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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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