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Changeaient de vitesse, plus spécialement pour bicyclettes et autres engins analogues.
La présente invention se rapporte aux changements de vitesse pour applications diverses mais plus spéciale- ment pour bicyclettes ou autres véhicules analogues, l'appa- reil étant dans cette dernière éventualité réalisé sous forme de moyeu de roue.
Elle a pour but de rassembler sous volume réduit un ensemble de moyens qui soit susceptible de procurer au moins cinq rapports différents dont deux en démultiplication, un en prise directe et deux en multiplication.
Ce dispositif,, basé sur l'emploi de trains multi- ples d'engrenages épicycloidaux toujours en prise, est conçu soit avec houes libres à chaque vitesse ou à certaines d'entre elles, sans points morts, soit sans roues libres avec point mort entre chaque rapport*
Ce changement de vitesse est caractérisé essen- tiellement en ce qu'il comprend un groupe baladeur formé par l'assemblage de trains épicycloldaux interconnectés dont les pignons satellites sont à cotation libre et à dentures diffé-
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rentes d'un train à l'autre et sont disposés radialement par rapport à un planétaire central fixe avec lequel les pignons d'un train au moins sont en prise,
en ce que ce groupe baladeur est muni d'organes nécessaires à son propre entrainement et d'autres organes servant à la transmission des différentes vitesses vers une pièce réceptrice (par exemple le moyeu d'une bicyclette)et en ce que l'addition de chaque train épicycloidal supplémentaire procure un orga- ne tournant en tout temps à une vitesse intermédiaire entre deux vitesses données par le ou les trains précédents, cha- cun des trains de satellites constituent en même temps un réducteur ou un multiplicateur de vitesse selon que l'at- taque des satellites par un organe de commande actionné de l'extérieur se fait par une cage qui peut tourner autour du planétaire et dans lequel tous les satellites ou seule- ment ceux du train primaire sont montés et sont guidés,
ou bien par un organe extérieur formant au moins la couron- ne primaire en prise avec les satellites du train primaire.
Les dessins ci-joints montrent comment l'inven- tion peut être exécutée en pratique.
La figure 1 est une vue en coupe verticale et transversale montrant l'ensemble du dispositif, suivant une première forme de réalisation.
Les figures 2,3,4 et 5 sont des vues en coupe res- pectivement par les lignes II-II, III-III, IV-IV, et V-V dans la figure 1.
Les figures 6,7,8 et 9 sont des vues de détail de certains éléments entrant dans la constitution du dispositif suivant la figure 1.
La figure 10 est une vue schématique destinée à illustrer le fonctionnement de l'appareil suivant -la figure 1.
Les figures II et I2 sont des schémas relatifs à deux autres formes de réalisation.
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La figure 13 est une vue en coupe verticale et transversale se rapportant à la forme de réalisation sché- matisée par la figure 12.
Les figures 14,15,16 et 17 sont des coupes prises respectivement par les lignes XIV-XIV, XV-XV, XVI-XVI, XVII-XVII dans la figure 13.
Dans la forme de réalisation suivant la figure 1, il est fait usage d'un corps de moyeu 1 fermé par des cou- vercles 2 et 3. Ce moyeu est traversé par un axe fixe 4 sur lequel est formé un engrenage planétaire central fixe 5 autour duquel est disposé un groupe mobile constitué par l'assemblage de deux trains épicycloidaux de satellites primaires 6 et se- condaires 7 comprenant des engrenages doubles 6-7 placés côte à côte qui peuvent être en une pièce ou en deux pièces accou- plées entre elles et ne pouvant tourner qu'à même vitesse.
Ils peuvent tourner sur un axe commun ou bien présenter des tourillons 8 tournant dans des coussinets 9 formés en sail- lie sur la face terminale d'une cage 10 qui est commune aux satelliets 6 et 7 et dans laquelle ces derniers sont montés, sont libres de tourner et sont guidés et maintenus (fig. 6).
Les pignons satellites 6 sont en prise avec la den- ture intérieure d'une couronne II et les pignons 7 engrènent dans une autre couronne 12 située à côté de la première et d'un nombre de dents différent.
Les couronnes II et 12 sont rendues solidaires à l'ai- de d'une pièce III qui se visse sur la couronne II et qui présente un rebord II2 à l'intérieur duquel prend un rebord 12' de la couronne 12.
La cage 10 peut tourner autour de l'axe 4; les satel- lites 6 et 7, tout en étant entrainés dans ce mouvement, tournent sur eux-mêmes en restant engrenés avec le planétaire 5; seul le plus grand (6) des satellites est toutefois cons- tamment en prise avec ce planétaire.
