WO2010034902A1 - Systeme d'aide au demarrage pour transmission a chaine ou courroie crantee - Google Patents
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- B62M9/16—Tensioning or adjusting equipment for chains, belts or the like
Definitions
- the present invention relates to the field of transmissions closed flexible element meshing, where said element is stretched by a mechanism allowing a certain deflection.
- the flexible element may be a chain or a toothed belt respectively rotating around toothed wheels or toothed pulleys which we will call wheels.
- These transmissions are characterized by a driving wheel driving a wheel driven by said flexible element and the possible presence of guide wheel or tension.
- the part of this element that rolls up on the driving wheel as it unwinds from the driven wheel and is subjected to the working tension is called the stretched strand, and its course is usually a straight segment, or several segments when there is one or more guide pulleys.
- the part of this element that unwinds from this driving wheel to wind on the driven wheel and that transmits no working tension is called the soft strand. It is necessary to control the ballad of this soft strand to avoid disengagement, either by limiting the excess length to obtain sufficient tension, or by ensuring sufficient tension by a tensioning mechanism.
- the invention is applicable to transmissions where the soft strand is maintained in tension by a mechanism allowing a certain elongation of the path of the flexible element. As the flexible element is inextensible, the transmission ratio between driving wheel and driven wheel is equal to the ratio of their radii and is therefore constant. It is also noted that the tension is constant at all points of the stretched strand. At startup, this transmission ratio therefore allows no progressivity.
- a well-known example of such a transmission is used in the rear derailleur bicycle, with the pedal front plate as a driving wheel, one of the rear gears as a driven wheel and the tensioner incorporated in the derailleur system to compensate for variations. length of the course of the chain.
- An unresolved problem is the lack of progressivity of the speeds as well as the efforts necessary to set in motion during the start-up phase. It lacks a simple system to temporarily reduce the transmission ratio at startup and allowing it to gradually return to its nominal value.
- a starting aid system for transmissions with closed flexible element meshing the said element being stretched by a mechanism allowing a certain deflection, characterized in that a device modifies the course of the stretched strand in the lengthening before starting, decreases the tangential speed of the driven wheel relative to that of the driving wheel and allows it to gradually resume its normal running course during the beginning of the rotation.
- the transmission ratio is no longer equal to the wheel radius ratio, because the driven wheel winds more flexible element that the driven wheel unrolls.
- the device acts as a lever and not just a referral.
- the calculation of the forces is done by equalizing the moments of the forces in the respective strands.
- the voltages are then inversely proportional to the lever arm which are equal to the distances between the center of rotation and the geometric support lines of said strands.
- the device modifying the path of the stretched strand is a sector of toothed wheel idling about a movable axis allowing, before starting, to mesh the stretched strand of the flexible element. and to move it away from its normal course and, after starting, to let said strand gradually return to its normal position, disengaged from said gear sector.
- the tensioned strand being normally a rectilinear portion of the flexible element between two wheels, the most natural way to lengthen it is to force it to pass around an additional wheel.
- this wheel sector changes the speed of travel of the flexible element, a fixed axis wheel returning is not suitable while a wheel with movable axis allows it.
- the displacement of this axis can be achieved for example by a toothed wheel secured to said wheel, rolling on a rack.
- the displacement of the axis along the rack makes it possible to lengthen the tensioned strand before starting with an external control that turns the wheel by a certain angle and to disengage the wheel sector when the strand has returned to its normal course.
- This rotation can be made depending on the specificity of the assembly by any system known per se, such as a cable, a lever or a cam and it can also be performed by the flexible element itself if it is rotated in the opposite direction to normal walking after initial meshing.
- the lengthening of the path of the flexible element is made possible by the movement of the tensioning mechanism provided that at least one of the driving or driven wheels is free to turn before starting, and it is also necessary to provide a system that maintains this elongation. before the rotation of the transmission. This can be achieved depending on the specificity of the assembly by any system known per se, such as a ratchet system, cam, friction, elastic or magnetic.
- the initial maneuver for stretching the tensioned strand can here be carried out by a cable and a handle on the handlebar as used for braking, with the end of the cable driving the gear sector in rotation for the maneuver, this maneuver being done with a proper position of the pedal that will be pushed for starting, taking into account the possible rotation that the lengthening of the chain will involve.
- the chain can not be moved in the direction of travel since the bicycle is stopped, the rotation causing the elongation must be done so that a possible movement of the strand arriving on the rear pinion moves the chain in the opposite direction when walking, possible movement since the rear sprocket is equipped with a freewheel.
- the gear sector After disengagement, it suffices to maintain the gear sector to prevent it from accidentally interfering with the chain with a system known per se as a magnet, a spring or a cam system.
- the wheel sector In the case of a toothed belt transmission on one side only, the wheel sector can act only on the tooth side of said belt, whereas with a double toothed chain or belt, the toothed sector can act independently of each side of the flexible element.
- the ratio at the beginning of starting between the tangential speeds of the driving and driven wheels, as well as its variation can be chosen by modifying the ratio between the radius of the toothed sector and that of the wheel engaged with the rack, as well as the position of said rack in relation to the leading and driven wheels.
