Brevet FR2496587A1 — publié le 19820625

La présente invention concerne un changement de vitesses destiné à être monté sur une bicyclette munie d'unpignon à plusieurs dentures, ce changement de vitesses permet de passer la chaîne de la bicyclette sur la denture choisie du pignon. Les inventeurs ont décrit un changement de vitesses destiné à être monté sur une bicyclette dans la demande de brevet jaopnaise nO 90 492/75 qui a été mise à l'inspection publique sous le nO 15 033/77. Le changement de vitesses décrit dans cette demande présente des inconvénients en ce que, outre les axes servant à maintenir un système à biellettes parallèles, un axe séparé est fixé sur un organe de montage pour maintenir à rotation une came de commande de changement de vitesses, un touret relié à un câble de commande et un ressort, si bien que ce changement de vitesses est de construction compliquée et comparativement lourd et comprend en outre une vis de réglage faisant saillie vers l'extérieur de la bicyclette de façon qu'elle risque de blesser une personne se trouvant à sa proximité et constitue de ce fait un danger. Ea conséquence, un but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients associés à l'art antérieur. La présente invention permet de simplifier la construction d'un changement de vitesses destiné à être monté sur une bicyclette et de réduire le poids de celui-ci, par le montage d'une came de commande de changement de vitesses, un touret relié à un câble de commande et des moyens élastiques sur des axes portant pivotant un système C biellettes parallèles. Un autre but de la présente invention est d'améliorer la sécurité de bicyclettes munies d'un changement de vitesses monté saillant sur cellesci, en enfermant les éléments, exposés dans les dispositifs de l'art antérieur, à savoir la came de commande de changement de vitesses, ressorts, vis de rég lage , un organe mobile et autres, dans une enveloppe et une biellette extérieure afin d'éliminer les saillies s'étendant vers l'extérieur de la bicyclette. Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ciaprès à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale schématique d'un changement de vitesses conforme à la présente invention, monté sur l'axe du moyeu arrière de la bicyclette ; - la figure 2 est une vue de face schématique du changement de vitesses de la figure 1 - la figure 3 est une vue schématique en coupe suivant sensiblement la ligne III-III de la figure 1, représentant le mécanisme intérieur de celui-ci ; - la figure 4 est une vue schématique en coupe suivant sensiblement la ligne IV-TV de la figure 2 , la coiffe étant écartée pour montrer le mécanisme intérieur ; - la figure 5 est une vue éclatée en perspective des éléments essentiels du changement de vitesses conforme à la présente invention ;; - la figure 6 est un schéma illustrant le contour d'une came de commande de changement de vitesses utilisée dans le dispositif de l'invention ; et - les figures 7 à 9 sont des vues en coupe analogues a' celle de la figure 3, représentant des états de fonctionnement différents du changement de vitesses conforme à l'invention. Dans les diverses figures du dessins, 1 est un cadre de bicyclette, 2 est l'axe du moyeu arrière, 3 est un pignon à plusieurs dentures, 4 est une chaîne, 5 est une plaque de montage; 6 est un écrou, 7 est une pièce métallique, 7' est une coiffe, 8 est un boulon, 9 est une biellette intérieure, 10, 19, 28 et 35 sont des ressorts hélicoîdaux, il est un levier en L, 12 est un axe de montage de la biellette intérieure, 13 est une vis de réglage, 14, 26 et 27 sont des goupilles, 15 est un galet suiveur, 16 est une biellette extérieure, 17 est un axe de montage de la biellette extérieure, 18 est une came de commande de changement de vitesses, 20 est un touret, 21 est une bague d'arrêt, 22 est une goupille a'arrêt, 23 est un dispositif de réglage de câble, 24 est une vis de serrage de câble, 25 est un organe mobile, 29 est un galet