Moyen avec mécanisme de changement de vitesse. La présente invention se rapporte à un moyeu avec mécanisme de changement de vi tesse, par exemple pour bicyclette.
Ce moyeu est du type comportant un or gane d'accouplement axialement mobile entre plusieurs positions d'utilisation, à chacune desquelles correspond un rapport de transmis sion donné entre la vitesse angulaire du moyeu et celle d'une pièce servant à l'en traîner.
Dans les moyeux habituels comportant un mécanisme de ce genre, la répulsion exer cée sur les cliquets ne peut se produire que par suite d'un déplacement relatif rotatif, tandis que le déplacement relatif axial, dans certaines positions, amène l'organe d'accou plement à buter contre les cliquets sans pou voir les faire osciller. De 1à la nécessité, du moins pour passer de certaines vitesses à cer taines autres vitesses, d'interrompre l'effort d'entraînement en cessant de pédaler, afin d'éviter la rupture éventuelle de certaines pièces, par exemple du câble ou de la chaî- nette servant au déplacement de l'organe d'accouplement.
Le moyeu suivant l'invention est établi en vue d'éviter l'inconvénient précité et il est caractérisé en ce que l'organe d'accouplement et des cliquets qu'il est destiné à maintenir en position repoussée radialement lorsqu'il se trouve dans l'une au moins des positions sus dites, sont conformés de telle sorte que, lors que l'organe d'accouplement vient dans la po- sition en question, et rencontre les cliquets, il repousse radialement ces cliquets.
Le dessin annexé représente une forme d'exécution d'un moyeu avec mécanisme de changement de vitesse établi conformément à la présente invention et donnée à titre d'exemple.
La fig. 1 est une coupe axiale du moyeu. La fig. 2, en représente, en perspective et à plus grande échelle, l'organe d'accouple ment axial mobile dans le sens des flèches inscrites dans cette figure.
La fig. 3 en représente également, en perspective et à la même échelle que celle de la fig. 2, une couronne portant deux cliquets déplacés par l'organe d'accouplement dans l'une de ses positions.
Les deux pièces représentées en perspec tive aux fig. 2 et 3 occupent sur le dessin une position coaxiale identique à celle qu'elles occupent dans le moyeu, à l'exception prés qu'une fois monté, l'organe d'accouplement trouve toujours à l'intérieur de la couronne.
Le moyeu représenté à la fig. 1 se com pose d'un axe 1 fixe, relié, par exemple, par l'action de serrage d'écrous à la fourche arrière d'une bicyclette. Il porte une denture 2, qui ne peut pas tourner, mais autour de laquelle peuvent tourner des satellites 3 por- tés par une couronne 4 portant également des cliquets 5 susceptibles d'osciller autour d'axes parallèles à l'axe 1.
Sous l'influence de ressorts, les cliquets 5 sont constamment maintenus engagés avec une denture intérieure 6 en forme de dents de loup d'une pièce faisant partie de l'enveloppe du moyeu, à laquelle seront fixés les rayons de la roue à entraîner. Cette enveloppe com porte à cet effet une autre pièce 7, repré sentée ici avec une partie cylindrique 8 de relativement grand diamètre servant de tam bour à un frein dont les autres organes ne sont pas représentés et qui ne fait pas partie de l'invention. En d'autres termes, le moyeu selon l'invention pourrait parfaitement bien être exécuté sans frein.
Les satellites 3 engrènent avec la denture intérieure d'une seconde couronne 9 ne por tant que les cliquets désignés par 10. C'est cette couronne qui est représentée à plus grande échelle et en perspective à la fig. 3. Les cliquets de cette couronne coopèrent nor malement et sous l'effet de ressorts les fai sant osciller autour d'axes parallèles à l'axe 1, avec une denture intérieure 11, en dents de loup, d'un troisième organe de l'enveloppe du moyeu. L'enveloppe complète roule sur des roulements à billes, d'une part, directe ment sur un cône fixé sur l'axe 1 pour ce qui est de l'extrémité côté tambour de frein et, d'autre part, sur un cône appartenant à une roue dentée de chaîne 12 roulant elle- même par l'intermédiaire de billes sur un cône de l'axe 1 pour ce qui est de l'extré mité opposée.
La roue dentée à chaîne préci tée sert donc à l'entraînement du moyen dans le sens de rotation déterminé par la flèche 13, qui est le sens de travail du moyeu et de tous les organes rotatifs qu'il contient.
