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Mécanisme monté dans la douille du moyeu d'une roue de bicyclette,
L'invention concerne un mécanisme monte dans la douille du moyeu d'une bicyclette et constitué par un système planétaire comportant au moins deux multiplications interchangeables à volonté, au moins un dispositif de blocage de roue libre pour la transmission de l'effort moteur à la douille du moyeu de la roue, ainsi q,u'un frein à rétropédallage.
L'avantage qu'elle présente sur des dispo- sitions connues fonctionnant d'une manière semblable, consiste dans un assemblage simplifié de ces organes permettant,
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la pédale tournant dans l'un des sens, d'actionner le méca- nisme comportant plusieurs vitesses et de provoquer dans celui-ci, par un mouvement de rétropédalage, un freinage sùr et efficace, tout en réduisant la course à vide de la pédale au moment du changement.
Elle a, d'autre part, pour objet d'introduire dans le mécanisme une disposition qui, en marche arrière du véhicule, empêche la mise en action involontaire du frein à rétropédalage par le dispositif voisin de blocage de roue libre, et l'arrêt du véhicule qu'elle provoquerait.
Un autre avantage consiste dans l'emploi d'une douille de moyeu en métal léger, ce qui offre l'avantage d'une réduction de poids, ainsi que de la résistance à la corrosion, pour autant qu'on utilise un alliage approprié. D'autres avantages de l'invention se manifesteront au cours de la description faite plus loin*
Le mécanisme conforme à l'invention est caracté- risé par la disposition suivante: la cage des satellites du système constitue en mêmetemps une partie d'un dispo- sitif de blocage de roue libre, dont un prolongement comporte des rampes qui sont conjuguées avec des rouleaux de manière que, sous l'effet d'un mouvement de rétropédallage imprimé à l'organe moteur, les rouleaux remontent sur ces rampes, de telle sorte qu'ils ouvrent directement une bague de frein fixe et serrent celle-ci contre une partie du moyeu qui tourne constamment.
Le dessin annexé représente un exemple de réalisa- tion de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente en coupe longitudinale un moyeu de bicyclette conforme à l'invention et comportant
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trois multiplications interchangeables à volonté dont le principe connu est le suivant: une boîte à couronne dentée intérieurement du système planétaire peut être accouplée, par un organe d'accouplement coulissant parallèlement à l'axe, avec la partie motrice ou avec la partie entrainée ou avec les deux parties simultanémento
La fig. 2 représente une coupe transversale du moyeu par la ligne I de la fig. 1, le dispositif de blocage des rouleaux de frein étant ouvert.
La fig. 3 est une coupe transversale du moyeu par la ligne II de la fig. 1 dans une autre position de son fonctionnement.
La douille de moyeu en métal léger 2 repose et tourne sur l'axe principal fixe 1 d'un moyeu de roue par l'intermédiaire des couronnes de billes 3, 4 et 5 et prend appui sur les couronnes 3 et 4 par les bagues de roulement 6 et 7 disposées à ses extrémités. Les deux bagues 6 et 7 comportent chacune un filetage extérieur qui peut être vissé dans la partie correspondante de la douille de moyeu 2 qui comporte un filetage intérieur.
Un pignon de chaîne 8 transmet l'effort moteur à un entraîneur 9 logé et tournant entre les deux couronnes de billes 4 et 5: Cet entraineur se prolonge vers l'intérieur du moyeu par une partie fendue en croix qui est directement conjuguée avec un organe d'accouplement cruciforme 10, lequel peut coulisser longitudinalement sur l'axe 1 et dont les quatre bras peuvent glisser librement, sous l'action d'un organe de traction 11, dans les fentes pratiquées à cet effet dans l'entraîneur 9. Suivant la position où il est enclenché et avec le concours de l'organe d'accouplement 10,
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cet entraîneur actionne soit la cage des pignons satellites 14 par l'intermédiaire des extrémités de leurs axes 16, soit la boîte à couronne dentée 15 par l'intermédaire des dents 20.
Le mode de fonctionnement connu du mécanisme est exposé plus loin.