de guidage, 30 et 32 sont des axes, 31 est un galet tendeur,33estun plateau de changement, 34 est une tige, 36 est une bague d'arrêt et 37 est une goupille d'arrêt. En se référant à la figure 1, on voit un cadre de bicyclette 1 muni d'un axe de moyeu arrière 2 portant un pignon à plusieurs dentures 3 avec lesquelles la chaîne 4 coopère de manière sélective. Ud plateau de montage 5 est fixé sur cet axe 2 par un écrou 6 vissé sur une extrémité filetée de l'axe. Sur le mode de réalisation illustré, une pièce métallique 7 est fixée sur le plateau de montage 5 par un boulon 8, comme on le voit sur la figure 3 et la figure 4. Cette pièce métallique 7 est en U et comprend des parois latérales opposées 7a, 7b et une partie de liaison 7c située entre celles-ci, cette partie de liaison 7c servant à monter la pièce 7 sur le plateau de montage 5.Les parois latérales 7a et 7b sont percées de quatre trous de montage d'axes, à savoir deux trous alignés 7d destinés à recevoir un axe 12 de montage d'une biellette intérieure et deux trous alignés 7e destinés à recevoir un axe 17 de montage d'une biellette extérieure. Ltaxe 12 traverse les deux trous 7d des parois latérales opposées 7a et 7b de façon à porter pivotani le bossage 9a d'une biellette intérieure 9, un ressort hélicoldal 10 et le bossage ila tu'un levier en L il disposé entre les parois latérales de la pièce métallique 7.La biellette intérieure 9 comprend, à son extrémité supérieure, une partie pliée 9b, une vis de réglage 13 s'engageant dans un trou taraudé de la partie pliée 9b. Un écrou de blocage 13a permet de bloquer la vis de réglage 13 par rapport à la partie pliée 9b de la biellette intérieure 9. L'extrémité inférieure de la biellette intérieure 9 présente une partie en forme de canal et deux trous alignés 9c sont prévus dans les parois latérales de la partie en canal pour porter pivotant, entre ces parois latérales, un côté d'un organe mobile 25 par l'intermédiaire d'une goupille 26 traversant les trous 9c, cet organe mobile 25 sera décrit ci-après. Le levier 11 en L comprend, à une extrémité, une partie pliee 11b, avec laquelle la vis de réglage 13 vient en contact. L'extrémité opposée du levier Il en L porte un galet suiveur 15 fixé à rotation par une goupille 14: Le ressort hélicoidal 10 sollicite la biellette intérieure 9 dans le sens des aiguilles d'une montre tout en sollicitant le levier 11 en L en sens inverse des aiguilles d'unemontre, comme on le voit sur la figure 3. Une coiffe 7' est montée de manière amovible sur la pièce métallique 7 de façon à fermer le c8té extérieur ouvert de la pièce métallique 7. Une biellette extérieure 16 ayant la forme d'un canal courbe coopère avec la biellette intérieure 9 pour réaliser le système en parallèlogramme. La biellette extérieure 16 comprend des parois latérales 16a et 16b, deux trous alignés 16c percés dans les parties d'extrémité supérieures des parois latérales et destinés à recevoir à rotation l'axe 17 de montage de la biellette extérieure, deux trous alignés 16d percés dans les parties d'extrémité inférieures des parois latérales et destinés à recevoir une goupille 27 supportant l'organe mobile 25 par son c8té opposé à celui porté par la goupille 26, et une encoche 16e.L'axe 17 traverse les trous alignés 7e de la pièce métallique 7 et les trous 16c de la biellette extérieure 16, une came de commande de changement de vitesses 18 et un ressort hélicoïdal 18 étant portés à rotation par l'axe 17 dans l'espace compris entre les parois latérales 16a, 16b de la biellette extérieure 16. Une extrémité de l'axe 17 dépasse la pièce métallique 17 et un touret 20 est monté sur cette partie saillante de l'axe 17, comme on le voit sur la figure 4 et la figure 5. En se référant à la figure 5, une bague d'arrêt 21 est montée dans une rainure annulaire 17a menagée dans la partie d'extrémité saillante de l'axe 17 pour empêcher le touret de se dégager de l'axe 17. Comme on le voit sur la figure 6, la came de commande