Dispositif de changement de vitesse pour bicyclettes. L'invention a pour objet un dispositif de changement de vitesse pour bicyclettes, ca ractérisé par un levier fourchu encadrant la roue arrière, agencé de façon pivotante sur le cadre dans le voisinage de l'axe de cette roue et présentant un prolongement infé rieur pour porter cet axe, ce levier pivotant s'étendant, d'autre part, jusqu'à la traverse du cadre sur laquelle il peut être arrêté en différentes positions par un dispositif d'ar rêt, le tout de façon qu'en faisant pivoter le levier fourchu à l'aide de son extrémité si tuée près de la traverse du cadre, le cycliste peut rapprocher et éloigner l'axe de la roue arrière de l'axe du pédalier et détendre et ten dre ainsi la chaîne pour effectuer en marche les changements de vitesse.
Ce dispositif peut être établi de façon à pouvoir s'adapter sur des bicyclettes déjà existantes, et cela lorsque le moyeu de la roue arrière est muni de plusieurs pignons de changements de vitesse.
Sur les dessins annexés sont représentées, à titre d'exemples seulement, diverses for mes d'exécution de l'objet de l'invention. La fig. 1 montre une bicyclette munie d'une forme d'exécution du dispositif selon l'invention; La fig. 2 montre comment le levier four chu est pivoté sur le cadre; Les fig. 3 et 4 représentent une première forme d'exécution d'un dispositif d'arrêt et de guidage de la tête du levier fourchu sur la traverse du cadre; Les fig. 5 et 6 représentent une autre forme d'exécution d'un tel dispositif d'arrêt et -de guidage;
Les fig. 7 et .8 représentent encore une autre forme d'exécution d'un tel dispositif d'arrêt et -de guidage; Les fig. 9 à 12 représentent un dispositif pour faire passer 1a chaîne -d'un pignon sur un autre pignon de la roue arrière; Les fig. 13 à 16 représentent un autre dispositif pour faire passer la chaîne d'un pignon sur un autre pignon de la roue ar rière.
Le dispositif montré sur la fig. 1 se com pose essentiellement -d'une fourche formant levier E-A-D et encadrant la roue arrière, et qui, montée sur le cadre par deux pivots A situés à quelques centimètres au-dessus du sommet inférieur arrière du cadre, peut pi voter et prendre diverses positions pour dé placer l'axe de la roue arrière, monté en E dans une encoche inférieure du prolongement inférieur A-E de la fourche E-A D.
Ces déplacements, qui éloignent ou rappro- chent là volonté l'axe de la roue arrière de l'axe C du pédalier, ont pour effet de tendre et détendre la chaîne pour effectuer en mar che les changements de vitesse. La fourche est ensuite arrêtée par sa tête D sur le tube transversal B-C du cadre, Le pivot A est constitué (fig. 2), pour pouvoir être facilement adapté sur les bicy clettes existantes, pour chaque branche du cadre, par une petite fourchette courbe 1, portant un disque central 2, sur lequel se fige un tourillon 3.
Sur ce tourillon se monte en suite un coussinet 4 pour la fourche, main tenu par un écrou de fixation 5 dont un pro longement intérieur 51 pénètre dans le cous sinet 4, tandis que le coussinet 4 entre à force par un prolongement 41 dans un loge ment correspondant prévu dans l'épaisseur du levier fourchu. De cette manière, le tourillon 3 ne subit aucun frottement, tandis que les pièces 4 et 5 peuvent être facilement rempla cées lorsqu'elles sont hors d'usage.
Si le cycliste est très habile pour équi librer sa machine, il peut, après avoir dé tendu la chaîne en faisant pivoter le levier fourchu E-A-D par sa tête D, en péda lant lentement en arrière, effectuer le chan gement de vitesse en agissant avec la main ou le pied droits sur la partie supérieure de la chaîne relâchée elle-même pour la faire pas ser d'un pignon à l'autre (non figuré). Pour ce cas, en vérité peu fréquent, il suffit pour compléter le dispositif de changement de vi tesse de prévoir un dispositif pour arrêter et guider la tête D de la fourche sur le tube B-C du cadre, ce dernier dispositif pouvant varier suivant que la fourche est formée de tubes ou de feuilles métalliques estampées.
