Brevet FR2233220A1 — publié le 19750110

Dans les bicyclettes et vélomoteurs à changement de vitesse, la eue arrière est entraînée en rotation par une chaîne montée sur le plateau denté du pédalier, et un dérail- leur permet de As faire passer à volonté sur l'un ou l'autre d'une série de pignons juxtaposés, de nombres de dents différents, solidaires en rotation du moyeu de ladite roue arrière, un tendeur, sur le pignon duquel passe également la channes assurant la tension au degré voulu du brin lâche de la chaîne, quel que soit le pignon du moyeu de 3.a rous arrière sur lequel elle est engagée. Le dérailleur provoque un déplacement latéral du tron gon de briu lâche de la channe qui se trouve juste en aval des pignons, suffisant pour permettre le passage de la channe d'un pignon à un autre, d'un nombré de dents plus grand ou plus petit; ce déplacement du dérailleur est normalement commande' par un petit levier, agissant sur un câble sous gaine; les usagers savent que pour faire fonctionner ce changement de vitesse et provoquer l'engrènement de la channe sur un pignon, il faut déplacer le dérailleur au-delà de la position dans laquelle son plan de symdtrie coïncide avec celui du pignon choisi, et le faire osciller dé part et d'autre de cette position jusqu'à ce que l'engrènement désire soit obtenu. Cette obligation. ne présente pas trop de difficulté pour le cycliste confirmé, à condition que le réglage du ct-. ble soit parfait, ce qui est rare en raison du jeu inhérent à ce type de commande, jeu qui provoque le risque de commander l'engrènement dans une vitesse autre que celle désirée, ou de faire passer ia channe au-delà du pignon du plus grand nombre de dents, ou de celui du plus petit nombre de dents, ce qui oblige l'usager à s'arrêter pour remettre la channe en place, en se salissant tout au mains les mains En outre, l'effort à exercer sur le. levier de commande d4 dérailleur qui, pour des raisons de poids et d'encombrement, est aussi petit que possible, est rélativement important et risque d'être fatigant à la longue. La présente invention a Eour objet une commande du dérailleur d'un changement de vitesses de bicyclette ou de vélomoteur qui évite tous ces inconvénients; à cet effet, le déplacement du dérailleur est commandé électriquement par un micromoteur, avec un réducteur approprié, qui peut titre alimenté par un courant continu, à volonté dans un sens ou dans l'autre, provenant d'une génératrice, de piles, ou d'un accumulateur, et le dérailleur est solidaire en translation d'une ferrite se déplaçant devant un support-fixe, sur.lequel amont montés des commutateurs à lames souples, communément appelés "reeds", un dana le plan de symétrie de chacun des pignons du changement de vitesse, de façon que celui qui a été sélectionné soit traversé par le courant d'alimentation du micromoteur, et que son déclenchement par le champ magnétique de la ferrite, quant elle arrive devant lui, provoque automatiquement l'arr8t du micromoteur et simultanément celui du dérailleur devant le pignon du changement de vitesse correspondant à la vitesse sélectionnée. I)ans un mode de réalisation préféré de l'invention, des moyens sont prévus pour que le micromoteur entrasse le dérailleur au-delà du plan contenant le pignon de la vitesse sélectionnée et le fasse osciller de part et d'autre de ce plan jusqu'à ce que l'usager coupe le circuit d'alimentation du micromoteur; c'est-à-dire juste pendant le temps nécessaire, de tordre de quelques secondes, pour provoquer le changement de vitesse désiré. Le dessin annexéimontre à titre d'exemples divers modes de réalisation de la présente inven-tion. La figure 1 est une vue de côté de la fourche arrière d'une bicyclette munie d'un dérailleur. La figure 2 est une vue de face d'un changement de vitesses à trois vitesses,. et de sa commande électrique. La figure 3 montre schëmatiquement un montage électrique dtune telle commande d'un changement de vitesses à quatre vitesses. La figure 4 est une vue partielle d'uné variante. La figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 3, complétée par un dispositif destiné à éviter certaines fausses manoeuvres. La fourche arrière 1 de la bicyclette représentée est munie d'un moyeu 