Sur l'axe 1 est clavetée la roue centrale 12 d'un engrenage planétaire qui est constitué par les pignons satellites 13 en prise avec la roue centrale, la cage en deux parties des satellites 14 et la boîte à couronne dentée intérieure 15 qui engrène avec les pignons satellites. Cette boite repose, d'un côté, sur les extrémités des axes pro- longés 16 des satellites et, de l'autre côté, elle repose par son extrémité opposée et tourne sur une surface cylindrique de l'entraîneur 9. A son extrémité opposée aux pignons satellites, la boîte à couronne dentée comporte un dispositif connu de cliquets 17; ceux-ci sont disposés dans des évide- ments correspondants, sur des axes 18, et ils pénètrent et entrainent une denture de blocage taillée dans la bague du roulement à billes 6.
Dans une de ses parties la cage des satellites 14 constitue un élément d'un dispositif de blocage de roue libre qui peut soit transmettre l'effort moteur à la douille de moyeu 2 par l'intermédiaire de cliquets 33, soit fonctionner en roue libre quand, par exemple, une mul- tiplication supérieure est enclenchée et que la douille de moyeu tourne, alors, plus vite, ou bien quand l'effort moteur est interrompu. Les cliquets 33 constituant les organes de blocage nécessitent pour leur encliquetage, une denture de blocage dans la douille de moyeu. Cette denture peut être taillée dans une bague complémentaire 21 en acier trempé, filetée extérieurement, qui est vissée dans la douille de moyeu à la place voulue.
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Comme on l'a déjà signalé, le principe de ce mécanisme est connu* Il fonctionne comme suit : couple transmis par le pignon de la chaîne 8 à l'entraîneur 9 est retransmis, dans la position représentée, par le croisillon d'accouplement 10 aux extrémités, appliquées contre ses bras, des axes 16 des pignons satellites et par eux à la cage des satellites 14. De ce fait, les satellites 13 rou- lent sur la roue centrale fixe 12 et communiquent à la boite à couronne dentée 15 une accélération par rapport au pignon de la chaîne, qui correspond au rapport de multi- plication existant entre les roues dentées. Cette rotation accélérée est transmise par la boite à couronne dentée 15 à la douille de moyeu 2, par l'intermédiaire des cliquets 17 et de la bague de roulement 6. C'est lä la plus grande des trois multiplications.
Lorsqu'ensuite, sous l'action de l'organe de traction 11, le croisillon d'accouplement 10 pénètre plus profondément dans les fentes de l'entraineur 9, soit à peu près jusqu'à sa position moyenne, ce croisillon cesse d'être en prise, en tournant, avec les axes prolongés 16 des pignons satellites et ses bras viennent s'appuyer contre les longues dents d'ac- couplement 20 taillées parallèlement à l'axe longitudinal dans la boîte à couronne dentée 15 et accouplent celle-ci avec l'entraîneur 9.
De ce fait le couple est transmis du pignon de la chaîne 8 directement à la boite à couronne dentée 15, par l'intermédiaire de l'entraîneur, et par cette volte à la douille de moyeu 2 par l'intermédiaire des cliquets 17 et de la bague de roulement 6 ; la douille tourne ainsi à la vitesse du pignon de la chaîne qui correspond à la vitesse moyenne et à la prise directe.
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Enfin le croisillon d'accouplement 10 peut encore êtretiré plus loin, jusqu' à la fin de sa course où ses bras gardent encore le contact avec les dents d'accouplement 20 mais pénétrent en même temps sous les cliquets 17 et empêchent ceux-ci de pénétrer dans la denture de la bague de roulement 6.
Il en résulte que le couple transmis par l'entraîneur 9 à la boîte à couronne dentée 15 n'est plus retransmis direc- tement à la douille de moyeu 2 par les cliquets 17, mais par l'intermédiaire des cliquets 33 du dispositif de blocage de roue libre. Ceci se produit comme suit : la boîte à cou- ronne dentée 15 roule sur les pignons satellites 13 qui, de leur côté, roulent sur la roue centrale 12 à une vitesse réduite et, de ce fait, communiquent à la cage des satelli- tes 14 cette vitesse de rotation réduite qui est, ensuite, retransmise à la douille de moyeu par les cliquets de blocage 33, ce qui produit la plus petite des multiplications.
