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Changement de vitesse pour cycles
La présente invention se rapporte à un changement de vitesse pour bicyclette, monté dans le moyeu de la roue motrice et pourvu d'un engrenage planétaire disposé entre la partie motrice et la partie entraînée, ainsi que d'un
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dispositif d'accouplement axialement mobile au moyen duquel la partie motrice et la partie e ntraînée peuvent être enclenchées, ad libitum, séparément l'une ou l'autre à la cage planétaire et au boîtier à denture interne de l'engrena@ planétaire ou bien, toutes deux simultanément, à ce boîtier denté.
Dans les changements de vitesse connus, du genre ci-dessus, la construction des pièces principales, la cage assez des roues planétaires en particulier,est/compliquée et celles-ci sont proportionnellement d'un poids assez considérable. De plus, leur introduction sur le marché est handicapée par leur prix de revient très élevé. L'invention a pour but de permettre la fabrication en grandes séries de changements de vitesse et plus spécialement de cages planétaires de dimensions extérieures faibles et de poids réduit.
Le changement de vitesse, selon l'invention, est prévu de façon telle que la cage planétaire se compose de deux pièces dont l'une au moins est une pièce estampée tandis que l'autre forme une roue à rochet à denture extérieure coopérant avec des cliquets fixés dans la partie entraînée et qu'entre les deux parties susmentionnées, des roues planétaires sont montées et conformées de telle manière qu'il en résulte un palier roulant pour le boîtier denté.
En outre, en vue de réduire le diamètre de la cage, une de ses parties peut être pourvue de bras radiaux agencés entre les paliers prévus pour les arbres des roues planétaires; ces bras sont recourbés à angle droit sur un cercle de dimmension environ éale au cercle primitif de
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ces paliers et ancrés dans l'autre partie.
Les cliquets fixés dans la partie entraînée, coopérant avec la partie de la cage planétaire formant roue à rochet, seront avantageusement fixés dans un anneau constituant ainsi un ensemble se prêtant à l'introduction et au centrage dans la partie entraînée. Cet anneau peut être confectionné en matériel étiré et est pourvu des encoches nécessaires à son entraînement.
Par mesure d'économie de matériel, la douille de moyeu, en métal léger, p. ex. en anticoxodal, peut être faite de tubes étirés et façonnée de manière à permettre la fixation immédiate des tâtes des rais de roues dans le métal léger. En outre, les cuvettes à billes,vissées dans les têtes de cette douille,peuvent être estampées et façonnées à froid.
Le déplacement axial de l'organe d'accouplement peut être limité par un dispositif d'embrayage permettant la régulation exacte des positions d'accouplage inhérentes à chaque développement.
Les dessins en annexe sont donnés comme exemples d'exécution de l'invention, sans préjudice pour toute autre forme d'exécution. La fig. 1 représente une forme d'exécution de palier roulant du boîtier denté et une première forme d'exécution de la cage planétaire, en coupe axiale longitudinale, selon ligne B - B de la fig. 2;
La fig. 2 est une coupe en travers, selon ligne A - A de la fig. 1;
Fig. 3 & 4 sont des parties de la coupe axiale de la fig. 1 avec exécutions différentes du palier roulant du boîtier denté ;
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Fig. 5 @ sont Luis vue de face resp. une coupe axiale de la cage planétaire dans la première forme d'exécution, etdont la coupe suit la ligne C - C de la fig. 5;
Fig. 7 & d sont une vue de face resp. une coupe axiale de cette cage sous une autre forme d'exécution, selon ligne D - D de la fig. 7 ;
Fig. 9 & 10 sont une vue latérale, en coupe partielle et une vue de face, sous une forme modifiée, de la douille de moyeu;
Fig. Il est un dail de la douille, plus grande échelle.
Dans les dessins, l'arbre principal d'une roue arrière de bicyclette porte le No. 1; cet arbre est cnaintenu au cadre par des vis de serrage 2 & 3. La partie motrice de l'engrenage comprenant, une roue à chaîne 4 et un organe d'entraînement 5 qui y est fixé, est logée rotativement su-r cet: arbre. La partie entraînée de l'engrenage est formée par la douille de moyeu 6 et deux civettes à billes 7 & 8 qui y sont vissées. La douille 6 est logée rotativement d'un côté par la cuvette 7 sur l'arbre 1, et de l'autre par la cuvette 8 sur l'organe d'entraînement 5. Une bague 9 contenant les cliquets 10 est centrée dans la cuvette 7.