- the device modifying the path of the stretched strand is a toothed sector of variable radius turning crazy around a fixed axis allowing, before starting, to mesh the stretched strand of the flexible member and away from its normal course and, after starting, to let said strand back to its normal position, disengaged from said gear sector.
- the tensioned strand being normally a rectilinear portion of the flexible element between two wheels, the most natural way to lengthen it is to force it to pass around an additional wheel. As it is also necessary that this wheel sector changes the speed of travel of the flexible element, a circular wheel with fixed axis returning is not suitable while a wheel variable radius allows.
- the running speed is a function of the length of the instantaneous lever arm which is measured by the distance between the center of rotation and the support line. geometric strand.
- the variation of the radius also makes it possible to lengthen the tensioned strand before starting with an external control that turns the wheel by a certain angle and to disengage the wheel sector when the strand has returned to its normal course.
- This rotation can be made according to the specificity of the assembly by any system known per se, such as a cable, a lever or a cam and it can also be performed by the flexible element itself if it is rotated in the opposite direction to normal walking after initial meshing.
- the lengthening of the path of the flexible element is made possible by the movement of the tensioning mechanism provided that at least one of the driving or driven wheels is free to turn before starting, and it is also necessary to provide a system that maintains this elongation. before the rotation of the transmission.
- This can be achieved depending on the specificity of the assembly by any system known per se, such as a ratchet system, cam, friction, elastic or magnetic.
- a ratchet system such as a ratchet system, cam, friction, elastic or magnetic.
- the wheel sector can only act on the side of the teeth of the said belt, whereas with a chain or a double toothed belt, the sector can act independently of each side of the flexible element.
- the ratio at the beginning of starting between the tangential speeds of the driving and driven wheels, as well as its variation, can be chosen by modifying the profile of the variable-radius wheel sector, as well as the position of its axis relative to the driven and driven wheels. .
- the device modifying the path of the stretched strand has a member capable of being secured to a small portion of the flexible element before starting, of moving said portion away from its normal course, from guide it at the beginning of the rotation on a path allowing said strand to gradually return to its normal position and then able to disassociate. It is also possible to act on the flexible element other than in the conventional way by meshing. Thanks to its flexibility, it is possible to create an angle, which can be sharp for the chains and more or less rounded for the belts, on the strand stretched, with formation of two half-strands on both sides.
- the member capable of being secured to a small portion of the flexible element is fixed at the end of a crazy rotating arm about a fixed axis.
- a crazy rotating arm This is the simplest example of a device that does not require work to function.
- the circular trajectory of the latter can judiciously tangent the normal course of the stretched strand, thereby ensuring the progressivity of the return to this normal operating position and the release of the portion of 'element.
- the elongation of the tensioned strand is caused before starting by the rotation of this arm, which secures the member to the flexible element, and away from its normal position.
- This rotation can be made depending on the specificity of the assembly by any system known per se, such as a cable, a lever or a cam and it can also be performed by the flexible element itself if it is rotated in the opposite direction to normal walking after initial meshing.
- any system known per se such as a cable, a lever or a cam and it can also be performed by the flexible element itself if it is rotated in the opposite direction to normal walking after initial meshing.
- the trajectory of the secured portion is an arc of a circle centered on the axis of the arm and ending on the normal course of the strand stretched.
- the fixed axis is the axis of the driven wheel. It may be interesting for reasons of simplicity to use the axis of the driven wheel as the axis for the idle arm. Its resting and disengaging position is obtained when the member is outside the normal course of stretched strand, with a spring, a magnet or any system known per se to maintain it.
- the elongation is first by a control that meshes the body, then this control can finalize the elongation or the latter can be obtained by rotating the transmission in the opposite direction of normal operation .
- this arm will rotate at the same speed as the driven wheel because it is linked to the latter by a stretched portion of strand of constant length, and can be considered together.
- driving wheel, arm and strand part stretching them together, like a rigid set.
- the lengthening maneuver must correspond to a shortening of the tensioned half-strand going to the driven wheel, the rotation of the arm and thus of the driving wheel can only be done by bringing the stretched strand of the soft strand closer.
- the limit geometrical position being when the stretched half-strand sees its straight support passing through the center of the driving wheel.
- the trajectory of the secured portion is a circular arc concentric with the driving wheel and ending on the normal course.
- the system is mounted on the chainring of a bicycle, the member maintains the small chain portion by its outer portion on said plate, this member releases the chain at a certain position of the pedal and the lengthening is done by back pedaling up to a top dead center of the pedals corresponding to the maximum shortening of the half stretched strand going to the rear sprocket.
- a conventional assembly of a derailleur bicycle comprises a front plate 1 integral with two pedals, of which only the straight line 2 is shown, which drives one of the rear gears 3 by the stretched strand 4, the soft strand 5 being held under slight tension by the two 6.7 derailleur small wheels, mounted on a not shown spring system allowing the course of the chain to change.
- the device could be a curved claw 8 fixed in a rocker on the plate, being able, in one position, to block a small portion of the chain on the plate while resting on its outer part, and releasing it in the other position. These two positions can be locked by magnets, springs or any other known system.
