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Mécanisme monté dans la douille du moyeu d'une roue de bicyclette,
L'invention concerne un mécanisme monte dans la douille du moyeu d'une bicyclette et constitué par un système planétaire comportant au moins deux multiplications interchangeables à volonté, au moins un dispositif de blocage de roue libre pour la transmission de l'effort moteur à la douille du moyeu de la roue, ainsi q,u'un frein à rétropédallage.
L'avantage qu'elle présente sur des dispo- sitions connues fonctionnant d'une manière semblable, consiste dans un assemblage simplifié de ces organes permettant,
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la pédale tournant dans l'un des sens, d'actionner le méca- nisme comportant plusieurs vitesses et de provoquer dans celui-ci, par un mouvement de rétropédalage, un freinage sùr et efficace, tout en réduisant la course à vide de la pédale au moment du changement.
Elle a, d'autre part, pour objet d'introduire dans le mécanisme une disposition qui, en marche arrière du véhicule, empêche la mise en action involontaire du frein à rétropédalage par le dispositif voisin de blocage de roue libre, et l'arrêt du véhicule qu'elle provoquerait.
Un autre avantage consiste dans l'emploi d'une douille de moyeu en métal léger, ce qui offre l'avantage d'une réduction de poids, ainsi que de la résistance à la corrosion, pour autant qu'on utilise un alliage approprié. D'autres avantages de l'invention se manifesteront au cours de la description faite plus loin*
Le mécanisme conforme à l'invention est caracté- risé par la disposition suivante: la cage des satellites du système constitue en mêmetemps une partie d'un dispo- sitif de blocage de roue libre, dont un prolongement comporte des rampes qui sont conjuguées avec des rouleaux de manière que, sous l'effet d'un mouvement de rétropédallage imprimé à l'organe moteur, les rouleaux remontent sur ces rampes, de telle sorte qu'ils ouvrent directement une bague de frein fixe et serrent celle-ci contre une partie du moyeu qui tourne constamment.
Le dessin annexé représente un exemple de réalisa- tion de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente en coupe longitudinale un moyeu de bicyclette conforme à l'invention et comportant
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trois multiplications interchangeables à volonté dont le principe connu est le suivant: une boîte à couronne dentée intérieurement du système planétaire peut être accouplée, par un organe d'accouplement coulissant parallèlement à l'axe, avec la partie motrice ou avec la partie entrainée ou avec les deux parties simultanémento
La fig. 2 représente une coupe transversale du moyeu par la ligne I de la fig. 1, le dispositif de blocage des rouleaux de frein étant ouvert.
La fig. 3 est une coupe transversale du moyeu par la ligne II de la fig. 1 dans une autre position de son fonctionnement.
La douille de moyeu en métal léger 2 repose et tourne sur l'axe principal fixe 1 d'un moyeu de roue par l'intermédiaire des couronnes de billes 3, 4 et 5 et prend appui sur les couronnes 3 et 4 par les bagues de roulement 6 et 7 disposées à ses extrémités. Les deux bagues 6 et 7 comportent chacune un filetage extérieur qui peut être vissé dans la partie correspondante de la douille de moyeu 2 qui comporte un filetage intérieur.
Un pignon de chaîne 8 transmet l'effort moteur à un entraîneur 9 logé et tournant entre les deux couronnes de billes 4 et 5: Cet entraineur se prolonge vers l'intérieur du moyeu par une partie fendue en croix qui est directement conjuguée avec un organe d'accouplement cruciforme 10, lequel peut coulisser longitudinalement sur l'axe 1 et dont les quatre bras peuvent glisser librement, sous l'action d'un organe de traction 11, dans les fentes pratiquées à cet effet dans l'entraîneur 9. Suivant la position où il est enclenché et avec le concours de l'organe d'accouplement 10,
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cet entraîneur actionne soit la cage des pignons satellites 14 par l'intermédiaire des extrémités de leurs axes 16, soit la boîte à couronne dentée 15 par l'intermédaire des dents 20.
