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"Dispositif de changement de vitesse"
La présente invention concerne les dispositifs de change- ments de vitesse pour véhicules, notamment pour bicyclettes, et elle a pour but de rendre possible un passage commode et sûr d'une vitesse à une autre. Le dispositif de changement de vi- tesse permet de réaliser, entre l'organe servant d'organe d'en- traînement pour le mécanisme et un organe entraîné par ce meca- nisme, un ou plusieurs rapports de vitesse en plus de la prise directe.
La caractéristique essentielle de l'invention réside dans l'utilisation d'une jante de verrouillage dentée pour chaque vitesse et de barres de verrouillage pour l'embrayage et le débrayage des différentes vitesses, ces barres de verrouillage étant disposées de telle manière que, lorsqu'une barre de ver-
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rouillage est embrayée, l'autre barre ou les autres barres soient débrayées en même temps ou sensiblement en même temps.
Par l'embrayage d'une vitesse au moment du débrayage d'une autre vitesse, on empêche la production de chocs ou de coups entre les organes d'accouplement pendant l'opération d'accouplement, ce qui augmente la durée du dispositif de changement de vitesse. On assure en outre un bon réembrayage.
Pour assurer l'embrayage d'une vitesse et le débrayage d'u- ne autre vitesse sensiblement simultanée, on peut utiliser un organe de commande spécial pour les barres de verrouillage, cet organe étant constitué, suivant une caractéristique de l'inven- tion par une pièce tournant par rapport aux barres de verrouillage et pourvue de surfaces formant cames, destinées à coopérer avec les barres de verrouillage et disposées de manière que les barres de verrouillage soient actionnées par ces surfaces, pour l'embraya- ge et le débrayage des différentes vitesses, par la rotation d'une pièce portant les barres de verrouillage et de la came l'une par rapport à l'autre.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description d'un mode de réalisation décrit ci-après avec référence au dessin annexé dans lequel:
Fig. 1 est une coupe du dispositif de changement de vitesse suivant 1-1 de Fig.2; Fig. 2 est une coupe brisée suivant II-II de fig. 1 ;
Figs. 3 et 4 sont des vues en plan d'un détail dans deux positions différentes.
Tel qu'il est représenté au dessin, le dispositif de changement de vitesse est constitué par un bloc ou disque 1 vissé, de préférence au moyen d'un pas de vis à gauche, sur l'organe d'entraînement 2 du moyeu arrière de la bicyclette à la place de la bague d'arrêt de la roue de chaîne utilisée dans les bicyclettes ordinaires. Un chapeau 3, de préférence fermé, est monté à rota- tion sur la partie extérieure du bloc 1, et une roue de chaîne 4
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constituant l'organe d'entraînement du dispositif de changement de vitesse est fixée sur ce chapeau. La roue de chaîne 4 est supposée entraînée de la manière usuelle au moyen d'une chaîne.
Lorsque la bicyclette est en marche, le chapeau tourne à une vitesse angulaire égale à celle de la chaîne. Deux barres de verrouillage 8 et 9 sont articulées sur des chevilles 6 et 7 por- tées par le chapeau 3 et à l'intérieur d'un rebord 5 dirigé vers l'extérieur et avec lequel le chapeau 3 est fait d'une seule pièce.
Les ouvertures ménagées dans les barres de verrouillage pour le passage des pivots 6 et 7 sont, de préférence, oblongues. Les barres de verrouillage sont fixées de manière à se mouvoir dans. des plans différents ; la barre de verrouillage 8 porte une butée 10 destinée à coopérer avec une jante de verrouillage dentée 27 portée par le bloc 1 pour la prise directe, tandis que l'autre barre de verrouillage 9 porte une butée 11 destinée à coopérer avec une jante de verrouillage dentée 28 portée par une couronne 12 afin d'assurer une vitesse réduite. Les barres de verrouillage sont actionnées par des ressorts à lame 13 et 14 fixés au chapeau 3 et tendant à faire tourner ces barres dans un sens tel que les butées 10, 11 soient pressées contre les jantes de verrouillage dentées 27, 28.
Une came constituée par une bague de commande 15, 16 montée à l'intérieur du rebord, saillant 5 et portant par sa surface latérale sur ce rebord est montée sur le chapeau 5 pour coopérer avec les barres de verrouillage. La bague de commande 15, 16 qui entoure les barres de verrouillage, est destinée à être entraînée en rotation avec le chapeau, mais on peut la faire tour- ner sur celui-ci. La bague de commande a un diamètre intérieur réduit sur la moitié de sa longueur (partie 15), tandis que son autre moitié lô a un diamètre intérieur plus grand, de sorte que sa partie intérieure forme une surface de came. Pour retenir la bague de commande dans sa position, @ne rainure 17 est ménagée dans le côté du rebord 5.