- the control to lock the chain can be as simple as the biker's heel, a cable control on the handlebars, or any other system known per se.
- Unlocking is here a ramp mounted on the frame which moves the locking part of the claw before the chain leaves the plate claw, and shown in the figure by the crown sector 9.
- This assembly applies to a cyclist posing the left foot on the ground at the stop and starting with the right foot, which is the most frequent case.
- a simple modification makes it possible to reverse the assembly for the cyclist starting with the left foot.
- the position of the claw on the pedal allows to obtain the extreme shortening of the half stretched 10 at the top dead center of the right pedal, with the support line of this half-strand passing through the axis of the pedal.
- the transmission ratio is then theoretically infinite, similar to the connecting rod-crank, but from the beginning of rotation of the pedal, it decreases gradually. For example with a plate of 44 teeth and a pinion of 11, we obtain a variable phase corresponding to about a fifth of a pedal revolution for a little less than a turn of the rear wheel, or 2 meters of travel.
- the transition with the normal course is done continuously because the trajectory of the solidarized portion is a circle tangent to this course.
- the claw then always keeps the chain although it is useless because its own tension plate on the board. This makes it possible to unlock the device without effort, for example with the aforementioned ramp.
- the traction forces on the chain are high, but not higher than those corresponding to an identical start on an unmodified bicycle.
- the claw is subject it has large tearing efforts and must therefore be dimensioned. Its attachment to the plate can also be reinforced by attachment to the axis of the pedal or by an element penetrating the side of the plate and it is advisable to provide the contact zone of the claw with the outside of the chain with a profile or a self-locking geometry, such as a protuberance penetrating into a hollow link or a slight draft angle.
- the member capable of being secured to a small portion of the flexible element is guided on an imposed trajectory. It has been seen that the trajectory of the secured portion conditions the instantaneous transmission ratio and the rotation angles of the wheels during the starting phase. To obtain the desired variations of these quantities, it is advisable to impose a trajectory on this portion.
- a simple way to achieve it is for example to use a clevis or a finger hanging the flexible element and guide the latter without friction by a rail or a slide having the appropriate profile.
- the elongation can be made according to the specificity of the assembly by any system known per se, such as a cable, a lever or a cam and it can also be performed by the flexible element itself if it is rotates in the opposite direction to normal walking after initial meshing.
- This method provides a great elongation, generating large rotation angles for the wheels.
- a mounting with a circular arc rail corresponds to a revolving arm assembly of great length, without the need to materialize its axis.
- the system is mounted on a bicycle, the member maintaining the small chain portion is a yoke guided by a rail and the elongation is by backcoat after meshing of the chain in the yoke.
- a conventional assembly of a derailleur bicycle comprises a front plate 1 integral with two pedals, of which only the straight line 2 is shown, which drives one of the rear gears 3 by the stretched strand 4 in its normal course, the soft strand 5 being kept under light tension by the two small wheels 6.7 of the derailleur, mounted on a not shown spring system allowing the course of the chain to change.
- the device is a yoke surrounding the chain with a protuberance in the hollow of a link. In normal operation, this yoke is held in the position 11 where it does not interfere with the chain by a magnet or other known system. With a control not shown, actuated for example by the heel of the cyclist, by a handlebar cable control, or another system known per se, the yoke is moved back to hook the chain, then, by back pedaling, the yoke is moved back the along the rail 12, which can be rectilinear as shown, to the desired position which can be at most that represented by the position 13, corresponding to an infinite transmission ratio, with the strained half-strands 14 and 15.
- the rear wheel can make 3 turns during the start phase, that is to say nearly 7 meters. It is of course possible not to use the entire length of the rail if a less progressive start is desired. With a little bit of habit, it will be possible to choose the starting position of the pedals before stretching to end up with a favorable pedals position at the start. At the end of the start-up phase, the yoke returns to the starting position, where the aforementioned mechanism disengages it from the chain and keeps it away.
- the geometry of the rectilinear rail as shown brings a transition with the normal course which is done continuously because the trajectory of the secured portion is a secant line with a very small angle with this course.
- the end of the tray side rail must respect a more or less precise position for the recess of the yoke, it is possible to vary the position of the other end, or to make this position adjustable, continuously with a screw-nut system for example, or in stages with different points of attachment of the rail on the frame of the bicycle.
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Abstract
Système d'aide au démarrage pour transmission à chaîne ou courroie crantée par allongement du parcours du brin tendu avant démarrage.
Description
Système d'aide au démarrage pour transmission à chaîne ou courroie crantée.