Les fig. 3 et 4 représentent un dispositif d'arrêt et de guidage de la tête D, particuliè- renment approprié dans le cas d'une fourche établie au moyen de tubes, lesquels pour of frir une meilleure résistance, devront de pré férence présenter une section ovale au voisi nage du pivot A et une section circulaire au voisinage de la tête D. Une traverse d'arrêt 8 recourbée en U peut coulisser dans les bran- celles tubulaires de la fourche par ses extré mités présentant un piston 6 à ressort de rappel 7. La traverse 8 peut être soulevée par le cycliste au moyen d'un bouton 9 pour être dégagée et placée dans une encoche con venable d'une crémaillère 10 fixée sur la tra verse B-C du cadre.
La traverse 8 est de section circulaire pour s'adapter et être ar rêtée sans jeu dans les encoches existant en tre les dents de la crémaillère 10, et cela in dépendamment de l'angle d'inclinaison sui vant lequel se présente la partie supérieure A-D -de la fourche par rapport à la tra verse B-C du cadre. Pour éviter un jeu la téral, la traverse 8 ,est munie,de ,deux ailettes 11 et 12 qui embrassent les flancs de la cré maillère et fournissent ainsi un guidage à la tète de la fourche.
Les deux branches de la tête D de la fourche sont réunies par une tra verse 13 pour assurer leur rigidité.
Les fig. 5 et 6 représentent un autre dis positif de guidage et d'arrêt de la tête D, particulièrement approprié pour les fourches formées de feuilles d'acier, duralumin, etc., et qui sont renforcées par des nervures longitu dinales 14. La partie extrême de cette feuille, au voisinage de la tête D, est enroulée sur elle-même pour constituer le logement des pis tons @6, qui n'ont plus besoin -de ressorts de rappel, car ils coulissent vers l'intérieur ou vers l'extérieur .sous l'action de la traction et de la poussée de la traverse d'arrêt 8 qui les réunit;
la traverse 8, recourbée en U, est articulée à, un patin 15, qui coulisse sur un guide 16 en forme de T fixé longitudinale ment à la tige B-C par soudure ou autre ment. Pour arrêter le patin 15 dans la posi tion voulue correspondant .à l'une des -diffé rentes vitesses utilisées, on a prévu un -dis positif d'arrêt rapide constitué par une tige s'introduisant, sous l'action d'un ressort 18, dans un des trous 19 percés dans l'âme du guide 16 en T; on a prévu de plus un dis positif de sécurité, constitué par une vis de pression 20 se vissant dans le patin 15 et qui agit directement sur le guide 16.
Pour déga ger le patin 15, on desserre tout d'abord la vis 20, puis en serrant l'une contre l'autre des ailettes 21 et 22, on comprime le ressort 18, de manière à faire sortir la tige 17 du trou 19, dans lequel elle était engagée.
Un dispositif d'un fonctionnement plus rapide et plus sûr, pour le guidage et l'ar rêt de la tête D de la fourche, est repré senté sur les fig. 7 et 8; sur un guide longi tudinal D1-D2 de section circulaire peut coulisser un patin 23, qui embrasse le guide et est muni, sur sa partie centrale, d'un col lier 24 formant la branche horizontale d'un <B>T,</B> et dans lequel passe la traverse 8 recourbée en U. Ce patin 23 peut être bloqué par deux ar rêts 25 et 26 maintenus normalement par des ressorts 27 et 28, engagés dans la crémaillère 10), en traversant des fenêtres prévues sur le patin; ces deux arrêts peuvent être soulevés pour libérer la tête D de la fourche, au moyen d'un levier 29 et d'un pont 30 qui les réunit.
Ces arrêts ont une forme discoïde semi-circulaire et sont fixés au patin 23 à l'aide de pivots à vis 31 et 32, montés excen triquement par rapport aux tourillons. Ces arrêts bloquent ainsi parfaitement le patin 23 sur son guide en pénétrant progressivement dans les encoches de la crémaillère 10. Comme montré sur les figures, le guide peut être ap pliqué au cadre au moyen d'entretoises 33 ou mieux encore à l'aide d'une nervure lon gitudinale, de même section que les entre toises.
Mais, comme il arrive fréquemment que le cycliste ne puisse pas garder un équilibre parfait, il est nécessaire d'établir un disposi tif de commande de fonctionnement semi- automatique et sûr pour obtenir le passage de la chaîne d'un pignon à l'autre. Un tel dis positif est représenté sur les fig. 9, 10, 11 et 12.