2 sur lequel sont montés trois pignons 3, 4 et 5, de nombres de dents différents, sur chacun desquels en peut faire engrener la channe 6, le changement de vitesse étant commandé par le déplacement. transversal du dérailL le- brin mou de la channe; un pignon 8, sur lequel passe le brin mou 9 de la chaîne 6 est monté à ltextrémitS dJun bras 10, pivotant autour d'un axe 11 et qu'un ressort 12 sollicite constamment vers l'arrière pour assurer la tension désirée du brin mou 9; le dérailleur 7 est-solidaire en translation d'une ferrite 13 qui se déplace devant un support 14 sur lequel sont montés des reeds 15, 16, et 17 disposés respectivement dans le plan des pignons 3, 4 et 5. Unmicromoteur à courant continu 18 et son réducteur sont suscéptibles d'entraSner en rotation dans un sens ou dans l'antres suivant celui du courant continu qui l'alimente, une vis sans fin 19, en prise avec un file- tage solidaire du dérailleur 7 et assurant son déplacement transversal dans un sens ou dans l'autre;; un contacteur 20 permet de sélectionner celui des reeds 15, 16 ou 17 à travers lequel pourra passer le courant fourni par une source 21, lorsque le circuit aura été fermé par l'usager au moyen de l'interrupteur 22. Dans le schéma électrique que montre la figure 3 une commande par cabale sous gaine 23 permet, de. façon connue en soi de faire fonctionner à volonté la génératrice de courant alternatif 24 par le contact de son galet 25 contre un pneu 26 de la bicyclette; un commutateur 27 permet d'envoyer an micromoteur 18 du-courant redressé dans un sens ou dans l'au- tre à travers celui des quatre reeds 28, 29, 30, 31 qui aura été sélectionné au moyen du commutateur 32; le commutateur 27 permet à l'usager de monter les vitesses ou au contraire les descendre, et le commutateur 32 lui permet de sélectionner La vitesse dans laquelle le dérailleur provoquera l'engrenage. Dans-la position représentée du commutateur 32 c'est le reed 30, qui est traversé par le courant, soit dans un sens soit dans l'autre, suivant la position adoptée pour le oommutateur 27. Lorsque la ferrite 13, entratnée par le micromoteur 18, passe devant l'un quelconque des reeds 28, 29, 30 et 31, elle provoque le pivotement de sa lame souple 33, comme-le montre la figure 3 pour le reed 29; quand ladite ferrite arrivera devant le reed 30 qui a été sélectionné, ce reed, au lieu de permettre le passage du courant arrivant dans le conducteur 34, comme le montre ladite figure 3, assurera alors'fie passage du courant arrivant par le conducteur 35; il en résulte que le micromoteur, qui était alimenté par du courant passant dans un sens, se trouvera alimenté par du courant passant dans le sens opposé; par conséquent eu égard à son inertie propre, et, éventuellement, à l'adjonction d'un condensateur 36 monté en parallèle et d'une résistance 37 montée en série, le micromoteur 18 s'arrosera après que la ferrite 11 aura dépassé le plan dans lequel se trouve le reed 30 sélectionné et repartira immédiatement en sens inverse; il continuera à tourner dans ce nouveau sens jusqu'à ce que la ferrite 11 soit revenue dans le plan du reed sélectionné et l'ait dépassé suffisamment en raison des inerties précitées pour que celui-ci ne se trouve plus dans son champ magnétique et que la lamelle 33 puisse en conséquence revenir dans sa position d'origines interrompant l'arrivée du courant dans le sens où il venait et provoquant son arrivée en sens inverse; il en résultera par conséquent des; déplacements alternatifs du dérailleur de part et d'auire-du plan du pignon choisi, l'amplitude de ces déplacements pouvant facilement entre réglée par le choix d'une capacité 36 et d'une résistance 37 'appropriées, et êtres par exemple, de l'ordre de 2 mm de chaque cté du plan considéré; ce mouvement de va et vient persistera tant que l'usager sollicitera la commande 23 de la génératrice 24, ou le commutateur 39 du courant continu provenant des piles ou de l'accumulateur 38. Si le micromoteur 18 est alimenté en courant continu par des piles ou un accumulateur 38, comme montré à la figure 4, au lieu ds litre par un générateur de courant alternatif 24, comme montré à la figure 3, on peut utiliser, en amont du commutateur-sélecteur 32, le