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Comme les rapports entre chacune de ces deux couronnes et leur train correspondant de satellites est différeht et comme les satellites des deux couronnes tournent à même vi- tesse, les couronnes elles-mêmes tournent à des vitesses différentes.
Autour de l'axe 1 tourne en outre, dans le prolongement de la cage 10, un manchon d'entraînement 13 (fig.7) qui porte le pignon de chaine 14 ou, dans le cas de l'acatène, l'engre- nage entraîneur de la roue motrice.
Entre le manchon 13 et l'axe 4 se trouve un roulement à billes 16; un second roulement à billes à cônes et cuvette 17 est également interposé entre le couvercle 3 et le manchon 13.
Ce manchon 13 possède vers l'intérieur des tenons 32 laissant entre eux des espaces vides 33 (fig.7).
Du côté opposé à celui correspondant au pignon 14, il y a aussi un roulement à billes 15I réglable au moyen d'un cône 15 et de chaque côté,on prévoit un écrou 18 de serrage de l'axe.
Les pièces 6,7,10,11,12 sont assemblées de manière à former un groupe mobile ou baladeur pouvant se déplacer axialement sous l'action d'une commande extérieure qui, dans l'exemple représenté, comprend une tige-poussoir ou une tiret- te 19 logéedans un alésage de l'axe 4 et soumise à l'action d'un levier de commande 21 oscillant en 22 et raccordé par une transmission appropriée, constituée par exemple par un câble 23, à une manette ou autre organe placé à portée de celui qui doit manoeuvrer le changement de vitesse. Le pous- soir 19 déplace le groupe baladeur par l'intermédiaire d'une elle bague à butée 24 à laquelle/est reliée par une cale 25 qui traverse la bague et l'axe et peut se déplacer axialement dans une fente 26 prévue à cet effet dans l'axe.
La butée 24 s'ap- puie par l'intermédiaire de billes 27 sur une partie du groupe baladeur (dans l'exemple représenté, la cage 10) pour l'ame- ner dans différentes positions- Le rappel de ce groupe se fait
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au moyen d'un ressort 28 qui est intercalé entre des butées 29 dont l'une est à billes, fixées respectivement à la cage 10 et au manchon 13 et qui tend à ramener le groupe vers son point de départ.
L'engrenage planétaire central fixe 5 possède une lon- gueur suffisante pour permettre aux pignons satellites 6 d'y rester engrenés lorsqu'on les déplace axialement.
Ce groupe baladeur est d'autre part muni des moyens nécessaires pour permettre son entrainementpropre et pour assurer la transmission de sa rotation à la partie extérieure qui enferme le tout et qui, dans son application à la bicyclet- te, constitue le moyeu de la roue.
Une caractéristique Importante de l'invention est que l'organe commandé de l'extérieur qui, dans le cas présent, est le manchon 13, peut entraîner soit la couronne primaire II soit la cage 10.
La transmission du mouvement se fait dans le premier cas grâce à ce que la couronne primaire possède un manchon 30 qui la prolonge et qui est muni de dents intérieures 31 (fig.5) attaquées par les tenons 32 du manchon 13 lesquels font légère- ment saillie sur leur périphérie par rapport au diamètre ex- térieur du manchon 13, comme repésenté en 321 à la figure 1.
Dans le second cas, la transmission se fait grâce à ce que la cage 10, après avoir été placée vers la droite, a engagé les saillies 9 dans les espaces 33 compris entre les tenons 32 et en même temps a dégagé les tenons des dents inté- rieures du manchon 30.
Des bagues à cliquets ou à rochets sont solidaires respectivement de la couronne primaire, de la couronne secon- daire et de la cage des satellites et ces bagues servent à transmettre la rotation de chacun des éléments du groupe bala- deur à la partie extérieure du dispositif en venant s'engager successivement dans des bagues correspondantes à rochets ou à
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cliques prévus aux endroits appropriés à l'intérieur de la partie extérieure du dispositif suivant la position que l'on donne au groupe intérieur par son déplacement. axial.
Sur les dessins ci-joints, on a : I ) des cliquets 35 (de Ière vitesse) portés par les axes 351 et coopérant avec des rochets 36 de la cage (fig. et 6). Les axes 35'sont supportés par le couvercle 2.
2 ) des rochets 37 (de deuxième vitesse) portés par le couvercle 2, 3 )F des rochets 38 (de quatrième vitesse) également portés par le couvercle 2, 4 ) des rochets 39 (de troisième vitesse) portés par le couvercle 3; 5 ) des rochets 40 (de cinquième vitesse) portés par le couvercle 3; 6 ) des cliquets 41 (de deuxième et quatrième vitesse) montés sur un porte-cliquets 411 se vissant sur la cou- ronne 12. Ce porte-cliquets est montré séparément à la fi- gure 8.