de changement de vitesses 18 comprend des portions ai, a2, a3, a4 et a5, séparées par des portions bl, b2, b3, b4, et b5, le nombre des premières portions étant le mAeme que le nombre de dentures portées par le pignon 3. La came de commande de changement de vitesses 18 est percée d'un trou 18a et une extrémité d'une goupille d'arrêt 22, solidaire du touret 20, s'engage dans le trou 18 pour solidariser la came 18 du touret 20. Une extrémité 19 a du ressort hélicoïdal 19 est en contact avec une goupille 18b faisant saillie sur la came 18, comme on la voit sur les figures 3 et 4, tandis que l'extrémité opposée 19b du ressort hélicoidal 19 est en contact avec la pièce métallique 7, ce qui fait que la came 18 est sollicitée dans le sens de la flèche représentée sur la figure 3.L'encoche 16e de la biellette extérieure 16, représentée sur la figure 5, sert d'arrêt de la rotation de la goupille d'arrêt 22. Sur les figures 1 et 4, on voit un dispositif 23 de réglage d'un câble (non représenté) fixé sur la pièce métallique 7 et un câble intérieur (non représenté) d'un dispositif de commande de changement de vitesses (non représenté) est enroulé sur le touret 20, une extrémité de ce câble étant serrée par une vis 24 montée dans un trou 20a du touret 20. Comme on le voit sur les figures 3, 4, 7 et 8, l'extrémité supérieure de l'organe mobile 25, sous forme de boîte et entouré de la biellette extérieure 16, est reliée à la biellette intérieure 9 par la goupille 26 traversant les trous 9c de l'extrémité inférieure de la biellette intérieure 9. L'extrémité inférieure de l'organe mobile 25 est reliée à la biellette extérieure 16 par la goupille 27 traversant les trous 16d prévus à l'extrémité inférieure de la biellette extérieure 16. Un ressort hélicolZdal 28 s'emboîte sur la goupille 26 pour appliquer une force dans le sens de la flèche B de la figure 3 pour solliciter normalement l'organe mobile 25 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la biellette intérieure 9. En se référant aux figures 1 et 2, un galet 29 de guidage de la chaîne 4 est porté pivotant par le plateau de changement 33 par l'intermédiaire d'un axe 30 tandis qu'un galet tendeur 31 de la chaîne 4 est porté pivotant par le plateau 33 par l'intermédiaire d'un axe 32. Une extrémité d'une tige 34 est fixée sur une portion intermédiaire du plateau 33 et l'extrémité opposée de la tige 34 est portée à rotation par une paroi verticale 25a de l'organe mobile 25. Un ressort hélicoïdal 35 est monté sur la tige 34 entre le plateau 33 et la paroi verticale 25a de l'organe mobile 25. Una bague d'arrêt 36 est en contact avec l'extrémité de la tige 34 qui dépasse l'organe mobile 25 pour empêcher la tige de se séparer de celui-ci. Un contre-plateau 33' est fixé sur le plateau de changement 33, à une certaine distance de celui-ci, pour porter les galets 29 et 31 à rotation entre le plateau 33 et le contre-plateau 33'. Le ressort hélidoldal 35 a une extrémité prolongée 35a qui entre en contact avec une goupille d'arrêt 37 fixée sur le plateau de changement 33, de sorte que celui-ci est sollicité dans le sens de la flèche C autour de la tige 34, comme on le voit sur la figure 1. On va décrire maintenant le fonctionnement du changement de vitesses réalisé conformément à l'invention. Lorsque l'organe mobile 25 occupe la position représentée sur la figure 2, position correspondant au développement le plus élevé, et qu'on agit sur une manette (non représentée) pour permettre le changement du plateau 33, si une traction est exercée sur le câble intérieur d'un système de transmission par câble (non représenté) à l'aide d'un mécanisme de commande (non représenté), cette traction exercée sur ce crible (non représenté) se traduit par la rotation du touret 20 et de la came 18 sur une certaine distance angulaire dans le sens de la flèche D de la figure 3. Il en résulte que le levier 11, en contact avec la came 18, tourne dans le sens de la flèche de la figure.Le levier 11 