La présente invention concerne le domaine des transmissions à élément flexible fermé à engrènement, où le dit élément est tendu par un mécanisme autorisant un certain débattement. L'élément flexible peut être une chaîne ou une courroie crantée tournant respectivement autour de pignons à dents ou de poulies crantées que nous appellerons roues. Ces transmissions se caractérisent par une roue menante entraînant une roue menée par ledit élément flexible et l'éventuel présence de roue folle de guidage ou de tension. La partie de cet élément qui s'enroule sur la roue menante en se déroulant de la roue menée et qui est soumise à la tension de travail s'appelle le brin tendu, et son parcours est généralement un segment de droite, ou plusieurs segments quand il y a une ou des poulies de guidage. La partie de cet élément qui se déroule de cette roue menante pour s'enrouler sur la roue menée et qui ne transmet aucune tension de travail s'appelle le brin mou. Il est nécessaire de contrôler le ballant de ce brin mou pour éviter un désengrènement, soit en limitant l'excédent de longueur jusqu'à obtenir une tension suffisante, soit en assurant une tension suffisante par un mécanisme tendeur. L'invention s'applique aux transmissions où le brin mou est maintenu en tension par un mécanisme autorisant un certain allongement du parcours de l'élément flexible. Comme l'élément flexible est inextensible, le rapport de transmission entre roue menante et roue menée est égal au rapport de leurs rayons et il est donc constant. On remarque également que la tension est constante en tout point du brin tendu. Au démarrage, ce rapport de transmission n'autorise donc aucune progressivité.
Un exemple très connu de transmission de ce type est utilisé dans la bicyclette à dérailleur arrière, avec le plateau avant à pédales comme roue menante, l'un des pignons arrière comme roue menée et le tendeur incorporé dans le système de dérailleur pour compenser les variations de longueur du parcours de la chaîne.
Un problème non résolu est celui du manque de progressivité des vitesses ainsi que des efforts nécessaires à la mise en mouvement lors de la phase de démarrage.
II manque un système simple permettant de diminuer temporairement le rapport de transmission au moment du démarrage et lui permettant de revenir progressivement à sa valeur nominale.
Ce but est atteint par un système d'aide au démarrage pour transmissions à élément flexible fermé à engrènement, le dit élément étant tendu par un mécanisme autorisant un certain débattement, caractérisé en ce qu'un dispositif modifie le parcours du brin tendu en l'allongeant avant le démarrage, diminue la vitesse tangentielle de la roue menée par rapport à celle de la roue menante et lui permet de reprendre progressivement son parcours de marche normale au cours du début de la rotation. Pendant cette phase de retour au parcours en marche normale, le rapport de transmission n'est plus égal au rapport des rayons des roues, car la roue menée enroule plus d'élément flexible que la roue menée n'en déroule. Si le seul travail transmis n'est qu'entre roue menante et roue menée, la conservation du travail impose que le brin tendu n'ait pas la même tension de part et d'autre du dispositif, et celle en entrée de roue menée est supérieure à celle en sortie de roue menante. On se trouve alors dans de bonnes conditions pour un démarrage progressif de la roue menée, petite vitesse tangentielle et grande tension, ces deux grandeurs variant ensuite de façon opposée si l'on travaille à puissance constante, puisque le produit de ces deux grandeurs représente justement la puissance transmise.
Les règles habituelles du calcul des tensions des chaînes et des courroies ne s'appliquent donc plus au brin tendu car le critère de tension constante n'est plus vérifié. Le dispositif agit donc comme un levier et non pas comme un simple renvoi. Dans le cas d'un système tournant, le calcul des forces se fait en égalisant les moments des forces dans les brins respectifs. Les tensions sont alors inversement proportionnelles au bras de levier qui sont égaux aux distances entre le centre de rotation et les droites supports géométriques desdits brins. Dans les autres cas, il faut équilibrer les tensions avec la réaction du bâti et dans le cas simple d'une translation sans friction, en égalisant les projections des tensions sur la droite de translation.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, le dispositif modifiant Ie parcours du brin tendu est un secteur de roue dentée tournant fou autour d'un axe mobile permettant, avant le démarrage, d'engrener le brin tendu de l'élément flexible et de l'éloigner de son parcours normal et, après le démarrage, de laisser ledit brin revenir progressivement à sa position normale, désengrené dudit secteur de roue dentée. Le brin tendu étant normalement une portion rectiligne de l'élément flexible entre deux roues, la façon la plus naturelle de l'allonger est de l'obliger à passer autour d'une roue supplémentaire. Comme il faut également que ce secteur de roue modifie la vitesse de défilement de l'élément flexible, une roue à axe fixe faisant renvoi ne convient pas alors qu'une roue à axe mobile le permet. Le déplacement de cet axe peut être réalisé par exemple par une roue dentée solidaire de ladite roue, roulant sur une crémaillère. Le déplacement de l'axe le long de la crémaillère permet d'allonger le brin tendu avant le démarrage par une commande extérieure faisant tourner la roue d'un certain angle et de désengrener Ie secteur de roue lorsque le brin a retrouvé son parcours normal. Cette rotation peut être opérée en fonction de la spécificité du montage par tout système connu en soi, comme un câble, un levier ou une came et elle peut également s'effectuer par l'élément flexible lui-même si on le fait tourner dans le sens opposé à la marche normale après un engrènement initial. L'allongement du parcours de l'élément flexible est rendu possible par le débattement du mécanisme tendeur à condition que l'une au moins des roues menante ou menée soit libre de tourner avant le démarrage, et il faut également prévoir un système conservant cet allongement avant la mise en rotation de la transmission. Cela peut être réalisé en fonction de la spécificité du montage par tout système connu en soi, comme un système à cliquet, à came, à friction, élastique ou magnétique.