7 ) des cliouets 42 (de troisième et de cinquième vitesse) portés par le manchon 30 et montés sur les axes 421. de
Chacun des trains/sa)ellites constitue en même temps un réducteur ou un multiplicateur de vitesse, selon qu'il est attaqué par la couronne et transmet par la cage, ou qu'il est attaqué par la cage et transmet par la couron- ne et cela du fait de la rotation des satellites sur leurs axes respectifs dès que la cage tourne autour du planétaire.
En cas d'attaque par la cage, la rotation des satellites déplace la couronne dans le sens rotatif à une vitesse su- périeure à celle de la cage, puisque les satellites tour- nent sur eux-mêmes dans le même sens.
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n étant le nombre de dents du planétaire et N celui des dents de la couronne le gain en chemin parcouru ou en vitesse de la couronne par rapport à la cage est donné par la formule
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Gain en %= 100 n N ou : rapport vitesse couronne 100 + 100 n ############# vitesse cage 100 oti rapport vitesse Ca-ce 100 vitesse couronne Ipo + ï00 n N
Le train secondaire est constitué par des engrenages dont les nombres de dents sont différents de ceux du train primaire de telle manière à ce que les rapports de réduc- tion et de multiplication des deux trains soient différents.
D'autre part, la différence de vitesse des cou- ronnes dont il a été question existe aussi bien lorsque la couronne primaire est entrainée directement par le manchon 13 que lorsqu'elle est entrainée par l'intermédiaire de la cage.
Lorsque le manchon 13 entraine la couronne primai- re II, la cage 10 des satellites tourne à une vitesse infé- rieure à celle de cette couronne. Lorsque ce manchon entraine la cage, la couronne 11 tourne à une vitesse supérieure à celle de la cage. Le premire cas réalise une réduction de vitesse; le second cas donne lieu à une multiplication de la vitesse.
Dans les deux cas, la couronne secondaire 12 tourne toujours à une vitesse inférieure à celle de la cou- ronne primaire II mais supérieure à celle de la cage des sa- tellites et constitue donc une vitesse intermédiaire entre celles de la couronne primaire et de la cage.
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Enfin, une prise directe peut être réalisée en faisant attaquer comme cela sera expliqué ci-après, la cou- ronne primaire par l'organe extérieur, la couronne primaire attaquant alors elle-même directement la partie extérieure du dispositif-
La vitesse de la couronne secondaire, qui est tou- jours intermédiaire entre les vitesses de la cage et de la couronne primaire sera supérieure à la vitesse de la cage (laquelle constitue la première ou petite vitesse) et constituera la 2ème vitesse.
La prise directe décrite ci-dessus constitue la 3ème vitesse.
En attaquant la cage par l'organe extérieur, la cou- ronne secondaire tourne à une vitesse supérieure à celle de la cage, mais inférieure à celle de la couronne pri- maire- En faisant entrainer à ce moment la partie exté- rieure du dispositif par la couronne secondaire, on réalise la 4ème vitesse-
Enfin, lorsque les autres conditions restant les mê- mes la couronne primaire attaque la partie extérieure du dispositif, comme elle tourne à une vitesse supérieure à celle de la couronne secondaire, elle constituera la 5ème ou grande vitesse.
En résumé, on peut réaliser les cinq vitesses par la coopération des différents organes ci-après : lère vitesse - les rochets 36 de la cage sont engrenés avec les cliquets 35. Le manchon 13 commande la couronne primaire II laquelle entraine la cage, qui tourne à vitesse réduite.
2ème vitesse - les cliquets 4I sont engrenés avec les rochets 37. L'organe 13 actionne la couronne primaire II laquelle entraine la cage 10 qui met en mouvement la couronne secon- daire 12 par l'intermédiaire des satellites 7.
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3ème vitesse - les cliquets 42 sont en prise avec les ro- chets 39; les cliduets 41 n'exercent aucune action et se trou- vent dans l'espace lisse 381 entre les rochets 37 et 38.
Le manchon 13 entraine la couronne primaire et le mouvement de celle-ci est capté directement.
4ème vitesse - les cliquets 41 sont en prise avec les ro- chets 38. Le manchon 13 entraine la cage 10 laquelle en- traine les couronnes et le mouvement de la couronne secon- daire est capté.
Semé vitesse - les cliquets 42 sont en prise avec les ro- chats 40. L'organe 13 entraine la cage 10 laquelle entraine les couronnes et le mouvement de la couronne primaire 10 est capté.