schéma montré à la figure 4 à la place de celui montré à la figure 3; un interrupteur 39 permet d'ouvrir ou de fermer le circuit électrique, et un commutateur 40 permet de faire passer le courant dans un sens ou dans l'autre en direction du commutateur-sélecteur 32. Dans le cas où l'usager désirerait monter une vitesse et ferait fonctionner en conséquence son commutateur-sélecteur 32, mais où, par suite d'une erreur, il disposerait son commutateur 27 ou 40 dans la position correspondante à une'descente des vitesses, le micromoteur 18 ferait déplacer le dérailleur et la ferrite 71 qui en est solidaire dans le sens correspondant aux descentes de vitesses et, par conséquent, elle ne passerait pas devant le reed sélectionné, ce qui fait que le dérailleur risquerait d'entratner la channe au-delà du plus petit des pignons du moyeu arrière et, par conséquent, de la faire sauter si aucun moyen n'était prévu pour limiter ce déplacement. Pour éviter cet inconvénient, on peut prévoir des contacteurs commandés mécaniquement en bout de course, par le dérailleur, et coupant le circuit d'alimentation du micromoteur au cas où le dérailleur dépasserait dans un sens ou dans 1'autre une position extrême prédéterminée. On pourrait également grouper en un seul les deux commutateurs 27 et 32, ou 40et 32, de façon qu'ils soient forcément commandés tous deux dans le même sens; on peut par exemple entratner les commutateurs 27 ou 40 par le commutateur 32 en utilisant à cet effet un dispositif à friction 41 permettant à la commande du commutateur 32 de poursuivre sa course jusqu'à la position voulue alors que les commutateurs 27 ou 40 sont déjà dans la position voulue. Une autre -solution consiste à compléter le schéma électrique de la figure 3 comme indiqué sur le schéma de la figure 5, qui permet d'obtenir automatiquement la coupure du courant en fin de course en la commandant par les reeds d'extrémité, lorsque la ferrite passe devant eux; à cet effet, on a prévu un interrupteur complémentaire 41, commandé par un relais 42 qui est excité par le courant passant à travers celui 30 des reeds qui a été sélectionné et celui des reeds d'extrémité 28 ou 31 devant lequel arrive la ferrite 13; il en résulte Ilarrêt du dérailleur devant le pignon correspondant et, éventuellement, l'engrènement de la chaîne avec ce pignon; de toutes façons, la chaîne ne saute pas, et l'usager, se rendant compte qutil a fait une fausse manoeuvre, peut alors agir sur lecommutateur'27 pour inverser le courant et faire tourner le micromoteur 18 en sens inverse jusqu'à ce que la ferrite il passe devant le reed sélectionné et provoque 1'engrènement de la haine dans le'pignon correspondant qui est celui de la vitesse également présélectionnée. Il est du reste bien entendu que les modes de réalisation de l'invention qui ont été décrits ci-dessus, en référence au dessin annexé, ont été donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses-modifications peuvent être apportées sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention; c'est ainsi notamment qu'une telle commande peut être adaptée à tout type de dérailleur autre que celui représenté, que le nombre des vitesses n'est pas limité, et qu'un second dérailleur, avec une commande analogue, pourrait être utilisé si le pédalier comportait également plusieurs plateaux de nombres de dents différents pour faite passer la chaîne de l'un à l'autre, et que le mot ferrite doit hêtre pris dans son sens le plus large et désigne tout aimant permanent approprié. On peut éventuellement utiliser la génératrice prévue pour 11 éclairage de la bicyclette pour alimenter le micromoteur; il faut alors prévoir un interrupteur de plus pour couper le courant d'alimentation du micromoteur quand l'éclairage fonctionne, et utiliser cet interrupteur pour commander les changements de vitesse. Quel que soit le mode de réalisation adopté, le fonctionnement est le m8me : on présélectionne le sens du courant à faire passer dans le micromoteur, correspondant à la montée ou à la descente des vitesses, on présélectionne ensuite, ou simultanément, si le même commutateur-sélecteur permet les deux opérations, la vitesse de montée ou de descente choisie, et on ne fait passer le