Le mode de fonctionnement connu du mécanisme est exposé plus loin.
Sur l'axe 1 est clavetée la roue centrale 12 d'un engrenage planétaire qui est constitué par les pignons satellites 13 en prise avec la roue centrale, la cage en deux parties des satellites 14 et la boîte à couronne dentée intérieure 15 qui engrène avec les pignons satellites. Cette boite repose, d'un côté, sur les extrémités des axes pro- longés 16 des satellites et, de l'autre côté, elle repose par son extrémité opposée et tourne sur une surface cylindrique de l'entraîneur 9. A son extrémité opposée aux pignons satellites, la boîte à couronne dentée comporte un dispositif connu de cliquets 17; ceux-ci sont disposés dans des évide- ments correspondants, sur des axes 18, et ils pénètrent et entrainent une denture de blocage taillée dans la bague du roulement à billes 6.
Dans une de ses parties la cage des satellites 14 constitue un élément d'un dispositif de blocage de roue libre qui peut soit transmettre l'effort moteur à la douille de moyeu 2 par l'intermédiaire de cliquets 33, soit fonctionner en roue libre quand, par exemple, une mul- tiplication supérieure est enclenchée et que la douille de moyeu tourne, alors, plus vite, ou bien quand l'effort moteur est interrompu. Les cliquets 33 constituant les organes de blocage nécessitent pour leur encliquetage, une denture de blocage dans la douille de moyeu. Cette denture peut être taillée dans une bague complémentaire 21 en acier trempé, filetée extérieurement, qui est vissée dans la douille de moyeu à la place voulue.
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Comme on l'a déjà signalé, le principe de ce mécanisme est connu* Il fonctionne comme suit : couple transmis par le pignon de la chaîne 8 à l'entraîneur 9 est retransmis, dans la position représentée, par le croisillon d'accouplement 10 aux extrémités, appliquées contre ses bras, des axes 16 des pignons satellites et par eux à la cage des satellites 14. De ce fait, les satellites 13 rou- lent sur la roue centrale fixe 12 et communiquent à la boite à couronne dentée 15 une accélération par rapport au pignon de la chaîne, qui correspond au rapport de multi- plication existant entre les roues dentées. Cette rotation accélérée est transmise par la boite à couronne dentée 15 à la douille de moyeu 2, par l'intermédiaire des cliquets 17 et de la bague de roulement 6. C'est lä la plus grande des trois multiplications.
Lorsqu'ensuite, sous l'action de l'organe de traction 11, le croisillon d'accouplement 10 pénètre plus profondément dans les fentes de l'entraineur 9, soit à peu près jusqu'à sa position moyenne, ce croisillon cesse d'être en prise, en tournant, avec les axes prolongés 16 des pignons satellites et ses bras viennent s'appuyer contre les longues dents d'ac- couplement 20 taillées parallèlement à l'axe longitudinal dans la boîte à couronne dentée 15 et accouplent celle-ci avec l'entraîneur 9.
De ce fait le couple est transmis du pignon de la chaîne 8 directement à la boite à couronne dentée 15, par l'intermédiaire de l'entraîneur, et par cette volte à la douille de moyeu 2 par l'intermédiaire des cliquets 17 et de la bague de roulement 6 ; la douille tourne ainsi à la vitesse du pignon de la chaîne qui correspond à la vitesse moyenne et à la prise directe.
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Enfin le croisillon d'accouplement 10 peut encore êtretiré plus loin, jusqu' à la fin de sa course où ses bras gardent encore le contact avec les dents d'accouplement 20 mais pénétrent en même temps sous les cliquets 17 et empêchent ceux-ci de pénétrer dans la denture de la bague de roulement 6.
