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pour : "Transmission par chaîne avec changement de vitesse par dérailleur et applications de cette transmission, no- tamment aux cycles."'
La présente invention a pour objet des perfection- nements aux changements de vitesse par dérailleur sur les mé- canismes de transmission par chaîne.
On sait que les méca- nismes de ce genre déjà connus offrent divers inconvénients, entre autres : une gamme peu étendue de vitesses, une usure rapide de la chaîne du fait de l'obliquité de celle-ci par rapport aux pignons menant et mené pour les vitesses extrêmes, l'impossibilité en pratique de passer d'une vitesse à ltautre
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pendant que la chaîne transmet un effort important, des chutes fréquentes de la chaîne et, enfin, dans le cas des bicyclettes, les complications apportées par ces mécanismes au démontage de la roue arrière.
La présente invention vise à remédier , ces inconvé- nients et à créer un mécanisme simple, robuste et loger, exempt des défauts précités, et se prêtant à la réalisation d'une gamme étendue de multiples vitesses.
Le mécanisme suivant l'invention est remarquable notamment en ce que la chaîne passe sur un pignon menant, porté par un bras oscillant, et lui-même entraîné on rotation autour de son axe propre par l'intermédiaire d'une transmis- sion de préférence multiplicatrice, venant d'un élément rota- tif concentrique au dit bras oscillant. Il se trouve ainsi constitué entre la source de force motrice et la chaîne une transmission épicycloidale puisque le pignon menant do la chaîne peut tourner tant autour de son axe propre qu'autour de l'axe du bras oscillant.
Les avantages d'une telle disposition sont nombreux et essentiels. 'fout d'abord, il se produit une tension auto- matique des deux brins de la chaîne du fait qu'il tend à se produire un entraînement du pignon menant autour de l'axe du bras oscillant; il en résulte donc que la chaîne est toujours correctement tendue et le demeure automatiquement quel que soit le diamètre du pignon mené qui est en service; d'autre part, quand on passe d'un pignon mené à un autre de diamètre diffé- rent, les doux brins de la chaîne varient simultanément et également de longueur alors que, dans les systèmes connus, seul le brin mou de la chaîne variait de longueur, ce qui rendait plus difficile de compenser cette variation de lon- gueur pour maintenir la chaîne convenablement tendue.
Par ailleurs, en cas d'effort résistant anormal, par exemple lors du passage de la chaîne d'un pignon sur un autre, le bras
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oscillant cède et revient en arrière en même temps que se produit une rotation différentielle compensatrice du pignon menant ; cet effet permet notamment d'effectuer ce passage pendant que s'exerce l'effort moteur et quelle que soit l'in- tensité de ce dernier. Cette facilité de passage permet aussi d'utiliser des pignons menés dont les diamètres diffèrent beaucoup plus que d'ordinaire. Il en résulte que, pour un nombre donné de pignons menés, la gamme de vitesses est beau- coup plus étendue avec ce mécanisme qu'avec ceux usuels.
Par ailleurs, du fait de l'existence de la transmission multipli- catrice, le pignon menant la chaîne a un diamètre qui diffère relativement pou de ceux des pignons menés, de sorte que l'o- bliquité prise par la chaîne quand elle se trouve sur les pignons menés extrêmes est bien moins pernicieuse et qu'il n'y a pas d'usure anormale de la chaîne.
Un autre avantage de cette disposition, o'est qu'elle permet, et ceci entre dans le cadre de l'invention, de monter coaxialement et côte à côte plusieurs pignons menants de dia- mètres différents destinés à engrener sélectivement avec la chaîne. On obtient ainsi une gamme de vitesses très étendue et comportant un nombre de vitesses égal au produit du nombre de pignons menés et menants.
Un autre avantage encore de cette disposition, c'est qu'elle permet, et ceci est un autre perfectionnement de la disposition fondamentale, de rendre balladeur le pi- gnon menant ou le groupe de pignons menants. On peut ainsi faire en sorte que la chaîne soit toujours rigoureusement en ligne quels que soient les pignons utilisés, ou, pour réduire la course nécessaire au groupe de pignons ou au pignon balla- deur, que le décalage de la chaîne soit au plus de l'épais- seur d'un pignon ; il suffit pour cela que la course du groupe balladeur soit égale à l'épaisseur de deux pignons.
