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GALET A ROULEMENT A BILLES.
La présente invention concerne des perfectionnements aux galets à roulement à billes, notamment aux galets de ce genre utilisés pour guider et tendre la chaîne dans les changements de vitesse, pour bicyclettes ou véhicules analogues, du type dit "à dérailleur".
Dans les galets à roulement à billes d'usage le plus courant, les portées des billes sont constituées d'une part par une cuvette pratiquée dans la base de la jante du galet, et d'autre part par une rainure annulaire du moyeu, rainure qui.est limitée latéralement par des chanfreins dont sont munis respectivement la douille et l'écrou qui constituent ce moyeu. Le ré- glage de la position des billes s'effectue par vissage de l'écrou sur la douille.
Les galets de ce genre comportent de sérieux inconvénients. En effet, le moyeu étant fixe, et la pression de la chaîne s'effectuant toujours au même endroit, les chanfreins du moyeu sont soumis à une usure sensiblement supérieure à celle de la cuvette dont le chemin de roulement se déplace con- stamment. Dès que le jeu créé par l'usure se manifeste, il est possible de le rattraper par vissage de l'écrou mais on fait alors tourner les parties usées l'une par rapport à l'autre et il en résulte un fonctionnement à points durs très défectueux qui accentue l'usure et entraîne rapidement la mise hors service des pièces.
En outre les pièces qui constituent le moyeu doivent obligatoire- ment être soumises à un traitement thermique de durcissement, en général par cémentation, traitement qui, s'il améliore la tenue des chanfreins, provoque par contre la fragilité du filetage de la douille, qui s'égrène souvent sous la pression exercée par la vis ou boulon qui rend le moyeu solidaire de son support.
D'autre part, si pour pouvoir rapprocher la chaîne de la roue, dans les dérailleurs de course à grand nombre de vitesse par exemple, on uti- lise un galet à jante déportée, le roulement est soumis à des efforts dissy-
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métriques, ce qui accentue eore les causes d'usure de ses portées.,
La présente invention a pour objet un galet à roulement à billes du type spécifié ci-dessus, dans lequel les chemins de roulement des billes sur le moyeu sont constitués par des bagues rapportées respectivement sur la douille et l'écrou qui constituent le moyeu.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les bagues de préfé- rence munies de surfaces latérales tronconiques, s'appuient d'une part laté- ralement sur des joues coniques de la douille et de l'écrou, et d'autre part, par leur alésage sur un prolongement central de l'écrou.
On réalise ainsi un assemblage solide de grande précision qui per- met au galet de supporter sans fatigue les efforts axiaux et radiaux exercés sur lui, par exemple par une chaîne de dérailleur.
Le fait d'utiliser des bagues de roulement rapportées permet de remplacer aisément les chemins de roulement dès que, par suite d'un long usa- ge, le fonctionnement du galet est devenu défectueux.
Cet agencement assure d'autre part une diminution importante du prix de revient et du poids du galet-, En effet, seules les bagues que l'on peut facilement fabriquer, par exemple par découpage à la presse dans une bande d'acier de qualité choisie, nécessitent un traitement thermique, et le reste du moyeu peut être réalisé en métal léger et plus tendre qui permet des vitesses de décolletage plus grandes.
Selon une particularité de l'invention, on accentue encore l'allè- gement du galet en pratiquant dans le voile de sa jante, des rainures, ajours ou trous de toutes formes qui, sans nuire à la solidité, peuvent en outre contribuer à améliorer la présentation du galet.
On peut aisément conférer à des galets de types connus une partie tout au moins des avantages inhérents à l'invention en pratiquant dans la douille et l'écrou de leur moyeu des portées destinées à la pose de bagues de roulement rapportées et en munissant leur jante de rainures ou d'ouvertu- res d'allégement.
Selon une autre particularité de l'invention, pour réduire au mi- nimum la distance qui sépare le galet de la roue motrice, au lieu de déporter la jante du galet, on diminue l'épaisseur de la joue de la partie du moyeu située du coté de cette roue et l'on augmente l'épaisseur de l'autre partie d'une quantité correspondante, de manière à ce que le roulement soit toujours situé dans le plan central de la jante.