Il en résulte que le couple transmis par l'entraîneur 9 à la boîte à couronne dentée 15 n'est plus retransmis direc- tement à la douille de moyeu 2 par les cliquets 17, mais par l'intermédiaire des cliquets 33 du dispositif de blocage de roue libre. Ceci se produit comme suit : la boîte à cou- ronne dentée 15 roule sur les pignons satellites 13 qui, de leur côté, roulent sur la roue centrale 12 à une vitesse réduite et, de ce fait, communiquent à la cage des satelli- tes 14 cette vitesse de rotation réduite qui est, ensuite, retransmise à la douille de moyeu par les cliquets de blocage 33, ce qui produit la plus petite des multiplications.
La cage des satellites 14 comporte, du côté opposé à ceux-ci, un prolongement creux, intérieurement cylindrique, qui repose par son extrémité extérieure et tourne dans un alésage cylindrique de la bague de roulement à billes inté- rieure fixe 25. Ce prolongement de la cage des satellites présente sur sa péréphérie des rampes 22 et porte des rouleaux 23 conjugués avec ces rampes, chacun de ces rouleaux corres- pondant à une rampe. Ces rouleaux sont entourés par une bague de frein élastique et expansible 24, qui est empêchée de tourner par des ergots 26 engagés dans des rainures corres- pondantes ménagées dans la bague de roulement intérieure fixe 25.
Le dessin représente la bague de frein 24 comme formée de deux parties dont la partie intérieure est l'élément élastique, tandis que la partie extérieure est constituée
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par une garniture de frein spéciale. Les deux parties de la bague de frein peuvent être assemblées entre elles par un goujon 27 ou encore par d'autres moyens. Pour que la douille 2 en métal léger doux n'ait pas à subir le frottement engendré par la bague de frein, la partie de la bague de roulement 7 en acier trempé 29, qui est vissée dans la douille, est pro- longée de manière à entourer complètement la bague de frein sur toute sa largeur.
Tant que le pignon de la chaîne 8 est actionné dans le sens moteur, chacun des rouleaux 23 reste au point le plus profond de sa rampe (fig. 2) et, de ce fait, n'entre pas en contact forcé avec la bague de frein 24. Il en est de même en cas d'interruption du mouvement moteur, c'est à dire pen- dant le roulement en roue libre. S'il se produit, au contraire, un mouvement de rétropédalage, c'est-à-dire une rotation rétrograde du pignon de la chaîne 8, qui entraine mécaniquement la cage des satellites 14 dans le sens de la flèche P1 (fig. 3), il suffit de moins d'un huitième de tour de la cage des satel- lites pour provoquer la remontée des rouleaux 23 sur leurs rampes, ouvrir directement la bague de frein fixe 24 et la presser contre la surface intérieure de la partie cylindrique 29 de la bague de roulement 7; ce qui provoque un freinage.
Un levier 28 fixé dans un évidement pratiqué à cet effet dans la bague de roulement à billes fixe 25, offre à celle-ci, ainsi qu'aux bagues de frein 24, le contre-appui nécessaire pour n'être pas entraînées pendant le freinage.
Les cliquets 33 du dispositif de blocage de roue libre n'ont point d'axe; chacun d'eux est placé dans un évi- dement 35 de la cage des satellites 14, de manière que son extrémité de forme demi-cylindrique 37 puisse prendre appui et tourner dans une alvéole 36 de même forme ménagée dans
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l'évidement 35. L'extrémité opposée 38 du cliquet a la forme d'un bec d'encliquetage et est constamment et légèrement poussée par un ressort 41 dans les intervalles 34 de la denture à rochet de la bague 21. La partie médiane du dos de chaque cliquet 33 a la forme d'une came 39.
Une cage à rouleaux 30 dont l'une des extrémités comporte des ouvertures 31 espacées régulièrement et destinées à enfermer les rouleaux 23, est logée dans le mécanisme à l'effet de synchroniser et guider les mouvements des rouleaux de frein 23. L'autre extrémité de cette cage à rouleaux se prolonge par une partie de diamètre plus grand 44 et a une conformation telle qu'elle emboîte le dispositif de blocage de roue libre et qu'elle peut être actionnée par celui-ci.