Dans le cas des 4e et 5e vitesses, l'organe 13 ne peut plus entraîner les couronnes du fait que, par suite du coulissement de celles-ci, qui font partie du groupe ba- ladeur, les dents 31 ne sont plus en prise avec les tenons 32 et se trouvent en face de la partie lisse représentée en 322 à la figure 7.
A la figure 10, on a montré d'une manière sché- matique la construction du dispositif représenté aux figures 1 à 9 et l'on voit à cette figure : l'axe fixe 14, l'engre- nage planétaire central fixe 5, la cage 10 des satellites, les satellites 6 et 7 qui sont supposés tourner solidairement
I sur des axes 10 , la couronne primaire II et la couronne se- condaire 12.
Dans un second mode de réalisation (fig. Il), les satellites primaires 45 et secondaires 46 sont indépen- dants les uns des autres, présentent des nombres de dents différents, de même que leurs couronnes respectives 47 et 48.
Les satellites secondaires 46 aussi bien que les satellites
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primaires 45 engrènent sur le pignon central planétaire 49 et ont une cage commune 50.
Comme les rapports des nombres de dents des deux groupes épicycloldes ainsi constitués sont différents, les vitesses relatives des deux couronnes sont également diffé- rentes.
Dans un troisième mode de réalisation, (fig.12), les deux couronnes 51 et 52, qui peuvent présenter des nom- bres de dents égaux ou différents, sont solidaires l'une de l'autre (soit en une pièce, soit en deux pièces accouplées) et les cages 53-54 sont indépendantes l'une de l'autre. La cage primaire 53 présente un prolongement cylindrique passant au travers de la cage secondaire et ce prolongement est muni d'une denture extérieure 55. Les satellites secondaires 56 sont intercalés entre la couronne secondaire 52 et cette den- ture 55, tandis que les satellites primaires 57 se trouvent entre la couronne 51 et l'engrenage planétaire fixe 5 calé sur l'axe 4.
Cette cage primaire 53 et son prolongement tournent en tous temps à une vitesse différente de celle de la couronne 51 sous l'action des satellites primaires 57.
Les figures 13 à 17 représentent d'une manière dé- taillée une réalisation suivant le schéma de la figure 12 et dans laquelle on retrouve notamment, comme à la figure 1,
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les organes 1,2,3,4,5,13,14,15,151,16,17,18,19,21,22,23,24, 25,26,27.
Les couronnes primaires et secondaire qui sont soli- daires sont représentées en 51,52 et la cage primaire en 53, la cage secondaire en 54, les satellites primaires en 57, lesquels engrènent avec la couronne 51-52 et l'engrenage fixe 5.
La cage primaire 53 comprend un prolongement tubulaire 58 muni extérieurement d'une denture 55 (fig.I5) avec laquelle sont
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en prise les satellites secondaires 56 qui engrènent d'autre part avec la couronne 51-52.
La cage secondaire 54 possède une forme spéciale qui ressort de la figure I3A. L'espace 54' sert au passage de l'arbre 4 et les satellites 56 sont logés dans des creux 542, leurs axes étant soutenus dans les trous 543.L'espace 544 sert au logement des cliquets 65 dont il sera question ci- après
L'appareil comprend en outre les éléments ci-après : a) des cliquets 59 (axes 591) de première vitesse coopérant avec des rochets 60 formée sur le prolongement 58 (fig.14); b) des rochets 61 de 2ème vitesse formés intérieurement sur le couvercle 2; c) des rochets 62 de 4ème vitesse formés sur le couvercle 2 ; d) des rochets 63 de 3 ne vitesse formés sur le couvercle 3; e) des rochets 64 de 5ème vitesse formés sur le couvercle 3;
f) des cliquets 65 (axes 65') de 2ème et Semé vitesses por- tés par la cage secondaire 54. Les axes 65' traversenet des trous 545 représentés à la figure I3A. g) des cliquets 66 (axes 66I) de 3ème et 5ème vitesses.
Le groupe mobile ou baladeur est composé des pièces portant les références : 51-52, 53, 58, 57, 56, 59,59,65-65, 66,661, 19,21,24.
Ces différentes pièces sont assemblées de façon à se déplacer axialement sous l'action de la commande exté- rieure et du poussoir 19. Le rappel de l'ensemble s'opère par le ressort 28. Le pignon central fixe 5 est suffisamment long pour rester constamment en prise avec les pignons satel- lites primaires 57 lors du coulissement du groupe baladeur.