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De préférence la dite transmission multiplicatrice est constituée par un pignon mené à denture à chaîne engre- nant intérieurement avec une roue à fuseau monante concentri- que au bras mobile.
Il est avantageux aussi, dans le cas où ce mécanis- me de transmission comporte une roue libre, notamment dans ses applications aux cycles, que ce soit le pignon menant, porté par le bras oscillant, qui soit monté à roue libre, et ceci fait également partie de l'invention. Cette disposition faci- lite encore plus le passage de la chaîne d'un pignon sur un autre car elle permet à un tel passage de s'opérer alors que le pignon menant tourne en roue libre, la chaîne n'étant ainsi que faiblement tendue par le bras oscillant et entraînée par inertie par le pignon mené.
A titre d'exemples nullement limitatifs, on a re- présenté sur le dessin ci-joint, et on va décrire ci-après, deux réalisations des perfectionnements sus-mentionnés appli- qués à une bicyclette.
Dans ce dessin : la Fig. 1 est une vue en élévation du pédalier d'une bicyclette conçue spécialement pour recevoir le nouveau méca- nisme ; la Fig. 2, une coupe.transversale suivant la ligne II-II de la Fig. l; la Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 1 d'une autre réalisation dans le cas d'application de l'invention à une bicyclette de type banal et la Fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3.
Dans l'exemple d'application représenté aux figures 1 et 2, le cadre usuel des bicyclettes se trouve légèrement modifié à l'emplacement du pédalier : la fourche arrière in- férieure 1 se prolonge en avant du tube porte-selle 2 par une
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courte partie 3 qui porte un tenon 4 dirigé vers le haut. De l'extrémité avant de cette partie 3 se détache le tube infé- rieur avant 5 du cadre. Ce tenon 4 est alésé transversalement au plan de la bicyclette et est traversé par une cage cylin- drique 6 qui repose sur deux rangées de rouleaux 6' logés à l'intérieur de ce tenon 4. Dans cette cage 6 est monté de ma- nière usuelle l'axe 7 des manivelles de pédalage 8 au moyen des cuvettes vissées 9 et des billes 10.
Sur l'extérieur de cette cage qui fait saillie de part et d'autre du tenon 4 est monté un bras 11 pourvu d'une chape qui embrasse les faces la- térales dressées du dit tenon. Ce bras 11 qui se dresse au dessus de l'axe 7 porte à son extrémité supérieure un bossage alésé 12 d'axe parallèle à celui de la cage 6 et dans lequel est monté, au moyen de cuvettes vissées 13 et de billes 14, un axe 15. Ce dernier fait, d'un côté, assez fortement sail- lie hors du bossage 12 et du même côté l'axe 7 des manivelles fait également saillie assez fortement hors de la cage 6.
Sur cette partie saillante de l'axe 15 sont fixés un groupe de trois pignons accolés 16, 16a, 16b, de diamètres différents et, à l'extrémité de l'axe, un quatrième pignon 17 engrenant intérieurement avec une lanterne ou roue à fuseaux 18, dont les fuseaux sont constitués par des rouleaux 19 analogues à ceux des chaînes et pris entre un flasque rigide évidé, 20, solidaire d'une des manivelles 8 et un contre-flasque 21 constitué par un simple anneau rigide. Le pignon 17 a la denture usuelle d'un pignon à chaine de sorte que l'engrène- ment de ce pignon et de la roue 18, qui remplace le grand pignon usuel des bicyclettes, est absolument analogue à celui d'un pignon et d'une chaîne.
Un léger ressort de torsion 22 est disposé autour de la cage 6 et a ses extrémités respec- tivement accrochées sur le bras 11 et sur le tube 3 de façon à solliciter ce bras à tourner dans le sens f, c'est-à-dire vers l'avant.
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Une chaîne usuelle 23 passe sur un des pignons 16, 16a, 16b et sur un des pignons, non représentés, de la roue arrière. Le déraillage de la chaîne pour la faire passer d'un pignon à l'autre de la roue arrière est commandé par un quel- conque des dispositifsusuelsà fourchette embrassant le brin mené de la chaîne et déplaçable transversalement par l'inter- médiaire d'une commande à distance, de préférence à câble.