On peut également améliorer le montage du galet sur son support en le fixant sur ce dernier par un boulon ou organe analogue dont la tête est placée du côté de la roue motrice, l'écrou de blocage étant alors faci- lement accessible de l'extérieur.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fige 1 est un plan à grande échelle d'un galet de type connu.
La fig. 2 est une coupe partielle par II-II de la fige 1.
La fig 3 est un plan d'un galet réalisé selon l'invention.
La fig. 4 est une coupe partielle par IV-IV de la fig. 3.
Les figs. 5 et 6 sont des coupes axiales partielles de galets de type connu, modifiés selon l'invention.
La fig. 7 est une coupe axiale partielle d'un galet connu à jan- te déportée, modifié selon l'invention.
La fig. 8 est une coupe axiale partielle d'un galet déporté monté selon l'invention.
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Le galet de type connue représente sur les fige 1 et 2, comporte un moyeu formé par une douille 1 munie d'un filetage la sur lequel est vissé un écrou 2,et une jante 3 montée sur ce moyeu par l'intermédiaire de billes 4 qui roulent d'une part dans une cuvette 5pratiquée dans la base élargie 3a de la jante 3 et sur des chemins de roulement, constitués par des chanfreins annulaires 6 et 7 respectivement prévus sur la douille 1 et l'écrou 2. Le réglage du roulement s'effectue par vissage relatif de la douille 1 et de l'écrou 2.
Ce galet, utilisé, par exemple, comme baladeur ou tendeur de chai ne dans un changement de vitesse "ä dérailleur", est monté sur son support par l'intermédiaire d'un boulon ou organe analogue traversant l'alésage cen- tral lb de la douille, de manière que son moyeu soit fixe. La pression.de la chaîne, s'exerçant toujours sensiblement au même endroit, entraîne une usure localisée des chanfreins du moyeu fixe, usure qui, à la longue provo- que le jeu des organes. La cuvette 5 qui se déplace continuellement est soumise à une usure uniforme beaucoup moins importante.
Il est possible de rattraper ce jeu par vissage de l'écrou 2, mais, ce faisant,on décale l'une par rapport à l'autre les surfaces usées et l'on introduit dans le roulement une dissymétrie d'où résultent des chocs qui ag- gravent rapidement l'usure et entraînent à brève échéance la mise hors servi- ce des organes.
D'autre part, la nécessité de durcir les portées 6 et 7, par trai- tement thermique, cémentation par exemple, oblige à soumettre à ce traitement la douille 1 et l'écrou 2 et provoque la fragilité du filetage la qui s'égrè- ne sous la pression qu'exerce le boulon assurant la fixation du galet sur son support.
Le galet objet de l'invention, dont un mode de réalisation est re- présenté sur les figures 3 et 4, est exempt de ces inconvénients.
En effet, dans ce galet, les chemins de roulement destinés aux billes 4 sont constitués par des bagues 8 et 9 de préférence tronconiques, qui s'appuient latéralement, respectivement sur des joues 10 et 11 de la douille 1 et de l'écrou 2. L'écrou 2 est avantageusement réalisé sous la forme d'une douille filetée intérieurement, comportant un corps cylindrique 12 sur lequel s'adaptent par leur alésage central 8a et 9a, les bagues 8 et 9.
On réalise ainsi un assemblage solide de grande précision grâce, d'une part à l'emboîtage des bagues 8 et 9 sur une même pièce, à savoir le corps cylindrique 12, et d'autre part au fait que ce prolongement de l'écrou 1 permet d'accroître sensiblement le nombre de filets en prise sur le file- tage la, par rapport à ce qui se passe dans les galets connus tels que repré- sentés sur les figs. 1 et 2.
Ce mode de réalisation permet d'abaisser notablement le prix de revient, grâce à la facilité d'usinage des bagues de roulement qui peuvent être fabriquées par découpage à la presse d'une bande d'acier de nuance ap- propriée, roulée par exemple en couronne se dévidant automatiquement au fur et à mesure de son passage devant l'outil à découper muni de préférence de poinçons multiples donnant, pour chaque coup de presse, un nombre correspon- dant de pièces de grande précision.