La cage 54 des satellites secondaires 56 entraînée par les axes des satellites secondaires sous l'action des vitesses différentielles de la couronne secondaire (qui tourne
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à la vitesse de la couronne primaire) et de la denture 55 formée sur la pièce 58, tourne à une vitesse intermédiaire entre celles de la couronne secondaire et de ce prolongement.
C'est pour cette raison que c'est la cage secondaire 54 qui, dans cette réalisation, porte les cliquets ou les ro- chets 65 destinés à l'entraînement de la partie extérieure du dispositif et qui constitue la 2ème et la 4ème vitesses, du fait qu'elle tourne toujours plus vite que la cage primaire et moins vite que la couronne primaire.
Une particularité de ce troisème mode de réalisa- tion est la vitesse de rotation relativement lente des satel- lites secondaires.
Les différentes vitesses sont obtenues par les entrainements suivants : Ière vitesse : Rochets 60 de la cage primaire 58 et cliauets 59 du couvercle 2.
2eme vitesse : Cliquets 65 et rochets 61.
3ème vitesse : Cliquets 66 et rochets 63.
4ème vitesse : Cliquets 65 et rochets 62. dème vitesse :Cliquets 66 et rochets 64.
Il va de soi que, dans chacune des réalisations décrites, les détails d'exécution ont été donnés à titre pu- rement exmplatif et que de nombreuses modifications peuvent être introduites sans s'écarter de l'invention.
C'est ainsi notamment que, lorsque dans la des- cription ou sur les dessins, on a envisagé un entrianement par cliquets et rochets, on peut remplacer les cliquets par des rochets et inversement les rochets par des cliquets et faire usage de dents ou crabots ou de tout système basé sur le coin- cement.
Les dispositifs décrits peuvent comprenadre une roue libre en faisant usage du dispositif d'entrainement à sens unique obtenu par les cliquets et les rochets correspon- @
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dant aux différentes vitesses, ce dispositif étant sans point mort du fait qu'un jeu de clfquets-rochets peut entrer en fonc- tionnement sans inconvénient avant que le précédent ait cessé de l'être puisque l'entraînement le plus rapide des deux l'em- porte et peut prendre de l'avance sur le moins rapide qui forme roue libre.
Il peut aussi ne pas comprendre de roues libres si les entrainements se font positivement comme c'est le cas en utilisant des dents ou des crabots au lieu de cliquets et de rochets ou de tout autre système basé sur le coincement à sens unique*
Lorsqu'il n'y a pas de roues libres, il devra exister un point mort entre chaque paire de vitesses.
Il est également possible d'avoir une roue libre pour une ou plusieurs vitesses et un entrainement positif pour une plusieurs autres vitesses.
Revendications.
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**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Shifted gears, especially for bicycles and other similar devices.
The present invention relates to gear changes for various applications, but more particularly for bicycles or other similar vehicles, the apparatus being in the latter eventuality in the form of a wheel hub.
Its purpose is to bring together in a reduced volume a set of means which is capable of providing at least five different ratios, two of which are geared down, one in direct drive and two in multiplication.
This device, based on the use of multiple sets of epicyclic gears always engaged, is designed either with free hoes at each speed or at some of them, without dead centers, or without free wheels with neutral point. between each report *
This change of speed is essentially characterized in that it comprises a sliding group formed by the assembly of interconnected epicyclic gears, the planet gears of which are freely dimensioned and with different teeth.
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annuities from one train to another and are arranged radially with respect to a fixed central sun gear with which the pinions of at least one train are engaged,
in that this walking group is provided with elements necessary for its own training and other elements serving for the transmission of the different speeds to a receiving part (for example the hub of a bicycle) and in that the addition of each additional epicyclic train provides an organ rotating at all times at an intermediate speed between two speeds given by the preceding train (s), each of the satellite trains constitutes at the same time a reduction gear or a speed multiplier depending on whether the the satellites are attacked by a control device actuated from the outside by a cage which can rotate around the sun gear and in which all the planet gears or only those of the primary gear are mounted and are guided,
or else by an external member forming at least the primary crown in engagement with the planet wheels of the primary train.
The accompanying drawings show how the invention can be carried out in practice.
FIG. 1 is a vertical and transverse sectional view showing the whole of the device, according to a first embodiment.
Figures 2, 3, 4 and 5 are sectional views respectively taken along lines II-II, III-III, IV-IV, and V-V in Figure 1.
Figures 6,7,8 and 9 are detail views of certain elements entering into the constitution of the device according to Figure 1.
FIG. 10 is a schematic view intended to illustrate the operation of the apparatus according to FIG. 1.
Figures II and I2 are diagrams relating to two other embodiments.
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Figure 13 is a vertical and cross sectional view relating to the embodiment shown in Figure 12.