Dans l'exemple déjà cité de la bicyclette, l'allongement du brin tendu est possible car le pédalier est libre de tourner à l'envers en enroulant de la chaîne par la roue libre du pignon arrière et par le tendeur de dérailleur si besoin, avec le pied du cycliste faisant tourner la pédale dans le sens inverse de la marche, mouvement naturel car c'est de cette façon qu'un cycliste sans cale-pieds positionne cette dernière à l'endroit désiré. Le maintien à la position de départ est réalisé ensuite toujours par le pied du cycliste prêt à démarrer et qui assure la tension du brin tendu par la légère pression du pied sur la pédale avant le
démarrage. La manœuvre initiale d'allongement du brin tendu peut ici être réalisée par un câble et une poignée au guidon comme utilisée pour le freinage, avec l'extrémité du câble entraînant le secteur de roue dentée en rotation pour la manœuvre, cette manœuvre se faisant avec une position adéquate de la pédale qui va être poussée pour le démarrage, en tenant compte de l'éventuelle rotation que l'allongement de la chaîne va impliquer. La chaîne ne pouvant être déplacée dans le sens de la marche puisque la bicyclette est à l'arrêt, la rotation provoquant l'allongement doit se faire pour qu'un éventuel déplacement du brin arrivant sur le pignon arrière déplace la chaîne dans le sens opposé à la marche, déplacement possible puisque le pignon arrière est équipé d'une roue libre. Après désengrènement, if suffit de maintenir le secteur de roue dentée pour lui éviter d'interférer accidentellement avec la chaîne avec un système connu en soi comme un aimant, un ressort ou une système à came. Dans le cas d'une transmission par courroie crantée sur un seul côté, le secteur de roue ne peut agir que du côté des dents de ladite courroie, alors qu'avec une chaîne ou une courroie doublement crantée, le secteur denté peut agir indépendamment de chaque côté de l'élément flexible. Le rapport au début du démarrage entre les vitesses tangentielles des roues menante et menée, ainsi que sa variation peuvent être choisis en modifiant le rapport entre le rayon du secteur dentée et celui de la roue engrenée avec la crémaillère, ainsi que de la position de ladite crémaillère par rapport aux roues menante et menée.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, le dispositif modifiant le parcours du brin tendu est un secteur de roue dentée à rayon variable tournant fou autour d'un axe fixe permettant, avant le démarrage, d'engrener le brin tendu de l'élément flexible et de l'éloigner de son parcours normal et, après le démarrage, de laisser ledit brin revenir progressivement à sa position normale, désengrené dudit secteur de roue dentée. Le brin tendu étant normalement une portion rectiligne de l'élément flexible entre deux roues, la façon la plus naturelle de l'allonger est de l'obliger à passer autour d'une roue supplémentaire. Comme il faut également que ce secteur de roue modifie la vitesse de défilement de l'élément flexible, une roue circulaire à axe fixe faisant renvoi ne convient pas alors qu'une roue à rayon variable le permet. En effet, la vitesse de défilement est fonction de la longueur du bras de levier instantané qui se mesure par la distance entre le centre de rotation et la droite support
géométrique du brin. La variation du rayon permet également d'allonger le brin tendu avant le démarrage par une commande extérieure faisant tourner la roue d'un certain angle et de désengrener le secteur de roue lorsque le brin a retrouvé son parcours normal. Cette rotation peut être opérée en fonction de la spécificité du montage par tout système connu en soi, comme un câble, un levier ou une came et elle peut également s'effectuer par l'élément flexible lui- même si on le fait tourner dans le sens opposé à la marche normale après un engrènement initial. L'allongement du parcours de l'élément flexible est rendu possible par le débattement du mécanisme tendeur à condition que l'une au moins des roues menante ou menée soit libre de tourner avant le démarrage, et il faut également prévoir un système conservant cet allongement avant la mise en rotation de la transmission. Cela peut être réalisé en fonction de la spécificité du montage par tout système connu en soi, comme un système à cliquet, à came, à friction, élastique ou magnétique. Dans l'exemple déjà cité de la bicyclette, et comme précédemment avec le secteur dentée circulaire, l'allongement du brin tendu est possible, ainsi que son maintien avant le démarrage.
