Brevet FR2467135A1 — publié le 19810417

La présente invention se rapporte à un ensemble de pignons à plusieurs vitesses pour une bicyclette, et plus particulièrement à un ensemble de pignons à plusieurs vitesses comprenant au moins deux pignons ayant des diamètres différents et des connecteurs pour relier les pignons à un intervalle axial donné. L'un des pignons est de plus petit diamètre et a un plus petit nombre de dents que l'autre, l'autre pignon étant de ploe grand diamètre et ayant un plus grand nombre de dents que le premier, et ils sont montés sur un pédalier ou un moyeu de roue arrière de la bicyclette afin qu'une chaine d'entraînement puisse passer à l'un des pignons choisis pour changer la vitesse de la bicyclette. Un tel ensemble de pignons à plusieurs vitesses comprenant deux pignons ou plus est bien connu. Un dérailleur séparé de l'ensemble des pignons, est manoeuvré pour déplacer une chaine d'entraînement axiale- ment par rapport aucpignons et la faire passer à l'un des pignons souhaités, afin de transmettre ainsi une force d'entraînement obtenue en pédalant, à un moyeu de roue arrière au rapport prédéterminé de changement de vitesse. Afin d'augmenter le rapport de changement de vitesse, il est suffisant d'augmenter la différence entre les nombres des dents sur le pignon de plus petit diamètre et le pignon de plus grand diamètre, de l'ensemble des pignons à plusieurs vitesses. Cependant, une différence de trois dents ou plus rend le rayon du cercle de tête de dent du pignon de plus petit diamètre plus petit que le rayon du cercle intérieur du pignon de plus grand diamètre, ainsi la longueur radiale entre les cercles de tête de dent des deux pignons devient trop importante, ce qui rend difficile le passage rapide et régulier de la chaîne au pignon souhaité. En d'autres termes, la chaîne d'entrainement, quand on la fait passer du pignon de plus petit diamètre au pignon de plus grand diamètre, contacte, avant engagement avec une dent, une dent adjacente et en avant de la première, dans la direction de rotation normale du pignon. Par conséquent, il est difficile de décaler régulièrement la chaîne axialement vers l'extérieur du pignon de plus grand diamètre pour assurer un engagement, avec pour résultat un fonctionnement à vide du pignon. La chaîne, quand on la fait passer du pignon de plus grand diamètre au pignon de plus petit diamètre, doit se dégager du pignon de plus grand diamètre, mais elle interfère avec une dent de celui-ci qui est placée derrière celle venant d'être dégagée de la chaîne, dans la direction de rotation normale du pignon de plus grand diamètre, elle ne peut donc pas être déplacée régulièrement vers le pignon de plus petit diamètre, ce qui pose un problème du point de vue dégagement fiable de la chaîne par rapport au pignon de plus grand diamètre. De même, le rapport de changement de vitesse, quand il est accru, rend plus important le rapport des pignons, ce qui augmente considérablement les variations de couple lors du changement de la chaîne, ainsi un cycliste est soumis à un fort impact lorsqu'il pédale, au point que son pied puisse se séparer de la pédale, ce qui est très dangereux pour lui. La présente invention a pour but de surmonter les problèmes ci-dessus. La présente invention a pour objet un ensemble de pignons à plusieurs vitesses, permettant un passage rapide de la chaîne d'entraînement à un pignon souhaité, même si les pignons de plus petit diamètre et de plus grand diamètre ont entre eux une différence de trois dents ou plus, afin d'améliorer ainsi l'effica- cité de changement de vitesse et de réduire les variations du couple lors du changement de la chaîne. Selon l'invention, dans le pignon de plus grand diamètre, au moins deux dents adjacents sont omises parmi un certain nombre de ces dents, et entre des dents adjacentes aux dents omises est formé un évidement qui est dirigé radialement vers l'intérieur du pignon à partir de son cercle intérieur, et en une partie inter- médiaire de l'évidement est formée