<Desc/Clms Page number 1>
Changement de vitesse, particulièrement pour bicyclettes
On connaît déjà des changements de vitesse pour bicyclettes dans lesquels une rotation à contre-sens de la pédale détermine le changement du rapport de transmission entre l'arbre du pédalier et la roue à chaîne motrice. Dans ces dispositifs, il existe généralement une paire d'engrenages en prise pour chaque changement de vi- tesse ; l'un de ces engrenages est monté sur l'arbre du pédalier et l'autre sur un contre-arbre. Les roues dentées montées sur le contre-arbre sont solidaires les unes des autres.
Pour changer le rapport de transmission, l'arbre du pédalier est muni de cliquets logés à ressort dans des alvéoles radiales, et ces cliquets actionnés lors du rétropédalage par un balancier logé dans une âme axiale du même arbre s'engagent ou se dégagent de l'un des pignons dentés montés sur l'arbre du pédalier.
Ces dispositifs présentent différents inconvénients.
<Desc/Clms Page number 2>
C'est ainsi qu'il est impossible dans le cas d'un changement à trois vitesses de passer directement de la première à la troisième ou vice-versa ; est indispensable de passer d'a- bord par la deuxième vitesse intermédiaire; les pédales doivent donc pour un passage de la première à la troisième vitesse tourner deux fois en avant et deux fois en arrière.
D'autre part, la construction du mécanisme est telle que les cliquets déterminant le changement peuvent ne s'engager qu'à moitié dans les pignons et travailler ainsi jusqu'au changement suivant, cc qui les soumet à do rudes efforts et en détermine souvent la rupture. L'arbre du pédalier lui-même, affaibli par les nombreux perçages dont il est muni, est aussi fréquemment sujet à ruptures.
La présente invention a pour objet un changement de vitesse du même type que ceux décrits plus haut, mais n'en présentant pas les inconvénients. Ce dispositif permet de passer directement à la vitesse désirée au moyen d'un seul rétropédalage, en sautant un ou même plusieurs étages de vitesse. La forme et la disposition des cliquets sur l'arbre du pédalier sont choisis de façon que ce dernier ne comporte plus de perçages et que les cliquets manoeuvrés se trouvent toujours en pleine prise avec les pignons correspondants.
Le changement de vitesse selon l'invention se distingue en ce que les cliquets en question comportent chacun deux bossages pouvant pénétrer entièrement dans l'arbre du pédalier et disposés sur un axe commun logé dans une alvéole longitudinale de l'ar- bro du pédalier ; de ces bossages coopère avec un engrenage de changement de vitesse correspondant tournant sur l'arbre du pédalier, tandis que l'autre agit sur un plateau de commutation qui, lors du rétropédalage amène les cliquets successivement en prise et hors de prise avec les engrenages qui leur sont coordonnés.
<Desc/Clms Page number 3>
Le dessin ci-joint montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 en montre une coupe longitudinale; la fig. 2 une coupe transversale suivant la ligne II-II de la fig. 1; la fig. 3 une coupe transversale semblable à la précédente, mais avec les différents organes occupant d'autres positions, et la fig. 4 une coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la fig. 1.
Le changement de vitesse représenté est prévu à trois vitesses. l désigne l'arbre du pédalier, 2 les pédales solidaires de cet arbre, 3,4 et 5 les roues dentées montées folles sur cet arbre et correspondantes aux différentes vitesses prévues. Ces roues dentées sont en prise constante avec los couronnes dentées 7a - 7b - 7c d'une roue de renvoi 7, montée sur le contre-arbre 8. L'arbre du pédalier est supporté d'un côté par un palier à billes 21 et de l'autre par le moyeu 5a de la roue dentée 5. Quant au moyeu 5a, il est lui-même supporté par un palier à billes 22. Les deux paliers à billes 21 et 22 sont tenus par des flasques 24 et 25. L'ensemble du mécanisme est enfermé dans un carter 23 auquel sont fixés au moyen des vis 26 les flasques 24 et 25.