Dans le cas d'une transmission par courroie crantée que d'un côté, le secteur de roue ne peut agir que du côté des dents de ladite courroie, alors qu'avec une chaîne ou une courroie doublement crantée, le secteur peut agir indépendamment de chaque côté de l'élément flexible. Le rapport au début du démarrage entre les vitesses tangentielles des roues menante et menée, ainsi que sa variation peuvent être choisis en modifiant le profil du secteur de roue à rayon variable, ainsi que de la position de son axe par rapport aux roues menante et menée.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, le dispositif modifiant le parcours du brin tendu possède un organe capable de se solidariser avec une petite portion de l'élément flexible avant le démarrage, d'éloigner ladite portion de son parcours normal, de la guider au début de la rotation sur une trajectoire permettant audit brin de revenir progressivement à sa position normale et ensuite capable de s'en désolidariser. Il est également possible d'agir sur l'élément flexible autrement que de la façon conventionnelle par engrènement. Par sa flexibilité, il est possible de créer un angle, qui peut être vif pour les chaînes et plus ou moins arrondi pour les courroies, sur le brin
tendu, avec formation de deux demi brins de part et d'autre. Pour que le système fonctionne en aide au démarrage, il faut que le demi brin tendu allant à la roue menée raccourcisse, ou à la limite reste de longueur constante, pendant la manœuvre d'allongement pour qu'il puisse faire tourner la roue menée après le démarrage. Cela conditionne à la fois le rapport de transmission instantané donné par le calcul d'équilibre géométrique des deux tensions dans chacun des brins et de la réaction du dispositif et les angles de rotation respective des roues par l'allongement et la trajectoire de la portion solidarisée. Dans le cas d'une chaîne ou d'une courroie crantée des deux côtés, if est facile de solidariser l'organe avec l'élément flexible, et ce de chaque côté, avec par exemple un profil reprenant la forme d'une saillie de dent, ou d'un creux de dent soit placée au bout d'un bras ou au fond d'une chape entourant l'élément flexible. Avec une courroie conventionnelle, crantée que d'un côté, l'action du côté opposée à la denture nécessite un organe capable d'atteindre les dents de l'autre côté pour assurer la liaison. L'allongement peut se faire dans les deux sens, c'est-à-dire en rapprochant le brin tendu du brin mou, avec donc une limite, ou au contraire en l'éloignant et dans ce cas l'amplitude n'est pas limitée.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, l'organe capable de se solidariser avec une petite portion de l'élément flexible est fixé au bout d'un bras tournant fou autour d'un axe fixe. C'est l'exemple le plus simple de dispositif ne nécessitant pas de travail pour fonctionner. Pour optimiser la trajectoire de la petite partie d'élément solidarisée, la trajectoire circulaire de cette dernière peut judicieusement tangenter le parcours normal du brin tendu, assurant par là même la progressivité du retour à cette position de marche normale et la libération de la portion d'élément. L'allongement du brin tendu est provoqué avant le démarrage par la rotation de ce bras, qui solidarise l'organe à l'élément flexible, et l'écarté de sa position normale. Cette rotation peut être opérée en fonction de la spécificité du montage par tout système connu en soi, comme un câble, un levier ou une came et elle peut également s'effectuer par l'élément flexible lui-même si on le fait tourner dans le sens opposé à la marche normale après un engrènement initial. Comme avec les dispositifs précédents, les mêmes conditions de déplacement de l'élément flexible pour son allongement avant le démarrage, ainsi que son blocage doivent être
respectées. La trajectoire de la portion solidarisée est un arc de cercle centré sur l'axe du bras et se terminant sur le parcours normal du brin tendu.
Dans une forme particulière de réalisation, l'axe fixe est l'axe de la roue menée. II peut être intéressant pour des raisons de simplicité d'utiliser l'axe de la roue menée comme axe pour le bras tournant fou. Sa position de repos et de désengrènement est obtenue lorsque l'organe est en dehors du parcours normal du brin tendu, avec un ressort, un aimant ou tout système connu en soi pour l'y maintenir. Comme dans les dispositifs précédents, l'allongement se fait d'abord par une commande qui engrène l'organe, puis cette commande peut finaliser l'allongement ou ce dernier peut être obtenu en faisant tourner la transmission dans le sens inverse de la marche normale. Dans ce montage particulier, il faut remarquer que pendant l'allongement, ce bras va tourner à la même vitesse que la roue menée car il est lié à cette dernière par une partie de brin tendu de longueur constante, et on peut considérer l'ensemble roue menante, bras et partie de brin tendu les reliant, comme un ensemble rigide. La manœuvre d'allongement devant correspondre à un raccourcissement du demi brin tendu allant à la roue menée, la rotation du bras et donc de la roue menante ne peut se faire qu'en rapprochant le brin tendu du brin mou. La position géométrique limite étant quand le demi brin tendu voit sa droite support passer par le centre de la roue menante. La trajectoire de la portion solidarisée est un arc de cercle concentrique à la roue menante et se terminant sur le parcours normal. La tangence entre arc et parcours normal s'obtient si la longueur du bras est égale au rayon de la roue, montage correspondant à un élément flexible restant au contact de la roue pendant l'allongement. Le fait que le bras et la roue ont même vitesse de rotation pendant les phases d'allongement et de démarrage peut permettre une éventuelle solidarisation temporaire de ces deux organes dans un but de robustesse ou de simplification.