une protubérance qui s'étend jusqu'à proximité du cercle intérieur à par- tir du fond de l'évidement. Une telle construction de l'invention, o au moins deux dents adjacentes sont omises et o l'évidement est prévu comme ci-dessus, permet à la chalne d'entralnement, quand elle est changée, d'être décalée sur une longueur suffisante axialement au pignon par un dérailleur, à travers l'évidement sans aucune inter- férence. De même, la chaine, quand elle passe du pignon de plus petit diamètre au pignon de plus grand diamètre et inversement, est relayée une fois par la protubérance. Par conséquent, même quand les deux pignons présentent une grande différence de nombre de dents, à la position o est prévue la protubérance, la longueur de la posi- tion du bout de la dent sur le pignon de plus grand diamètre à la position du bout de la dent sur le pignon de plus petit diamètre est parcourue, du fait de la différence essentielle entre les nombres de dents sur les deux pignons, en deux stades entre la dent du pignon de plus petit diamètre et la protubérance et entre la protubérance et la dent du pignon de plus grand diamètre. Par conséquent, un rapport des pignons entre les deux pignons devient plus petitce qui réduit les variations du couple Us pignornlors du changement de la chaine, avec pour résultat un moindre impact lors du pédalage, et le cycliste peut éviter de risquer de manquer la pédale. De plus, le nombre de parties o les dents omises sont formées, doit être déterminé par la dimension du pignon de plus grand diamètre, mais il est suffisant de prévoir au moins une partie. Il est préférable que la protubérance ait la même forme que la dent du pignon, mais elle peut être de forme trapézoïdale et autres. En bref, il est suffisant que la protubérance soit placée de façon à correspondre à la partie plate inférieure entre les dents omises et s'étende jusqu'à proximité du cercle intérieur du plus grand pignon afin que la chaine, lors de son changement, puisse être reliée par la protubérance et qu'un galet de chaîne puisse s'y déplacer. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts,. caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qi va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue avant d'un mode de réalisation d'un ensemble de pignons à plusieurs vitesses selon l'invention; - la figure 2 est une vue latérale partiellement arrachée du mode de réalisation de la figure 1; - la figure 3 est une vue expliquant le mouvement d'une chalne d'entraînement en condition d'engagement avec un pignon de plus grand diamètre; et - la figure 4 est une vue d'une partie d'un mode de réalisation modifié, o la protubérance est de forme différente. Un ensemble de pignons à-plusieurs vitesses selon l'invention est monté sur un pédalier et/ou un moyeu de roue arrière de la-bicyclette. L'ensemble de pignons représenté sur la figure 1 est monté sur le pédalier de la bicyclette, et il comprend un pignon de plus petit diamètre 1 ayant un faible nombre de dents et un pignon de plus grand diamètre 2 ayant un plus grand nombre de dents. Sur les pourtours externes des pignons 1 et 2 sont prévues un certain nombre de dents 11 et 21, placées circonférentiellement à des intervalles réguliers respectivement, le pignon 1 de plus petit diamètre ayant un cercle de tête de dent plus petit que le rayon d du cercle intérieur du pignon 2 de plus grand diamètre. Les pignons 1 et 2, comme on peut le voir sur la figure 2, svnt reliés axialement à un intervalle donné au moyen d'un certain nombre de connec- teurs 3. Dans le pignon 2 de plus grand diamètre, deux dents adjacentes 21a et 21b sont omises parmi un certain nombre de dents. Entre deux dents 21c et 21d adjacentes aux deux dents omises 21a et 21b est formé un évidement 22 dirigé radialement vers l'intérieur du cercle inté- rieur du pignon 2 afin qu'une chaîne d'entraînement, quand elle passe vers l'un des pignons 1 ou 2,-passe par l'évidement 22. A la partie médiane de l'évidement 22 est formée une protubérance 4 qui s'étend jusqu'à