Distribués régulièrement sur le pourtour de l'arbro du pédalier se trouvent trois cliquets d'entraînement 9,10 et 11; chacun d'eux comporte deux bossages 9a - 9b, 10a - lOb, 11a - llb, disposés sur un axe commun 9c, 10c, 11c. Les axes 9c, 10c, llc reposent dans des rainures longitudinales parallèles .la. de l'arbre du pédalier et sont supportés d'un côté par la portée 19 de celui-ci et de l'autre par un collier 20 monté sur ce même arbre. Les bossages b sont tous disposés sur un
<Desc/Clms Page number 4>
plan perpendiculaire à.l'arbre du pédalier, tandis que los bossages a sont disposés chacun en face d'une des roues dentées 3, 4 et 5 : le bossage 9a face à la roue 3, le bossage 10a face à la roue 4 et le bossage lla face à la roue 5. Chaque bossage peut s'enfoncer dans une creusure correspondante 1b de l'arbre du pédalier.
Les bossages a peuvent alternativement être mis en prise ou hors de prise avec les roues dentées 3, 4 et 5 comme il sera décrit plus loin, de façon à ménager, par l'entremise de ces roues et des couronnes dentées correspondantes de la roue de renvoi 7, une transmission à rapports variables entre l'arbre du pédalier 1 et la roue à chaîne 6.
Les roues dentées sus-nommées possèdent à cet effet six encoches 3a, 4a, 5a, distribuées régulièrement sur le pourtour de leurs alésages, et coopérant avec les bossages a.
Les bossages b sont soumis à l'action de ressorts 13 qui tendent à les expulser des alvéoles lb de l'arbre du pédalier. Au-dessus des bossages b un disque de commutation 12 est monté fou sur l'arbre du pédalier ; disque comporte une é- chancrure incurvée 12c mordant sur son alésage, dont l'une des extrémités est tangente à celui-ci et l'autre forme avec lui un cran 12d. L'échancrure 12c permet à un des bossages b de sortir de son alvéole lorsqu'elle se trouve on face de l'un d'eux, mais elle est conformée de façon à ne permettre la sortie que d'un seul bossage b à la fois. Le disque de commutation 12 comporte en outre deux couronnes à dents de loup 12a et 12b solidaires l'une de l'autre et disposées dans des plans diffé- rents et dont les dents de loup sont dirigées en sens contraire.
Sur 1 arbre de renvoi 8 est monté un disque d'arrêt 14 porteur d'un cliquet de bloquage 15 qui est sollicité par un ressort à s'appuyer contre la couronne à dents de loup 12a; le disque d'arrêt 14 peut tourner jusqu'au contact avec les vis 16
<Desc/Clms Page number 5>
et 17; il porte en outre sur l'une de ses moitiés une dent 14a et sur l'autre moitié un profil incurvé terminé par un cran 14b, contre lequel s'appuie un levier à fdxxofg 18. Quand le disque d'arrêt se trouve dans la position de fin de course représentée dans la fig. 2, la dent 14a se trouve à portée de la couronne à dents de loup 12b du disque de commutation et le levier 18 repose contre le cran 14b.
Dans l'autre position extrême, représentée dans la fig. 3 au contraire, la dent 14a est hors de portée de la couronne 12b et le levier 18 est soulevé hors du cran 14b. Pour faire passer le disque 14 de la première à la deuxième de ces positions, il faut exercer un effort correspondant à la poussée du levier 18.
Le fonctionnement du mécanisme est le suivant : Admettons que le cliquet d'entraînement correspondant à la roue dentée 4 soit en action, et que par conséquent le bossage 10a soit en prise avec une des encoches 4a. Le bossage lOb occupe par rapport au disque de commutation la position indiquée par la fig. 3; les organes 14 et 15 également. Admettons que le rapport de transmission à atteindre soit le rapport le plus proche.
A cet effet, l'arbre du pédalier est tourné d'un tiers de tour à contre-marche, dans le sens de la flèche 28.