Un deuxième dispositif de commande de ce genre est disposé ici pour commander le passage de la chaîne de l'un à l'autre des pignons menants 16, 16a, 16b. Ce dispositif comporte une fourchette 24 déplaàable transversalement, montée sur le tube porte-selle 2 et embrassant le brin menant de la chaîne en un point voisin du bras oscillant 11. Cette fourchette 24 se ma- noeuvre par l'intermédiaire du câble 25.
Le fonctionnement de ce mécanisme est le suivant :
En tournant, la roue 18 tend à entraîner avec elle le bras mobile 11, ce à quoi s'oppose la chaîne 23 qui passe sur l'un des pignons 16, 16a, 16b. Le pignon 17 se trouve par suite obligé de tourner sur lui-môme on entraînant l'axe 15, le groupe dos pignons 16, 16a, 16b et la chaîne 23..il la tension produite sur le brin menant de la chaîne par l'effort transmis s'ajoute une tension supplémentaire engendrée par l'effort qui tend à faire tourner le bras 11 et cette dernière tension s'exerce également sur le brin mené dont tout flotte- ment est ainsi supprimé.
A l'arrêt, le ressort 22 équilibre l'effortproduit par le poids de la chaîne sur le bras 11 et maintient cette chaîne légèrement tendue.
Pour changer de vitesse, par exemple pour faire monter la chaîne du pignon menant16 sur le pignon voisin de plus grand diamètre 16a, augmentant ainsi le développement, on déplace latéralement la chaîne par la fourchette 24 ma- noeuvréc à l'aide du câble 25; la chaîne commence à staccro- cher sur le pignon 16a et comme la vitesse périphérique de ce
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dernier est supérieure à celle de la chaîne qui continue à être entraînée par le pignon 16, il y a un déplacement vers l'arrière du bras 11 ;
ce mouvement le brin menant demeure tendu et continue à transmettre l'effort moteur tandis que le brin mené et la partie de la chaîne encore enroulée sur le pi- gnon 16 prennent du mou, ce qui évite toute tension anormale de la chaîne et rend extrêmement doux le passage de la chaîne du pignon 16 sur le pignon 16a. Il en va de même pour passer du pignon 16a sur le pignon plus grand 16b. Aussitôt la chaîne passée d'un pignon sur l'autre, les deux brins en sont tendus à nouveau par le bras 11 qui tend à revenir vers l'avant jusqu'à une position d'équilibre où la tension de la chaîne est égale à l'effort d'entraînement qui s'exerce sur ce bras
11.
Pour faire passer la chaîne d'un pignon mené à un autre pignon mené de plus grand diamètre, on agit par une sim- ple fourchette sur le brin mené de la chaîne pour le déplacer transversalement ; la surtension qui tend alors à s'exercer sur ce brin du fait de ce déplacement et du début de l'entraîne- ment d.u brin par le nouveau pignon de plus grand diamètre ra- mène en arrière le bras 11 cependant que le brin menant reste tendu'et continue à transmettre l'effort grâce à une rotation différentielle compensatrice du pignon menant. Cette surten- sion est donc toujours très faible.
La chaîne monte alors sur le nouveau pignon comme dans les mécanismes usuels de la même famille mais toute tension anormale du brin menant est évitée car elle produirait aussitôt un mouvement plus accen- tué vers l'arrière du bras 11, mouvement qui ferait immédia- tement mollir le brin menant trop tendu. Aussitôt la chaîne en place sur son nouveau pignon, le bras 11 se déplace légè- rement vers l'avant et reprend une position d'équilibre sta- tique .
De même, quand on fait passer la chaîne d'un pignon
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menant ou mena sur un autre plus petit, tonte surtension d'un brin do la chaîne produit aussitôt un déplacement du bras 11 vers l'arrière, de sorte que cette surtension est limitée à une très faible valeur.
Il en résulte que, dans tous les cas, la chaîne pas- se d'un pignon à un autre avec beaucoup de souplesse et de douceur, sans aucune fatigue ni danger de rupture de chaîne ou de pignon, même en plein effort,
On remarquera que le bras oscillant est disposé de telle sorte que son propre poids tend naturellement à le faire tourner dans le sens f, produisant une tension de la chaîne.