En outre, la douille 1 et l'écrou 2, dont le rôle est réduit à celui de support des bagues 8 et 9 peuvent, étant donné également l'améliora- tion de leur assemblage, être réalisés en un métal de faible densité ce qui permet d'obtenir à la fois un allégement sensible et un temps d'usinage ré- duit grâce à la grande vitesse de coupe permise pour le décolletage. De plus, seules les bagues 8 et 9 doivent être soumises à un traitement thermique de durcissement, ce qui diminue le nombre de calories nécessaires à l'élabora- tion du galet et, partant, le prix de revient.
Un moveu de galet de dérailleur de cycle de dimensions courantes, réali&é conformément à l'invention, pèse environ cinq à dix grammes de moins
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qu'un galet analogue de type connu.
@ On peut encore accroître, sans influence sur le temps d'usinage, l'allégement du galet, en pratiquant par exemple dans la paroi de la jante
3 une rainure ou gorge circulaire 13 qui réduit pratiquement de plus de moi- tié l'épaisseur du voile de cette jante par rapport à l'épaisseur des galets connus., On peut se rendre compte de cette diminution d'épaisseur en compa- rant les épaiseurs a et a'des voiles des jantes des galets représentés sur les figs. 2 et 4. L'épaisseur a' (figure 4) peut être adoptée pour les pa- rois de la cuvette 5.
Il est cependant avantageux de conserver une épais- seur supérieure au cordon périphérique 3b, en lui laissant une section tron- conique suffisante pour assurer sa rigidité, tout en procurant une bonne sur- face de contact avec les rouleaux de la chaîne et en assurant le maintien normal du galet entre les maillons de celle-ci. Je. cordon de la jante peut être denté, encoché, ou lisse.
En utilisant pour la jante, de l'acier de qualité convenable pou- vant acquérir par traitement thermique la solidité nécessaire, on peut prati- quer, à la presse par exemple, dans le fond 13a de la rainure 13, des ajours de toute sorte, par exemple des trous 14, des chiffres ou lettres constituant une marque, etc..ayant un caractère publicitaire, et conférer au galet une présentation particulière le distinguant avantageusement des galets connus.
On peut ainsi réaliser pour des galets de dérailleurs de taille ordinaire, des'jantes pesant environ huit grammes, alors que les jantes de galets de type connu pèsent quinze grammes et plus. Cette diminution de poids a également sa répercussion sur le traitement thermique et contribue à l'abaissement du prix de revient.
Selon une particularité importante de l'invention, il est également possible de conférer à un galet de type courant tel que représenté sur les figures 1 et 2 certains des avantages inhérents à l'invention.
Il suffit pour cela d'usiner dans la douille 1 et l'écrou 2, des portées 15 et 16 dans lesquelles on place les douilles 8 et 9, et, pour allé- ger la jante, d'y pratiquer une rainure 13 et des trous ou ajours 14.
Les figures 5 et 6 montrent deux modes de réalisation de galets ainsi modifiés. Sur la figure 5, les bagues annulaires 8 et 9 ont des surfa- ces latérales tronconiques parallèles, tandis que sur la figure 6 ces bagues ont une section sensiblement triangulaire et des surfaces d'appui latérales et centrales perpendiculaires. Il va de soi que des bagues de ce dernier ty- pe pourraient également être prévues pour le mode de réalisation des figures
3 et 4.
Les galets des figures 5 et 6, bien que ne comportant pas un assem- blage aussi satisfaisant des divers organes que le galet des figures 3 et 4, sont plus légers et de plus longue durée de fonctionnement que le galet de type connu primitif.
Le mode de réalisation de la.figure 7 concerne un galet à jante déportée muni d'un moyeu conforme à l'invention et fixé de manière connue sur son support.
La jante 17 de ce galet, dont le cordon périphérique 17b est déca- lé de la valeur ± par rapport au plan médian X de la cuvette 5, est soumise de la part de la chaîne à des efforts obliques qui introduisent dans le fonc- tionnement du roulement une dissymétrie préjudiciable à la bonne tenue des organes. Ce décalage du cordon de la jante est dû à la nécessité de réduire, pour des dérailleurs à nombre élevé.de vitesses, la distance minimum qui sé- pare la chaîne de la roue.