Le disque de commutation monté à frottement sur cet arbre est entraîné par friction. Sa dent de loup 12a heurte le cliquet de blocage 15 et entraîne le disque d'arrêt 14 jusqu'à la position indiquée dans la figure 2. Le disque de commutation est alors arrêté dans son mouvement de rotation. Le bossage lOb saillant dans l'échancrure 12c est repoussé par le disque de commutation dans l'alvéole ménagée pour lui dans l'arbre du pédalier; son bossage conjugué 10a est également repoussé dans la creusure pratiquée pour lui dans l'arbre du pédalier et il
<Desc/Clms Page number 6>
est ainsi dégagé do la roue dentée 4.
A la place du bossage lOb c'est maintenant le bossage llb qui le suit dans la rétromarche qui vient se placor en regard de l'échancrure 12c du disque et que son ressort 13 expulse de son alvéole de l'arbre du pédalier dès que son bossage conjugué lla peut s'insérer dans une encochc 5a de la roue dentée 5. Si ceci nc se produit pas, le bossage llb demeure couché dans son alvéole.
Maintenant, on tourne de nouveau l'arbre du pédalier on marche avant (dans le sens de la flèche 27), mais le disque de commutation 12 ne suit pas le mouvement; il en est empêché par la dent 14a, car le levier 18 est tombé dans le cran 14b du disque d'arrêt 14. Aussitôt que le bossage llb heurte le cran 12d de l'échancrure, le disque d'arrêt 14 est ramené à l'encontre de la poussée du levier 18 dans sa position initiale indiquée dans la fig. 3. La distance entre les encoches 3a, 4a, 5a des roues dentées montées sur l'arbre du pédalier, comporteenviron la moitié de la longueur d'arc de l'échancrure 12c, de sorte que dans le cas cité plus haut où après le changement le nouveau bossage a ne peut tomber dans une encoche correspondante (3a, 4a, 5a) cette opération devient possible lors du pédalage en avant subséquent.
Si à la fin du rétropédalage le disque de commutation prend par rapport aux bossages b une position telle que le bossage qui se trouve en regard de l'échancrure 12c est maintenu couché par la partie de celle-ci qui est tangente à l'alésage, lors de la reprise du pédalage avant, ce bossage est amené, grâce au blocage du disque de changement par le disque d'arrêt, jusqu'au contact avec le cran 12d, seule position dans laquelle 10 bossage conjugué a peut se mettre cn prise complote. On prévient ainsi tout risque de non engrènement ou d'engrènement insuffisant des cliquets d'entraînement.
<Desc/Clms Page number 7>
Veut-on lors d'un changement do vitesse sauter un étage, il suffit, comme il ressort sans autro du dessin, de faire tourner l'arbre du pédalier de deux tiers de tours en arrière, au lieu d'un seul tiers. Le processus déjà décrit se reproduit avec cette différence que le bossage b correspondant à l'étage sauté passe devant l'échancrure 12c en ne s'y détendant qu'un instant, tout de suite repoussé dans son alvéole par le disque' de commutation. Ce n'est que le bossage b suivant qui, grâce au blocage du disque de commutation, pourra venir en prise dans l'échancrure 12c.
Il est évident que la construction décrite permet aussi l'établissement de changements de vitesse à deux étages ou à plus de trois étages. D'autres pièces peuvent aussi être exécutées de façon différente que dans le dessin, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
EMI7.1
<Desc / Clms Page number 1>
Gear shifting, especially for bicycles
Gear changes for bicycles are already known in which a counter-directional rotation of the pedal determines the change in the transmission ratio between the crankshaft and the drive chain wheel. In these devices, there is generally a pair of gears engaged for each change of speed; one of these gears is mounted on the crankshaft and the other on a countershaft. The toothed wheels mounted on the counter-shaft are integral with each other.
To change the transmission ratio, the crankshaft is fitted with pawls housed spring in radial cells, and these pawls actuated during backpedaling by a balance housed in an axial web of the same shaft engage or disengage from the 'one of the toothed gears mounted on the crankshaft.