Dans la variante de réalisation représentée aux figures 3 et 4 la cuvette 31 du pédalier est pourvu d'une por- tée axiale cylindrique 32 sur laquelle est enfilée librement et peut tourner le moyeu d'un bras oscillant 11' maintenu axialement par un écrou 33 vissé sur l'extrémité de cette por- tée 32. Ce bras 11' est en forme de chape et à celle-ci est fixé un axe 27' sur lequel est emmanché un roulement a ai- guilles 35 dont le chemin de roulement extérieur 36 est pour- vu de cannelures longitudinales 37.
Sur ce dernier est enfi- lé le moyeu également cannelé d'une roue libre 38 sur la cou- ronne extérieure de laquelle sont fixés deux pignons 16', 16'a qui correspondent aux pignons 16, 16a de la réalisation pré- cédemment décrite; comme dans celle-ci un pignon 17' engrène avec une roue à fuseaux 18' fixée aux manivelles 8' mais ici le pignon 17' est fixé sur le chemin de roulement extérieur 36 du roulement à aiguilles 35 de sorte que la roue libre 38 se trouve interposée entre ce pignon 17' et le groupe de deux pignons 16', 16'a.
Un ressort 22' logé dans une gorge de la cuvette 31 et aux extrémités engagées respectivement dans des trous transversaux à l'axe pratiqués dans la cuvette et le moyeu du bras 11' tend à faire tourner ce dernier dans le sens de la flèche f, Le moyeu est composé de deux joues
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écartées l'une de l'autre et entre celles-ci est interposé un bras 40 également libre d'osciller sur la portée 32 et terminé par une chape 41 portant un axe 42 sur lequel peut coulisser un galet 43 de guidage de la chaîne 25'. Aux bras 11' et 40 sont accrochées les extrémités d'un ressort 44 interposé entre ces bras et disposé de manière à tendre à les écarter l'un de l'autre.
De plus le bras 40 est dis- posé de manière que la résultante de la tension de la chaîne sur le galet de guidage 43 ait, par rapport à l'axe du péda- lier, un moment tendant à faire tourner le bras 40 pour le rapprocher du bras oscillant 11' à l'encontre du ressort 44 et réduire ainsi la longueur de la trajectoire imposée au brin de chaîne passant sur ce galet 43. La position de la chaîne est commandée, comme sur les figures 1 et 2, par une fourchette mobile non représentée.
On remarquera que, dans cette réalisation, la chai- ne passe au-dessus et au-dessous de l'axe du pédalier, comme dans les mécanismes usuels, à la différence de la réalisation des figures 1 et 2 dans laquelle les deux brins de la chaîne sont situés d'un même côté, en l'espèce au-dessus, de l'axe du pédalier.
Il est clair que grâce au montage de la roue libre sur le bras oscillant au lieu de la monter sur la roue la chaîne tourne constamment avec la roue et qu'il est ainsi possible de faire passer la chaîne d'un pignon sur un autre sans avoir pour cela besoin de pédaler.
D'autre part, comme dans la réalisation précédem- ment décrite la tension des deux brins de la chaîne est as- surée par le bras oscillant 11', le galet de guidage 43 ayant pour fonction non de tendre le brin mené de la chaîne mais de l'écarter du pédalier. Le moment par rapport à l'axe du pédalier de la résultante de la tension de ce brin mené sur le galet 43 est équilibré par le ressort 44.
Lorsqu'on fait
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dérailler la chaîne pour la faire monter de l'un à l'autre des pignons d'enroulement portés par le bras oscillant le mécanisme fonctionne comme décrit ci-dessus pour la réalisa- tion représentée aux figures 1 et 2, par oscillation vers l'arrière du bras 11' sous la surtension momentanée du brin de chaîne vouant s'enrouler sur ce nouveau pignon;
lorsqu'on fait dérailler la chaîne pour la faire monter de l'un à l'au- tre des autres pignons d'enroulement à l'extrémité opposée de la chaîne la surtension du brin de chaîne qui vient s'enrouler sur ce pignon n'a pas pour effet de tendre à faire osciller vers l'arrière le bras 11' mais elle fait osciller le bras 40 à l'encontre du ressort 44 ce qui diminue la longueur de la trajectoire imposée à ce brin et lui permet'de s'enrouler facilement sur le nouveau pignon.