La cage des satellites 14 comporte, du côté opposé à ceux-ci, un prolongement creux, intérieurement cylindrique, qui repose par son extrémité extérieure et tourne dans un alésage cylindrique de la bague de roulement à billes inté- rieure fixe 25. Ce prolongement de la cage des satellites présente sur sa péréphérie des rampes 22 et porte des rouleaux 23 conjugués avec ces rampes, chacun de ces rouleaux corres- pondant à une rampe. Ces rouleaux sont entourés par une bague de frein élastique et expansible 24, qui est empêchée de tourner par des ergots 26 engagés dans des rainures corres- pondantes ménagées dans la bague de roulement intérieure fixe 25.
Le dessin représente la bague de frein 24 comme formée de deux parties dont la partie intérieure est l'élément élastique, tandis que la partie extérieure est constituée
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par une garniture de frein spéciale. Les deux parties de la bague de frein peuvent être assemblées entre elles par un goujon 27 ou encore par d'autres moyens. Pour que la douille 2 en métal léger doux n'ait pas à subir le frottement engendré par la bague de frein, la partie de la bague de roulement 7 en acier trempé 29, qui est vissée dans la douille, est pro- longée de manière à entourer complètement la bague de frein sur toute sa largeur.
Tant que le pignon de la chaîne 8 est actionné dans le sens moteur, chacun des rouleaux 23 reste au point le plus profond de sa rampe (fig. 2) et, de ce fait, n'entre pas en contact forcé avec la bague de frein 24. Il en est de même en cas d'interruption du mouvement moteur, c'est à dire pen- dant le roulement en roue libre. S'il se produit, au contraire, un mouvement de rétropédalage, c'est-à-dire une rotation rétrograde du pignon de la chaîne 8, qui entraine mécaniquement la cage des satellites 14 dans le sens de la flèche P1 (fig. 3), il suffit de moins d'un huitième de tour de la cage des satel- lites pour provoquer la remontée des rouleaux 23 sur leurs rampes, ouvrir directement la bague de frein fixe 24 et la presser contre la surface intérieure de la partie cylindrique 29 de la bague de roulement 7; ce qui provoque un freinage.
Un levier 28 fixé dans un évidement pratiqué à cet effet dans la bague de roulement à billes fixe 25, offre à celle-ci, ainsi qu'aux bagues de frein 24, le contre-appui nécessaire pour n'être pas entraînées pendant le freinage.
Les cliquets 33 du dispositif de blocage de roue libre n'ont point d'axe; chacun d'eux est placé dans un évi- dement 35 de la cage des satellites 14, de manière que son extrémité de forme demi-cylindrique 37 puisse prendre appui et tourner dans une alvéole 36 de même forme ménagée dans
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l'évidement 35. L'extrémité opposée 38 du cliquet a la forme d'un bec d'encliquetage et est constamment et légèrement poussée par un ressort 41 dans les intervalles 34 de la denture à rochet de la bague 21. La partie médiane du dos de chaque cliquet 33 a la forme d'une came 39.
Une cage à rouleaux 30 dont l'une des extrémités comporte des ouvertures 31 espacées régulièrement et destinées à enfermer les rouleaux 23, est logée dans le mécanisme à l'effet de synchroniser et guider les mouvements des rouleaux de frein 23. L'autre extrémité de cette cage à rouleaux se prolonge par une partie de diamètre plus grand 44 et a une conformation telle qu'elle emboîte le dispositif de blocage de roue libre et qu'elle peut être actionnée par celui-ci.
Cette partie enveloppante 44 comporte, à cet effet, des échan- crures 32, à travers lesqielles les cliquets 33 peuvent péné- trer dans les intervalles 34 de la denture à rochet de la bague 21. Chacune des échancrures 32 comporte un bord d'en- trainement 40 qui peut se conjuguer avec la came 39 du cliquet.
La fig. 2 représente une position motrice et montre comment les cliquets 33 pénètrent dans les intervalles de la denture à rochet de la bague 21 à travers les échancrures 32 qui leur correspondent dans la cage à rouleaux à double action 30, tandis que les rouleaux de frein 23, se trouvant à leur position la plus profonde, sont entraînés par une surélévation disposée au commencement de leur rampe 22 et maintenant la cage à rouleaux dans la position représentée.
