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Dispositif de changement de vitesse.
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L'objet de.la présente invention est un dispositif de changement de vitesse qui est applicable par exemple aux ma- chines-outils, aux cycles, etc. L'invention a pour objet de créer un dispositif d'une construction simple et facile à ma- noeuvrer. La nouveauté de ce dispositif consiste en ce qu'il comporte, pour la mise en jeu des vitesses, un manchon de com- mande rotatif, relié d'une manière détachable à une roue de commande,ainsi qu'un porte-corps de verrouillage coopérant avec ledit manchon, de telle manière que par une inversion du sens de rotation de la roue de commande, le manchon de comman- de se trouve débrayé de cette dernière, et que, lorsque la ro- tation reprend ensuite son sens initial, ces deux parties se trouvent de nouveau accouplées l'une à l'autre,
des moyens étant prévus pour -lettre.en jeu l'étage de vitesse suivant.
Le dessin ci-joint représente à titre d'exemple une for- me d'exécution de l'objet de l'invention, appliqué au change- ment de vitesse d'une bicyclette. Dans ce dessins:
La fig. 1 représente le dispositif de changement de vi- tesse disposé sur le moyeu arrière d'une bicyclette.
Les figures 2 et 3 montrent, à plus grande échelle, des coupes suivant les lignes II-II et III-III de la fig. 1.
Les figures 4 et 5 sont des coupes selon les lignes IV-IV et V-V de la fige ':3..
La figure 6 représente le manchon de commande en une coupe axiale.
La figure 7 montre un développement du même manchon.
La figure 8 est une vue représentant un détail et la figure 9 montre ce même détail en coupe selon la ligne IX-IX de la figure 8.
La figure 10 représente le développement d'une boite à ressorts.
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Le dispositif de changement de vitesse repr'sent" com- porte une enveloppe 1 en deux parties oui, par des moyens
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non représentas, est relire d'une manière facilement dtech- ble nu moyeu de la roue arrière et à lp fourche 3 de cette roue. Dans l'enveloppe est montre, de "manière à pouvoir tour- ner sur des billes 4, une tête de palier composée de deux par- ties 5, 6 et cui prend appui, 3u ;royen d'1.1!l ---ncbon 7, sur le moyeu de la roue arrière. Sur la partie 5 de 1" tête de palier peut tourner un manchon de commande 8 (f1.g.6 et 7), à l' int^- rieur dunuel est disposée une botte à ressort 9.
Le manchon de commande 8 porte trois pignons 10, 11, 12 et une roue à chaîne 1:, le pignon 1P et le roue 13 tant de 'Or/f/rence d'une pièce. La boite 9 est solidement relire à une cage 15 dans laquelle sont disposas trois corps de blocage, par exem- ple des paires de cliquets 16, 17, 18, pouvrnt osciller sur
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des axes 19. Les corps de blocage peuvent ccpcndrit aussi être constituas par des roulerux. Les clinuets 16, 17, 18 peuvent être amenas en engage'ent avec les dentures 21, 22 et PS prévues respectivement sur les roues 12, 11 et 10, ainsi qu'avec une denture 24 prévue sur 1., partie 5 de 1'' tête de palier. Entre les pignons et entre ceux-ci et l'enveloppe
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sont pr'vues d'autres billes de roulement 26.
Lo cage 15 pos- sède une surface de c>me 27 et un ne7 C8 (fig. 8) avec lesquels coopère un g^7¯et de but6e 31 dispos sur un dis01Je d'entr^1- nement ZO (fig. 3). Ce disque 30 est accounl à la pprtie 5 au moyen d'une clavette '". Sur 7¯a roue à chPînp 17. passe une chaîne 75 qui est actionnée de la. meniçre connue p^r 18 roue à chaîne du pédalier. Dans l'enveloppe 1 sont en outre montps de manière à pouvoir tourner trois pignons 40,41, 42
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relias solidement les uns aux 1'utres, les pignons 10 et 40, 11 et 41, 12 et 42 ±tant constamment en prise les uns Pvec les autres. Drns un avidement 4? des roues 13, l? est - -ont,' un c1iauet 44 soumis 3. l'"'cticn d'nm ressort 49 et 1=cuv;nt os- ciller sur un axe 45.