On peut, selon l'invention, supprimer le décalage de la jante par rapport à la cuvette 5, en diminuant l'épaisseur de la joue de la douille 1 et en augmentant celle de la joue de l'écrou 2 d'une valeur correspondant pour assurer-un décalage vers la roue du cycle, des portées 10 et 11 et des bagues 8 et'9.
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Cet agencement, représenté sur la figure 8 permet de supprimer le porte à faux que présente la jante de la figure 7, tout en laissant le che- min de roulement dans le plan moyen X du galet.
Le demandeur a remarque:, que, dans les dérailleurs usuels, le ga- let est fixé sur son support 18 par l'intermédiaire d'un boulon 19, dont l'écrou 19a est placé du côté de la roue motrice, ce qui rend le démontage difficile (fig. 7). Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 8, le galet est rendu solidaire du bras 20 et du support intérieur 18 par un boulon 21 dont la tête épaulée 21a est emboîtée dans l'alésage 18a du sup- port 18. Le blocage s'effectue à l'aide d'un écrou 22, aisément accessible, en contact avec la face extérieure du bras 20o
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au galet qui vient d'être décrit, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS. la Un galet à roulement à billes, plus particulièrement destiné à être utilisé comme baladeur ou tendeur de chaîne pour un changement de vi- tesse pour cycles, du type dit "à dérailleur" caractérisé en ce que les che- mins de roulement des billes sur le moyeu'sont constitués par des bagues rapp ortées respectivement sur la douille et l'écrou qui forment ce moyeu.
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BALL BEARING ROLLER.
The present invention relates to improvements to ball-bearing rollers, in particular to such rollers used to guide and tension the chain in gear changes, for bicycles or similar vehicles, of the so-called "derailleur" type.
In the most common use ball bearing rollers, the bearing surfaces of the balls are formed on the one hand by a cup formed in the base of the wheel rim, and on the other hand by an annular groove of the hub, groove which.is limited laterally by chamfers with which the sleeve and the nut which constitute this hub are respectively provided. The position of the balls is adjusted by screwing the nut onto the bush.
Pebbles of this kind have serious drawbacks. In fact, the hub being fixed, and the pressure of the chain always taking place at the same place, the chamfers of the hub are subjected to a wear appreciably greater than that of the cup, the raceway of which is constantly moving. As soon as the play created by the wear appears, it is possible to take it up by screwing the nut, but the worn parts are then rotated with respect to each other and this results in hard point operation very defective which increases wear and quickly leads to the decommissioning of parts.
In addition, the parts which make up the hub must be subjected to a heat-hardening treatment, generally by case-hardening, a treatment which, while it improves the behavior of the chamfers, on the other hand causes the brittleness of the thread of the sleeve, which often crumbles under the pressure exerted by the screw or bolt which makes the hub integral with its support.
On the other hand, if, in order to be able to bring the chain closer to the wheel, in racing derailleurs with a large number of speeds for example, a roller with an offset rim is used, the bearing is subjected to dissipative forces.
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metric, which also accentuates the causes of wear of its staves.,
The present invention relates to a ball-bearing roller of the type specified above, in which the raceways of the balls on the hub consist of rings attached respectively to the sleeve and the nut which constitute the hub.
According to one embodiment of the invention, the rings, preferably provided with frustoconical lateral surfaces, bear on the one hand laterally on conical cheeks of the sleeve and the nut, and on the other hand. , by their bore on a central extension of the nut.
A solid assembly of great precision is thus produced which enables the roller to withstand the axial and radial forces exerted on it without fatigue, for example by a derailleur chain.
The use of insert bearing rings makes it easy to replace the raceways as soon as, due to long wear, the operation of the roller has become defective.
This arrangement also ensures a significant reduction in the cost price and the weight of the roller. In fact, only the rings which can be easily manufactured, for example by cutting with the press in a strip of quality steel. chosen, require heat treatment, and the rest of the hub can be made of a lighter and softer metal which allows higher turning speeds.
According to a particular feature of the invention, the lightening of the roller is further accentuated by making grooves, openings or holes of all shapes in the veil of its rim which, without affecting the solidity, can also help improve the presentation of the pebble.