Dans une forme particulière de réalisation, le système est monté sur le plateau à chaîne d'une bicyclette, l'organe maintient la petite portion de chaîne par sa partie extérieure sur ledit plateau, cet organe libère la chaîne à une certaine position du pédalier et l'allongement se fait par rétropédalage jusqu'à un point mort haut des pédales correspondant au raccourcissement maximum du demi
brin tendu allant au pignon arrière. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée qui va suivre, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 représente une forme particulière de réalisation de l'invention. Un montage conventionnel de bicyclette à dérailleur comprend un plateau avant 1 solidaire de deux pédales, dont seule la droite 2 est représentée, qui entraîne un des pignons arrière 3 par le brin tendu 4, le brin mou 5 étant maintenu sous légère tension par les deux petites roues 6,7 du dérailleur, montées sur un système à ressort non représenté permettant au parcours de la chaîne de se modifier. Le dispositif pourrait être une griffe recourbée 8 fixée en bascule sur le plateau, pouvant, dans une position, bloquer une petite portion de la chaîne sur le plateau en prenant appui sur sa partie extérieure, et la libérant dans l'autre position. Ces deux positions pouvant être verrouillées par des aimants, des ressorts ou tout autre système connu en soi. La commande pour bloquer la chaîne peut être aussi simple que le talon du cycliste, une commande par câble au guidon, ou tout autre système connu en soi. Le déverrouillage est ici une rampe montée sur le cadre qui déplace la partie bloquante de la griffe avant que la chaîne ne quitte le plateau la griffe, et représentée sur la figure par le secteur de couronne 9. Ce montage s'applique à un cycliste posant le pied gauche au sol à l'arrêt et démarrant du pied droit, ce qui est le cas le plus fréquent. Une modification simple permet d'inverser le montage pour le cycliste démarrant avec le pied gauche. La position de la griffe sur le pédalier permet d'obtenir le raccourcissement extrême du demi brin tendu 10 au point mort haut de la pédale droite, avec la droite support de ce demi brin passant par l'axe du pédalier. Le rapport de transmission est alors théoriquement infini, semblable au montage bielle-manivelle, mais dès le début de rotation de la pédale, il décroît progressivement. Avec par exemple un plateau de 44 dents et un pignon de 11 , on obtient une phase variable correspondant à environ un cinquième de tour de pédalier pour un peu moins d'un tour de roue arrière, soit 2 mètres de parcours. La transition avec le parcours normal se fait de façon continue car la trajectoire de la portion solidarisée est un cercle tangent à ce parcours. La griffe maintient alors toujours la chaîne bien que cela soit inutile car sa propre tension la plaque sur le plateau. Cela permet de déverrouiller sans effort le dispositif avec par exemple la rampe précitée. Les efforts de traction sur la chaîne sont élevés, mais pas supérieurs à ceux correspondants à un démarrage identique sur une bicyclette non modifiée. La griffe est soumise
elle à de gros efforts d'arrachement et doit donc être fortement dimensionnée. Sa fixation au plateau peut d'ailleurs être renforcée par un accrochage à l'axe du pédalier ou par un élément pénétrant le flanc du plateau et il est judicieux de prévoir la zone de contact de la griffe avec l'extérieur de la chaîne avec un profil ou une géométrie auto verrouillante, comme par exemple une protubérance pénétrant dans un creux de maillon ou un léger angle de dépouille.
Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, l'organe capable de se solidariser avec une petite portion de l'élément flexible est guidé sur une trajectoire imposée. On a vu que la trajectoire de la portion solidarisée conditionne le rapport de transmission instantané et les angles de rotation des roues pendant la phase de démarrage. Pour obtenir les variations voulues de ces grandeurs, il est judicieux d'imposer une trajectoire à cette portion. Une façon simple de le réaliser est par exemple d'utiliser une chape ou un doigt accrochant l'élément flexible et de guider cette dernière sans friction par un rail ou une glissière ayant le profil adéquat. Comme précédemment, l'allongement peut être opérée en fonction de la spécificité du montage par tout système connu en soi, comme un câble, un levier ou une came et elle peut également s'effectuer par l'élément flexible lui-même si on le fait tourner dans le sens opposé à la marche normale après un engrènement initial. Cette méthode permet d'obtenir un grand allongement, générateur de grands angles de rotation pour les roues. On remarquera qu'un montage avec un rail en arc de cercle correspond à un montage à bras tournant de grande longueur, sans obligation de matérialiser son axe.