Un nez 48 de ce clicvet 44 -oeuf s'eng- ger d.^ns l'un des trois trous 46a, 46b, 46c 1-ngrs dans le manchon de commande 8, ainsi ou'il sert décrit ci-pnr-s. Ce dernier possède en outre trois paires de fentes 56, 57, 58
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pour le passage des cliquets 16, 17, 18. L botte a ressorts 9 (fig. 10) possède trois paires de pattes hlpstinues 6e, 67, 68 dont les extri rit's libres sont posées sur les cliquets 16 à 18. Deux autres ressorts à. lames 62 de 1 botte 9 co-portpnt des ergots 6z (fig. 5 et 10) destinas 3 s'engager dans les trous 46 du 1"r'nchon 8.
Le fonctionnement de ce chng:e11'ent, de vitesse est le suivant:
Dans la position représentée, la. prise directe est r-
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a7i'sêe, c'est-à-dire la, rotation COr'I"uniC1ufe à la roue à chai- ne 13 par. la chaîne 35 est transmise directe--ent p^r les cli- quets 16 à la tête de palier 5,6 qui commande le oyeu de la roue arrière. Les pignons 40-42 et 10-12 participent dans ce
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cas à 12. rotation en tournant fous. Ousnd on désire mettre en jeu une vitesse plus petite, on co1=-inunioue à la roue à chaîne 13, par l'intermédiaire des pédales et de la chaîne 35, une
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relation en'arrière, dans le sens indi(1u par la. flèche A dans la figure 4.
Les parties 8, 9 et 15 participent à'cette rota- tion jusqu'à, ce que le galet ou rouleau ?1, encore immobile, monte sur la came 27 de la cage 15. Lors de la continuation de la rotation, les parties 9 et 15 restent maintenant immo- biles, de sorte que les deux ergots 63 sont refoulas hors des trous 46b et 46c et s'enclenchent dans les trous suivants 46c et 46a.. En même temps, le cliquet 44 a déjà quitta le trou 46a et se déplace, en s'appuyant sur le manchon 8 et en sui-
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vant le mouvement rétrograde de le roue 13 jusau'à l'ergot 63 remplissant le trou suivant, 46c,,et faisant saillie sur le manchon 8 (fig. 5).
Cet ergot 63 est capable de faire osciller le cliquet 44 vers le ha-ut, ce cliquet restant dans cette po- sition grâce à l'action du ressort 49. On peut maintenant faire tourner les pédales en arrière à volonté, sans qu'une commande ou un embrayage quelconque ne se produise dans le dispositif. Quand on fait ensuite tourner les pédales en avant, la roue à chaîne 13 avec le pignon 12 et, avec eux, le cliquet 44 sont tournas dans le sens opposé à celui de la flèche A, donc en avant. Après une courte rotation, le cli- quet bute contre une butée 70 (fig.5) prévue dans l'envelop- pe et qui repousse le cliquet de manière à lui faire toucher de nouveau le manchon. La rotation se poursuivant encore un peu, le cliquet 44 atteint le trou 46b et s'y engage, de sor- te que le manchon de commande 8 commence également à tourner.
Ensuite, les fentes 57 viennent se placer au-dessus des cli- quets 17 qui, sous l'effet des ressorts 67, s'engagent dans les dentures 22, 24; la. roue à chaîne 13 est ainsi accouplée au moyeu de la roue arrière par l'intermédiaire des organes 12, 42, 41, 11, 17, tandis que les pignons 10 et 40 tournent fous.
Exactement de la même manière, une autre rotation en arrière des pédales permet d'accoupler la roue 10 par les cli- quets 18 avec la tête de palier 5, 6 pour obtenir la vitesse la plus petite. Un mouvement en arrière des pédales effectué après celà permet d'obtenir de nouveau la prise directe, comme elle est représentée au dessin.
Quand la bicyclette est poussée en arrière, le rouleau 31 du disque 30 bute contre le nez 28 de la cage 15 et entrai- ne les parties rotatives du mécanisme qui sont reliées aux cli- quets 16 à 18.
Le dispositif est lui-même loge dans une enveloppe re- lativement petite qu'il est facile à monter entre l'une des branches de la. fourche arrière et la roue arrière même (fig.2).