Ce dispositif est constitué par un moyeu dont la périphérie présente quatre profils (elle pourrait aussi en présenter deux ou six) 34, 35, 36, 37 (fig. 12) et qui est porté par un bras inférieur 3:8 (fig. 9) de la fourche, à proximité du pivot A, ce moyeu étant com plété par une roue à rochet 39, un ressort d'arrêt 40 en<B>U</B> et un cliquet 41, porté par la branche inférieure du cadre, ce cliquet se trouvant toujours engagé dans la roue à ro chet 39 sous l'action d'un ressort 42.
La roue à rochet 39 est munie d'une gorge de section quadrangulaire 43, sur les faces de laquelle agissent les extrémités du ressort d'arrêt 40, pour lui permettre de tourner -d'un quart de tour et d'être ensuite maintenue dans la position voulue; une saillie 44, qui a pour but d'éviter que le res sort 40 puisse sortir de la gorge 43 (de l'au tre côté de laquelle se trouve la partie infé rieure du bras 38, qui a le même -rôle), est portée par la roue 39 à quatre dents courbes 45. Un tourillon creux 46 est fixé par sou dure ou rivure sur le bras 38.
Les deux pièces, roue @à rochet et moyeu profilé, tour nent sur le tourillon 46 et sont reliées entre elles par un axe 47, traversant le tourillon creux 46 et fixé par goupilles à son extré mité pour relier ainsi les deux pièces.
Chaque fois que le cycliste soulève la fourche auxiliaire et quand il fait parcourir à la tête D la partie supérieure du guide D'-D', la chaîne se détend et le doigt 41 vient en prise avec une des dents courbes 45, provoquant la rotation d'un quart de tour de la roue à rochet; par contre, lorsque la tête D parcourt la partie centrale et inférieure du guide Dl-D', l'enclanchement n'a pas lieu et par conséquent la rotation du rochet 39 ne se produit pas.
La fig. 11 montre la gorge à section qua drangulaire 43 et la disposition des quatre profils 34, 35, 36, 37. Cette disposition est de grande importance, car ce sont ces profils qui provoquent automatiquement le passage de la chaîne .d'un pignon sur l'autre, pendant que le cycliste pédale lentement en arrière.
Si la roue libre, montée sur la partie droite du moyeu arrière, ne porte que deux seuls pignons, les profils, au lieu d'être au nombre de quatre, ne seront plus qu'au nom- bre de deux, tels qu'on les voit sur la fig. 10, c'est-à-dire 35 et 37, de telle manière que la chaîne passe tout d'abord du pignon interne au pignon externe et ensuite du pignon ex terne au pignon interne. Lorsque les pignons de la roue libre sont au nombre de trois, on utilise quatre profils différents disposés comme on le voit sur la fig. 11, et fonction nant comme le montre la fig. 12 (dans la quelle les trois sections supérieures représen tent les dents des pignons).
Dans ce cas, le profil 34 fait passer la chaîne du pignon ex terne au pignon moyen, le profil 35 du pi gnon moyen au pignon interne, le profil<B>H</B> fait revenir la chaîne sur le pignon moyen et le profil 37 la ramène sur le pignon externe. Si les pignons de la roue libre sont au nom bre de quatre, il faut disposer d'une manière analogue six profils, donner par conséquent à la gorge 43, sur laquelle agissent les extré mités du ressort 40, une section hexagonale, et munir la roue à rochet 39 de six dents courbes 45.
Dès que le passage de la chaîne est ef fectué, ce que l'on obtient facilement en mar- chp et en très peu de temps avec un peu de pratique, le cycliste rabaisse la fourche A-D (fig. 1) et l'arrête par sa tête D dans la posi tion correspondant au pignon mis en fonction, sans que la roue à rochet tourne.
Pour obtenir la rotation automatique de la roue à rochet 39, on a imaginé une solution encore plus simple et plus élégante, avec une commande à main 48, ce qui est très utile lorsque le cycliste ne veut pas suivre dans l'ordre toute la gamme des vitesses mais dé sire pouvoir passer directement d'une vitesse à une autre. Ce dispositif est représenté sur les fig. 13 à 16.
Dans la pratique, la conformation du cadre est de préférence telle que les pistons 6 ne sortent de leurs logements que d'un ou de deux centimètres au maximum, et cela lors que la fourche A-D est soulevée jusqu'au point le plus haut du guide ou de la cré maillère Dl D2; il s'ensuit donc que si l'on relie à l'aide d'un fil métallique 49 l'extré mité du piston droit 6 à la roue de change- ment de vitesse 39, on obtient automatique ment la rotation de cette roue d'un quart ou d'un sixième de tour, suivant l'agencement, chaque fois que le levier E-A-D est sou levé par le cycliste, jusqu'à la limite supé rieure de sa course.