Cette réalisation a notamment l'avantage de permet- tre la transformation aisée d'une bicyclette déjà construite car il suffit pour cela de remplacer par la cuvette 31 la cuvette usuelle du pédalier, de changer l'axe des manivelles par un autre plus long et de substituer la roue à fuseaux au grand pignon à chaîne habituel, tandis que la réalisation représentée aux figures 1 et 2 nécessite une transformation du cadre.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux détails do réalisation représentés ou décrits, lesquels ntont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi notamment que le nombre de pignons menants et menés peut être quelcon- que; on peut, par exemple, n'avoir qu'un seul pignon mené et plusieurs pignons menants, ou un seul pignon menant et plu- sieurs pignons menés, ou plusieurs pignons menants et plu- sieurs pignons menés. Do même, les pignons menants peuvent être ou non balladeurs quelle que soit par ailleurs la réali- sation adoptée.
On notera aussi que le montage de la roue libre
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sur le bras oscillant s'applique aussi bien à la réalisation représentée aux figures 1 et 2 qu'à celle des figures 3 et 4.
Il en est de même du montage sur arbre cannelé du ou des pi- gnons d'enroulement de la chaîne portés par le bras oscillant.
Le montage du bras oscillant sur une cuvette du pédalier peut aussi être utilisé en faisant passer les deux brins de la chaîne d'un même côté de l'axe de ce pédalier ; dansle cas où cet axe passe entre les deux brins de la chaîne le bras portant le galet de guidage de la chaîne peut être articulé excentriquement sur le bras oscillant au lieu de l'être con- centriquement comme décrit ci-dessus.
- REVENDICATIONS'- ----------------
I.- Une transmission par chaîne avec un mécanisme de changement de vitesse à dérailleur, caractérisée en ce que la chaîne passe sur un pignon menant, porté par un bras os- cillant, et lui-même entraîné en rotation autour de son axe propre par l'intermédiaire d'une transmission de préférence multiplicatrice, venant d'un élément rotatif concentrique au dit bras oscillant.
2.- Transmission par chaîne suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la dite transmission est cons- tituée par un pignon mené à denture à chaîne engrenant intérieu rement avec une roue à fuseaux menante concentrique au bras mobile.
3.- Transmission par chaîne suivant la revendica- tion 1 ou 2, caractérisée en ce que plusieurs pignons menants de diamètres différents sont montés coaxialement et côte à côte sur le bras oscillant et destinés à engrener sélective- ment avec la chaîne.
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for: "Chain transmission with gear change by derailleur and applications of this transmission, in particular to cycles." '
The object of the present invention is to improve the speed changes by derailleur on chain transmission mechanisms.
We know that mechanisms of this type already known offer various drawbacks, among others: a narrow range of speeds, rapid wear of the chain due to the obliquity of the latter with respect to the driving and driven pinions for extreme speeds, the practical impossibility of switching from one speed to the other
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while the chain transmits a significant force, frequent falls of the chain and, finally, in the case of bicycles, the complications brought by these mechanisms to the removal of the rear wheel.
The present invention aims to overcome these drawbacks and to create a mechanism that is simple, robust and accommodating, free from the aforementioned defects, and lending itself to achieving a wide range of multiple speeds.
The mechanism according to the invention is remarkable in particular in that the chain passes over a driving pinion, carried by an oscillating arm, and itself driven and rotated around its own axis by means of a transmission preferably. multiplier, coming from a rotating element concentric with said oscillating arm. An epicyclic transmission is thus formed between the source of driving force and the chain, since the pinion driving the chain can rotate both around its own axis and around the axis of the oscillating arm.
The advantages of such an arrangement are numerous and essential. First of all, there is automatic tension of the two strands of the chain due to the fact that there is a tendency to drive the pinion leading around the axis of the swing arm; the result is therefore that the chain is always correctly tensioned and remains so automatically regardless of the diameter of the driven pinion which is in service; on the other hand, when passing from a driven sprocket to another of different diameter, the soft strands of the chain vary simultaneously and also in length, whereas, in known systems, only the slack strand of the chain varies. length, which made it more difficult to compensate for this variation in length to keep the chain properly tensioned.