Cette partie enveloppante 44 comporte, à cet effet, des échan- crures 32, à travers lesqielles les cliquets 33 peuvent péné- trer dans les intervalles 34 de la denture à rochet de la bague 21. Chacune des échancrures 32 comporte un bord d'en- trainement 40 qui peut se conjuguer avec la came 39 du cliquet.
La fig. 2 représente une position motrice et montre comment les cliquets 33 pénètrent dans les intervalles de la denture à rochet de la bague 21 à travers les échancrures 32 qui leur correspondent dans la cage à rouleaux à double action 30, tandis que les rouleaux de frein 23, se trouvant à leur position la plus profonde, sont entraînés par une surélévation disposée au commencement de leur rampe 22 et maintenant la cage à rouleaux dans la position représentée.
La situation résultant de l'entrée en action du frein à rétropédalage est représentée dans la fig. 3, l'inter- ruption de l'effort moteur provoquant, tout d'abord, le roulement en roue libre. Les cliquets 33 de la cage des satellites 14, qui
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est arrêtée, sont dépassée par la douille de mpyeu 2 qui tourne encore dans le sens de la flèche P2' et abaissés par cette douille.
Quand un mouvement de rétropédalage commence., la cage des pignons satellites 14 se meut dans le sens de la flèche P1' à l'encontre du sens de rotation de la douille 2, de sorte que les rouleaux de frein 23 remontent les rampes 22, entraînant la cage à rouleaux 30; en même temps les cliquets 33 s'engagent sous le bord 40 de la cage à rouleaux:
Dans la marche arrière du véhicule, les organes reprennent de nouveau la position représentée dans la fig. 2, la douille de moyeu 2 tournant dans le sens opposé à celui de la flèche. Comme dans la position de roulement en roue libre, les rouleaux de frein 23 prennent d'abord, ici aussi, leur position la plus profonde, accompagnés par la cage à rouleaux 30, jusqu'au moment où la douille de moyeu 2 commence à faire tourner la cage des setallites 14 en sens arrière par l'intermédiaire des cliquets 33.
Cette rotation se pour- suivant, les rouleaux 23 commencent à remonter les rampes 22 qui tournent sous eux, et ils mettraient en action le frein à rétropédalage et arrêteraient le véhicule, si le mouvement relatif de la cage à rouleaux 30 par rapport à la douille de moyeu 2 n'était pas supprimé par le fait que les cames 39 des cliquets 33 viennent prendre appui contre les bords d'entraîne- ment 40 de la cage à rouleaux. A partir de ce moment la cage à rouleaux tourne solidairement avec l'ensemble du mécanisme sans qu'il existe un risque d'arrêt.
Du fait de l'emploi d'un nombre impair de rouleaux de frein, les échancrures 32 ne sont plus symétriques par rapport aux ouvertures 31 dans la cage à rouleaux. Le fonction- nement conjugué de la cage à rouleaux et des cliqueta 33 ne peut cependant avoir lieu de la manière qui a été exposée, que
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quand la cage à rouleaux est montée dans le mécanisme dans une position bien déterminée par rapport à la boite des pignons satellites. On emploie donc des moyens qui empêchent mécaniquement d'assembler la cage à rouleaux avec la cage des pignons satellites 14, autrement que dans la position propre à assurer un fonctionnement correct du mécansime.
Ces moyens consistent en une goupille saillante 43 parallèle à l'axe du moyeu, fixée sur.la cage des satellites en un point excentré, et une fente 42 ménagée dans la cage à rouleaux 30, à la même distance de l'axe et concentriquement à celui-ci; la longueur de cette fente correspond à l'amplitude du mouvement de la cage à rouleaux, et la disposition réciproque de ces deux organes ne permet d'assembler la cage à rouleaux avec la cage des pignons satellites que quand ces parties occupent des positions réciproques bien déterminées.
