Moyeu de roue libre avec un frein à tambour, commandé par rétropédalage pour bicyclette, véhicules etc. L'objet de la présente invention est un moyeu de roue libre comportant un frein à tambour commandé par rétropédalage, caractérisé par un tambour de frein dont la commande se fait par le déplacement des organes à l'intérieur d'un corps tubulaire, ce déplacement étant produit par le rétro pédalage en combinaison avec des organes qui rendent solidaire ou non le corps tubu laire et l'organe actionnant le moyeu. Le dispositif est destiné spécialement à être appliqué à la roue arrière d'une bicyclette, d'un véhicule quelconque ou de toute autre application.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'ob jet de l'invention appliquée à une roue arrière de bicyclette.
La. fig. 1 est une vue le long du moyeu complet avec le quart supérieur en coupe; La fig. 2 est une vue -de face du tambour de frein avec la moitié du couvercle enlevée; La fig. 3 est une vue en détail du frein avec les mâchoires en repos; La fig. 4 est une même vue, avec le frein en action; La fig. 5 est une coupe du dispositif d'en traînement du moyeu; La fig. 6 est une coupe de l'entraînement de la commande du frein; La fig. 7 est un détail du moyeu: Le corps de moyeu et le tambour de frein 2 qui sont solidaires, tournent librement sur les paliers à billes 3 et :3' montés sur le cône de roulement 7 monté sur l'axe 8.
Le pignon 4, sur lequel vient se fixer la chaîne de transmission, tourne sur l'axe 8 en entraînant le manchon 5 qui porte les ga lets 6.
Le cône .de roulement 7 est solidaire de l'axe 8 ainsi que le cône opposé 9 et la contre- plaque 10, fixée par un écrou 25 sur cet axe.
Le manchon intérieure 11, qui porte des galets 12, peut tourner librement sur l'axe 8 et se déplacer en même temps transversale ment.
Les poussoirs 13, 13' poussent par leurs extrémités en plan incliné, les pièces 14 et 14' vers l'extérieur de la circonférence du frein. Ces pièces 14 et 14' s'engagent entre les mâ choires 15 et 15' par leur tête en forme de coin 16 et les font s'écarter et prendre appui contre le tambour de frein 2 sous l'action des poussoirs 13 et 13'. Ces mâchoires 15 et 15' prennent appui par une rainure ménagée en 17 et 17' sur les ergots 18 et 18' solidaires de la contre-plaque 10 qui vient se fixer au châs sis du véhicule par le bras 19. Les ressorts 20 maintiennent les mâchoires 15 et 15' sur la tête 16 des pièces 14 et 14'.
La pièce 24 est un cache-poussière et 21 est une rondelle in termédiaire entre les poussoirs 13 et 13' et la pièce Il.
Le cône de roulement 7 est prolongé sur son côté intérieur et porte une cavité avec des petites côtes: parallèles à l'axe 8. Dans cette cavité entre avec un jeu correspondant au dia mètre des galets 12, le moyeu du manchon 11 dont la section es montrée par la fig. 6. Cette forme du moyeu permet suivant le sens de rotation du pignon 4, de rendre le manchon 11 fixe avec le cône 7, comme décrit plus loin.
La tête du manchon 11 porte des griffes à denture hélicoïdale, comme le montrent les fig. 3 et 4, qui corespondent avec celles d'un autre manchon 5 qui est solidaire du pignon 4. Le moyeu de ce manchon 5 présente une section suivant la fig. 5 et permet au moyen des cinq galets 6 et suivant le sens de rota tion du pignon de le rendre solidaire du moyeu 1.
Le sens de la denture hélicoïdale des griffes des manchons 11 et 5 permet de produire un déplacement axial du manchon 11 par le manchon 5 si ce dernier est entraîné en sens de rétropédalage par le pignon 4 en prenant appui contre le cône 9 solidaire de l'axe 8. Ce mouvement axial sert à pousser par l'intermédiaire d'une rondelle 21 les pous soirs 13 et 13' qui passent à l'intérieur du cône 7 du palier à. billes 3 et actionnent le frein. Les organes transmettent le mouvement de commande du frein en le faisant passer de la partie en mouvement à la partie fige du véhicule.