peut tourner dans le sens de la flèche E par rapport à la biellette intérieure 9 à l'encontre de l'élasticité du ressort 10, celui-ci ne pouvant être comprimé que par une force supérieure à celle nécessaire pour permettre de déplacer la chaîne 4 d'une sur une autre des dentures du pignon 3. Par conséquent, tant que l'organe mobile 25 reste mobile, le ressort 10 ne sera pas comprimé.Du fait que l'organe mobile 25 et le plateau de changement 33 sont alors supposés mobiles, la biellette intérieure 9 tourne conjointement avec le levier 11 de la position représentée sur la figure 3 à celle représentée sur la figure 7. D,ns ce cas, le ressort 28 est comprimé et la biellette extérieure 16 tourne avec la biellette intérieure 9, comme on le voit sur la figure 7, de sorte que l'organe mobile 25 se déplace vers une position correspondant à un plus faible développement et la chaîne est déplacée vers une denture du pignon 3 qui permet un plus faible développemest en fonction de l'angle de rotation de la came 18. La figure 7 représente l'état selon lequel la chaîne 4 est déplacée sur la denture correspondant au développement le moins élevé du pignon 3. Lorsque l'organe mobile 25 occupe sa position correspondant au développement le moins élevé, position représentée sur la figure 7, et que la manette (non représentée) est actionnée pour déplacer le plateau de changement 33, si le système de transmission par cable (non représenté) est libéré par le mécanisme de commande (non représenté), le touret 20 est entraîné en rotation par le ressort hélicoidal 19 pour enrouler le cable intérieur (non représenté).En meme temps, la came 18 tourne sur une certaine distance angulaire dans le sens de la flèche A de la figure 7 Cette rotation de la came 18 dans le sens de la flèche A meut l'organe mobile 25 en état prêt à se déplacer et l'élasticité du ressort 28 tend à faire tourner la biellette intérieure 9 vers ld position correspondant à un développement plus élevé et le levier 11 est sollicité dans le sens de la flèche F par l'élasticité du ressort 10. Ainsi, à mesure que la came 18 tourne sur une certaine distance angulaire dans le sens de la flèche 18 le levier Il tourne dans le sens de la flèche F d'une distance angulaire qui correspond au nombre de plages différentielles correspondant à l'angle de rotation de la came 18. Il s'en suit que la biellette intérieure 9 et la biellette extérieure 16 quittent simultanément la position représentée sur la figure 7 et se déplacent vers la position de la figure 3. Par suite de quoi l'organe mobile 25 se déplace vers une position correspondant à un développement plus élevé et la chaîne 4 est déplacé vers la denture correspondant du pignon 3 qui permet un développement plus élevé que précedemment d'un nombre de plages différentielles correspondant à l'angle de rotation de la came 18. Par contre, si la manette se trouve en position de repos, le déplacement de la chaîne entre des dentures voisines du pignon 3 n'est pas possible, de sorte que organe mobile 25 ne peut pas se déplacer dans ces conditions. Ainsi, lorsque 11 organe mobile occupe une position correspondant au développement le plus élevé, position représentée sur la figure 3, et que la manette (non représentée) se trouve en position de repos pour empêcher le déplacement de 11 organe mobile 25, si le câble intérieure du système de transmission par câble (non représenté) est tiré par le mécanisme de commande (non représenté) le touret 20 et la came 18 sont entraînés simal- tanément en rotation selon la direction de la flèche D de la figure 8. Du fait que l'organe mobile ne peut se déplacer, ni la biellette intérieure 9 ni la biellette extérieure 16 ne peuvent tourner.Le levier 11, toutefois, tourne relativement à la biellette intérieure 9, en suivant le sens de la flèche E de la figure à ltencontre de l'élasticité du ressort 10, et le galet suiveur 15 de levier 11 se trouve en contact avec la portion de la came 18 qui entre en contact avec