La situation résultant de l'entrée en action du frein à rétropédalage est représentée dans la fig. 3, l'inter- ruption de l'effort moteur provoquant, tout d'abord, le roulement en roue libre. Les cliquets 33 de la cage des satellites 14, qui
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est arrêtée, sont dépassée par la douille de mpyeu 2 qui tourne encore dans le sens de la flèche P2' et abaissés par cette douille.
Quand un mouvement de rétropédalage commence., la cage des pignons satellites 14 se meut dans le sens de la flèche P1' à l'encontre du sens de rotation de la douille 2, de sorte que les rouleaux de frein 23 remontent les rampes 22, entraînant la cage à rouleaux 30; en même temps les cliquets 33 s'engagent sous le bord 40 de la cage à rouleaux:
Dans la marche arrière du véhicule, les organes reprennent de nouveau la position représentée dans la fig. 2, la douille de moyeu 2 tournant dans le sens opposé à celui de la flèche. Comme dans la position de roulement en roue libre, les rouleaux de frein 23 prennent d'abord, ici aussi, leur position la plus profonde, accompagnés par la cage à rouleaux 30, jusqu'au moment où la douille de moyeu 2 commence à faire tourner la cage des setallites 14 en sens arrière par l'intermédiaire des cliquets 33.
Cette rotation se pour- suivant, les rouleaux 23 commencent à remonter les rampes 22 qui tournent sous eux, et ils mettraient en action le frein à rétropédalage et arrêteraient le véhicule, si le mouvement relatif de la cage à rouleaux 30 par rapport à la douille de moyeu 2 n'était pas supprimé par le fait que les cames 39 des cliquets 33 viennent prendre appui contre les bords d'entraîne- ment 40 de la cage à rouleaux. A partir de ce moment la cage à rouleaux tourne solidairement avec l'ensemble du mécanisme sans qu'il existe un risque d'arrêt.
Du fait de l'emploi d'un nombre impair de rouleaux de frein, les échancrures 32 ne sont plus symétriques par rapport aux ouvertures 31 dans la cage à rouleaux. Le fonction- nement conjugué de la cage à rouleaux et des cliqueta 33 ne peut cependant avoir lieu de la manière qui a été exposée, que
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quand la cage à rouleaux est montée dans le mécanisme dans une position bien déterminée par rapport à la boite des pignons satellites. On emploie donc des moyens qui empêchent mécaniquement d'assembler la cage à rouleaux avec la cage des pignons satellites 14, autrement que dans la position propre à assurer un fonctionnement correct du mécansime.
Ces moyens consistent en une goupille saillante 43 parallèle à l'axe du moyeu, fixée sur.la cage des satellites en un point excentré, et une fente 42 ménagée dans la cage à rouleaux 30, à la même distance de l'axe et concentriquement à celui-ci; la longueur de cette fente correspond à l'amplitude du mouvement de la cage à rouleaux, et la disposition réciproque de ces deux organes ne permet d'assembler la cage à rouleaux avec la cage des pignons satellites que quand ces parties occupent des positions réciproques bien déterminées.
REVENDICATIONS :
1.) Mécanisme monté dans la douille du moyeu de la roue d'un bicyclette et constitué par un engrenage planétaire comportant au moins deux multiplications interchangeables à volonté et par un frein à rétropédalage, et qui comporte éga- lement au moins un dispositif de blocage de roue libre pour la transmission de l'effort moteur à la douille du moyeu de la roue, caractérisé en ce que la cage des pignons satellites du système planétaire constitue, en même temps, -Lui élément d'un dispositif de blocage de roue libre;
cet organe étant prolongé dans le sens de l'axe par une partie comportant des rampes conjuguées avec des rouleaux de telle sorte que, sous l'effet d'un mouvement de rétropédalage communiqué à l'organe moteur, les rouleaux remontent ces rampes de manière à provoquer
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directement l'expansion d'une bague de frein fixe et son serrage contre une partie du moyeu qui tourne constamment.
2. ) Mécanisme suivant revendication 1 caractérisé en ce que, du fait de l'alternance des sens de la rotation du moyeu en liaison avec la roue, le dispositif de blocage de roue libre met, dans l'un des sens de rotation, le dispositif des rouleaux de frein hors d'action par un organe commun aux deux dispositifs, tandis que, dans l'autre sens de rotation, il libère le dispositif des rouleaux de frein pour le freinage.