It is easily possible to confer on rollers of known types at least part of the advantages inherent in the invention by providing in the bush and the nut of their hub bearing surfaces intended for the fitting of attached bearing rings and by providing their rim. grooves or lightening openings.
According to another feature of the invention, in order to reduce to a minimum the distance which separates the roller from the driving wheel, instead of shifting the rim from the roller, the thickness of the cheek of the part of the hub located on the wheel is reduced. side of this wheel and the thickness of the other part is increased by a corresponding amount, so that the bearing is always located in the central plane of the rim.
It is also possible to improve the mounting of the roller on its support by fixing it to the latter by a bolt or the like, the head of which is placed on the side of the driving wheel, the locking nut then being easily accessible from the outside. .
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of said invention. .
Figure 1 is a large-scale plan of a known type of roller.
Fig. 2 is a partial section through II-II of fig 1.
FIG 3 is a plan of a roller produced according to the invention.
Fig. 4 is a partial section through IV-IV of FIG. 3.
Figs. 5 and 6 are partial axial sections of rollers of known type, modified according to the invention.
Fig. 7 is a partial axial section of a known roller with offset rim, modified according to the invention.
Fig. 8 is a partial axial section of an offset roller mounted according to the invention.
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The roller of known type shown on the pins 1 and 2, comprises a hub formed by a sleeve 1 provided with a thread on which is screwed a nut 2, and a rim 3 mounted on this hub by means of balls 4 which roll on the one hand in a cup 5practiced in the widened base 3a of the rim 3 and on raceways, formed by annular chamfers 6 and 7 respectively provided on the sleeve 1 and the nut 2. The bearing adjustment is carried out by relative screwing of the sleeve 1 and the nut 2.
This roller, used, for example, as a sliding or chain tensioner in a "derailleur" gear change, is mounted on its support by means of a bolt or the like passing through the central bore lb of the socket, so that its hub is fixed. The pressure of the chain, always being exerted substantially in the same place, causes localized wear of the chamfers of the fixed hub, wear which, in the long run, causes play in the components. The continuously moving cup 5 is subjected to much less uniform wear.
It is possible to take up this play by screwing the nut 2, but, in doing so, the worn surfaces are offset with respect to one another and an asymmetry is introduced into the bearing from which impacts result. which rapidly increase wear and quickly lead to the decommissioning of components.
On the other hand, the need to harden the bearing surfaces 6 and 7, by heat treatment, case-hardening for example, obliges the sleeve 1 and the nut 2 to be subjected to this treatment and causes the fragility of the thread which splits. - only under the pressure exerted by the bolt securing the roller on its support.
The roller which is the subject of the invention, an embodiment of which is shown in FIGS. 3 and 4, is free from these drawbacks.
In fact, in this roller, the raceways intended for the balls 4 are formed by rings 8 and 9, preferably frustoconical, which bear laterally, respectively on cheeks 10 and 11 of the sleeve 1 and of the nut 2 The nut 2 is advantageously produced in the form of an internally threaded bush, comprising a cylindrical body 12 on which the rings 8 and 9 fit by their central bore 8a and 9a.
A solid assembly of great precision is thus achieved thanks, on the one hand to the fitting of the rings 8 and 9 on the same part, namely the cylindrical body 12, and on the other hand to the fact that this extension of the nut 1 makes it possible to increase appreciably the number of threads engaged on the thread 1a, compared to what happens in the known rollers such as represented in FIGS. 1 and 2.
This embodiment makes it possible to significantly lower the cost price, thanks to the ease of machining of the rolling rings which can be manufactured by cutting with the press a steel strip of the appropriate grade, rolled for example. in a crown which unwinds automatically as it passes in front of the cutting tool, preferably provided with multiple punches giving, for each press stroke, a corresponding number of high precision parts.
In addition, the sleeve 1 and the nut 2, whose role is reduced to that of supporting the rings 8 and 9 can, also given the improvement in their assembly, be made of a low density metal which makes it possible to obtain both significant weight reduction and reduced machining time thanks to the high cutting speed permitted for bar turning. In addition, only the rings 8 and 9 need to be subjected to a hardening heat treatment, which decreases the number of calories necessary for the production of the roller and, therefore, the cost price.