In addition, in the event of an abnormal resistance force, for example when the chain passes from one sprocket to another, the arm
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oscillating yields and reverses at the same time as a compensating differential rotation of the driving pinion occurs; this effect makes it possible in particular to carry out this passage while the motor force is being exerted and whatever the intensity of the latter. This ease of passage also makes it possible to use driven pinions whose diameters differ much more than usual. As a result, for a given number of driven pinions, the speed range is much wider with this mechanism than with the usual ones.
On the other hand, due to the existence of the multiplier transmission, the sprocket driving the chain has a diameter which differs relatively from those of the driven sprockets, so that the obliquity taken by the chain when it is located on extreme driven sprockets is much less pernicious and that there is no abnormal wear of the chain.
Another advantage of this arrangement is that it allows, and this comes within the scope of the invention, to mount coaxially and side by side several driving pinions of different diameters intended to mesh selectively with the chain. A very wide range of speeds is thus obtained, comprising a number of speeds equal to the product of the number of driven and driving pinions.
Yet another advantage of this arrangement is that it makes it possible, and this is another improvement of the fundamental arrangement, to make the driving pinion or the group of driving pinions swing. It is thus possible to ensure that the chain is always strictly in line whatever the sprockets used, or, to reduce the stroke required for the group of sprockets or the balancer sprocket, that the chain offset is at most l 'thickness of a pinion; for this, it suffices for the travel of the walking group to be equal to the thickness of two pinions.
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Preferably, said multiplier transmission is constituted by a driven pinion with chain teeth internally engaging with a monante spindle wheel concentric with the movable arm.
It is also advantageous, in the case where this transmission mechanism comprises a freewheel, in particular in its applications to cycles, that it is the driving pinion, carried by the oscillating arm, which is mounted with freewheel, and this makes also part of the invention. This arrangement further facilitates the passage of the chain from one pinion to another because it allows such a passage to take place while the driving pinion is freewheeling, the chain being thus only slightly tensioned by. swingarm and driven by inertia by the driven pinion.
By way of non-limiting examples, two embodiments of the above-mentioned improvements applied to a bicycle have been shown in the accompanying drawing, and will be described below.
In this drawing: FIG. 1 is an elevational view of the crankset of a bicycle specially designed to receive the new mechanism; Fig. 2, a cross-section along the line II-II of FIG. l; Fig. 3 is a view similar to FIG. 1 of another embodiment in the case of application of the invention to a bicycle of ordinary type and FIG. 4 is a section taken along the line IV-IV of FIG. 3.
In the application example shown in Figures 1 and 2, the usual frame of bicycles is slightly modified at the location of the crankset: the lower rear fork 1 is extended in front of the saddle support tube 2 by a
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short part 3 which carries a tenon 4 directed upwards. From the front end of this part 3 detaches the front lower tube 5 of the frame. This tenon 4 is bored transversely to the plane of the bicycle and is crossed by a cylindrical cage 6 which rests on two rows of rollers 6 'housed inside this tenon 4. In this cage 6 is mounted in such a manner. the usual axis 7 of the pedaling cranks 8 by means of the screwed cups 9 and the balls 10.
On the outside of this cage which protrudes on either side of the tenon 4 is mounted an arm 11 provided with a yoke which embraces the upright lateral faces of said tenon. This arm 11 which rises above the axis 7 carries at its upper end a bored boss 12 with an axis parallel to that of the cage 6 and in which is mounted, by means of screwed cups 13 and balls 14, a pin 15. The latter makes, on one side, quite strongly protruding out of the boss 12 and on the same side the pin 7 of the cranks also protrudes quite strongly outside the cage 6.
On this projecting part of the axle 15 are fixed a group of three contiguous pinions 16, 16a, 16b, of different diameters and, at the end of the axle, a fourth pinion 17 meshing internally with a lantern or spindle wheel 18, the spindles of which are formed by rollers 19 similar to those of the chains and caught between a hollow rigid flange, 20, integral with one of the cranks 8 and a counter-flange 21 consisting of a simple rigid ring. The pinion 17 has the usual toothing of a chain pinion so that the meshing of this pinion and the wheel 18, which replaces the usual large pinion of bicycles, is absolutely analogous to that of a pinion and d 'chain.
A slight torsion spring 22 is disposed around the cage 6 and has its ends respectively hooked on the arm 11 and on the tube 3 so as to urge this arm to rotate in the direction f, that is to say forward.