These devices have various drawbacks.
<Desc / Clms Page number 2>
Thus it is impossible in the case of a three-speed change to go directly from the first to the third or vice versa; it is essential to shift first through the second intermediate gear; for a change from first to third gear, the pedals must therefore turn twice forwards and twice backwards.
On the other hand, the construction of the mechanism is such that the pawls determining the change can only engage halfway in the pinions and work so until the next change, which subjects them to great efforts and often determines it. breaking. The crankshaft itself, weakened by the many holes with which it is fitted, is also frequently subject to breakage.
The present invention relates to a gear change of the same type as those described above, but not having the drawbacks thereof. This device allows you to go directly to the desired speed by means of a single back-pedaling, by skipping one or even several speed stages. The shape and arrangement of the pawls on the crankshaft are chosen so that the latter no longer has any bores and that the operated pawls are always fully engaged with the corresponding pinions.
The gear change according to the invention is distinguished in that the pawls in question each comprise two bosses capable of fully penetrating into the crankshaft and arranged on a common axis housed in a longitudinal cell of the crankshaft; of these bosses cooperates with a corresponding speed change gear rotating on the crankshaft, while the other acts on a switching plate which, during back-pedaling brings the pawls successively into engagement and out of engagement with the gears which are coordinated with them.
<Desc / Clms Page number 3>
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 shows a longitudinal section; fig. 2 a cross section along the line II-II of FIG. 1; fig. 3 a cross section similar to the previous one, but with the different members occupying other positions, and FIG. 4 a cross section along the line IV-IV of FIG. 1.
The gear change shown is provided at three speeds. 1 designates the crankshaft, 2 the pedals integral with this shaft, 3, 4 and 5 the toothed wheels mounted idly on this shaft and corresponding to the various speeds provided. These toothed wheels are in constant mesh with the toothed rings 7a - 7b - 7c of a return wheel 7, mounted on the counter-shaft 8. The crankshaft is supported on one side by a ball bearing 21 and on the other by the hub 5a of the toothed wheel 5. As for the hub 5a, it is itself supported by a ball bearing 22. The two ball bearings 21 and 22 are held by flanges 24 and 25. L The entire mechanism is enclosed in a housing 23 to which the flanges 24 and 25 are fixed by means of the screws 26.
Distributed regularly around the periphery of the crankshaft are three drive pawls 9,10 and 11; each of them has two bosses 9a - 9b, 10a - 10b, 11a - 11b, arranged on a common axis 9c, 10c, 11c. The axes 9c, 10c, llc rest in parallel longitudinal grooves .la. of the crankshaft and are supported on one side by the bearing surface 19 thereof and on the other by a collar 20 mounted on the same shaft. The bosses b are all arranged on a
<Desc / Clms Page number 4>
plane perpendicular to the crankshaft, while the bosses a are each arranged facing one of the toothed wheels 3, 4 and 5: the boss 9a facing the wheel 3, the boss 10a facing the wheel 4 and the boss 11a facing the wheel 5. Each boss can sink into a corresponding recess 1b of the crankshaft.
The bosses a can alternatively be engaged or disengaged with the toothed wheels 3, 4 and 5 as will be described later, so as to spare, through these wheels and the corresponding toothed rings of the gear wheel. transmission 7, a variable ratio transmission between the crankshaft 1 and the chain wheel 6.
The above-mentioned toothed wheels have for this purpose six notches 3a, 4a, 5a, distributed regularly around the periphery of their bores, and cooperating with the bosses a.
The bosses b are subjected to the action of springs 13 which tend to expel them from the cells lb of the crankshaft. Above the bosses b a switching disc 12 is mounted idle on the crankshaft; disc has a curved notch 12c biting on its bore, one end of which is tangent to the latter and the other forms with it a notch 12d. The notch 12c allows one of the bosses b to come out of its socket when it is opposite one of them, but it is shaped so as to allow the exit of only one boss b at the times. The switching disc 12 further comprises two wolf-tooth crowns 12a and 12b integral with one another and arranged in different planes and the wolf teeth of which are directed in the opposite direction.