Les deux segments mobiles 15 et 15' prennent leur appui sur la contreplaquelO qui est rendue fixe par un bras 19 du châssis du véhicule. Ils sont garnis sur leur périphérie 23 de matière incombustible et très résistante au frottement qui empêche le grippage même dans les freinages de longues durées.
Le fonctionnement du moyeu décrit est le suivant: Quand le pignon 4 est entraîné dans la marche en avant, les galets 6, grâce à la forme excentrée de leurs logements (fig. 5), viennent se coincer dans l'intérieur du corps de moyeu 1 et l'entraîne dans leur mouvement de rotation.
Quand le pignon 4 est arrêté, les galets 6 viennent se loger au fond des encoches (fig. 5) le moyeu, respectivement la roue, est libérée et peut tourner sur les paliers 1 et 3'; c'est la roue libre.
Quand le pignon 4 est entraîné dans une rotation inverse, les galets 6 restent dégagés et le manchon 5, par son extrémité hélicoïdale 22 déplace transversalement, la pièce 11 sur l'axe 8 parce que les galets 12 (fig. 6) vien nent se coincer dans la partie cylindrique du cône 7 et empêchent le manchon 11 de tour ner en arrière.
Le manchon 11., en se déplaçant transversa lement, vient en contact avec la rondelle 21 et pousse les poussoirs l'3 et 13' qui écartent du centre du moyeu les pièces 14 et 14' et appliquent les mâchoires 15 et 15' contre le tambour 2, qui freine alors le moyeu, respec tivement la roue du véhicule.
Quand l'effort de rétro-pédalage cesse sur le pignon 4, tous les organes -du frein re prennent leur place primitive, sous. l'action des ressorts -de rappel 20 et le freinage cesse instantanément.
Les poussoirs 13 et 13' sont logés séparé ment dans le cône 7 et la cavité forme une pièce avec le cône. Cette construction, pré sente certains inconvénients. Pour les éviter, le- cône 7 et sa cavité peut être formés de deux pièces séparées qui sont reliées ensemble fig. 7. De même, les deux poussoirs 13 et 13' seront réunis par une petite pièce qui rem place la rondelle 21, ce qui présente l'avan tage qu'en cas de démontage les pièces ne se perdent facilement.
L'organe qui sert de transmission pour ac tionner le moyeu peut être constitué par une chaîne, un arbre à cardan, un couple de pi- gnons d'angle, un câble flexible ou par tout autre moyen. Dans l'exemple représenté, cet organe est un pignon denté qui reçoit une chaîne de transmision. Le pignon peut tour ner librement sur l'axe ainsi que dans l'in térieur du moyeu; il est fixé sur le moyeu du manchon à griffes qui porte des encoches excentrées dans lesquelles viennent se loger des galets cylindriques. Quand le pignon est entraîné dans la marche en avant par les pé dales, les. galets se trouvent coincés entre la pièce qui porte le pignon et la paroi du moyeu.
Dans cette position, la roue est entraî née par le pignon.
Quand la propulsion des pédales cesse, le pignon reste immobile, l'effort qui coince les galets n'existant plus, ces galets descendent dans le fond des encoches, la roue se trouve ainsi libérée et peut continuer de tourner par inertie. En pédalant en arrière, la roue reste dé gagée des galets et le manchon qui porte le pignon entraîne par sa denture hélicoïdale le manchon opposé qui se déplace transversale ment dans le moyeu et vient, par une combi naison -de poussoirs, appliquer les segments mobiles contre la périphérie intérieure du tambour de frein.