Figures 14,15,16 and 17 are sections taken respectively by lines XIV-XIV, XV-XV, XVI-XVI, XVII-XVII in figure 13.
In the embodiment according to FIG. 1, use is made of a hub body 1 closed by covers 2 and 3. This hub is crossed by a fixed axis 4 on which is formed a fixed central planetary gear 5. around which is disposed a movable group consisting of the assembly of two epicyclic trains of primary 6 and secondary 7 planet gears comprising double gears 6-7 placed side by side which may be in one piece or in two pieces coupled together. them and can only rotate at the same speed.
They can rotate on a common axis or else have journals 8 rotating in bearings 9 formed protruding on the end face of a cage 10 which is common to the satellites 6 and 7 and in which the latter are mounted, are free. rotate and are guided and held (fig. 6).
The planet gears 6 are meshed with the internal toothing of a crown II and the pinions 7 mesh with another crown 12 located next to the first and with a different number of teeth.
The crowns II and 12 are made integral with the aid of a part III which screws onto the crown II and which has a rim II2 inside which takes a rim 12 'of the crown 12.
The cage 10 can rotate around the axis 4; satellites 6 and 7, while being driven in this movement, turn on themselves while remaining meshed with sun gear 5; however, only the largest (6) of the satellites is constantly in engagement with this planetary.
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As the ratios between each of these two crowns and their corresponding train of satellites are different and as the satellites of the two crowns rotate at the same speed, the crowns themselves rotate at different speeds.
Around the axis 1 also turns, in the extension of the cage 10, a drive sleeve 13 (fig. 7) which carries the chain sprocket 14 or, in the case of the acatene, engages it. drive wheel drive swim.
Between the sleeve 13 and the axis 4 is a ball bearing 16; a second cone and cup ball bearing 17 is also interposed between the cover 3 and the sleeve 13.
This sleeve 13 has tenons 32 inwardly leaving empty spaces 33 between them (FIG. 7).
On the side opposite to that corresponding to the pinion 14, there is also a ball bearing 15I adjustable by means of a cone 15 and on each side, a nut 18 for tightening the axle is provided.
The parts 6,7,10,11,12 are assembled in such a way as to form a mobile or sliding group able to move axially under the action of an external control which, in the example shown, comprises a push rod or a dash 19 housed in a bore of the axis 4 and subjected to the action of a control lever 21 oscillating at 22 and connected by a suitable transmission, constituted for example by a cable 23, to a lever or other member placed within reach of whoever has to operate the gear change. The pusher 19 moves the sliding group by means of a second stop ring 24 to which / is connected by a wedge 25 which passes through the ring and the shaft and can move axially in a slot 26 provided for this. effect in the axis.
The stop 24 is supported by means of balls 27 on a part of the traveling group (in the example shown, the cage 10) to bring it into different positions. This group is recalled.
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by means of a spring 28 which is interposed between stops 29, one of which is ball-type, respectively fixed to the cage 10 and to the sleeve 13 and which tends to bring the group back to its starting point.
The fixed central planetary gear 5 is of sufficient length to allow the planetary gears 6 to remain in mesh with it when moved axially.
This walking group is also provided with the necessary means to allow its own training and to ensure the transmission of its rotation to the outer part which encloses the whole and which, in its application to the bicycle, constitutes the hub of the wheel. .
An important characteristic of the invention is that the member controlled from the outside which, in the present case, is the sleeve 13, can drive either the primary crown II or the cage 10.
The transmission of the movement takes place in the first case thanks to the fact that the primary crown has a sleeve 30 which extends it and which is provided with internal teeth 31 (fig. 5) attacked by the tenons 32 of the sleeve 13 which are slightly protrusion on their periphery with respect to the external diameter of the sleeve 13, as represented at 321 in FIG. 1.
In the second case, the transmission takes place thanks to the cage 10, after having been placed to the right, has engaged the projections 9 in the spaces 33 between the tenons 32 and at the same time released the tenons from the internal teeth. - laughing of the sleeve 30.
Ratchet or ratchet rings are respectively integral with the primary ring gear, the secondary ring gear and the planet gear cage and these rings serve to transmit the rotation of each of the elements of the balancing group to the external part of the device. by successively engaging in corresponding rings with ratchets or
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clicks provided at the appropriate places inside the external part of the device according to the position given to the internal group by its displacement. axial.
In the attached drawings, we have: I) pawls 35 (1st speed) carried by the pins 351 and cooperating with ratchets 36 of the cage (fig. And 6). The axes 35 'are supported by the cover 2.