Un engrenage planétaire est monté entre la partie motrice et la partie entraînée de l'engrenage. Cet engrenage comporte une couronne dentée 11 calée sur l'arbre 1, quatre roues planétaires 12, s'engrenant à cette couronne, montées dans une cage rotative 13 et un boîtier 14 denté intérieurement tournant autour de cette cage et s'engrenant
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aux roues 12. A l'intérieur de la partie opposée à l'engrenage, ce boîtier 14 est muni de dents d'entraînement
15 et, à l'extérieur) d'un évidement annulaire 16 dans lequel sont logés des cliquets 17 inclinables dont les axes sont parallèles à l'axe de l'arbre 1. Coopérant avec une couronne dentée d'embrayage 18, prévue dans la cuvette 8, ces cliquets s'appuient contre cette couronne sous la pression d'un ressort.
Les bouts libres des cliquets 17 émergeant par des ouvertures 19 du bottier denté, s'engagent dans les creux d'engrenage séparant les dents d'entraînement 15 de façon telle, qu'ils peuvent être déclenchés de la couronne dentée 18 par un organe d'accouplement - décrit plus loin - coopérant avec ces dents d'entraînement. La cage planétaire 13 est logée relativement, d'un côté sur l'arbre principal 1, de l'autre sur une partie cyclindrique de la cuvette 7 et possède une couronne dentée d'embrayage 20 coopérant avec la couronne à cliquets 9 - 10 logée dans cette cuvette.
Les roues planétaires 12 transmettent le mouvement rotatif de la cage 13 au boîtier denté 14 qui se meut alors à une vitesse angulaire supérieure à celle de la cage 13.
Il sen suit donc que les cliquets 17 fixés à ce boîtier denté tournent plus vite que la couronne d'embrayage 20 de la cage 13, de sorte que la douille de moyeu 6 est constamment entraînée par ces cliquets 17, tant que ceux-ci sont en prise avec la couronne dentée 18.
Il est prévu un organe d'embrayage pour le changement des vitesses, à l'aide duquel l'entraîneur 5 de la roue à chaîne et la partie entraînée 6-7-8 peuvent être enclenchés ad libitum, séparément l'un ou l'autre à la cage 13 et au boîtier denté 14 ou bien simultanément
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tous les deux à ce boîtier denté. Cet organe d'embrayage se compose d'un manchon 21 axialement mobile sur lequel est monté rotativement un croisillon 22. Les branches radiaies 23 du croisillon s'engagent entre les taquets parallèles à l'axe de l'entraîneur 5 et elles sont façonnées de telle manière que leurs extrémités puissent s'enclencher entre les dents d'entraînement 15 prévues au boîtier denté 14.
Le manchon 21 s'appuie, sous l'effet d'un ressort 24, à la couronne dentée 11 de l'arbre principal (fig. 1). Son déplacement axial et, conséquemment, le déplacement même du croisillon aussi s'effectuent, par antagonisme à la pression du ressort, à l'aide d'un organe de traction flexible 25. Celui-ci, traverse l'arbre creux principal et aboutit à une clavette 26 fixée au machon 21 et glissant dans une rainure 27 de cet arbre.
Dans sa position la plus intérieure, (fig. 1) les branches 23 du croisillon 22 appuient sur les arbres des roues planétaires 12; le mouvement rotatif de la roue à chaîne est transmis par l'entraîneur 5 au croisillon 22 lequel le retransmet à la cage 13. Le boîtier denté 14 tourne alors à la vitesse maximale et communique son mouvement, par les cliquets 17, à la douille de moyeu 6.
Par traction de l'organe 25, le croisillon 22 est dévié sur la droite de sa position initiale selon fig. 1, en position médiane, dans laquelle ses bras 23 s'engagent entre les dents d'entraînement 15 du boîtier denté.
L'entraîneur 5 de la roue à chaîne est alors accouplé par le croisillon 22 au boîtier denté 14 et ce dernier tourne à vitesse moyenne en transmettant son mouvement de rotation à la douille de moyeu 6, de nouveau par l'entremise des cliquets 17.