3.) Mécanisme suivant revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'organe commun est constitué par une cage à rouleaux à double effet, qui sert, d'une part, à synchroniser les mouvements des rouleaux de frein et, d'autre part, peut être actionnée par le dispositif de blocage de roue libre.
4.) Mécanisme suivant revendications 1 - 3 caractérisé en ce que la partie de la cage à rouleaux à double effet qui est actionnée par le dispositif de blocage de roue libre est constitué par une partie ...cylindrique de diamètre plus grand qui emboîte le dispositif de blocage de roue libre et @ de bloc e qui donne passage aux organes par des échancrures dont l'un des côtés constitue un bec d'entraînement conjugué avec les organes du dispositif de blocage de roue libre.
5.) Mécanisme suivant revendications 1 - 4 caractérisé en ce que les organes de blocage du dispositif de blocage de roue libre sont constitués par des cliquets sans axes, lesquels comportent, outre leur bec d'encliquetage, une came qui se conjugue avec.un bord d'entraînement de la cage à rouleaux à double effet.
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6. ) Mécanisme suivant revendications 1 - 5 caractérisé en ce qu'un dispositif empêche mécaniquement l'assemblage de la cage à rouleaux à double effet avec la cage des pignons satellites autrement que dans la position propre à un fonctionnement correct ; ce dispositif est constitué, d'une part, par une goupille saillante, parallèle à l'axe du moyeu, fixée sur la cage des satellites en un point excentré et, d'autre part, par une fente ménagée dans la cage à rouleaux, à la même distance de l'axe et concentriquement à celui-ci, la longueur de, cette fente correspondant à l'amplitude du mouvement de la cage à rouleaux.
7.) Mécanisme suivant revendication 1 caractérisé en ce que la douille de moyeu est faite en métal léger ; la partie tournante du moyeu conjuguée avec la bague de frein fixe pour engendrer le frottement de freinage, est constituée par le prolongement cylindrique, dans l'intérieur du moyeu, d'une bague de roulement à billes extérieure, en acier trempé ; ceprolongement entoure complètement la bague de frein.
8.) Mécanisme suivant revendications 1 et 7 caractérisé en ce que la partie de la douille de moyeu qui constitue un élément du dispositif de blocage de roue libre, est renforcée par une bague en acier trempé qui est vissée dans la douille en métal léger.
9. ) Mécanisme suivant revendications 1, 7 et 8 caractérisé en ce que les rainures ou dents nécessaires pour le dispositif de blocage sont taillées dans la bague trempée de renforcement.
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Mechanism mounted in the hub socket of a bicycle wheel,
The invention relates to a mechanism mounted in the socket of the hub of a bicycle and constituted by a planetary system comprising at least two multiplications interchangeable at will, at least one freewheel locking device for the transmission of the driving force to the wheel hub socket, as well as a coaster brake.
The advantage that it presents over known arrangements operating in a similar manner consists in a simplified assembly of these components allowing,
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the pedal rotating in one of the directions, to actuate the mechanism comprising several speeds and to cause in this one, by a backpedaling movement, a sure and effective braking, while reducing the free travel of the pedal at the time of the change.
On the other hand, its object is to introduce into the mechanism an arrangement which, when the vehicle is in reverse, prevents the involuntary activation of the backpedal brake by the neighboring freewheel locking device, and stopping of the vehicle it would cause.
Another advantage is the use of a light metal hub bush, which offers the advantage of weight reduction, as well as corrosion resistance, provided a suitable alloy is used. Other advantages of the invention will become apparent during the description given below *
The mechanism according to the invention is characterized by the following arrangement: the cage of the satellites of the system constitutes at the same time a part of a freewheel locking device, an extension of which comprises ramps which are combined with rollers so that, under the effect of a back-pedaling movement imparted to the motor unit, the rollers go up on these ramps, so that they directly open a fixed brake ring and tighten it against a part of the constantly rotating hub.
The accompanying drawing represents an exemplary embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 shows in longitudinal section a bicycle hub according to the invention and comprising
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three multiplications interchangeable at will, the known principle of which is as follows: a gearbox with an internally toothed ring of the planetary system can be coupled, by a coupling member sliding parallel to the axis, with the driving part or with the driven part or with both parties simultaneously
Fig. 2 shows a cross section of the hub taken by line I of FIG. 1, the locking device of the brake rollers being open.