Le tambour de frein est fixé sur un côté du moyeu à l'extérieur des paliers de roule ment. Cette disposition permet à la chaleur produite par le frottement -du freinage de se dégager par radiation avant qu'elle atteigne les paliers à billes et en détruise le lubrifiant. L'effort nécessaire à l'écartement des mâchoi res déploie son action :depuis le centre du frein et se trouve ainsi parfaitement équili bré sur l'axe du moyeu. Le moyeu décrit a extérieurement l'aspect d'un moyeu ordinaire avec frein à tambour dont il a les mêmes dimensions.
Il est très simple, indéréglable et a l'avantage de n'exi ger que peu d'efforts pour le freinage. Il a en, outre l'avantage de ne pas provoquer de grippage .dans les longues descentes, et grâce au grand diamètre du frein, de ne pas pro voquer d'échauffement excessif qui absorbe le lubrifiant des roulements. Il va sans dire que le moyeu décrit et les, organes de com mande peuvent être appliqués à un moyeu à plusieurs vitesses. Les organes de freinage peuvent être constitués aussi bien par des dis ques fixes et entraînés ou par un couple de cônes au lieu d'employer -des mâchoires.
Freewheel hub with drum brake, controlled by coaster for bicycles, vehicles etc. The object of the present invention is a freewheel hub comprising a drum brake controlled by back-pedaling, characterized by a brake drum, the control of which is effected by the movement of the members inside a tubular body, this movement being produced by retro-pedaling in combination with members which or not make the tubular body integral with the member actuating the hub. The device is especially intended for application to the rear wheel of a bicycle, any vehicle or any other application.
The appended drawings show, by way of example, an embodiment of the object of the invention applied to a rear wheel of a bicycle.
Fig. 1 is a view along the complete hub with the upper quarter in section; Fig. 2 is a front view of the brake drum with the cover half removed; Fig. 3 is a detailed view of the brake with the jaws at rest; Fig. 4 is the same view, with the brake in action; Fig. 5 is a sectional view of the device for driving the hub; Fig. 6 is a sectional view of the drive of the brake control; Fig. 7 is a detail of the hub: The hub body and the brake drum 2 which are integral, rotate freely on the ball bearings 3 and: 3 'mounted on the bearing cone 7 mounted on the axle 8.
The pinion 4, on which the transmission chain is fixed, rotates on the axis 8, driving the sleeve 5 which carries the gaets 6.
The bearing cone 7 is integral with the axis 8 as well as the opposite cone 9 and the counter-plate 10, fixed by a nut 25 on this axis.
The inner sleeve 11, which carries rollers 12, can rotate freely on the axis 8 and at the same time move transversely.
The pushers 13, 13 'push, by their ends in an inclined plane, the parts 14 and 14' towards the outside of the circumference of the brake. These parts 14 and 14 'engage between the jaws 15 and 15' by their wedge-shaped head 16 and cause them to move apart and bear against the brake drum 2 under the action of the pushers 13 and 13 ' . These jaws 15 and 15 'are supported by a groove formed at 17 and 17' on the lugs 18 and 18 'integral with the backing plate 10 which is fixed to the frame of the vehicle by the arm 19. The springs 20 hold the jaws 15 and 15 'on the head 16 of parts 14 and 14'.
The part 24 is a dust cover and 21 is an intermediate washer between the pushers 13 and 13 'and the part II.
The bearing cone 7 is extended on its inner side and carries a cavity with small ribs: parallel to the axis 8. In this cavity enters with a clearance corresponding to the diameter of the rollers 12, the hub of the sleeve 11 whose section are shown in fig. 6. This shape of the hub makes it possible, depending on the direction of rotation of the pinion 4, to make the sleeve 11 fixed with the cone 7, as described below.
The head of the sleeve 11 carries claws with helical teeth, as shown in FIGS. 3 and 4, which correspond with those of another sleeve 5 which is integral with the pinion 4. The hub of this sleeve 5 has a section according to FIG. 5 and allows by means of the five rollers 6 and depending on the direction of rotation of the pinion to make it integral with the hub 1.