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A usual chain 23 passes over one of the pinions 16, 16a, 16b and over one of the pinions, not shown, of the rear wheel. The derailment of the chain in order to pass it from one sprocket to the other of the rear wheel is controlled by some of the usual fork-type devices embracing the driven end of the chain and movable transversely by means of a remote control, preferably by cable.
A second control device of this kind is arranged here to control the passage of the chain from one to the other of the driving pinions 16, 16a, 16b. This device comprises a fork 24 movable transversely, mounted on the saddle support tube 2 and embracing the leading end of the chain at a point close to the oscillating arm 11. This fork 24 is maneuvered by means of the cable 25.
The operation of this mechanism is as follows:
By turning, the wheel 18 tends to drive with it the movable arm 11, which is opposed by the chain 23 which passes over one of the pinions 16, 16a, 16b. The pinion 17 is consequently obliged to turn on itself, driving the axis 15, the group of pinions 16, 16a, 16b and the chain 23 ... the tension produced on the leading end of the chain by the transmitted force is added an additional tension generated by the force which tends to rotate the arm 11 and this latter tension is also exerted on the driven strand from which any floating is thus eliminated.
When stopped, the spring 22 balances the force produced by the weight of the chain on the arm 11 and keeps this chain slightly taut.
To change speed, for example to make the chain of the driving pinion 16 go up to the neighboring pinion of larger diameter 16a, thus increasing the development, the chain is moved laterally by the fork 24 maneuvréc using the cable 25; the chain begins to hook on the pinion 16a and like the peripheral speed of this
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the latter is greater than that of the chain which continues to be driven by the pinion 16, there is a rearward displacement of the arm 11;
this movement the leading strand remains taut and continues to transmit the driving force while the driven strand and the part of the chain still wound on the pinion 16 take slack, which prevents any abnormal tension of the chain and makes extremely smooth the passage of the chain from pinion 16 to pinion 16a. The same goes for changing from pinion 16a to larger pinion 16b. As soon as the chain has passed from one sprocket to the other, the two strands are stretched again by the arm 11 which tends to return forward to a position of equilibrium where the chain tension is equal to the training effort exerted on this arm
11.
To pass the chain from one driven sprocket to another driven sprocket of larger diameter, a simple fork is used on the driven strand of the chain to move it transversely; the overvoltage which then tends to be exerted on this strand due to this displacement and the start of the driving of the strand by the new pinion of larger diameter brings back the arm 11 while the leading strand remains tensioned and continues to transmit the force thanks to a compensating differential rotation of the driving pinion. This overvoltage is therefore always very low.
The chain then goes up on the new pinion as in the usual mechanisms of the same family, but any abnormal tension of the leading wire is avoided because it would immediately produce a more accentuated movement towards the rear of the arm 11, movement which would immediately take place. loosen the too tight leading strand. As soon as the chain is in place on its new sprocket, the arm 11 moves slightly forward and returns to a position of static equilibrium.
Likewise, when the chain is passed from a sprocket
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leading or leading to another smaller, mowing overvoltage of one part of the chain immediately produces a displacement of the arm 11 backwards, so that this overvoltage is limited to a very low value.
As a result, in all cases, the chain passes from one sprocket to another with great flexibility and smoothness, without any fatigue or danger of chain or sprocket breakage, even under full force.
It will be noted that the oscillating arm is arranged such that its own weight naturally tends to rotate it in the direction f, producing chain tension.
In the variant embodiment shown in Figures 3 and 4, the cup 31 of the crankset is provided with a cylindrical axial bearing 32 on which is threaded freely and can turn the hub of an oscillating arm 11 'held axially by a nut 33 screwed onto the end of this span 32. This arm 11 'is in the form of a clevis and to this is fixed a pin 27' on which is fitted a needle bearing 35, the outer race 36 of which is fitted. is provided with longitudinal grooves 37.
On the latter is threaded the also splined hub of a freewheel 38 on the outer crown of which are fixed two pinions 16 ', 16'a which correspond to the pinions 16, 16a of the embodiment described above; as in this one a pinion 17 'meshes with a spindle wheel 18' fixed to the cranks 8 'but here the pinion 17' is fixed on the outer race 36 of the needle bearing 35 so that the free wheel 38 is found interposed between this pinion 17 'and the group of two pinions 16', 16'a.