Les avantages du nouveau dispositif de changement de vitesse consistent en ce qu'il est facile à commander au moyen des pédales qu'il permet de supprimer la transmission par câble si facilement sujette aux dérangements, et que la chaine ne subit a,ucune déviation hors de son plan de mouvement normal détermine par la roue à chaîne antérieure, ce oui contribue grandement à ménager la chaîne. Il est évident que l'on pour- rait utiliser, par exemple, une transmission â eâble pour déplacer le manchon 8. Par rapport aux changements de vitesse disposés dans le palier du pédalier ou dans le moyeu de la roue arrière, celui construit conformément à la présente invention comporte l'avantage d'une plus grande simplicité et, par con- séquent, d'une durée plus longue.
De plus, l'objet de la pré- sente invention peut être monté ou rapportésur n'importe quelle bicyclette. Le nouveau dispositif peut être appliqu aussi à des machines-outils, le déplacement du manchon de commande 8 pouvant dans ce cas s'effectuer à la main ou à l'aide d'un pied. Pour l'accouplement des roues et pignons 13, 11, 10 à la tête de palier 5, 6, on peut également utiliser au moins une clavette qui peut être déplacée axialement et dont le dé- placement est effectué par des moyens connus appropriés.
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R E S U M E
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Gear change device.
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The object of the present invention is a speed changing device which is applicable, for example, to machine tools, cycles, etc. The object of the invention is to create a device with a simple construction and easy to operate. The novelty of this device consists in that it comprises, for the engagement of the gears, a rotary control sleeve, connected in a detachable manner to a control wheel, as well as a locking body holder. cooperating with said sleeve, in such a way that by reversing the direction of rotation of the control wheel, the control sleeve is disengaged from the latter, and that, when the rotation then resumes its initial direction, these two parts are again coupled to each other,
means being provided for -lettre.en game the next speed stage.
The accompanying drawing shows by way of example one embodiment of the object of the invention, applied to the change of speed of a bicycle. In this drawings:
Fig. 1 shows the speed change device arranged on the rear hub of a bicycle.
Figures 2 and 3 show, on a larger scale, sections along lines II-II and III-III of FIG. 1.
Figures 4 and 5 are sections along lines IV-IV and V-V of fig ': 3 ..
Figure 6 shows the control sleeve in an axial section.
Figure 7 shows a development of the same sleeve.
Figure 8 is a view showing a detail and Figure 9 shows this same detail in section along the line IX-IX of Figure 8.
Figure 10 shows the development of a spring box.
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The gear change device represents "comprises a casing 1 in two parts, yes, by means
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not shown, is read in an easily detachable manner at the hub of the rear wheel and at the fork 3 of this wheel. In the casing is shown, "so as to be able to turn on balls 4, a bearing head composed of two parts 5, 6 and which is supported, 3u; royen of 1.1! L --- ncbon 7, on the hub of the rear wheel. On part 5 of 1 "bearing head can turn a control sleeve 8 (f1.g.6 and 7), inside one is arranged a boot. spring 9.
The control sleeve 8 carries three pinions 10, 11, 12 and a chain wheel 1 :, the pinion 1P and the wheel 13 so much in one piece. The box 9 is firmly linked to a cage 15 in which are arranged three locking bodies, for example pairs of pawls 16, 17, 18, which can oscillate on
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axes 19. The blocking bodies can also be constituted by roulerux. The clinuets 16, 17, 18 can be brought into engagement with the teeth 21, 22 and PS respectively provided on the wheels 12, 11 and 10, as well as with a toothing 24 provided on 1., part 5 of 1 ' 'bearing head. Between the gears and between them and the casing
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other rolling balls 26 are provided.
The cage 15 has a surface of c> me 27 and a ne7 C8 (fig. 8) with which cooperates a thrust gate 31 arranged on an input device ZO (fig. 3). ). This disc 30 is coupled to the pprtie 5 by means of a key. A chain 75 passes over the chain wheel 17, which is actuated from the chain known by the chain wheel of the crankset. the casing 1 are also mounted so as to be able to turn three pinions 40, 41, 42
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firmly connected to each other, the pinions 10 and 40, 11 and 41, 12 and 42 ± being constantly in engagement with each other. Drns a greedily 4? wheels 13, the? is - -ont, 'a c1iauet 44 subjected 3. the "' cticn of nm spring 49 and 1 = cuv; nt oscillate on an axis 45.