La matière mince 16 de la bague de
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commande s'engage dans cette rainure 17.tandis que la pièce 15, qui est plus robuste, porte un rebord correspondant 18. La bague de commande eet établie de manière à former une surface de transi- tion inclinée 15' entre la partie plus robuste 15 et la partie plus mince 16 en un point, tandis que l'autre surface de transi- tion 16'. est sensiblement radiale. On voit par ce qui précède que la bague de commande 15,16 est entraînée normalement avec le chapeau 3 par la rotation de celui-ci. Toutefois, la bague de commande porte un cliquet à trois dents 19, 20, 21 (Figs. 3 et 4) articulé sur un axe 22 fixé sur la bague de commande.
Ce cliquet est disposé de telle manière que si une dent 19 (Fig. 3) se trouve sur une ligne perpendiculaire au rebord 5 et si elle est dirigée dans un sens s'écartant de ce rebord, les deux dents restantes 20 et 21 portent sur le rebord 5. Le rebord 5 est pourvu de deux logements diamétralement opposés 3 et 24 dans lesquels une des dents, telle que la dent 20, peut être introduite lorsque le cli- quet tourne autour de l'axe (fig. 4). On peut faire tourner le cliquet au moyen d'un dispositif de commande (non représenté) monté sur le cadre 25 de la bicyclette.
La couronne 12 mentionnée plus haut est montée près du bloc 1, de façon à pouvoir tourner par rapport à ce bloc, et elle est retenue dans sa position par rapport au chapeau 3, au moyen d'un écran 26. Ainsi qu'on l'a dit, cette couronne porte une jante de verrouillage dentée 27 sur son pourtour extérieur. Intérieure- ment, la couronne porte une denture. Les jantes de verrouillage dentées 27, 28, qui sont montées l'une près de l'autre, ont des diamètres extérieurs égaux.
Une bague de support 29 est vissée au moyen d'un pas de vis à droite sur l'organe d'entraînement 2, le chapeau 3 étant monté sur cette bague de support au moyen de roulements à billes. La bague de support 29 est percée d'ouvertures traversées par les extrémités de vis 30 fixées au bloc 1. Comme le bloc 1 est fixé à
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l'organe d'entraînement 2 au moyen d'un pas de vis à gauche, comme on l'a dit plus haut, ces vis 30 immobilisent le bloc et la bague de support par rapport à l'organe d'entraînement. Les vis 30 re- tiennent, par leur tête, un disque de montage 31 maintenu à une certaine distance du bloc 1 au moyen de tubes d'écartement 32.
Quatre roues dentées intermédiaires 34 sont montées entre le disque de montage 31 et le bloc au moyen d'axes de support 33 fixés dans le disque de montage et passant à travers des ouvertures ménagées dans le bloc 1, ces roues dentées intermédiaires engrenant avec la denture intérieure de la couronne 12. En outre, les roues den- tées 34 engrènent avec une roue dentée 35 vissée à demeure sur l'axe du moyeu au centre du dispositif.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Si la bicyclette doit marcher sans réduction de vitesse, il faut faire en sorte, comme on peut le voir par ce qui précède, que le chapeau 3 et la roue de chaîne 4 montée rigidement sur ce chapeau trans- mettent leur mouvement de rotation directement à l'organe d'entraîne- ment 2. Ce résultat est obtenu par suite de ce que la barre de verrouillage 8, qui se trouve dans le même plan que la jante de verrouillage dentée 8, est actionnée de manière que sa butée 10 s'engage entre deux dents de la jante 28. Le chapeau 3, sur lequel la barre de verrouillage est montée, oblige naturellement alors le bloc 1 à être entraîné dans le mouvement de rotation, de sorte que ce mouvement est transmis à l'organe d'entraînement 2.
D'autre part, si l'on veut passer à une vitesse plus petite, il faut au contraire faire en sorte que l'autre barre de verrouillage 9, qui se trouve dans le même plan que la couronne 12,, s'engage par sa butée 11 dans la denture de la jante 2%Le cette couronne-. Le mouve- ment de rotation du chapeau 3 est ainsi transmis à l'organe d'en- traînement 2 au moyen des roues dentées intermédiaires 34. En choisissant convenablement les. diamètres des différentes roues den- tées, on obtiendra la réduction de vitesse désirée.