REVENDICATIONS :
1.) Mécanisme monté dans la douille du moyeu de la roue d'un bicyclette et constitué par un engrenage planétaire comportant au moins deux multiplications interchangeables à volonté et par un frein à rétropédalage, et qui comporte éga- lement au moins un dispositif de blocage de roue libre pour la transmission de l'effort moteur à la douille du moyeu de la roue, caractérisé en ce que la cage des pignons satellites du système planétaire constitue, en même temps, -Lui élément d'un dispositif de blocage de roue libre;
cet organe étant prolongé dans le sens de l'axe par une partie comportant des rampes conjuguées avec des rouleaux de telle sorte que, sous l'effet d'un mouvement de rétropédalage communiqué à l'organe moteur, les rouleaux remontent ces rampes de manière à provoquer
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directement l'expansion d'une bague de frein fixe et son serrage contre une partie du moyeu qui tourne constamment.
2. ) Mécanisme suivant revendication 1 caractérisé en ce que, du fait de l'alternance des sens de la rotation du moyeu en liaison avec la roue, le dispositif de blocage de roue libre met, dans l'un des sens de rotation, le dispositif des rouleaux de frein hors d'action par un organe commun aux deux dispositifs, tandis que, dans l'autre sens de rotation, il libère le dispositif des rouleaux de frein pour le freinage.
3.) Mécanisme suivant revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'organe commun est constitué par une cage à rouleaux à double effet, qui sert, d'une part, à synchroniser les mouvements des rouleaux de frein et, d'autre part, peut être actionnée par le dispositif de blocage de roue libre.
4.) Mécanisme suivant revendications 1 - 3 caractérisé en ce que la partie de la cage à rouleaux à double effet qui est actionnée par le dispositif de blocage de roue libre est constitué par une partie ...cylindrique de diamètre plus grand qui emboîte le dispositif de blocage de roue libre et @ de bloc e qui donne passage aux organes par des échancrures dont l'un des côtés constitue un bec d'entraînement conjugué avec les organes du dispositif de blocage de roue libre.
5.) Mécanisme suivant revendications 1 - 4 caractérisé en ce que les organes de blocage du dispositif de blocage de roue libre sont constitués par des cliquets sans axes, lesquels comportent, outre leur bec d'encliquetage, une came qui se conjugue avec.un bord d'entraînement de la cage à rouleaux à double effet.
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6. ) Mécanisme suivant revendications 1 - 5 caractérisé en ce qu'un dispositif empêche mécaniquement l'assemblage de la cage à rouleaux à double effet avec la cage des pignons satellites autrement que dans la position propre à un fonctionnement correct ; ce dispositif est constitué, d'une part, par une goupille saillante, parallèle à l'axe du moyeu, fixée sur la cage des satellites en un point excentré et, d'autre part, par une fente ménagée dans la cage à rouleaux, à la même distance de l'axe et concentriquement à celui-ci, la longueur de, cette fente correspondant à l'amplitude du mouvement de la cage à rouleaux.
7.) Mécanisme suivant revendication 1 caractérisé en ce que la douille de moyeu est faite en métal léger ; la partie tournante du moyeu conjuguée avec la bague de frein fixe pour engendrer le frottement de freinage, est constituée par le prolongement cylindrique, dans l'intérieur du moyeu, d'une bague de roulement à billes extérieure, en acier trempé ; ceprolongement entoure complètement la bague de frein.
8.) Mécanisme suivant revendications 1 et 7 caractérisé en ce que la partie de la douille de moyeu qui constitue un élément du dispositif de blocage de roue libre, est renforcée par une bague en acier trempé qui est vissée dans la douille en métal léger.
9. ) Mécanisme suivant revendications 1, 7 et 8 caractérisé en ce que les rainures ou dents nécessaires pour le dispositif de blocage sont taillées dans la bague trempée de renforcement.