le galet suiveur 15 lors de la rotation de la came 18. Par conséquent, la partie pliée 11b du levier Il servant de butée s'éloigne de la vis de réglage 13 et occupe une position à une certaine distance de celle-ci, comme on le voit sur la figure 8. Ainsi, une force tendant à faire tourner la biellette intérieure 9 et la biellette extérieure 16 vers une position correspondant à un développement moins élevé est emmagasinée par le ressort 10.Si la manette (non représentée) est actionnée lorsque cette force est emmagasinée par le ressort 10, l'organe mobile 25 est autorisé à se déplacer et la force emmagasinée par le ressort 10 dépasse celle du ressort 28 et contraint la biellette intérieure 9 et la biellette extérieure 16 à tourner jusqu'à ce que la vis de réglage 13 vienne en butée contre la partie pliée Iîb du levier 11, comme on le voit sur la figure 9. Par conséquent, l'organe mobile 25 est déplacé vers une position correspondant à un développement moins élevé, et la chalne 4 est déplacé vers la denture du pignon 3 assurant un développement moins élevé que précedemment d'un nombre de plages différentielles correspondant à l'angle de rotation de la came 18. Lorsque l'organe mobile 25 occupe la position représentée sur la figure 7 correspondant au développement le moins élevé et que la manette (non représentée) occupe sa position de repos empêchant le déplacement de l'organe mobile 25, si les moyens de transmission par câble (non représentés) sont libérés par le mécanisme de commande (non représenté) le touret 20 enroule le câble intérieur (non représenté) grâce à l'élasticité du ressort 19 et la came 18 tourne d'une certaine distance angulaire dans le sens de la flèche À due la figure. Du fait que l'organe mobile 25 ne peut alors se déplacer, ni la biellette intérieure 9 ni la biellette extérieure 16 ne peuvent tourner.Par contre, la came 18 tourne de la position de la figure 7 vers la position de la figure 9, suivant la flèche À, et un écart s1 établit entre la came 18 et le galet suiveur 15 situé à une extrémité du levier 3t, comme le montre la figure 9 cet écart correspondant au nombre de plages différentielles correspondant à 11 angle de rotation de la came 18. À condition qu'il existe un tel écart entre le galet suiveur 15 et la came 18, si on actionne la manette (non représentée)pour permettre le déplacement de l'organe mobile 25, l'élasticité du ressort 28 sollicitant normalement la biellette intérieure 9 et la biellette extérieure 16 vers une position correspondant à un développement plus élevé fait que la biellette intérieure 9, la biellette extérieure 16 et le levier Il tournent jusqu1à ce que le galet suiveur 15 porté par une extrémité du levier 11 vienne en butée contre une des portions de la came 18. n en résulte que organe mobile 25 se déplace vers une position relative à un développement plus élevé, comme le montre la figure 3, et la chaîne 4 est déplacée vers la denture du pignon 3 correspondant à un développement plus élevé que précedemment du nombre de plages différentielles eorrespondant à l'angle de rotation de la came 18. On va décrire maintenant les avantages apportés par la présente invention. Tans les changements de vitesses de ce type de l'art antérieur, un axe séparé des axes de montage d'un système à biellettes parallèles est fixé sur une pièce métallique pour supporter une came de commande de changement de vitesses, un touret relié à des moyens de commande par câble et des moyens élastiques. Par conséquent, le changement de vitesses de l'art antérieur est de construction compliquée et est comparativement lourd. En outre, le changement de vitesses de l'art antérieur comprend une vis de réglage ou analogue qui fait saillie vers l'extérieur d'une bicyclette équipée d'un tel changement de vitesses, et cette vis saillante ou analogue est dangéreuse parce qu'elle risque de blesser des personnes.Par contre, le changement de vitesses de la présente invention utilise l'axe 17 de la