2) ratchets 37 (second speed) carried by cover 2, 3) F ratchets 38 (fourth speed) also carried by cover 2, 4) ratchets 39 (third speed) carried by cover 3; 5) ratchets 40 (fifth gear) carried by the cover 3; 6) pawls 41 (second and fourth speed) mounted on a ratchet holder 411 which screws onto crown 12. This ratchet holder is shown separately in figure 8.
7) cliouets 42 (third and fifth gear) carried by the sleeve 30 and mounted on the pins 421.
Each of the trains / sa) ellites constitutes at the same time a reducer or a speed multiplier, depending on whether it is attacked by the crown and transmits by the cage, or whether it is attacked by the cage and transmits by the crown and this due to the rotation of the satellites on their respective axes as soon as the cage rotates around the sun gear.
In the event of an attack by the cage, the rotation of the satellites moves the crown wheel in the rotational direction at a speed greater than that of the cage, since the satellites rotate on themselves in the same direction.
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n being the number of teeth of the sun gear and N that of the teeth of the ring gear, the gain in distance traveled or in speed of the ring gear relative to the cage is given by the formula
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Gain in% = 100 n N or: crown speed ratio 100 + 100 n ############# cage speed 100 oti speed ratio Ca-ce 100 crown speed Ipo + ï00 n N
The secondary train is made up of gears whose numbers of teeth are different from those of the primary train so that the reduction and multiplication ratios of the two trains are different.
On the other hand, the difference in the speed of the crowns in question exists both when the primary crown wheel is driven directly by the sleeve 13 and when it is driven by the intermediary of the cage.
When the sleeve 13 drives the primary crown II, the cage 10 of the satellites rotates at a speed lower than that of this crown. When this sleeve drives the cage, the ring gear 11 rotates at a speed greater than that of the cage. The first case achieves a reduction in speed; the second case gives rise to a multiplication of the speed.
In both cases, the secondary crown 12 always rotates at a speed lower than that of the primary crown II but higher than that of the satellite cage and therefore constitutes an intermediate speed between those of the primary crown and of the cage.
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Finally, direct engagement can be achieved by causing the primary crown to be engaged, as will be explained below, by the external member, the primary crown then itself directly attacking the external part of the device.
The speed of the secondary crown, which is always intermediate between the speeds of the cage and of the primary crown, will be greater than the speed of the cage (which constitutes the first or low speed) and will constitute the 2nd speed.
The direct drive described above constitutes the 3rd gear.
By attacking the cage by the external organ, the secondary crown rotates at a speed higher than that of the cage, but lower than that of the primary crown - By causing the external part of the device to drive at this time. using the secondary crown, we achieve the 4th gear -
Finally, when the other conditions remaining the same, the primary ring gear attacks the outer part of the device, as it rotates at a speed greater than that of the secondary ring gear, it will constitute the 5th or high speed.
In summary, the five speeds can be achieved by the cooperation of the various bodies below: 1st speed - the ratchets 36 of the cage are meshed with the pawls 35. The sleeve 13 controls the primary crown II which drives the cage, which rotates at reduced speed.
2nd speed - the pawls 4I are meshed with the ratchets 37. The device 13 actuates the primary ring gear II which drives the cage 10 which sets the secondary ring gear 12 in motion by means of the satellites 7.
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3rd gear - the pawls 42 are engaged with the rocks 39; the pawls 41 exert no action and are located in the smooth space 381 between the ratchets 37 and 38.
The sleeve 13 drives the primary crown and the movement of the latter is picked up directly.
4th gear - the pawls 41 are engaged with the rocks 38. The sleeve 13 drives the cage 10 which drives the crowns and the movement of the secondary crown is sensed.
Seed speed - the pawls 42 are engaged with the rocks 40. The member 13 drives the cage 10 which drives the crowns and the movement of the primary crown 10 is sensed.
In the case of the 4th and 5th gears, the member 13 can no longer drive the crowns due to the fact that, as a result of the sliding of the latter, which form part of the balancing group, the teeth 31 are no longer in mesh. the tenons 32 and are located opposite the smooth part shown at 322 in Figure 7.
In FIG. 10, the construction of the device shown in FIGS. 1 to 9 has been shown schematically and in this figure it can be seen: the fixed axis 14, the fixed central planetary gear 5, the cage 10 of the satellites, the satellites 6 and 7 which are supposed to rotate together
I on axes 10, the primary crown II and the secondary crown 12.
In a second embodiment (FIG. II), the primary 45 and secondary 46 satellites are independent of each other, have different numbers of teeth, as well as their respective crowns 47 and 48.
Secondary satellites 46 as well as satellites
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primaries 45 mesh with the planetary central pinion 49 and have a common cage 50.
