que la rampe de came 37 entre en prise avec le galet 36. Par consé- quent, l'entraînement est alors transmis à la roue de la bi- cyclette depuis le pignon de petite multiplication 12 par l'intermédiaire du manchon 10, la came 16, le galet 27, la came 26 et le tambour 8. L'entraînement à grande multiplica- tion est complètement désaccouplé.

Pour revenir à la grande multiplication il suffit que le cycliste diminue le couple qu'il produit, en-dessous de la valeur requise pour maintenir le galet 27 dans l'enco- che 41 à l'encontre de la tension du ressort 30. Le couple pour lequel le passage de vitesses s'opère en fait dépend évidemment de la forme de l'encoche 41 et de la tension du ressort 30, mais d'ordinaire il est notablement plus faible que le couple nécessaire pour établir la petite multiplica- tion. Si l'encoche 41 de la came est conformée de manière appropriée, on peut faire en sorte que le passage de vitesse ne se produise pas avant que le couple tombe à zéro.

Quand le cycliste roule en roue libre et sur la petite multiplication, les éléments du mécanisme retournent à la même position que celle qu'ils occuperaient si la bicyclette avait roulé pr.écédemment sur la grande multipli- cation. Il est clair qu'en partant de la position de roue libre le cycliste peut à volonté passer à la grande ou à la petite multiplication, la multiplication établie étant fonction du couple appliqué au début.

Les crabots 22 ont pour fonction de permettre au besoin de réaliser la marche en roue serve. -4 cet effet on fait tourner de 180 degrés l'arrêt de came 31 à l'aide de la manette 32. La languette 29 de la came 26 peut alors entrer en prise avec les crabots 22 de manière à bloquer le tambour 8 sur la roue à rochet 18 et, partant, par l'inter- médiaire des crabots 20 et 19, sur le pignon de grande multiplication 17. La grande et la petite multiplications peuvent être établies de manière normale, mais aussitôt qu'on essaie de rouler en roue libre la languette 29 attaque les crabots 22.

Si on essaie de faire tourner en arrière les roues de la bicyclette quand le mécanisme est en roue serve, le pignon de grande multiplication 17 tourne plus vite que le pignon de petite multiplication 12. Toutefois, étant donné que le sens de rotation est inverse du sens normal, la roue libre 14 n'agit pas de manière à permettre cette différence de vitesses. Par suite, si le pignon 17 était relié rigidement au tambour 8, le mécanisme se calerait et il en résulterait des dégâts. Toutefois, avec le mécanisme conforme à l'inven- tion, cet inconvénient ne se présente pas car aussitôt qu'un calage se produit le galet 27 monte la rampe de came 28, dégageant ainsi l'épaulemant 29 du crabot 22. Ceci empêche le calage.

L'épaulement est alors libre de passer entre une

paire de crabots suivante d'où il est dégagé de la même manière, et cette action continue tant qu'on fait tourner en arrière les roues de la bicyclette, tout risque d'endom- magement du mécanisme étant ainsi écarté.

La Fig. 5 représente une variante d'une came-arrêt 31 à l'aide de laquelle on peut, si on le désire, bloquer le mécanisme dans la position de petite multiplication. Cette came comporte trois faces 42, 43 et 44, chaque face étant située à une distance différente de l'axe de rotation de la came. Quand le cliquet 26 attaque la face 42 de la came, il occupe la position de roue serve décrite plus haut. Quand il attaque la face 43, il est dans la position de roue libre ordinaire comme indiqué sur la Fig. 2. Toutefois, quand le cliquet attaque la face 44 de la came, il est maintenu dans la position qu'il occupe en petite multiplication et, par conséquent, la grande multiplication ne peut être établie.

La Fig. 6 représente une variante où le mécanisme est pourvu d'un couvercle pour empêcher l'entrée de saleté et de sable et où il est prévu des dispositifs pour bloquer rigidement le mécanisme dans sa position de grande multipli- cation. Le couvercle 45 est fixé au pignon de chaîne 17 à l'aide de vis 46. Dans le tambour 8 est monté à coulissement un goujon 47 agencé pour entrer dans un trou ou une série de trous 48 du couvercle 45 sous l'action d'un ressort de com- pression 49, de manière à bloquer sur le tambour 8 le pignon de grande multiplication 17. Pour rendre à son fonctionnement normal le mécanisme, on retire le goujon 47 du couvercle 46, et il est maintenu dans sa position retirée par une gou- pille 50 qui sort de l'encoche 51 et qu'on fait tourner jusqu'à ce qu'elle vienne porter contre la face de la douille

52.

Les Figs. 7 et 8 représentent une disposition avec laquelle le cycliste peut amener la manette 32 de sa position de roue serve à sa position de roue libre pendant que la bicyclette est en marche. Dans cette construction., la came-ar- rêt 31 est conformée de manière qu'il suffise que la manette ne tourne que d'environ 90 degrés en passant d'une position à une autre. Sur l'extrémité du levier 32 est articulée une tige 53 qui traverse librement le trou 54 d'un bras 55 qui est fixé au tambour 8. L'extrémité 56 de la tige 53 est coudée d'équerre et est destinée à attaquer un organe 57 articulé sur un collier 58 qui est serré sur le tube 59 de la fourche de la bicyclette.