A spring 22 'housed in a groove of the cup 31 and at the ends engaged respectively in holes transverse to the axis made in the cup and the hub of the arm 11' tends to rotate the latter in the direction of arrow f, The hub is made up of two cheeks
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spaced from each other and between them is interposed an arm 40 also free to oscillate on the bearing surface 32 and terminated by a yoke 41 carrying a pin 42 on which can slide a roller 43 for guiding the chain 25 '. To the arms 11 'and 40 are hooked the ends of a spring 44 interposed between these arms and arranged so as to tend to separate them from one another.
In addition, the arm 40 is arranged so that the resultant of the chain tension on the guide roller 43 has, with respect to the axis of the pedal, a moment tending to rotate the arm 40 for it. bring the oscillating arm 11 'closer to the spring 44 and thus reduce the length of the path imposed on the chain strand passing over this roller 43. The position of the chain is controlled, as in FIGS. 1 and 2, by a mobile fork not shown.
It will be noted that, in this embodiment, the chain passes above and below the axis of the crankset, as in the usual mechanisms, unlike the embodiment of FIGS. 1 and 2 in which the two strands of the chain are located on the same side, in this case above the crank axle.
It is clear that by mounting the freewheel on the swingarm instead of mounting it on the wheel, the chain rotates constantly with the wheel and it is thus possible to pass the chain from one sprocket to another without need to pedal for this.
On the other hand, as in the embodiment described above, the tension of the two strands of the chain is ensured by the oscillating arm 11 ', the guide roller 43 having the function not of tensioning the driven strand of the chain but move it away from the crank. The moment relative to the axis of the crankset of the resultant of the tension of this driven strand on the roller 43 is balanced by the spring 44.
When we do
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derail the chain to make it rise from one to the other of the winding sprockets carried by the oscillating arm the mechanism operates as described above for the embodiment shown in Figures 1 and 2, by oscillation towards the rear of the arm 11 ′ under the momentary overvoltage of the chain end meant to wind up on this new pinion;
when the chain is derailed to make it rise from one to the other of the other winding sprockets at the opposite end of the chain the overvoltage of the chain strand which winds on this sprocket n 'does not have the effect of tending to make the arm 11 oscillate backwards, but it causes the arm 40 to oscillate against the spring 44 which decreases the length of the trajectory imposed on this strand and allows it to s '' wind easily on the new pinion.
This embodiment has the particular advantage of allowing the easy conversion of an already built bicycle because it suffices for this to replace the usual cup 31 with the usual bottom bracket cup, to change the crank axis with a longer one and to substitute the spindle wheel for the usual large chain sprocket, while the embodiment shown in Figures 1 and 2 requires a transformation of the frame.
Of course, the invention is in no way limited to the details of the embodiment shown or described, which have been given only by way of example. Thus in particular the number of driving and driven pinions can be any; it is possible, for example, to have only one driven pinion and several driven pinions, or a single driven pinion and several driven pinions, or several driven pinions and several driven pinions. Likewise, the driving gears may or may not be balladers regardless of the design adopted.
Note also that the assembly of the freewheel
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on the oscillating arm applies both to the embodiment shown in Figures 1 and 2 and to that of Figures 3 and 4.
The same applies to the assembly on a splined shaft of the chain winding pin (s) carried by the oscillating arm.
The mounting of the oscillating arm on a cup of the crankset can also be used by passing the two strands of the chain on the same side of the axle of this crankset; in the case where this axis passes between the two strands of the chain, the arm carrying the guide roller of the chain can be articulated eccentrically on the oscillating arm instead of being concentrically as described above.
- CLAIMS'- ----------------
I.- A chain transmission with a derailleur speed change mechanism, characterized in that the chain passes over a driving pinion, carried by an oscillating arm, and itself driven in rotation around its own axis by by means of a preferably multiplying transmission, coming from a rotary element concentric with said oscillating arm.
2. Chain transmission according to claim 1, characterized in that said transmission is constituted by a driven pinion with chain teeth internally meshing with a driving spindle wheel concentric with the movable arm.
3. Chain transmission according to claim 1 or 2, characterized in that several driving pinions of different diameters are mounted coaxially and side by side on the oscillating arm and intended to mesh selectively with the chain.
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