Fig. 3 is a cross section of the hub taken by line II of FIG. 1 in another position of its operation.
The light metal hub bush 2 rests and rotates on the fixed main axle 1 of a wheel hub via the ball rings 3, 4 and 5 and is supported on the rings 3 and 4 by the rings of bearing 6 and 7 arranged at its ends. The two rings 6 and 7 each have an external thread which can be screwed into the corresponding part of the hub sleeve 2 which has an internal thread.
A chain sprocket 8 transmits the driving force to a driver 9 housed and rotating between the two rings of balls 4 and 5: This driver extends towards the inside of the hub by a cross-split part which is directly combined with a member cruciform coupling 10, which can slide longitudinally on axis 1 and whose four arms can slide freely, under the action of a traction member 11, in the slots made for this purpose in the driver 9. Next the position where it is engaged and with the help of the coupling member 10,
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this driver actuates either the cage of the planet gears 14 via the ends of their axes 16, or the gearbox 15 via the teeth 20.
The known mode of operation of the mechanism is explained below.
On the axis 1 is keyed the central wheel 12 of a planetary gear which is formed by the planet gears 13 in engagement with the central wheel, the two-part cage of the planet wheels 14 and the internal toothed ring box 15 which meshes with the planet gears. This box rests, on one side, on the ends of the extended shafts 16 of the satellites and, on the other side, it rests at its opposite end and rotates on a cylindrical surface of the driver 9. At its opposite end with the planet gears, the toothed ring gearbox comprises a known device of pawls 17; these are arranged in corresponding recesses, on pins 18, and they penetrate and cause locking teeth cut in the ring of the ball bearing 6.
In one of its parts, the satellite cage 14 constitutes an element of a freewheel locking device which can either transmit the driving force to the hub sleeve 2 by means of pawls 33, or operate in freewheel mode when , for example, a higher gear is engaged and the hub sleeve turns faster, or else when the driving force is interrupted. The pawls 33 constituting the locking members require, for their locking, a locking toothing in the hub sleeve. This toothing can be cut from a complementary ring 21 of hardened steel, externally threaded, which is screwed into the hub sleeve in the desired place.
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As already indicated, the principle of this mechanism is known * It works as follows: torque transmitted by the chain pinion 8 to the driver 9 is retransmitted, in the position shown, by the coupling spider 10 at the ends, applied against its arms, of the axles 16 of the planet gears and by them to the cage of the planet gears 14. As a result, the planet gears 13 run on the fixed central wheel 12 and communicate to the gearbox 15 a acceleration in relation to the chain sprocket, which corresponds to the multiplication ratio existing between the toothed wheels. This accelerated rotation is transmitted by the ring gear box 15 to the hub sleeve 2, via the pawls 17 and the bearing race 6. This is the largest of the three multiplications.
When then, under the action of the traction member 11, the coupling spider 10 penetrates more deeply into the slots of the driver 9, that is to say roughly to its middle position, this spider stops working. be engaged, by rotating, with the extended axes 16 of the planet gears and its arms come to rest against the long coupling teeth 20 cut parallel to the longitudinal axis in the ring gearbox 15 and couple it- ci with coach 9.
As a result, the torque is transmitted from the pinion of the chain 8 directly to the ring gear box 15, via the driver, and by this volte to the hub sleeve 2 via the pawls 17 and the bearing ring 6; the sleeve thus rotates at the speed of the chain sprocket which corresponds to the average speed and direct drive.
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Finally, the coupling spider 10 can still be withdrawn further, until the end of its stroke where its arms still keep contact with the coupling teeth 20 but at the same time penetrate under the pawls 17 and prevent them from slipping. enter the teeth of the bearing race 6.
As a result, the torque transmitted by the driver 9 to the ring gearbox 15 is no longer transmitted directly to the hub sleeve 2 by the pawls 17, but via the pawls 33 of the locking device. freewheel. This happens as follows: the toothed crown box 15 rolls on the planet gears 13 which, in turn, roll on the central wheel 12 at a reduced speed and, therefore, communicate to the satellite cage. 14 this reduced speed of rotation which is then transmitted back to the hub sleeve by the locking pawls 33, which produces the smallest of the multiplications.