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Pour l'obtention de la vitesse la plus réduite, le croisillon 22 est déplacé dans sa position la plus dextre, par traction de l'organe 25. Les bras 23 du croisillon restent enclenchés aux dents d'entraînement 15 du boîtier denté et simultanément obligent les cliquets 17 ,auxquels ils touchent, à se déclencher de la couronne d'embrayage 18. Le mouvement rotatif de la roue à chaîne se transmet alors au boîtier denté 14 par l'intermédiaire de l'organe d'entraînement 5 et du croisillon 22 ; du boîtier denté il est reporté par les roues planétaires 12 à la cage 13 qui tourne alors à vitesse plus réduite que le boîtier 14 et, finalement, de la cage 13 à la douille de moyeu 6 par la couronne à cliquets 9-100
Le jeu de transmission du changement de vitesse tel qu'il vient d'être décrit est connu en principe.
C'est dans la construction plus rationelle du mécanisme, dans la plus grande simplicité de sa forme, dans le montage plus aisé et l'accès plus facile aux pièces vitales et dans l'économie considérable de matériel et de travail que réside l'invention,ainsi que relevé dans la suite.
Dans les moyeux à changement de vitesse du type ci-dessus décrit, la cage rotative des roues planétaires est constituée d'une seule pièce et présente, en dehors des roues planétaires une couronne à cliquets coopérant avec un organe à denture intérieure fixé dans la partie entraînée.
Une simplification est réalisée par la présente invention en constituant la cage à roues planétaires 13 de deux pièces, dont l'une au moins est estampée tandis que l'autre forme roue à rochet à denture extérieure coopérant avec les cliquets montés dans la partie entraînée. Le façonnage
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d'une parie de lu u0e cwwe roue Il 1 rochet l'aviW èiC.' d'éviter le procécé àsaeî (,le (lenter iraérieurement la douille de moyeu. exigeant davantage de travail du' une denture extérieure, d'où économie de temps.
Dans les exemples d'exécution, selon fig. 1, 5 et 6, la partie de cage formant rou.e à rochet est désignée sous No. 30; elle est logée dans la cuvette 7 et présente une bride de tête 31, sur laquelle vient s'ajuster la pièce
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eu0utie 32. Les arbres de rucles plauétaires 12 sont oair.ta:¯us, d'Ll!1 côté, par 1.", urida 31 de la roue dentée, de l'autre, par la pièce embolie 32. Celle-ci accuse, pour son calage dans la bride, des bras 33 recourbés à angle droit pénétrant dans les interstices formés par les arbres des roues planétaires et ordonnés sur le pourtour d'un cercle dont la circonférence égale environ celle. du cercle primitif des coussinets dans la pièce es'campée.
De cette façon le diamètre de la bride de ia roue dentée 31 peut
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elze réduit et, con8éu.el.llùef, celui de la cage entière également.
Dans la variante selon fig. 7 & 8 la cage de roues planétaires se compose de deux pièces 34, 35 estampées et façonnées à froid. La pièce 34 est de nouveau. façonnée comme roue rochet, dontla denture extérieure 20 travaille de pair avec les cliquets 10 de la partie entraînée et elle est armée, en outre, de bras radiaux 36, recourbés à angle droit, logés dans les interstices des coussinets pour les arbres des roues planétaires. L'autre pièce, en forme de disque lisse 35, est pressée sur ces bras.
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Les cliquets 10 coopérant avec les roues dentées d'embrayage 30 resp. 34 sont logés avantageusement dans une bague 9 formant un ensemble avec les cliquets et pouvant être introduite dans la cuvette 7 où. elle y est centrée et calée. Cette bague peut être confectionnée tout simplement en profilé étiré pourvu des encoches voulues pour en garantir son calage dans la cuvette.
Une autre amélioration du changement de vitesse consiste à loger en roulement du côté des engrenages, le boîtier denté 14 enrobant la cage 13 des roues planétaires.
Ce logement peut consister en galets librement rotatifs à côté des roues planétaires 12 et posés sur les arbres de celles-ci, entre les deux parties de la cage.