Dans une forme particulière de réalisation, le système est monté sur une bicyclette, l'organe maintenant la petite portion de chaîne est une chape guidée par un rail et l'allongement se fait par rétropédalage après engrènement de la chaîne dans la chape. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée qui va suivre, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 2 représente une forme particulière de réalisation de l'invention. Un montage conventionnel de bicyclette à dérailleur comprend un plateau avant 1 solidaire de deux pédales, dont seule la droite 2 est représentée, qui entraîne un des pignons arrière 3 par le brin tendu 4 dans son parcours normal, le brin mou 5 étant maintenu sous légère tension par les deux petites roues 6,7 du
dérailleur, montées sur un système à ressort non représenté permettant au parcours de la chaîne de se modifier. Le dispositif est une chape entourant la chaîne avec une protubérance s'inscrivant dans le creux d'un maillon. En marche normale, cette chape est maintenue dans la position 11 où elle n'interfère pas avec la chaîne par un aimant ou un autre système connu en soi. Avec une commande non représentée, actionnée par exemple par le talon du cycliste, par une commande à câble au guidon, ou un autre système connu en soi, la chape est reculée pour accrocher la chaîne, puis, par rétropédalage, la chape est reculée le long du rail 12, qui peut être rectiligne comme représenté, jusqu'à la position voulue qui peut être au maximum celle représentée par la position 13, correspondant à un rapport de transmission infini, avec les demi brins tendu 14 et 15. Avec par exemple un plateau de 44 dents et un pignon de 11, ia roue arrière peut faire 3 tours pendant la phase de démarrage, soit près de 7 mètres. Il est bien sûr possible de ne pas utiliser l'intégralité de la longueur du rail si un démarrage moins progressif est souhaité. Avec un peu d'habitude, il sera possible de choisir la position de départ des pédales avant l'allongement pour se retrouver avec une position de pédales favorable au moment du démarrage. A la fin de la phase de démarrage, la chape retourne à la position de départ, où le mécanisme cité précédemment la désolidarise de la chaîne et la maintient à l'écart. La géométrie du rail rectiligne comme représenté amène une transition avec le parcours normal qui se fait de façon continue car Ia trajectoire de la portion solidarisée est une droite sécante avec un angle très faible avec ce parcours. Si l'extrémité du rail côté plateau doit respecter une position plus ou moins précise pour le décrochement de la chape, il est par contre possible de faire varier la position de l'autre extrémité, voire de rendre cette position réglable, en continu avec un système vis-écrou par exemple, ou par paliers avec différents points de fixation du rail sur le cadre de la bicyclette.
Il est bien entendu que d'autres modes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre de la protection de la présente invention.
Claims
1. Système d'aide au démarrage pour transmissions à élément flexible fermé à engrènement, ledit élément étant tendu par un mécanisme autorisant un certain débattement, caractérisé en ce qu'un dispositif modifie le parcours du brin tendu en l'allongeant avant le démarrage, diminue la vitesse tangentielle de la roue menée par rapport à celle de la roue menante et lui permet de reprendre progressivement son parcours de marche normale au cours du début de la rotation.
2. Système selon revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif modifiant le parcours du brin tendu est un secteur de roue dentée tournant fou autour d'un axe mobile permettant, avant le démarrage, d'engrener le brin tendu de l'élément flexible et de l'éloigner de son parcours normal et, après le démarrage, de laisser ledit brin revenir progressivement à sa position normale, désengrené dudit secteur de roue dentée.
3. Système selon revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif modifiant le parcours du brin tendu est un secteur de roue dentée à rayon variable tournant fou autour d'un axe fixe permettant, avant le démarrage, d'engrener le brin tendu de l'élément flexible et de l'éloigner de son parcours normal et, après le démarrage, de laisser ledit brin revenir progressivement à sa position normale, désengrené dudit secteur de roue dentée.
4. Système selon revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif modifiant le parcours du brin tendu possède un organe capable de se solidariser avec une petite portion de l'élément flexible avant le démarrage, d'éloigner ladite portion de son parcours normal, de la guider au début de la rotation sur une trajectoire permettant audit brin de revenir progressivement à sa position normale et ensuite capable de s'en désolidariser.
5. Système selon revendication 4 caractérisé en ce que l'organe capable de se solidariser avec une petite portion de l'élément flexible est fixé au bout d'un bras tournant fou autour d'un axe fixe.
6. Système selon revendication 5 caractérisé en ce que l'axe fixe est l'axe de la roue menée.
7. Système selon revendication 4 caractérisé en ce que le système est monté sur le plateau à chaîne 1 d'une bicyclette, que l'organe 8 maintient la petite portion de chaîne par sa partie extérieure sur ledit plateau 1 , que cet organe 8 libère la chaîne à une certaine position du pédalier et que l'allongement se fait par rétropédalage jusqu'à un point mort haut des pédales correspondant au raccourcissement maximum du demi brin tendu 10 allant au pignon arrière 3.
8. Système selon revendication 4 caractérisé en ce que l'organe capable de se solidariser avec une petite portion de l'élément flexible est guidé sur une trajectoire imposée.
9. Système selon revendication 8 caractérisé en ce que le système est monté sur une bicyclette, que l'organe maintenant la petite portion de chaîne est une chape guidée par un rail 12 et que l'allongement se fait par rétropédalage après engrènement de la chaîne dans la chape.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| FR0805256A FR2936214B1 (fr) | 2008-09-25 | 2008-09-25 | Systeme d'aide au demarrage pour transmission a chaine ou courroie crantee |
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|---|---|
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Family
ID=40589953
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| US3929025A (en) * | 1974-12-13 | 1975-12-30 | Robert E Perry | Automatic shift control for bicycles and the like |
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-
2009
- 2009-09-22 WO PCT/FR2009/001116 patent/WO2010034902A1/fr active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3929025A (en) * | 1974-12-13 | 1975-12-30 | Robert E Perry | Automatic shift control for bicycles and the like |
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| FR2936214A1 (fr) | 2010-03-26 |
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