proxi- mité du cercle intérieur du pignon 2. La protubérance 4 relaye la chalne C lors de son changement, et vient en contact avec un galet C1 de la chaîne C en engagement avec le pignon 2 pour empêcher ainsi la chaîne d'être étirée droite entre les dents 21c et 21d adjacents aux dents omises 21a et 21b, ne provoquant ainsi pas de variation du pas de la chaine. Il est préférable que la protubérance 4 co mcide avecchaque dent du pignon 2 et soit courbée dans le sens de la largeur vers l'extérieur de la dent 21 sur le pignon 2 de plus grand diamètre, afin de dépasser l'épaisseur de ces dents. Par conséquent, la chaine C, quand elle passe du pignon 1 de plus petit diamètre au pignon 2 de plus grand diamètre, vient facilement en engagement avec la protubérance 4 et, quand elle passe du pignon 2 au pignon 1, elle quitte facilement cette protubérance 4. Alternativement, trois à six dents peuvent être omises, selon la dimension du pignon 2 de plus grand diamètre, et il est suffisant de les omettre sur au moins une partie du pignon 2. De même, la protubérance 4 peut avoir une forme différente de la dent 21 et il est suffisant qu'elle s'étende jusqu'à proximité du cercle intérieur du pignon 2 et qu'elle porte le galet de la chaîne C. Quand l'ensemble de pignons à plusieurs vitesses selon l'invention comprend trois à cinq pignons et est monté sur le moyeu de roue arrière,les pignons à 1'excep- tion de celui de plus petit diamètre, présentent respectivement les dents omises ci-dessus et la protubérance 4. Dans l'ensemble de pignons à plusieurs vitesses selon l'invention construit comme ci-dessus, la chaine C, quand elle passe du pignon 1 de plus petit diamètre au pignon 2 de plus grand diamètre comme cela est représenté en pointillés sur la figure 1, est sollicitéepar un dérailleur afin d'être décaléevers le pignon 2. La chaîne C, quand elleest décalée, est oblique par rapport à l'axe commun des pignons 1 et 2 parce qu'une partie de la chaîne C, placée vers l'avant en direction normale de rotation (dans la direction de la flèche X sur la figure 1) des pignons reste sur le pignon 1 de plus petit diamètre, et qu'une partie de la chaîne C sollicitée par le dérailleur est trop décalée, pour être axialement déplacée vers l'extérieur du pignon 2 de plus grand diamètre, à ce moment, la chaîne C traverse l'évidement 22 pour être déplacée vers le pignon 2 de plus grand diamètre, venant ainsi régulièrement et en toute fiabilité en engagement avec la dent 21d du pignon 2. De même, la chaîne C passe sur la protubérance 4 du pignon 2 puis est relayée pour venir en engagement avec la dent 21d, ainsi même si les pignons 1 et 2 présentent, entre leurs nombresde dents respectifs, une différence de trois ou plus, et si le rapport de changement de vitesse est assez important, les variations du couple du pignon lors du passage de la chaîne C peuvent être considérablement réduites. En conséquence, un cycliste n'est pas soumis à un fort impact lorsqu'il pédale, ainsi il peur donc éviter de manquer la pédale. La chaîne C, quand on la passe du pignon 2 de plus grand diamètre au pignon 1 de plus petit diamètre, traverse l'évidement 22 pour se décaler vers le pignon 1 de plus petit diamètre, -se dégageant ainsi doucement et en toute fiabilité du pignon 2. De même, la chaîne C engage d'abord la protubérance 4 puis la dent 11 sur le pignon 1, ainsi même s'il existeune différence de trois dents ou plus entre lesnombresde dents -des pignons 1 et 2, les variations de couple peuvent ttre considérablement réduites de façon à ne pas appliquer un assez fort impact au pédalage lors du changement de la vitesse de la bicyclette. Par ailleurs, la protubérance 4, comme on peut le voir sur la figure 2, est oblique vers le pignon 1 de plus petit diamètre, ainsi le pignon 1, quand la chalne C le quitte vers le pignon 2 de plus grand diamètre, peut rapidement attraper la chaîne C qui s'approche du pignon 2, et la chaîne C, quand elle passe du pignon 2 au pignon 1, peut rapidement quitter la protubérance 