Lorsque la couronne 4 tourne dans le sen; précité, la couronne :) tourne dans le même sens, mais à. une vitesse supérieure par suite de l'interposition des satellites. Les cliquets <B>ICI</B> tournent donc. toujours plus vite que les cliquets 5, en sorte qu'à défaut d'un disposi tif particulier permettant de les rendre inac tifs, ce sont toujours eux qui entraînent l'en veloppe du moyeu, relativement au mouve ment de laquelle les cliquets 5 se déplacent avec retard, laissant échapper les dents de loup 6 à. leur passage.
Pour permettre de rendre inactifs les cii- quets 10, un organe d'accouplement 14 en forme de croix est prévu, qui peut coulisser sur l'axe 1 à l'intérieur de la couronne 9 et dans les deux sens indiqués par les flèches 15 et 16. C'est cet organe d'accouplement qui est représenté en perspective et à plus grande échelle à la fig. 2. Son déplacement axial est obtenu contre la pression d'un ressort 17, par l'intermédiaire d'une, chaînette 18 pénétrant dans une partie évidée de l'axe 1 et attaquant une clavette 19 à laquelle une fente longitu dinale de l'axe 1 livre passage et qui, par l'intermédiaire d'une douille 20, entraîne la. croix 14.
A la fig. 1, celle croix occupe sa position la plus avancée dans le sens de la. flèche 15. Dans sa position la plus avancée dans le sens de la flèche 16, l'extrémité de deux de ses branches peut entrer en contact avec les cliquets 10 et, par un effet de répulsion ra dial, les obliger à tourner autour de leurs axes dans un sens tel qu'ils cessent de coopé rer avec la denture 11.
Dans une position intermédiaire entre les deux extrême, les branches de la. croix 14 peuvent prendre rotativement appui contre des saillies intérieures 21 de la couronne 9. L'organe d'accouplement précité a été éta bli en forme de croix, pour présenter des branches susceptibles de coulisser axialement dans quatre coulisses 22 appartenant à une partie de la roue dentée de chaîne 12 se pro longeant vers l'intérieur du moyeu.
Il résulte de cette disposition que la roue dentée de chaîne entraîne la croix 14 dans son mouvement de rotation et que c'est cette dernière qui transmet ce mouvement aux organes intérieurs du moyeu, raison pour la quelle elle constitue un organe d'accouple ment.
Dans la position représentée à la fig. 1, cette croix prend appui rotativement contre l'extrémité des axes 23 des satellites, qui sont alors obligés de suivre le mouvement imparti à la roue dentée de chaîne, ainsi que la cou ronne 4 et les cliquets 5.
Déplacée dans le sens de la flèche 16 jus qu'à repousser radialement les cliquets 10, la croix 14 accouple la couronne 9 à la roue dentée de chaîne, en prenant appui contre les saillies 21 et en rendant les cliquets 10 inac tifs.
Enfin, dans une position intermédiaire et toujours par l'intermédiaire des saillies 21, la croix 14 oblige la couronne 9 à participer au mouvement de la roue dentée de chaîne, tout en laissant les cliquets 10 remplir leur rôle.
Dans la première des positions précitées, le mouvement de la roue dentée de chaîne se transmet à l'enveloppe du moyeu par l'inter médiaire des axes de satellites, de la couronne 4 les portant, des satellites, de la couronne 9 et des cliquets 10 entraînés à une vitesse supérieure à la fois à celle des cliquets 5 dé pendant directement de la roue dentée 12 et à celle de ladite roue. C'est la position dite de "grande vitesse".
La deuxième des positions citées provoque l'entraînement de l'enveloppe du moyeu par l'intermédiaire de la couronne 9 entraînée par la croix 14 et dont les cliquets sont inac tifs, puis des satellites, de leurs axes, de la couronne 4 et des cliquets 5 qui, maintenant, entrent seuls en jeu et transmettent ainsi à l'enveloppe du moyeu un mouvement de ro tation de vitesse réduite relativement à celui de la roue dentée de -chaîne 12. Cette position correspond à ce que l'on nomme "petite vitesse".
Enfin, dans, la troisième position citée ou position intermédiaire de la croix 14, celle-ci entraîne la couronne 9 par l'intermédiaire des saillies 211 et, à la même vitesse, l'enve loppe du moyeu par l'intermédiaire des cli- quets <B>10.</B> Dans cette position dite de "moyenne vitesse", le moyeu tourne comme s'il était accouplé rigidement à la roue den tée 12.
Le fonctionnement que l'on vient de dé crire est connu et constitue la base de presque tous les moyeux avec mécanisme de change ment de vitesse dits "à trois vitesses".
Voyons? maintenant à l'aide des fig. 2 et 3, en quoi consiste le progrès réalisé par la présente invention: Dans ces figures, la flèche 13' indique le sens de rotation qui est normalement imparti à la croix 14 et selon lequel tourne également la couronne 9.
Lorsque, exerçant un .effort de traction sur la chaînette 18, on fait coulisser la croix 14 dans le sens de la flèche 16 entre sa posi tion intermédiaire et sa position extrême, donc dans l'espace intéressé par les saillies 21, deux .cas peuvent se produire:
Ou bien, et par suite d'un arrêt dans l'en traînement de la roue dentée de chaîne 12 ou d'un ralentissement de ce- mouvement, la croix 14 est en retard par rapport à la cou ronne 9 et prend appui contre lesdites saillies par les faces 2'4 de sa croix, ou bien un effort rotatif est communiqué par ladite croix à la couronne 9- et l'appui se fait par les faces op- po rées 2i5.
Dans le premier cas, il sera facile de dé placer la croix dans sa position extrême, étant donné qu'elle glissera le long des portions cy lindriques intérieures de 1a couronne 9 com prises entre les saillies 21 et les cliquets 10. Dès que, par suite d'un effort exercé sur la roue dentée de chaîne, un mouvement de ro tation relatif se produit entre croix et cou- ronne, l'extrémité des branches de la croix atteint les cliquets selon un plan<B>26</B> incliné de telle manière que la répulsion radiale se produise progressivement.
Ceci constitue la construction adoptée jusqu'ici dans des mé canismes de ce genre et explique pourquoi il est nécessaire d'interrompre l'effort moteur à ce moment, pour permettre précisément à la croix 14 de se déplacer axialement avec ses branches situées en arrière des cliquets, qu'elle actionne alors par suite d'un mouve ment de rotation consécutif. Si l'on effectue ledit déplacement axial de la croix 14 dans une position transmettant un effort, les bran ches de cette croix ne viennent plus se placer en arrière des cliquets mais rencontrent ceux- ci latéralement. Ce faisant, la répulsion ra diale ne pouvait pas se produire jusqu'ici et la croix était souvent bloquée.
Selon l'inven tion, il est par contre prévu que la croix ren contre une portion inclinée de la surface des cliquets non seulement dans le cas précédent, mais aussi dans le cas présent. Un plan in cliné permettant donc la répulsion radiale progressive des cliquets, en les attaquant la téralement, est clairement visible en 27 à la fig. 3.
Il est évident que dans le cas d'un méca nisme de changement de vitesse tel que celui qui a été donné ici à titre d'exemple, il pour rait aussi se produire une rencontre des branches de la croix 14 avec les saillies inté rieures 21 de la couronne 9 lorsqu'on passe de la position représentée à la fig. 1 à la po sition intermédiaire.
Dans ce cas la construction que l'on vient de décrire prévoit que la partie des branche de la croix 14, qui peut être appelée à rencon trer de front les saillies 21, soit inclinée sur la direction du mouvement axial de cet or gane, comme le montre clairement la fig. 2, où des faces 28 sont inclinées de la sorte. Cette disposition facilite le passage par le fait qu'il n'y a en aucun cas une rencontre plat contre plat des deux parties entrant en jeu.
Enfin, il est évident que la douceur du fonctionnement est améliorée en abattant une des arêtes des extrémités de la croix 14, comme cela est représenté en 29 à la fig. 2.
Il est évident que l'invention s'applique rait aussi bien à un moyeu avec mécanisme de changement de vitesse présentant un nombre de vitesses, c'est-à-dire un nombre de rapports de transmission, différant de ce qui a été décrit plus haut.
Il y a. lieu de remarquer que, dans le mé canisme décrit. la croix 14 glisse à. l'intérieur de la couronne 9. parallèlement à l'axe de celle-ci, en restant continuellement en prise avec les saillies 2,1 de cette couronne durant le passage de la prise directe à la. petite vi tesse.