L'organe 57 est destiné à pivoter à l'encontre de la tension d'un ressort 59 sous l'action d'un câble Bowden 60 qui est relié à. une commande à main (non représentée) montée en tout endroit approprié sur la bicyclette. La tige 53 comporte une saillie 61 qui peut en- trer dans des crans 62 et 63 du bras 55 afin de retenir le levier 32 dans l'une ou l'autre de ses positions extrêmes.

Pour amener le levier 32 de la position représentée en traits pleins dans la position représentée en pointillés sur la Fig. 7, on actionne la commande Bowden 59 de manière à faire pivoter l'organe 57 dans le sens des aiguilles d'une montre. Ceci a pour effet que l'extrémité de l'organe 57 passe sous le doigt 56 quand la roue tourne, de manière à faire pivoter le levier 32 dans sa position représentée en pointillés où il est retenu par l'enclenchement de la saillie 61 dans le cran 62.

Pour ramener le levier 32 à sa position initiale, il suffit de ramener l'organe 57 à la position représentée sur la Fig. 7 où il est retenu par le câble Bowden 59. La rotation de la roue de la bicyclette fait passer le doigt

56 sous l'organe 57 et il est ainsi repoussé de haut en bas, la saillie 61 entrant dans le cran inférieur 63 du bras 55.

Il est clair que la forme d'exécution spécifique de l'invention, décrite ci-dessus, n'est donnée qu'à titre d'exemple et qu'on peut y apporter divers changements et modifications sans sortir du cadre de l'invention. Par exem- ple, au lieu d'employer deux chaînes distinctes pour assurer les deux rapports de transmission, on peut employer une seule chaîne conjointement avec un arbre intermédiaire engrenant avec le moyeu de la roue, ou un train d'engrenages épicyclique peut être incorporé au moyeu.

Dans une variante, la roue à rochet 18 peut être fixée au pignon de chaîne 17, les crabots 19 et 20 étant omis. Pour permettre au pignon 17 de tourner plus vite que le pignon 12 en vue d'établir la petite multiplication, les dents de la denture à rochet 21 sont très espacées de manière que la roue à rochet 18 puisse tourner de l'angle voulu par rapport au tambour 8. Par exemple, la roue à rochet 18'peut n'avoir que trois dents.

Si on le désire, on peut réaliser quatre rapports de multiplication ou davantage en employant un dispositif de changement de vitesses supplémentaire qui peut être actionné à la main conjointement avec le mécanisme de change- ment de vitesses à chaîne construit conformément à l'inven- tion et décrit ci-dessus.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

REVENDICATIONS -------------------------- 1. Mécanisme à vitesse variable comprenant une paire d'organes d'entraînement tournant à des vitesses différentes sous l'action d'un élément entraîneur principal, caractérisé <Desc/Clms Page number 11> par des dispositifs assurant que l'entraînement produit par l'élément entraîneur principal puisse être transmis par l'intermédiaire de l'un ou l'autre des organes d'entraî- nement à l'organe à entraîner, ces dispositifs étant agencés pour accoupler ces organes d'entraînement à l'organe à entraîner ou les désaccoupler de celui-ci, selon les variations du couple produit par Isolément entraîneur principal.

2. Mécanisme à vitesse variable comprenant une paire d'organes d'entraînement tournant à des vitesses différentes sous l'action d'un élément entraîneur principal, caractérisé en ce que l'un des organes d'entraînement, qui tourne à la plus petite vitesse, est relié à l'organe à entraîner par l'intermédiaire d'un dispositif à roue libre et l'autre de ces organes d'entraînement est agencé pour être accouplé à l'organe à entraîner ou être désaccouplé de celui-ci, selon les variations du couple produit par l'élément entraîneur principal.

3. Mécanisme à vitesse variable pour bicyclettes suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les organes d'entraînement à grande et à petite vitesse sont entraînés à l'aide de chaînes indépendantes par des roues à chaîne séparées calées sur l'axe du pédalier.

4. Mécanisme à vitesse variable suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un couple relativement élevé produit par l'élément entraîneur principal a pour effet que l'entraînement soit transmis par l'intermédiaire de l'organe d'entraînement à petite vitesse, et un couple relativement faible a pour effet que l'entraînement soit transmis par l'intermédiaire de l'organe d'entraînement à grande vitesse.

5. Mécanisme à vitesse variable suivant l'une ou <Desc/Clms Page number 12> l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage d'une multiplication à l'autre, dans un ou dans les deux sens, ne peut être opéré qu'après que le couple produit a été réduit à zéro.

6. Mécanisme à vitesse variable suivant la revendi- cation 4 ou 5, caractérisé en ce que le passage de la grande à la petite multiplication ne peut être opéré qu'après que le couple a été réduit à zéro, et le passage de la petite à la grande multiplication s'opère automatiquement quand le couple tombe en-dessous d'une valeur prédéterminée.