Cette liaison du fil 49 avec le piston 6 ne peut être adoptée que dans les types de fixation de la tête D sur le guide D1-D2 au moyen d'une coulisse (fig. 5, 6, 7 et 8) et il y a alors avantage à ce que l'extrémité de la nervure longitudinale 14 parte, comme fi gur & , d'un point -de la partie inférieure plane 50 de la fourche, situé plus bas que dans le type précédent, et cela dans la direction du prolongement E; de cette manière, la nervure 14 résiste mieux aux efforts -de traction de la chaîne et passe presque contre la roue de changement de vitesse 39.
A son extrémité inférieure, le fil de com mande 49 est relié à un bras 51 .d'un moyeu 56 à denture latérale engrenant avec une -den ture latérale correspondante 55 -de la roue 39, de façon à pouvoir faire tourner celle-ci d'un quart on d'un sixième de tour suivant l'agen cement, quand le piston 6 coulisse :dans son logement. Lorsque la rotation est effectuée et que le fil 49 est relâché, le bras 51 est ramené à sa position primitive par l'action -d'un res sort,de torsion 52. Une butée 53 limite la course du bras 51.
Pendant le retour -du bras 51, la denture 5,6 glisse à vide sur la ,denture 55, ce qui est possible grâce au ressort à bou din 52 qui permet au moyeu 56 de reculer latéralement suffisamment pour se dégager de la -denture 5,5, les deux dentures 55 et 56 engrenant de nouveau à la fin de la course de retour. Ces deux dentures .sont protégées par un collier 57 qui empêche l'entrée de corps étrangers.
La roue 39 porte un prolongement exté rieur avec une partie de section quadrangu laire 58, sur une face de laquelle agit, pour maintenir les profils -de la roue 39 dans la position voulue, un piston .à ressort 59. Ce prolongement -de la roue 39 pourrait aussi être,de section hexagonale. La fi-. 15 montre les quatre profils 34, 35, 36 et 37 de la roue 39 qui tourne en sens inverse du cas préeé- dent.
La partie inférieure de la fig. 16 montre notamment la roue 39 ainsi que la partie de la fourche voisine du pivot A, tandis que la partie supérieure de cette même figure mon tre en coupe la fixation du fil 49, à son ex trémité supérieure, au piston de droite 6.
Le piston 6, creusé sur toute sa longueur pour le passage du fil 49, loge en out re un ressort 58 et un petit cylindre creux coulis sant 59. Ce petit cylindre sert à réunir entre elles deux parties dont est constitué le fil 49, dont la partie supérieure est filetée à son extrémité supérieure et se visse dans le bou ton de commande 48, à l'aide d'un contre écrou 60, tandis que son extrémité inférieure est reliée à la partie supérieure du petit cy lindre 59; la partie inférieure du fil est re liée, tout en permettant sa rotation sur elle même, à l'extrémité inférieure du petit cylin dre 59 par une tête ronde 61.
On voit sur le dessin qu'il y a un certain espacement entre la tête de l'extrémité inférieure de la partie supérieure du fil 49 et le fond correspondant du cylindre 59, ce qui permet les petits dé placements nécessaires de la tête de la four che sans que pour cela le dispositif de chan gement de vitesse soit actionné sans qu'on le désire, tandis qu'il est actionné lorsque la tête de la fourche est déplacée suffisamment vers le haut. La tête 61 de la partie inférieure du fil peut aussi se déplacer dans le cylindre 59 jusqu'au fond supérieur.
Ce dispositif de changement de vitesse peut aussi être ac tionné à la main, en soulevant simplement le bouton 48, ce quia pour effet de tirer et de déplacer par l'intermédiaire de la partie su périeure du fil et du cylindre coulissant 59, la seconde partie du fil, qui transmet son mouvement à la roue 39.
Il a été reconnu qu'ïl est pratique que le cycliste sache quel est le profil de -changement de vitesse qui va entrer chaque fois en fonc tion, puisque les rotations partielles de la. roue 39 se produisent soit automatiquement quand le cycliste soulève la fourche A-D, soit à la main quand le cycliste soulève le bouton 48.
A cet effet, on a. prévu un indica teur 63 qui, agencé bien visiblement latéra lement à la gorge 58, prend à tour de rôle à chaque déplacement de la roue 39, les posi tions correspondant au profil 34, 35, 36 ou 37 en position de fonctionnement, savoir succes sivement les positions haute, horizontale avant, basse et horizontale arrière.