The satellite cage 14 comprises, on the side opposite to them, a hollow, internally cylindrical extension which rests at its outer end and rotates in a cylindrical bore of the fixed inner ball bearing race 25. This extension of the satellite cage has ramps 22 on its periphery and carries rollers 23 combined with these ramps, each of these rollers corresponding to a ramp. These rollers are surrounded by a resilient and expandable brake ring 24, which is prevented from rotating by lugs 26 engaged in corresponding grooves in the fixed inner bearing race 25.
The drawing shows the brake ring 24 as formed of two parts, the inner part of which is the elastic member, while the outer part is formed.
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by a special brake lining. The two parts of the brake ring can be assembled together by a stud 27 or by other means. So that the bush 2 of soft light metal does not have to undergo the friction generated by the brake ring, the part of the bearing race 7 of hardened steel 29, which is screwed into the bush, is extended so to completely surround the brake ring over its entire width.
As long as the chain sprocket 8 is actuated in the driving direction, each of the rollers 23 remains at the deepest point of its ramp (fig. 2) and, therefore, does not come into forced contact with the locking ring. brake 24. The same applies if the motor movement is interrupted, ie during freewheeling. If, on the contrary, there is a back-pedaling movement, that is to say a retrograde rotation of the pinion of the chain 8, which mechanically drives the planet cage 14 in the direction of arrow P1 (fig. 3). ), less than an eighth of a revolution of the satellite cage is enough to cause the rollers 23 to rise on their ramps, directly open the fixed brake ring 24 and press it against the inner surface of the cylindrical part 29 of the bearing ring 7; which causes braking.
A lever 28 fixed in a recess made for this purpose in the fixed ball bearing ring 25, offers the latter, as well as the brake rings 24, the necessary counter-support so as not to be driven during braking. .
The pawls 33 of the freewheel locking device have no axis; each of them is placed in a recess 35 of the cage of the satellites 14, so that its end of semi-cylindrical shape 37 can rest and rotate in a cell 36 of the same shape formed in
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the recess 35. The opposite end 38 of the pawl is in the form of a ratchet nose and is constantly and lightly pushed by a spring 41 into the gaps 34 of the ratchet teeth of the ring 21. The middle part of the back of each pawl 33 has the shape of a cam 39.
A roller cage 30, one end of which has regularly spaced openings 31 intended to enclose the rollers 23, is housed in the mechanism for the purpose of synchronizing and guiding the movements of the brake rollers 23. The other end of this roller cage is extended by a portion of larger diameter 44 and has a conformation such that it fits the freewheel locking device and that it can be actuated by the latter.
This enveloping part 44 comprises, for this purpose, notches 32, through which the pawls 33 can penetrate into the intervals 34 of the ratchet teeth of the ring 21. Each of the notches 32 comprises an edge of the ring 21. - train 40 which can be combined with the cam 39 of the pawl.
Fig. 2 represents a driving position and shows how the pawls 33 enter the intervals of the ratchet teeth of the ring 21 through the notches 32 which correspond to them in the double-acting roller cage 30, while the brake rollers 23, being in their deepest position, are driven by an elevation arranged at the beginning of their ramp 22 and maintaining the roller cage in the position shown.
The situation resulting from the entry into action of the coaster brake is shown in fig. 3, the interruption of the driving force causing, first of all, the freewheeling. The pawls 33 of the satellite cage 14, which
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is stopped, are passed by the mpyeu sleeve 2 which still rotates in the direction of the arrow P2 'and lowered by this sleeve.
When a back-pedaling movement begins, the cage of the planet gears 14 moves in the direction of arrow P1 'against the direction of rotation of the sleeve 2, so that the brake rollers 23 go up the ramps 22, driving the roller cage 30; at the same time the pawls 33 engage under the edge 40 of the roller cage:
In the reverse gear of the vehicle, the components again return to the position shown in FIG. 2, the hub sleeve 2 rotating in the direction opposite to that of the arrow. As in the freewheeling position, the brake rollers 23 first, here also, take their deepest position, accompanied by the roller cage 30, until the moment when the hub sleeve 2 begins to make turn the setallite cage 14 backwards using pawls 33.