7. Mécanisme à vitesse variable suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif à mouvement perdu est incorporé dans la transmission entre un des organes d'entraînement et l'organe à entraîner, et le passage d'une multiplication à l'autre s'opère durant la rotation relative entre cet organe d'en- traînement et l'organe entraîné, rendue possible grâce au mouvement perdu.

8. Mécanisme à vitesse variable suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif à roue libre est incorporé à la transmission entre l'organe d'entraînement à grande vitesse et l'organe à entraîner.

9. Mécanisme à vitesse variable suivant l'une ou l'autre des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'un dispositif relié à l'organe d'entraînement à petite vitesse peut exécuter une rotation limitée par rapport à l'organe à entraîner, une rotation de ce dispositif dans un sens par rapport à l'organe entraîné ayant pour effet que l'organe d'entraînement à grande vitesse s'accouple à l'organe entraîné et une rotation du dispositif dans l'autre sens par rapport <Desc/Clms Page number 13> à l'organe entraîné ayant pour effet que cet organe d'entraî- nement se désaccouple de l'organe entraîné.

10. Mécanisme à vitesse variable suivant la revendi- cation 9, caractérisé en ce qu'on peut faire tourner ledit dispositif par rapport à l'organe entraînée à l'encontre d'un ressort, pour désaccoupler l'organe d'entraînement à grande vitesse de l'organe entraîné.

11. Mécanisme à vitesse variable suivant l'une ou l'autre des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que le dispositif à mouvement perdu est intercalé entre l'organe d'entraînement à grande vitesse et l'organe d'accouplement, lequel est agencé pour être accouplé à l'organe entraîné ou être désaccouplé de celui-ci pour rendre actif ou inactif l'entraînement à grande vitesse.

12. Mécanisme à vitesse variable comprenant un organe d'entraînement à grande vitesse et un organe d'entraî- nement à petite vitesse, caractérisé en ce qu'une roue à rochet est reliée à l'organe d'entraînement à grande vitesse et est agencée pour être attaquée par un cliquet chargé par un ressort, qui est monté à pivot sur l'organe à entraîner, et un organe à came est relié à l'organe d'entraînement à petite vitesse par l'intermédiaire d'un dispositif à roue libre et peut exécuter un mouvement de rotation limité par rapport à l'organe entraîné pour actionner le cliquet de manière à le dégager de la roue à rochet à l'encontre de la tension du ressort.

13. Mécanisme à vitesse variable suivant la reven- dication 12, caractérisé en ce qu'un dispositif à mouvement perdu est intercalé entre l'organe d'Entraînement à grande vitesse et la roue à rochet pour permettre une rotation relative limitée entre eux. <Desc/Clms Page number 14>

14. Mécanisme à vitesse variable suivant la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce'que le ressort chargeant le cliquet est relativement faible et il est prévu un ressort supplémentaire pour opposer plus de résistance à.une rotation relative entre l'organe à came et l'organe entraîne.

15. Mécanisme à vitesse variable suivant la reven- dication 12 ou 13, caractérisé en ce que le ressort chargeant le cliquet est relativement faible, et un cliquet supplémen- taire chargé par un ressort et attaquant l'organe à came est articulé sur l'organe entraînée de manière à fournir une résistance supplémentaire à une rotation relative entre l'or- gane à came et l'organe entraîné.

16. Mécanisme à vitesse variable suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé par des dispositifs pour bloquer l'organe entrainé sur l'organe d'entraî nement à grande vitesse.

17. Mécanisme à vitesse variable suivant la reven- dication 15, caractérisé en ce que le second cliquet est destiné à attaquer des crabots supplémentaires de la roue à rochet pour bloquer sur celle-ci l'organe entraînée en vue de produire un entraînement à roue serve.

18. Mécanisme à vitesse variable suivant la reven- dication 17, caractérisé par un arrêt réglable qui empêche le cliquet d'attaquer les crabots quand un entraînement à roue serve n'est pas exigé.

19. Mécanisme à vitesse variable suivant la reven- dication 18, caractérisé en ce que l'arrêt réglable peut être actionné, peur établir l'entraînement à roue serve ou à roue libre, par un organe qui lorsque l'organe entraîné tourne peut attaquer un organe actionné à la main, articulé <Desc/Clms Page number 15> sur un élément fixe.

20. Mécanisme à vitesse variable suivant l'une ou l'autre des revendications 2 à 19, caractérisé par des dispositifs pouvant être actionnés sélectivement pour empêcher l'accouplement de l'organe d'entraînement à grande vitesse avec l'organe à entraîner.

21. Mécanisme à vitesse variable pour bicyclettes suivant l'une ou l'autre des revendications 12 à 19, carac- térisé en ce que les organes d'entraînement à grande et petite vitesse sont constitués par des pignons de chaine entraînés par l'intermédiaire de chaînes indépendantes par des roues à chaîne distinctes fixées au pédalier, et l'organe entraîné est constiué par un tambour fixé au moyeu de la roue arrière de la bicyclette.

22. Mécanisme à vitesse variable construit, disposé et agencé de manière à fonctionner en substance comme c'est décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés.