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Perfectionnements aux mécanismes de changement de vitesse pour bicyclettes et autres véhicules à transmission par c@
L'invention est relative à des mécanismes de changement de vitesse destinés en particulier aux bicycle à pédales, mais applicables aussi aux motocyclettes ou bicyclettes à moteur et à d'autres machines à transmissio par chaîne; elle a pour but de procurer un mécanisme effi facile à manoeuvrer pour changer de vitesse et relativeme bon marché.
Un mécanisme de changement de vitesse construit suivant une forme d'exécution de l'invention comprend une chaîne passant sur une roue de commande actionnée par des 1
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pédales ou par un moteur et passant aussi sur deux roues commandées,disposées à l'arrière l'une au-dessus de l'autre et montées de manière à tourner autour d'axes parallèles. On appellera ci-après première et deuxième roue ces deux roues commandées. La première de ces roues, de préférence celle du dessus, est montée sur le moyeu de la roue de bicyclette ou sur un autre organe commandé et est agencée de manière à l'entraîner par l'entremise d'un encliquetage à roue libre.
Sur ce moyeu est montée de manière à pouvoir l'entraîner, une roue appelée ci-après troisième roue. Celle-ci est reliée par une chaîne auxiliaire ou un train d'engrenages à une autre roue à chaîne appelée ci-après quatrième roue. Celle-ci est montée sur l'axe de la deuxième roue,de préférence la roue inférieure, et cet axe est supporté par le cadre de la bicy- clette. La quatrième roue peut être accouplée avec la deuxième roue ou désaccouplée de celle-ci au moyen d'un embrayage actionné par le cycliste. Les rapports entre les cercles primitifs sont tels qu'on ait une petite multiplication quand la chaîne principale entraîne le moyeu directement par l'intermédiaire de la première roue ou roue supérieure.
Pendant ce temps l'embrayage actionné par le cycliste est débrayé. Quand l'embrayage est en prise, la commande est transmise de la deuxième roue ou roue inférieure à la quatriè- me roue et de celle-ci, par l'intermédiaire de la chaîne auxiliaire ou train d'engrenages, à la troisième roue, et entraîne ainsi le moyeu. Entretemps le moyeu commence à tourner plus vite que la première roue ou roue supérieure .
On a alors la grande multiplication.
Afin que le cycliste puisse rouler en roue libre avec la grande multiplication, la troisième ou la quatrième roue est une roue libre. Pour la petite multiplication, le @
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roulement en roue libre peut être obtenu de toute façon, @ la première roue est une roue libre. Quand la troisième ro est aussi une roue libre, celle-ci et la première roue pei vent constituer ensemble une roue libre double, chacune d- tournant à roue libre sur une partie centrale commune. Ce( constitue une caractéristique importante de l'invention.
L'embrayage actionné par le cycliste peut compr< dre une plaque métallique disposée sur la face intérieure la deuxième roue et munie de goujons qui traversent des t@ de la deuxième roue et peuvent entrer en prise avec des t@ correspondants de la quatrième roue, ou de la partie cent] de celle-ci quand la quatrième roue est une roue libre, dE sorte que les goujons accouplent les deux roues l'une ave( l'autre. La plaque comporte en outre un arbre central trai sant les deux roues et dépassant d'une certaine longueur 1 face extérieure de la quatrième roue.
Le débrayage s'opère par l'intermédiaire d'un levier coudé monté de manière à appuyer sur l'arbre central et à déplacer celui-ci vers l' térieur, ce levier étant actionné de la manière usuelle pa un câble ou un système de tringles.
La deuxième roue et la quatrième roue peuvent êt montées sur un manchon fixé à l'extrémité inférieure d'une barre ou plaque métallique et cette plaque possède un pro] gement vers l'avant qui se fixe par son extrémité antérieu au tube correspondant de la fourche inférieure du cadre de bicyclette.
Le moyeu principal peut être entrainé directemer pour la grande multiplication si l'embrayage actionné par cycliste est disposé entre le moyeu et la première roue.D ce cas la deuxième et la quatrième roue peuvent être accou l'une à l'autre d'une manière permanente et la troisième r
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doit être montée sur le moyeu avec interposition d'un encli- quetage de roue libre.
Des formes d'exécution appropriées de l'invention appliquée à une bicyclette à pédales sont décrites ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue de côté du mécanisme adapté à une bicyclette à pédales, cette vue montrant en outre les parties de la bicyclette adjacentes aux points d'attache du mécanisme ainsi qu'une partie de la chaîne de transmission principale;
Fig. 2 est une vue, partie en coupe, du mécanisme vu de derrière, c'est-à-dire dans le sens de la flèche 2 de la Fig. 1;
Fig. 3 est une vue plus ou moins schématique prise dans le sens de la flèche 3 de la Fig. 2 et montrant le sens de rotation des encliquetages de roue libre de la première et de la quatrième roue;
et,
Fig. 4 est une vue correspondant à la Fig. 2, montrant une variante dans laquelle la première et la troisième roue sont des roues libres.
Dans la forme d'exécution représentée sur les Figs.
1 à 3, A est la chaîne principale (montrée seulement sur la Fig. 1) qui est entraînée par la grande roue à chaîne du pédalier, non représentée. La chaîne passe sur une première roue à chaîne B qui est une roue libre agencée de manière à ne transmettre son mouvement que dans le sens de la marche avant c'est-à-dire dans celui de la flèche 5 de la Fig. 3. La partie centrale b de cette roue libre est calée sur le moyeu F de la roue arrière G de la bicyclette. De la première roue B la chaîne principale A passe sur une deuxième roue C qui est montée folle sur un moyeu fixe H avec interposition d'un rou-
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lement à rouleaux h. De la deuxième roue C la chaîne remo] pour passer sur une roue de guidage J et retourne à la gr, roue à chaîne du pédalier, non représentée.
Le moyeu H es supporté par une plaque K boulonnée sur le cadre de la bi te au moyen de l'écrou k de l'axe de la roue arrière. La que est aussi fixée au tube L de la fourche inférieure du cadre au moyen d'une pince m. Cette plaque K peut être fa d'une pièce avec le tube L correspondant. La roue de guid J est montée sur un prolongement antérieur de la plaque K On voit que le moyeu H se trouve en avant du moyeu princi F. Grâce à cette disposition, la chaîne engrène avec plus de dents de la première roue B qu'au cas où le moyeu H se situé directement en-dessous du moyeu principal F. De m#m grâce à la roue de guidage J la chaîne principale engrène avec plus de dents de la deuxième roue C qu'elle ne le fe autrement.
D est la troisième roue, qui dans cet exemple e calée sur le moyeu principal F, et E est une quatrième ro dans cet exemple une roue libre, dont la partie centrale est agencée de manière à tourner librement sur le moyeu H avec interposition de rouleaux hl. La troisième et la qua roue D et E sont reliées l'une à l'autre par une chaîne N représentée sur la Fig. 1.
P est un arbre, traversant un alésage central d moyeu H, dont l'extrémité gauche est fixée à une plaque p portant des goujons Q, faisant saillie vers l'intérieur, traversent des trous c de la deuxième roue C et qui peuve en outre s'engager dans des trous e' de la partie central la quatrième roue E, auquel cas la roue C et la partie ce e sont .accouplées. L'arbre comporte un épaulement p' derr
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lequel sont disposées une série de billes p2 maintenues en place au moyen d'une rondelle p3 sur laquelle appuie un ressort hélicoïdal p4 tendant constamment à déplacer l'arbre vers la droite. L'arbre se déplace vers la gauche à l'encontre du ressort sous l'action d'un levier coudé R actionné par un câble S.
Dans l'exemple représenté sur les dessins le câble est tiré et de ce fait l'arbre P est dans sa position extrême de gauche et maintient les goujons Q dégagés de la partie centrale e de la quatrième roue E. On a alors la plus petite multiplication. La chaîne principale A fait tourner folle la deuxième roue C mais entratne aussi le moyeu F par l'intermédiaire de la première roue B et de l'encliquetage à roue libre de celle-ci,, cet encliquetage fonctionnant de manière à transmettre le mouvement dans le sens de la marche avant comme le montre la Fig. 3. La troisième roue D, calée sur le moyeu F, tourne aussi et entraîne la quatrième roue E dans le sens de la marche avant. La roue E tourne donc mais n'en traîne pas sa partie centrale e, car elle ne peut transmettre son mouvement dans ce sens (voir Fig. 3).
Toutefois ce fait est sans importance, car la partie centrale e tourne folle sur le moyeu H, les goujons Q n'étant pas en prise avec elle.
Chaque fois que le cycliste roule en roue libre, la chaîne s'arrête et arrête les roues B et C. Le moyeu F commence alors à tourner par rapport à la première roue B et fait tourner la troisième roue D qui à son tour entraîne la quatrième roue E. Cette dernière peut toutefois tourner par rapport à son centre, comme on l'a expliqué plus haut.
Pour avoir la plus grande multiplication on relâche le câble S pour permettre au ressort p4 de déplacer l'arbre P vers la droite et de faire entrer en prise les goujons
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Q avec la partie centrale e de la quatrième roue E de maniè: à accoupler cette partie à la deuxième roue C. La chaîne pr cipale A entraîne alors la première et la deuxième roue B e comme précédemment. La roue C entratne le centre de roue e à son tour entraîne la roue E par l'intermédiaire du dispos tif à roue libre correspondant, étant donné que le centre d roue e transmet son mouvement dans le sens de la marche ava (voir Fig. 3). La roue E entraîne la troisième roue D par l'intermédiaire de la chaîne N et la troisième roue est cal sur le moyeu F.
Ce dernier commence alors à tourner plus vi que la roue B, car le centre b n'entraîne pas la roue B da@ le sens de la marche avant. Quand le cycliste roule en rou, libre et maintient stationnaire la chaîne principale, cell arrête les roues B et C ainsi que le centre e de la roue E Cette dernière est toutefois entrainée par la roue D, mais elle peut tourner plus vite que son eentre e dans le sens la marche avant (voir Fig. 3).
La construction représentée sur la Fig. 4 est an gue à celle décrite précédemment, excepté que dans ce cas roue E n'est pas une roue libre, de sorte que pour la grar multiplication elle est accouplée à la roue C. Toutefois roue D est une roue libre, de sorte que le moyeu F peut te ner plus vite qu'elle. Quand, dans cette variante, le cyc: roule en roue libre avec la grande multiplication, toutes roues B, C, D et E sont maintenues stationnaires, mais le moyeu F tourne par rapport à la roue B et à la roue D. On que ces deux roues sont reliées au moyen de dispositifs à roue libre à une partie centrale commune T calée sur le m
Il est clair que si l'on emploie des'rapports d transmission inverses, on peut adapter l'embrayage coulis sur la partie centrale de la roue B pour l'accoupler au
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F et pour l'en désaccoupler.
Avec la partie centrale de la roue B accouplée on aurait alors une grande multiplication et la roue D serait une roue libre, de sorte que le moyeu F pour- rait tourner plus vite qu'elle. Les roues C et E pourraient être accouplées l'une à l'autre de manière permanente. Pour la petite multiplication la partie centrale de la roue B serait désaccouplée et serait entièrement indépendante tant du moyeu F que de la roue D. L'entraînement serait alors transmis de la chaîne principale A à la roue C et de celle-ci aux roues E et D et, partant, au moyeu F. On peut prévoir des roues supplémen- taires sur chaque moyeu pour avoir des vitesses supplément4ires.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Mécanisme de changement de vitesse pour bicyclet- tes ou autres machines, comprenant quatre roues à chaîne dont la première et la deuxième sont montées sur des axes différents et sont entraînées par une chaîne commune, tandis que la pre- mière et la troisième roue sont montées, de manière à pouvoir l'entraîner, sur le moyeu de la roue de bicyclette ou sur un autre organe à entraîner, et la quatrième roue est montée sur le même axe que la deuxième roue, cet axe étant supporté par le cadre de la bicyclette, une chaîne ou autre dispositif pour re- lier la troisième roue à la quatrième, et un embrayage au moyen duquel on peut accoupler à volonté la deuxième roue avec la quatrième roue, ou avec sa partie centrale, ou l'en désaccou- pler.
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Improvements to gear change mechanisms for bicycles and other vehicles with c @ transmission
The invention relates to speed change mechanisms intended in particular for pedal bicycles, but also applicable to motor motorcycles or bicycles and to other chain transmission machines; its aim is to provide an efficient and relatively inexpensive, easy to operate mechanism for changing gears.
A speed change mechanism constructed in accordance with one embodiment of the invention comprises a chain passing over a control wheel actuated by 1
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pedals or by a motor and also passing over two controlled wheels, arranged at the rear one above the other and mounted so as to rotate about parallel axes. These two controlled wheels will be referred to hereinafter as the first and second wheel. The first of these wheels, preferably the top one, is mounted on the hub of the bicycle wheel or on another controlled member and is arranged so as to drive it by means of a freewheel latch.
On this hub is mounted so as to be able to drive it, a wheel called hereafter the third wheel. This is connected by an auxiliary chain or a gear train to another chain wheel hereinafter called the fourth wheel. This is mounted on the axle of the second wheel, preferably the lower wheel, and this axle is supported by the frame of the bicycle. The fourth wheel may be coupled with or uncoupled from the second wheel by means of a clutch actuated by the cyclist. The ratios between the pitch circles are such that there is a small multiplication when the main chain drives the hub directly through the first or upper wheel.
During this time the clutch actuated by the cyclist is disengaged. When the clutch is engaged, control is transmitted from the second wheel or lower wheel to the fourth wheel and from the latter, via the auxiliary chain or gear train, to the third wheel. and thus drives the hub. In the meantime, the hub begins to turn faster than the first or upper wheel.
We then have the great multiplication.
In order for the rider to coast with the big multiplication, the third or fourth wheel is a freewheel. For small multiplication, the @
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freewheeling can be obtained anyway, @ the first wheel is a freewheel. When the third wheel is also a freewheel, the latter and the first wheel can together constitute a double freewheel, each freewheeling on a common central part. This is an important feature of the invention.
The clutch actuated by the cyclist may comprise a metal plate disposed on the inside face of the second wheel and provided with studs which pass through t @ of the second wheel and may engage with corresponding t @ of the fourth wheel, or the hundred part] thereof when the fourth wheel is a freewheel, so that the studs couple the two wheels with each other. The plate further includes a central shaft handling the two wheels. and protruding by a certain length 1 outer face of the fourth wheel.
The disengagement takes place by means of an angled lever mounted so as to press on the central shaft and to move the latter towards the exterior, this lever being actuated in the usual manner by a cable or a control system. rods.
The second wheel and the fourth wheel can be mounted on a sleeve fixed to the lower end of a metal bar or plate and this plate has a forward projection which is fixed by its anterior end to the corresponding tube of the lower fork of the bicycle frame.
The main hub can be directly driven for the large multiplication if the cyclist-operated clutch is arranged between the hub and the first wheel, in which case the second and the fourth wheel can be coupled to each other with a permanently and the third r
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must be mounted on the hub with the interposition of a freewheel lock.
Suitable embodiments of the invention applied to a pedal bicycle are described below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a side view of the mechanism adapted to a pedal bicycle, this view further showing the parts of the bicycle adjacent to the attachment points of the mechanism as well as a part of the main transmission chain;
Fig. 2 is a view, partly in section, of the mechanism seen from behind, that is to say in the direction of arrow 2 in FIG. 1;
Fig. 3 is a more or less schematic view taken in the direction of arrow 3 in FIG. 2 and showing the direction of rotation of the freewheel latches of the first and fourth wheels;
and,
Fig. 4 is a view corresponding to FIG. 2, showing a variant in which the first and the third wheel are freewheels.
In the embodiment shown in Figs.
1 to 3, A is the main chain (shown only in Fig. 1) which is driven by the large chain wheel of the bottom bracket, not shown. The chain passes over a first chain wheel B which is a free wheel arranged so as to transmit its movement only in the direction of forward travel, that is to say in that of arrow 5 in FIG. 3. The central part b of this freewheel is wedged on the hub F of the rear wheel G of the bicycle. From the first wheel B the main chain A passes over a second wheel C which is mounted loose on a fixed hub H with the interposition of a wheel.
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roller element h. From the second wheel C the chain remo] to pass over a guide wheel J and returns to the gr, chain wheel of the crankset, not shown.
The hub H is supported by a plate K bolted to the frame of the box by means of the nut k of the axle of the rear wheel. The que is also fixed to the tube L of the lower frame fork by means of a clamp m. This plate K can be made in one piece with the corresponding L tube. The guide wheel J is mounted on an anterior extension of the plate K It can be seen that the hub H is located in front of the main hub F. Thanks to this arrangement, the chain meshes with more teeth of the first wheel B than case where the hub H is located directly below the main hub F. From m # m thanks to the guide wheel J the main chain meshes with more teeth of the second wheel C than it does otherwise.