On 1 countershaft 8 is mounted a stop disc 14 carrying a locking pawl 15 which is urged by a spring to bear against the wolf tooth crown 12a; the stop disk 14 can turn until it contacts the screws 16
<Desc / Clms Page number 5>
and 17; it also bears on one of its halves a tooth 14a and on the other half a curved profile terminated by a notch 14b, against which a lever at fdxxofg 18. rests. When the stop disc is in the end position shown in fig. 2, the tooth 14a is within reach of the ring gear 12b of the switching disc and the lever 18 rests against the notch 14b.
In the other extreme position, shown in fig. 3 on the contrary, tooth 14a is out of reach of crown 12b and lever 18 is lifted out of notch 14b. To move the disc 14 from the first to the second of these positions, it is necessary to exert a force corresponding to the thrust of the lever 18.
The operation of the mechanism is as follows: Let us assume that the drive pawl corresponding to the toothed wheel 4 is in action, and that consequently the boss 10a is in engagement with one of the notches 4a. The boss 10b occupies with respect to the switching disc the position indicated in FIG. 3; organs 14 and 15 also. Let us assume that the transmission ratio to be achieved is the closest ratio.
To this end, the crankshaft is turned a third of a turn counterclockwise, in the direction of arrow 28.
The frictionally mounted switching disc on this shaft is friction driven. Its wolf tooth 12a strikes the locking pawl 15 and drives the stop disc 14 to the position indicated in FIG. 2. The switching disc is then stopped in its rotational movement. The boss lOb projecting in the notch 12c is pushed back by the switching disc into the recess made for it in the crankshaft; its conjugate boss 10a is also pushed back into the recess made for it in the crankshaft and it
<Desc / Clms Page number 6>
is thus released from the toothed wheel 4.
Instead of the boss 10b, it is now the boss 11b which follows it in the retromotion which is placed opposite the notch 12c of the disc and which its spring 13 expels from its socket of the crankshaft as soon as its conjugate boss 11a can fit into a notch 5a of toothed wheel 5. If this does not happen, boss 11b remains lying in its socket.
Now we turn the crankshaft again and go forward (in the direction of arrow 27), but the switching disc 12 does not follow the movement; it is prevented from doing so by the tooth 14a, because the lever 18 has fallen into the notch 14b of the stop disc 14. As soon as the boss 11b hits the notch 12d of the notch, the stop disc 14 is returned to the 'against the thrust of lever 18 in its initial position shown in FIG. 3. The distance between the notches 3a, 4a, 5a of the toothed wheels mounted on the crankshaft, comprises approximately half of the arc length of the notch 12c, so that in the case cited above where after the change the new boss a cannot fall into a corresponding notch (3a, 4a, 5a) this operation becomes possible during the subsequent forward pedaling.
If at the end of the back-pedaling the switching disc takes a position relative to the bosses b such that the boss which is located opposite the notch 12c is kept lying down by the part of the latter which is tangent to the bore, when resuming front pedaling, this boss is brought, thanks to the blocking of the change disc by the stop disc, until it comes into contact with the notch 12d, the only position in which 10 conjugate boss a can be put into plotting . This prevents any risk of non-meshing or insufficient meshing of the drive pawls.
<Desc / Clms Page number 7>
If you want to skip a stage during a gear change, it suffices, as is evident without the autro from the drawing, to rotate the bottom bracket shaft two thirds of turns back, instead of just one third. The process already described is reproduced with the difference that the boss b corresponding to the jumped stage passes in front of the notch 12c while relaxing there only for a moment, immediately pushed back into its socket by the switching disc. It is only the following boss b which, thanks to the blocking of the switching disc, will be able to engage in the notch 12c.
It is evident that the construction described also allows the establishment of two-stage or more than three-stage gear changes. Other parts can also be made in a different way than in the drawing, without going beyond the scope of the invention.
EMI7.1