The direction of the helical teeth of the claws of the sleeves 11 and 5 makes it possible to produce an axial displacement of the sleeve 11 by the sleeve 5 if the latter is driven in the backpedal direction by the pinion 4, bearing against the cone 9 integral with the axis 8. This axial movement is used to push through a washer 21 the evening pous 13 and 13 'which pass inside the cone 7 of the bearing. balls 3 and actuate the brake. The bodies transmit the brake control movement by passing it from the moving part to the frozen part of the vehicle.
The two movable segments 15 and 15 'rest on the contreplaquelO which is made fixed by an arm 19 of the vehicle frame. They are lined on their periphery 23 with incombustible material and very resistant to friction which prevents seizing even in long-term braking.
The operation of the hub described is as follows: When the pinion 4 is driven in forward gear, the rollers 6, thanks to the eccentric shape of their housings (fig. 5), get stuck in the inside of the hub body 1 and drives it in their rotational movement.
When the pinion 4 is stopped, the rollers 6 are lodged at the bottom of the notches (fig. 5) the hub, respectively the wheel, is released and can rotate on the bearings 1 and 3 '; it is the freewheel.
When the pinion 4 is driven in a reverse rotation, the rollers 6 remain free and the sleeve 5, by its helical end 22 moves transversely, the part 11 on the axis 8 because the rollers 12 (fig. 6) come together. jam in the cylindrical part of the cone 7 and prevent the sleeve 11 from turning back.
The sleeve 11., moving transversely, comes into contact with the washer 21 and pushes the pushers the 3 and 13 'which move the parts 14 and 14' away from the center of the hub and apply the jaws 15 and 15 'against the drum 2, which then brakes the hub, respec tively the vehicle wheel.
When the back-pedaling force ceases on pinion 4, all of the brake components take their original place, under. the action of the return springs 20 and braking ceases instantly.
The pushers 13 and 13 'are housed separately in the cone 7 and the cavity forms a part with the cone. This construction has certain drawbacks. To avoid them, the cone 7 and its cavity can be formed of two separate pieces which are connected together in fig. 7. Similarly, the two pushers 13 and 13 'will be joined by a small part which replaces the washer 21, which has the advantage that in the event of disassembly the parts are not easily lost.
The member which serves as a transmission to actuate the hub may be constituted by a chain, a cardan shaft, a pair of angle pins, a flexible cable or by any other means. In the example shown, this member is a toothed pinion which receives a transmission chain. The pinion can turn freely on the axle as well as in the interior of the hub; it is fixed to the hub of the claw sleeve which carries eccentric notches in which cylindrical rollers are housed. When the pinion is driven in forward motion by the pedals, the. rollers are stuck between the part which carries the pinion and the wall of the hub.
In this position, the wheel is driven by the pinion.
When the propulsion of the pedals ceases, the pinion remains stationary, the force which wedges the rollers no longer exists, these rollers descend to the bottom of the notches, the wheel is thus released and can continue to rotate by inertia. By pedaling backwards, the wheel remains free from the rollers and the sleeve which carries the pinion drives by its helical teeth the opposite sleeve which moves transversely in the hub and comes, by a combination of pushrods, to apply the mobile segments against the inner periphery of the brake drum.
The brake drum is attached to one side of the hub on the outside of the rolling bearings. This arrangement allows the heat produced by the friction of the braking to be released by radiation before it reaches the ball bearings and destroys the lubricant therein. The force necessary for the spacing of the brake shoes deploys its action: from the center of the brake and is thus perfectly balanced on the axis of the hub. The described hub has the appearance of an ordinary hub with a drum brake on the outside, of which it has the same dimensions.
It is very simple, foolproof and has the advantage of requiring little braking effort. In addition, it has the advantage of not causing seizure. In long descents, and thanks to the large diameter of the brake, of not causing excessive heating which absorbs the lubricant from the bearings. It goes without saying that the described hub and the control members can be applied to a multi-speed hub. The braking members can be constituted either by fixed and driven discs or by a pair of cones instead of using jaws.