D is the third wheel, which in this example e wedged on the main hub F, and E is a fourth wheel in this example a free wheel, the central part of which is arranged so as to rotate freely on the hub H with the interposition of rollers hl. The third and the fourth wheel D and E are connected to each other by a chain N shown in FIG. 1.
P is a shaft, passing through a central bore in the hub H, the left end of which is fixed to a plate p bearing Q studs, projecting inward, through holes c of the second wheel C and which can furthermore engage in holes e 'of the central part the fourth wheel E, in which case the wheel C and the part ce e are coupled. The shaft has a shoulder p 'derr
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which are arranged a series of balls p2 held in place by means of a washer p3 on which bears a helical spring p4 constantly tending to move the shaft to the right. The shaft moves to the left against the spring under the action of an elbow lever R actuated by a cable S.
In the example shown in the drawings the cable is pulled and therefore the shaft P is in its extreme left position and maintains the studs Q free from the central part e of the fourth wheel E. We then have the smallest multiplication. The main chain A makes the second wheel C spin idle but also drives the hub F by means of the first wheel B and the freewheel locking thereof, this locking operating so as to transmit the movement in the direction of forward travel as shown in Fig. 3. The third wheel D, wedged on the hub F, also turns and drives the fourth wheel E in the direction of forward travel. Wheel E therefore rotates but does not drag its central part e, because it cannot transmit its movement in this direction (see Fig. 3).
However, this fact is irrelevant, because the central part e turns loose on the hub H, the studs Q not being in engagement with it.
Each time the cyclist coasts, the chain stops and stops wheels B and C. Hub F then begins to rotate relative to first wheel B and spins third wheel D which in turn drives wheel. fourth wheel E. The latter can however rotate relative to its center, as explained above.
To have the greatest multiplication, the cable S is released to allow the spring p4 to move the shaft P to the right and to engage the studs
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Q with the central part e of the fourth wheel E so: to couple this part to the second wheel C. The main chain A then drives the first and the second wheel B e as before. The wheel C drives the wheel center e in turn drives the wheel E via the corresponding freewheel device, since the wheel center e transmits its movement in the forward direction of travel (see Fig. 3). The wheel E drives the third wheel D through the chain N and the third wheel is wedged on the hub F.
The latter then begins to turn more vi than the wheel B, because the center b does not cause the wheel B in the direction of forward travel. When the cyclist rolls in a free wheel and keeps the main chain stationary, it stops wheels B and C as well as the center of wheel E The latter is however driven by wheel D, but it can turn faster than its center. e in the forward direction (see Fig. 3).
The construction shown in FIG. 4 is the same as that described previously, except that in this case wheel E is not a freewheel, so that for the large multiplication it is coupled to the wheel C. However, wheel D is a freewheel, so that the F hub can turn faster than it. When, in this variant, the cyc: coasts with the large multiplication, all wheels B, C, D and E are kept stationary, but the hub F turns relative to the wheel B and to the wheel D. On that these two wheels are connected by means of freewheel devices to a common central part T wedged on the m
It is clear that if one uses reverse transmission ratios, one can adapt the clutch grout on the central part of the wheel B to couple it to the
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F and to disconnect it.
With the central part of the wheel B coupled, we would then have a large multiplication and the wheel D would be a freewheel, so that the hub F could turn faster than it. The wheels C and E could be permanently coupled to each other. For the small multiplication the central part of the wheel B would be uncoupled and would be entirely independent of both the hub F and the wheel D. The drive would then be transmitted from the main chain A to the wheel C and from the latter to the wheels E and D and hence to the hub F. Additional wheels can be provided on each hub to have additional speeds.
CLAIMS ---------------------------
1) Gear shift mechanism for bicycles or other machines, comprising four chain wheels, the first and second of which are mounted on different axles and are driven by a common chain, while the first and third wheel are mounted, so as to be able to drive it, on the hub of the bicycle wheel or on another member to be driven, and the fourth wheel is mounted on the same axis as the second wheel, this axis being supported by the frame of the bicycle, a chain or other device for connecting the third wheel to the fourth, and a clutch by means of which the second wheel can be coupled at will with the fourth wheel, or with its central part, or disconnected from it. please.