Dans l'exemple d'exécution, selon fig. 1, 5 et 6, les galets 40 sont logés entre les roues planétaires 12 et la pièce emboutie 32 de la cage et leur diamètre est tel que les paliers correspondants du boîtier denté 14 sont ordonnés sur un arc dont le diamètre égale approximativement celui du cercle primitif de la couronne dentéeo
Dans la variante selon fig. 3, les galets 41 sont logés de l'autre côté des roues planétaires, entre celles-ci et la roue d'embrayage dentée 30.
Pour obvier à la nécessité de galets spéciaux, le boîtier denté 14, ainsi que le montre la fig. 4, peut être aussi logé directement sur les roues planétaires 12.
Ces roues accusent alors, au dehors de la denture, un décolletage cyclindrique 42 sur lequel repose le boîtier denté.
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Dans les changements de vitesse connus du genre décrit ci-avant, les douilles à moyeu 6 sont en acier chromé, une réduction sensible de poids, et,en conséquence, du prix de revient peut être réalisée par l'emploi de métaux légers tels que l'anticorodal, en fixant directement les rais de roues dans les brides de tête de la douille. Dans d'autres moyeux connus avec douille en métal léger, cette dernière est coulée et contient des anneaux de support en fer pour la fixation des rais. Pour assurer aux brides des douilles, exécutées exclusivement en métal léger, la fermeté indispensable pour le support des rais, les ouvertures da passage y pratiquées, conformément à l'invention, sont en forme d'oeillets étirés (voir fig. 11).
Ces oeillets ont des parois renforcées assurant aux brides de tête, conjointement avec la dureté plus grande obtenue par le profilage à froid, la solidité mécanique nécessaire.
Pour éviter des déchets de matériel, la douille en métal léger supportant les rais de roue peut être confectionnée en tube étiré. Elle peut être développée, en outre, comme indiqué en pointillé dans la fig. 1 et spécialement représenté par les fig. 9 & 10, comme tambour à frein, muni à l'intérieur d'une arniture 51 en forme d'anneau. Une bague métallique à coefficient de friction fixée élevé, peut être/au moyeu, en substitution '-, cette garniture laquelle, dans ce cas, serait montée à la mâchoire de frein coopérant avec cette bague métallique.
De plus, une autre économie de matériel et de temps est réalisée par l'estampage et le modelage à froid de la cuvette 8 vissée dans la douille 6 et étayant cette douille
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contre l'organe d'entraînement 5. De même, la cuvette 7 par laquelle la douille est étayée sur l'arbre principal 1 peut être estampée et modelée a froid. En outre, l'arbre principal 1 supportant le changement de vitesse sera avantageusement façonné de profilé rond étiré, aplati au moins sur un côté. Par ce procédé, on évitera le fraisage des deux têtes de l'arbre.
Le déplacement de l'organe d'embrayage 21 - 22 dans les différentes positions d'endenchement se fait comme déja dit - à l'aide de l'organe de traction flexible 25, auquel s'oppose l'effort contraire du ressort 24. Dans les changements de vitesse connus, ce déplacement est contrôlé par une marque gravée sur l'arbre principal. Pour obvier à ce contrôle incommode, négligé en général, et assurer un déplacement exact de l'enclencheur 21 - 22 dans chacune de ses positions, le parcours axial de déplacement de cet organe entre ses deux positions extrêmes, dans lesquelles le mouvement de commanda est transmis de la partie motrice à la -partie entraînée dans son développement, maximum resp. minimum, est limité par un dispositif
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d!.e;2cletichement, qui n'es'c pas figuré dans les dessins.
Ce dispositif, un embrayage à rochet par exemple, prendra une des positions extrêmes, par forte tension de l'organe de traction 25, lorsque l'embrayage 21 - 22, sous l'effet du ressort 24, bute à la couronne dentée 11 de l'arbre principal de l'engrenage planétaire; les autres positions d'enclenchement de l'embrayage à rochet concordent exactement aux positions intermédiaires et à la position extrême extérieure de l'organe d'embrayageo
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Le changement de vitesse décrit oi-avant, est prévu. pour graissage emmagasiné d'où. au.ou.ne nécessité d'un dispositif spécial de lubrification; une révision annuelle suffit pour en assurer le bon fonctionnement.
Le moyeu, dans son ensemble, est de forme agréable, il est élégant et léger et la réduction de poids atteint 10 à 30 % par rapport à d'autres exécutions connues*