4. Par conséquent, un cangement rapide de la chalne peut être accompli ce qui améliore l'efficacité de changement de vitesse. Quand la chaine C, changée pour le pignon 2,passe par la partie des dents omises 21a et 21b, le galet Ci de la chaine C se déplace sur le bout de la protubérance 4, ainsi la chaîne C n'est pas étirée droite entre les dents 21c et 21d adjacentes aux dents omises 21a et 21b, mais elle est maintenue en forme d'arc de cercle, ne provoquant ainsi pas de variation de son pas, et assurant ainsi un engagement du galet C1 avec les dents 21c et 21d adjacents aux dents omises 21a et 21b. Par suite, la dent 21c en avant dans la direction de rotation du pignon 2 de plus grand diamètre n'est pas particulièrement soumise à une charge convergée, ce qui n'accélère pas l'usure de la dent 21 c. Comme on l'aura clairement compris à la lecture de la description qui précède, l'ensemble de pignons à plusieurs vitesses selon l'invention estconstruit de façon qu'au moins deux dents soient omises sur le pignon de plus grand diamètre, et un évidement dirigé radialement vers l'intérieur du cercle intérieur du pignon de plus grand diamètre, est formé entre deux dents adjacentes aux dents omises, ainsi la chaîne traverse l'évidement lorsqu'elle est changée, ce qui permet l'amélioration d'unchangement rapide de la chaîne pour améliorer l'efficacité de changement de vitesse même si les pignons ont une différence de nombre de dents. Par ailleurs, la protubérance qui est prévue à la partie médiane de l'évidement et qui s'étend jusqu'à proximité du cercle intérieur du pignon de plus grand diamètre, sert à relayer le changement de la chaîne à travers les pignons de différents diamètres. Par consé- quent, la chaîne peut ttre changée avec une matdoe varia- tion de couple des pignorsmême si les deux pignons ont une grande différence de nombre de ents et si le rapport de changement de vitesse est accru. Par suite, un fort impact n'est pas appliqué au pédalage, et le cycliste peut éviter de manquer la pédale, ce qui augmente la sécurité lors de l'utilisation de la bicyclette. Par ailleurs, quand la chaîne vient en engagement avec le pignon de plus grand diamètre, la protubérance peut porter, par son bout, le galet de chaîne, ainsi la chaîne n'est pas étirée droite à travers la partie o les dents sont omises, mais elle est maintenue configurée en arc de cercle pour éliminer des variations de son pas. Par suite, les galets de la chaTne peuvent venir en engagement en toute fiabilité avec les dents adjacentes aux dents omises, afin d'éviter la convergence d'une charge sur l'une des dents adjacentes. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques desmoyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 NS 1. Ensemble de pignons à plusieurs vitesses pour une bicyclette, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux pignons (1, 2) et des connecteurs (3) pour relier lesdits pignons axialement à un intervalle donné, l'un desdits pignons (1) étant de plus petit diamètre et ayant un plus petit nombre de dents, l'autre desdits pignons (2) ayant un plus grand diamètre et ayant un plus grand nombre de dents, ledit pignon (2) de plus grand diamètre ayant au moins deux dents (21a, 21b) omises parmi un certain nombre de dents, et étant pourvu, entre des dents (21c, 21d) adjacentes aux dents omises, d'un évidement (22) dirigé radialement vers l'intérieur dudit pignon de plus grand diamètre à partir de son cercle intérieur, et en une partie intermédiaire dudit évidement correspondant à la partie plate inférieure entre lesdites dents omises, d'une protubérance (4) s'étendant jusqu'à proximité dudit cercle intérieur. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la protubérance précitée a la même forme que chaque dent desdits pignons. 3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la protubérance précitée est de forme trapézoî- dale. 4. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la protubérance précitée est décalée vers le pignon de plus petit diamètre.