courant, on actionnant la génératrice ou en mottant en circuit les piles ou la batterie, qu'au moment choisi pendant les quelques secondes nécessaires pour provoquer le changement de vitesse, ce temps est suffisamment court pour que le fonctionnement d'une génératrice ce actionne par un galet frottant sur un pneu ne nécessite aucun effort complémentaire de l'usager, et la quantité de courant consommée est insignifiante, ce qui assure la longévité désirée des piles ou de l'acoumulateur utilisés. REVENDICATIONS 10 Commande du dérailleur d'un changement de vitesses de'bicyclette ou de vélomoteur, caractérisée en ce que le déplacement du dérailleur est commandé électriquement par un micromoteur qui peut être alimenté par un courant continu, à volonté dans un sens ou. dans l'autre provenant d'une génératrice, de piles, ou d'un accumulateur, et le dérailleur est solidaire en translation d'une ferrite se déplaçant devant un support fixe, sur lequel sont montés des commutateurs à lames souples, communément appelés "reeds" un dans le plan de symétrie de chacun des pignons du changement de vitesse, de façon que celui qui a été sélectionné soit traversé par le'courant d'alimentation du micrimoteur et que son déclenchement par le champ magnétique de la ferrite, quand elle arrive devant lui, provoque automatiquement 1'arrtt du micromoteur et, simultanément, celui du dérailleur devant le pignon du changement de vitesse correspondant à la vitesse orrespondant à la vitesse sélectionnée. 20 Commande de dérailleur suivant la revendication 1 caractérisée encre que des moyens sont prévus pour que le micromoteur entraîne le dérailleur au-deià du plan contenant le pignon de la vitesse sélectionnée et le fasse osciller de part et d'autre de ce plan jusqu'à ce que l'usager coupe le circuit d'alimentation du micromoteur. 30 Commande de dérailleur suivant la revendication 2 caractérisée on ce qu'un commutateur sélecteur permet de choisir le reed à travers lequel le courant continu alimentant le micromoteur circulera. 4e Commande de dérailleur suivant la revendication 2, caractrisée en ce qu'un commutateur permet de choisir le sens du courant alimentant le micromoteur. 5 Commande de dérailleur suivant les revendications 3 et 4 caractérisée en ce que le commutateur sélecteur des reeds et le commutateur du sens de circulation du courant sont confondus en un commutateur unique commandant ces deux sélections. 60 - Commande de dérailleur suivant l'une queloonque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le micromoteur est équipé de. façon que son inertie soit telle qu'il starrête seulement quand le dérailleur est passé légèrement au-delà du plan du pignon correspondant à la vitesse selectionnde. 70 Commande de dérailleur suivant la revendication' 6, caracterisee en ce que le reed sélectionné inverse le sens du courant continu le traversant pour alimenter le micromoteur quand il est déclenché par la ferrite. 80 Commande du dérailleur suivant la revendication 7i~carac$erisée en ce que le mouvement d'oscillation du dérailleur autour du plan du pignon de la vitesse sélectionnée se poursuit jusqutà ce que l'usager coupe le circuit d'alimentation du micromoteur. 90 Commande du dérailleur suivant 1 l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour limiter le déplacemeAt du dérailleur au delà du plan des pignons extremes si les reeds corres pondants n'ont pas été sélectionnés. 100 Commande du dérailleur suivant la revendicatioXn 9* caractérisée en ce qu'un interrupteur complémentaire, cornmandé par un relais, coupe le courant quand la ferrite passe devant l'un des deux reeds d'extrémité s'ils n'ont pas été sélectionnés. 11 Commande du dérailleur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le courant continu utilisé provient d'un courant alternatif redressé produit'lui-méme par une génératrice solidaire d'un galet que l'usager fait porter contre le pneu de la bicyclette pendant les quelques secondes nécessaires pour obtenir le changement de vitesse. 120 Commande du dérailleur suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la génératrice de courant alternatif est celle utilisée pour ltéclairage de la bicyclette, un commutateur complementaire étant alors prévu.