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On obtient le changement de vitesse de la façon sui- vante. Les ressorts à lame 13, 14 tendent normalement à presser une extrémité des barres de verrouillage de bas en haut vers la bague de commande 15, 16. Si cette partie d'une barre de verrouillage se trouve en face de la partie la plus robuste 15 de la bague de commande, les butées 10 et 11 ne peuvent pas être abaissées, et in- troduites dans les logements 28 et 27 respectivement, ainsi qu'on peut le voir à la Fig. 1. D'autre part, si cette partie des barres de verrouillage se trouve en face de la partie la plus mince 16 de la bague de commande, celle-ci peut tourner autour des axes 6 et 7 respectivement, de sorte que la butée de/la barre de verrouilla- ge se trouve dans un logement 28 ou 27 dans une position de verrouillage.
En marche normale, la bague de commande tourne, ainsi qu'on l'a dit précédemment, avec le chapeau en suivant le mouvement de celui-ci, et elle prend ainsi une position fixe par rapport aux barres de verrouillage, par exemple la position repré- sentée à la Fig. 1, dans laquelle la barre de verrouillage 8 porte sur la partie la plus mince de la bague de commande et la butée 10 de cette barre est introduite dans un logement 28 du bloc 1 de fa- çon à se trouver en prise avec ce bloc. On a ainsi la prise direc- te. Si l'on désire marcher avec une réduction de vitesse, on ac- tionne le dispositif de commande (ncn représenté) fixé sur le cadre 25.
Ce dispositif de commande est alors rencontré pendant la rotation de la bague de commande par la dent 19 du cliquet 19-21 située angle droit par rapport rebord [la] située à angle droit par rapport au rebord 5, le cliquet et ague de commande étant ainsi retenus dans cette position jusqu'à ce qu'un logement 23, 24 ménagé dans le chapeau tournant 3 ait été amené en face de la dent 20. Cette dent est ainsi engagée dans le logement en question et la dent 19 cesse de porter sur le disposi- tif de commande, mais la dent 21 est amenée à la position qu'occu- pait précédemment la dent 19, après quoi la bague de commande tour- ne avec le chapeau dans la nouvelle position relative de ces deux pièces.
Pendant ce mouvement de rotation du chapeau par rapport à
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la bague de commande, un mouvement de rotation dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre (Fig. 1) ayant été imprimé au chapeau 3 en même temps qu'aux barres de verrouillage,la barre de verrouillage 8 aura été repoussée vers l'intérieur par l'une de ses extrémités par la surface da came inclinée 15' de la bague de commande, lorsque le chapeau 3 aura tourné d'un demi-tour, la butée 10 ayant ainsi été amenée hors de prise avec la jante de verrouillage dentée 28 du bloc 1.
En même temps ou sensiblement en même temps, l'extrémité extérieure de la barre de verrouillage y a été dégagée de la partie la plus robuste de la bague de commande, c'est-à-dire qu'elle a passé par-dessus la surface de transition radiale 16' qui se trouve entre les parties 15, 16 de cette bague, ce qui a eu pour effet que le ressort a repoussé cette partie extrê- me contre la partie la plus mince 16, la butée 11 ayant ainsi été mise en prise avec la jante de verrouillage dentée 27 de la couron- ne 12. Le mouvement de rotation du chapeau 2 est ainsi transmis à l'organe d'entraînement 2 par l'intermédiaire de la couronne 12 et des roues dentées 34. L'axe du moyeu et la roue dentée 35 fixée à cet axe sont naturellement fixes et ne tournent pas.
Lorsqu'on passe à la vitesse réduite, l'organe d'entraînement ;-., tourne donc par suite de ce que les roues dentées 34, qui sont fixées au bloc 1, roulent sur la roue dentée fixe 35 de façon que leurs axes de support 33 entraînent le bloc 1 et l'organe d'entraînement 2.
Les ouvertures oblongues au moyen desquelles les barres de verrouillage 8 et 9 sont fixées sur le chapeau, servent à coincer les barres de verrouillage et à les immobiliser dans le chapeau au moment du freinage de la bicyclette.
Le dispositif de changement de vitesse décrit est construit pour deux vitesses différentes, mais il est évident que sa construction n'est pas limitée à ce nombre de vitesses. En outre, on peut imaginer diverses modifications en ce qui concerne l'accouplement du chapeau tournant avec le bloc et les différentes
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roues fixées sur l'axe du moyeu. On peut aussi imaginer le disposi- tif de changement de vitesse qui fait l'objet de l'invention de manière qu'il soit monté dans le moyeu de la bicyclette. L'invention n'est donc pas limitée à la construction ni aux détails représen- tés.