biellette extérieure 16 du système à biellettes parallèles pour porter la came de commande de changement de vitesses 18, le touret 20 relié au système de commande par cable et un ressort hélicoidal 19, ce qui permet une simplification du changement de vitesses et uneréduction de son poids. En outre, conformément à La présente invention, les éléments qui sont exposés dans les changements de vitesses de l'art antérieur, à savoir la came de commande de changement de vitesses 18, le ressort hélicoidal 19, la vis de réglage 13 et organe mobile 25 sont protégés par la coiffe 7' de la pièce métallique 7 et par la biellette extérieure 16, de sorte qu'il n'y a pas de saillies vers l'extérieur de la bicyclette. Il en résulte une meilleure sécurité en ce qui concerne la bicyclette, et les dimensions du changement de vitesses monté sur la bicyclette sont plus faibles tout en lui procurant un aspect agréable. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICAlIONS 1. changement de vitesses pour bicyclette comprenant un pignon à plusieurs dentures coopérant avec une chaîne, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe de montage fixé sur le cadre d'une bicyclette; un système à biellettes parallèles comprenant une biellette intérieure (9) dont une extrémité est reliée à rotation à l'organe de montage (5) par un axe de montage de la biellette intérieure (9) et une biellette extérieure (16) dont une extrémité est reliée à rotation à l'organe de montage par un axe de montage de la biellette extérieure; un organe mobile (25) relié aux extrémités opposées de la biellette intérieure (9) et de la biellette extérieure (16); un plateau de changement (33) portant un galet de guidage (29) et une galet tendeur (31) de la chaîne (4), ce plateau de changement (33) étant monté à rotation sur l'organe mobile (25); une came de commande de changement de vitesses (18) et un ressort (19) sollicitant cette came dans une direction de rotation, la came (ils) et le ressort de sollicitation (19) étant portés par l'axe de montage de la biellette extérieure (16), une partie de la biellette extérieure recouvrant la came de commande de changement de vitesses (18), le ressort de sollicitation et l'extérieur de l'organe mobile (25); un levier en L (11)monté pivotant sur l'axe de montage de la biellette intérieure (16) et un ressort de commande de leviér (10), ce levier ayant une extrémité sollicitée contre la came de commande de changement de vitesses (18) par ce ressort de commande de levier (10) tandis que sont extrémité opposée peut entrer de manière sélective en contact avec la biellette intérieure (9), une partie de la biellette intérieure enfermant le levier en L le ressort de commande de levier; une coiffe (7') destinée à recouvrir les surfaces extérieures de la biellette intérieure (9) et de la biellette extérieure (16), cette coiffe pouvant être fixée sur l'organe de montage (5); et un touret (20) fixé sur la partie de l'axe de montage de la biSe lette extérieure qui dépasse ltorganevie montage, un cable intérieur d'un système de commande par cable étant fixé sur ce touret (20) qui est en outre disposé pour tourner avec la came de commande de changement de vitesses (18). 2. Changement de vitesses selon la revendication 1-, caractérisé en ce que organe mobile (25) est apte à se déplacer en réponse à un changement de la position angulaire de la came de commande de change ment de vitesses (18) par l'intermédiaire de la biellette intérieure (9), de façon à déplacer le plateau de changement (33) d'une position correspondant à une vitesse vers une position correspondant à une autre vitesse. 3. Changement de vitesses selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plateau de changement est apte à déplacer le trajet de la chaîne (4) en fonction de la position angulaire de la came de commande de changement de vitesse (18), de façon a changer le développement en déplaçant la chaîne (4) d'une denture sur une autre denture du pignon (3).