As this rotation continues, the rollers 23 begin to move up the ramps 22 which rotate beneath them, and they would engage the backpedal brake and stop the vehicle, if the relative movement of the roller cage 30 with respect to the socket hub 2 was not eliminated by the fact that the cams 39 of the pawls 33 come to bear against the driving edges 40 of the roller cage. From this moment the roller cage rotates integrally with the entire mechanism without there being any risk of stopping.
Due to the use of an odd number of brake rollers, the notches 32 are no longer symmetrical with respect to the openings 31 in the roller cage. However, the combined operation of the roller cage and the clicks 33 cannot take place in the manner which has been explained, except
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when the roller cage is mounted in the mechanism in a well-determined position with respect to the planetary gear box. Means are therefore employed which mechanically prevent the assembly of the roller cage with the cage of the planet gears 14, other than in the position suitable for ensuring correct operation of the mechanism.
These means consist of a projecting pin 43 parallel to the axis of the hub, fixed on the planet cage at an eccentric point, and a slot 42 formed in the roller cage 30, at the same distance from the axis and concentrically to this one; the length of this slot corresponds to the amplitude of the movement of the roller cage, and the reciprocal arrangement of these two members only allows the roller cage to be assembled with the cage of the planet gears when these parts occupy well reciprocal positions. determined.
CLAIMS:
1.) Mechanism mounted in the socket of the hub of the wheel of a bicycle and consisting of a planetary gear comprising at least two multiplications interchangeable at will and by a back-pedaling brake, and which also comprises at least one locking device of freewheel for the transmission of the driving force to the sleeve of the hub of the wheel, characterized in that the cage of the planet gears of the planetary system constitutes, at the same time, -It is part of a freewheel locking device ;
this member being extended in the direction of the axis by a part comprising ramps conjugated with rollers so that, under the effect of a back-pedaling movement communicated to the motor member, the rollers go up these ramps in such a way To provoke
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directly expanding a fixed brake ring and clamping it against a constantly rotating part of the hub.
2.) Mechanism according to claim 1 characterized in that, due to the alternation of the directions of rotation of the hub in connection with the wheel, the freewheel locking device puts, in one of the directions of rotation, the brake roller device out of action by a member common to the two devices, while, in the other direction of rotation, it releases the brake roller device for braking.
3.) Mechanism according to claims 1 and 2 characterized in that the common member is constituted by a double-acting roller cage, which serves, on the one hand, to synchronize the movements of the brake rollers and, on the other hand , can be operated by the freewheel locking device.
4.) Mechanism according to claims 1 - 3 characterized in that the part of the double-acting roller cage which is actuated by the freewheel locking device is constituted by a ... cylindrical part of larger diameter which fits the freewheel locking device and @ e block which gives passage to the members through notches, one of the sides of which constitutes a drive beak combined with the members of the freewheel locking device.
5.) Mechanism according to claims 1 - 4 characterized in that the locking members of the freewheel locking device are constituted by pawls without pins, which comprise, in addition to their snap beak, a cam which is conjugated avec.un double-acting roller cage drive edge.
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6.) Mechanism according to claims 1 - 5 characterized in that a device mechanically prevents the assembly of the double-acting roller cage with the cage of the planet gears other than in the proper position for correct operation; this device consists, on the one hand, by a projecting pin, parallel to the axis of the hub, fixed on the planet cage at an eccentric point and, on the other hand, by a slot made in the roller cage, at the same distance from the axis and concentrically to the latter, the length of this slot corresponding to the amplitude of the movement of the roller cage.
7.) Mechanism according to claim 1 characterized in that the hub sleeve is made of light metal; the rotating part of the hub combined with the fixed brake ring to generate the braking friction, is formed by the cylindrical extension, in the interior of the hub, of an outer ball bearing ring, made of hardened steel; this extension completely surrounds the brake ring.
8.) Mechanism according to claims 1 and 7 characterized in that the part of the hub sleeve which constitutes an element of the freewheel locking device is reinforced by a hardened steel ring which is screwed into the light metal sleeve.
9.) Mechanism according to claims 1, 7 and 8 characterized in that the grooves or teeth necessary for the locking device are cut in the hardened reinforcing ring.