A nose 48 of this clicvet 44 -oeuf engages in one of the three holes 46a, 46b, 46c 1-ngrs in the control sleeve 8, thus where it is used described above. . The latter also has three pairs of slots 56, 57, 58
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for the passage of the pawls 16, 17, 18. The spring boot 9 (fig. 10) has three pairs of rigid lugs 6e, 67, 68 whose free exits are placed on the pawls 16 to 18. Two other springs with . blades 62 of 1 bundle 9 co-carrying lugs 6z (fig. 5 and 10) intended for 3 to engage in the holes 46 of the 1 "connector 8.
The operation of this chng: e11'ent, speed is as follows:
In the position shown, the. direct socket is r-
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the chain 35 is transmitted directly through the pawls 16 at the head of the chain. bearing 5,6 which controls the hub of the rear wheel.The pinions 40-42 and 10-12 participate in this
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case to 12. rotation by turning crazy. Ousnd one wishes to bring into play a lower speed, one co1 = -inunioue with the chain wheel 13, by the intermediary of the pedals and the chain 35, a
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relation backwards, in the indi direction (1u by the. arrow A in figure 4.
The parts 8, 9 and 15 participate in this rotation until the roller or roller? 1, still stationary, climbs on the cam 27 of the cage 15. As the rotation continues, the parts 9 and 15 now remain stationary, so that the two lugs 63 are pushed out of the holes 46b and 46c and engage in the following holes 46c and 46a. At the same time, the pawl 44 has already left the hole 46a. and moves, resting on the sleeve 8 and following
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vant the retrograde movement of the wheel 13 jusau'à the lug 63 filling the next hole, 46c ,, and protruding on the sleeve 8 (fig. 5).
This lug 63 is capable of causing the pawl 44 to oscillate upwards, this pawl remaining in this position thanks to the action of the spring 49. The pedals can now be rotated backwards at will, without a control or any clutch occurs in the device. When the pedals are then rotated forward, the chain wheel 13 with the pinion 12 and, with them, the pawl 44 are rotated in the opposite direction to that of the arrow A, therefore forward. After a short rotation, the pawl abuts against a stop 70 (fig.5) provided in the casing and which pushes the pawl back so as to make it touch the sleeve again. As the rotation continues for a little longer, the pawl 44 reaches and engages hole 46b, so that the control sleeve 8 also begins to rotate.
Next, the slots 57 are placed above the pawls 17 which, under the effect of the springs 67, engage in the teeth 22, 24; the. chain wheel 13 is thus coupled to the hub of the rear wheel via the members 12, 42, 41, 11, 17, while the pinions 10 and 40 turn idle.
In exactly the same way, another reverse rotation of the pedals allows the wheel 10 by the pawls 18 to be coupled with the bearing head 5, 6 to obtain the lowest speed. A backward movement of the pedals carried out after this makes it possible to obtain the direct drive again, as shown in the drawing.
When the bicycle is pushed back, the roller 31 of the disc 30 abuts against the nose 28 of the cage 15 and drives the rotating parts of the mechanism which are connected to the pawls 16-18.
The device itself is housed in a relatively small envelope which is easy to mount between one of the branches of the. rear fork and the rear wheel itself (fig. 2).
The advantages of the new gear change device are that it is easy to control by means of the pedals, it eliminates the cable transmission so easily subject to disturbances, and the chain does not suffer any deviation outside. of its normal plane of movement determined by the front chain wheel, this yes greatly helps to spare the chain. It is obvious that one could use, for example, a cable transmission to move the sleeve 8. With respect to the speed changes arranged in the bearing of the bottom bracket or in the hub of the rear wheel, the one constructed in accordance with the present invention has the advantage of greater simplicity and, therefore, of a longer duration.
In addition, the object of the present invention can be mounted or attached to any bicycle. The new device can also be applied to machine tools, the movement of the control sleeve 8 being able in this case to be carried out by hand or with the aid of a foot. For coupling the wheels and pinions 13, 11, 10 to the bearing head 5, 6, it is also possible to use at least one key which can be moved axially and the displacement of which is effected by suitable known means.
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ABSTRACT