A full-size cycle derailleur roller assembly made in accordance with the invention weighs about five to ten grams less.
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than a similar roller of known type.
@ The lightening of the roller can be further increased, without influencing the machining time, by working for example in the wall of the rim
3 a circular groove or groove 13 which practically reduces by more than half the thickness of the web of this rim in relation to the thickness of known rollers., This reduction in thickness can be seen by comparing the thicknesses a and a'des veils of the rims of the rollers shown in FIGS. 2 and 4. The thickness a '(figure 4) can be adopted for the walls of the bowl 5.
However, it is advantageous to keep a thickness greater than the peripheral bead 3b, leaving it a sufficient truncated section to ensure its rigidity, while providing a good contact surface with the chain rollers and ensuring the normal maintenance of the roller between the links thereof. I. rim bead can be serrated, notched, or smooth.
By using steel of suitable quality for the rim which can acquire the necessary strength by heat treatment, it is possible to make, with a press for example, in the bottom 13a of the groove 13, openings of any kind. , for example holes 14, numbers or letters constituting a mark, etc ... having an advertising character, and giving the roller a particular presentation advantageously distinguishing it from known rollers.
It is thus possible for ordinary-size derailleur rollers to produce rims weighing about eight grams, while roller rims of known type weigh fifteen grams and more. This reduction in weight also has its repercussions on the heat treatment and contributes to lowering the cost price.
According to an important feature of the invention, it is also possible to confer on a roller of the standard type as shown in Figures 1 and 2 some of the advantages inherent in the invention.
To do this, it suffices to machine, in the sleeve 1 and the nut 2, seats 15 and 16 in which the sleeves 8 and 9 are placed, and, to lighten the rim, to make a groove 13 and holes or openings 14.
Figures 5 and 6 show two embodiments of rollers thus modified. In FIG. 5, the annular rings 8 and 9 have parallel frustoconical lateral surfaces, while in FIG. 6 these rings have a substantially triangular section and perpendicular lateral and central bearing surfaces. It goes without saying that rings of the latter type could also be provided for the embodiment of the figures.
3 and 4.
The rollers of Figures 5 and 6, although not having such a satisfactory assembly of the various members as the roller of Figures 3 and 4, are lighter and of longer operating life than the roller of the known primitive type.
The embodiment of la.figure 7 relates to a roller with an offset rim provided with a hub according to the invention and fixed in a known manner on its support.
The rim 17 of this roller, whose peripheral bead 17b is offset by the value ± with respect to the median plane X of the cup 5, is subjected on the part of the chain to oblique forces which introduce into the operation of the bearing, an asymmetry detrimental to the good performance of the components. This offset of the rim bead is due to the need to reduce, for derailleurs with a high number of gears, the minimum distance which separates the chain from the wheel.
It is possible, according to the invention, to eliminate the offset of the rim relative to the cup 5, by reducing the thickness of the cheek of the sleeve 1 and by increasing that of the cheek of the nut 2 by a corresponding value. to ensure an offset towards the cycle wheel, bearings 10 and 11 and rings 8 and'9.
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This arrangement, shown in FIG. 8, makes it possible to eliminate the overhang exhibited by the rim of FIG. 7, while leaving the rolling track in the mean plane X of the roller.
The applicant has noted :, that, in the usual derailleurs, the roller is fixed to its support 18 by means of a bolt 19, the nut 19a of which is placed on the side of the driving wheel, which makes difficult disassembly (fig. 7). In the embodiment shown in FIG. 8, the roller is made integral with the arm 20 and the internal support 18 by a bolt 21, the shouldered head 21a of which is fitted into the bore 18a of the support 18. The blocking s' carried out using a nut 22, easily accessible, in contact with the outer face of the arm 20o
It goes without saying that modifications can be made to the roller which has just been described, in particular by substituting technical equivalents, without going beyond the scope of the invention.
CLAIMS. A ball-bearing roller, more particularly intended to be used as a sliding gear or chain tensioner for a change of speed for cycles, of the so-called "derailleur" type characterized in that the ball rolling tracks on the hub are constituted by rings rapp ortées respectively on the sleeve and the nut which form this hub.