As the ratios of the number of teeth of the two epicyclic groups thus formed are different, the relative speeds of the two crowns are also different.
In a third embodiment, (fig. 12), the two crowns 51 and 52, which may have equal or different numbers of teeth, are integral with one another (either in one piece or in two coupled parts) and the cages 53-54 are independent of each other. The primary cage 53 has a cylindrical extension passing through the secondary cage and this extension is provided with an external toothing 55. The secondary planet wheels 56 are interposed between the secondary crown 52 and this toothing 55, while the primary planet wheels 57 are located between the crown 51 and the fixed planetary gear 5 set on the axis 4.
This primary cage 53 and its extension rotate at all times at a speed different from that of the crown 51 under the action of the primary satellites 57.
FIGS. 13 to 17 represent in a detailed manner an embodiment according to the diagram of FIG. 12 and in which one finds in particular, as in FIG. 1,
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the organs 1,2,3,4,5,13,14,15,151,16,17,18,19,21,22,23,24, 25,26,27.
The primary and secondary crowns which are integral are represented at 51,52 and the primary cage at 53, the secondary cage at 54, the primary planet wheels at 57, which mesh with the crown 51-52 and the fixed gear 5.
The primary cage 53 comprises a tubular extension 58 provided on the outside with a toothing 55 (FIG. I5) with which are
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engaged the secondary satellites 56 which mesh on the other hand with the crown 51-52.
The secondary cage 54 has a special shape which emerges from FIG. 13A. The space 54 ′ serves for the passage of the shaft 4 and the planet wheels 56 are housed in recesses 542, their axes being supported in the holes 543. The space 544 is used for housing the pawls 65 which will be discussed below.
The apparatus further comprises the following elements: a) pawls 59 (pins 591) of first speed cooperating with ratchets 60 formed on the extension 58 (fig.14); b) ratchets 61 of 2nd speed formed internally on the cover 2; c) 4th speed ratchets 62 formed on the cover 2; d) ratchets 63 of 3 speed formed on the cover 3; e) 5th speed ratchets 64 formed on the cover 3;
f) pawls 65 (axles 65 ') of 2nd and Semé speeds carried by the secondary cage 54. The axles 65' pass through holes 545 shown in FIG. 13A. g) 3rd and 5th speed pawls 66 (axes 66I).
The mobile or walking group is made up of parts bearing the references: 51-52, 53, 58, 57, 56, 59,59,65-65, 66,661, 19,21,24.
These different parts are assembled so as to move axially under the action of the external control and of the pusher 19. The assembly is returned by spring 28. The fixed central pinion 5 is long enough to stay on. constantly meshed with the primary satellite gears 57 when the sliding group is sliding.
The cage 54 of the secondary planets 56 driven by the axes of the secondary planets under the action of the differential speeds of the secondary crown wheel (which rotates
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at the speed of the primary crown) and of the toothing 55 formed on the part 58, rotates at a speed intermediate between those of the secondary crown and of this extension.
It is for this reason that it is the secondary cage 54 which, in this embodiment, carries the pawls or the ratchets 65 intended for driving the outer part of the device and which constitutes the 2nd and 4th speeds, because it always turns faster than the primary cage and slower than the primary crown.
A peculiarity of this third embodiment is the relatively slow speed of rotation of the secondary satellites.
The different speeds are obtained by the following drives: 1st speed: Ratchets 60 of the primary cage 58 and pawls 59 of the cover 2.
2nd gear: Pawls 65 and ratchets 61.
3rd gear: Pawls 66 and ratchets 63.
4th gear: Pawls 65 and ratchets 62. 2nd gear: Pawls 66 and ratchets 64.
It goes without saying that, in each of the embodiments described, the details of execution have been given purely by way of explanation and that numerous modifications can be introduced without departing from the invention.
Thus, in particular when, in the description or in the drawings, an entrianement by pawls and ratchets has been envisaged, the pawls can be replaced by ratchets and conversely the ratchets by pawls and make use of teeth or dogs. or any system based on cornering.
The devices described can comprise a freewheel by making use of the one-way driving device obtained by the corresponding pawls and ratchets.
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at the different speeds, this device being without dead point because a set of ratchets can start working without inconvenience before the previous one ceases to be so since the faster drive of the two is wins and can take the lead on the slower which forms freewheel.
It may also not include freewheels if the drives are done positively as is the case by using teeth or dogs instead of pawls and ratchets or any other system based on one-way jamming *
When there are no freewheels, there must be a neutral point between each pair of gears.
It is also possible to have a freewheel for one or more speeds and a positive drive for several other speeds.
Claims.
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