Brevet FR2544817A1 — publié le 19841026

La présente invention se rapporte à une roue libre pour une bicyclette, et plus particulièrement à une roue libre pour une bicyclette qui est pourvue d'au moins un pignon, un organe cylindrique menant supportant le pignon, un organe cylindrique men é,deuxroulementspour supporter l'organe cylindrique menant de manière rotative par rapport à l'organe cylindrique mené, et une trans- mission en rotation unidirectionnelle disposée entre l'organe menant et l'organe mené et ne transmettant qu'une rotation unidirectionnelle de l'organe menant à l'organe mené. Habituellement, la roue libre d'une bicyclette reçoit de la graisse dans les roulements qui supportent l'organe cylindrique menant, de façon que l'organe menant comprenant les pignons puisse tourner régulièrement. La graisse fonctionne efficacement pendant un relativement long temps, mais pas en permanence, il est donc préférable d'amener une huile de lubrification au lieu de la graisse, ou bien en même temps qu'elle. Cependant, la roue libre de la bicyclette est pourvue de deux roulements à billes pour supporter, l'organe menant de manière rotative par rapport à l'organe mené, à ses deux extrémités axiales, et les roulements empêchent l'alimentation en huile de lubrification dans l'espace annulaire entre l'organe menant et l'organe mené. Par conséquent, même lorsqu'un utilisateur applique de l'huile de lubrification à l'organe menant avec l'intention de l'appliquer à l'espace annulaire ci-dessus, il ne peut le faire Par conséquent, la capecité de lubrification de l'organe menant est temporai- rement améliorée, mais ne reste pas suffisante pendant longtemps. La présente invention a pour objet une roue libre pour une bicyclette, qui forme un espace annulaire fermé entre l'organe cylindrique menant et l'organe mené et à travers deux roulements de façon qu'une huile de lubrifi- cation puisse être simplement et rapidement amenée dans l'espace sans être affectée par les roulements. La présente invention est caractérisée en ce que la roue libre, qui est pourvue d'au moins un pignon, d'un organe cylindrique menant supportant le pignon, d'un organe cylindrique mené, de deux roulements support tant l'organe menant de manière rotative par rapport a l'organe mené et d'une transmission en rotation uni- directionnelle disposée entre l'organe menant et l'organe mené et pour ne transmettre que la rotation unidîrection- nelle de l'organe menant à l'organe mené, est pourvue, entre l'organe cylindrique menant et l'organe cylindrique mené, et entre les deux roulements, d'un espace annulaire, entre l'organe menant et l'organe menés d'un moyen d'étanchéité pour fermer l'espace, sur l'organe menant avec au moins un conduit d'alimentation en huile débouchant à une extrémité dans l'espace annulaire et à son autre extrémité vers l'extérieur de l'organe menant, et avec sur sa surface externe un moyen de fermeture pour fermer l'ouverture du conduit d'alimentation-en huile. Le moyen de fermeture est libéré pour ouvrir le conduit d'alimentation en huile et faciliter l'alimentation en huile vers l'espace, permettant ainsi toujours une rotation régulière de l'organe menant. Par ailleurs, pour le moyen de fermeture on peut utiliser une valve ou bien, lorsqu'un certain nombre de pignons et de pièces d'espacement constituent un ensemble de pignons, on peut utiliser le pignon ou la pièce d'espacement. 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 qui 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 partiellement arrachée d'un mode de réalisation typique d'une roue libre 2544 17 3: selon l'inventions montée sur le moyeu arrière de la bicyclette; la figure 2 est une vue en coupe agrandie de la partie principale du mode de réalisation de la figure 1; la figure 3 est une illustration d'un couvercle; les figures 4 à 9 illustrent des modes de réalisation modifiés du couvercle; la figure 10 est une vue avant partiellement arrachée d'un mode de réalisation modifié de la roue libre selon l'invention, correspondant à la figure 1; la figure 11 est une vue en coupe partielle avant d'un organe cylindrique-menant du mode de réalisa- tion de la figure 10; - la figure 12 est une vue latérale partielle de l'organe cylindrique menant de la figure 11, en regardant à partir du côté droit, montrant la relation entre l'organe cylindrique menant et une transmission en rotation unidirectionnelle; et la figure 13 est une vue expliquant la relation entre les dents d'encliquetage et un cliquet de la transmission en rotation unidirectionnelle et une ouverture interne d'un conduit d'alimentation en huile dans le mode de réalisation de la figure 100 En se référant à la figure 1, la roue libre selon l'invention est appliquée à un moyeu arrière D comprenant un arbre A fixé à ses deux extrémités au cadre de la bicyclette et un fourreau C supporté rotatif sur l'arbre A par des roulements B On expliquera d'abord un premier mode de réalisation montré sur les figures 1 et 2, o le chiffre de référence 1 désigne un organe cylindrique mené vissé au pourtour externe d'une extrémité axiale du fourreau C du moyeu Un organe cylindrique menant 4 est supporté rotatif sur l'organe mené 1 par deux roulements 2 et 3 et une transmission en rotation unidirectionnelle 5 est prévue entre l'organe menant 4 et l'organe mené 1. La transmission en rotation unidirectionnelle 5, conmme on peut le voir sur la figure 2, comprend des dents d'encliquetage 51 prévues circonférentiellement sur le pourtour interne de l'organe menant 4 et un cliquet 52 pouvant venir, par pivotement, en engagement ou se dégager par rapport aux dents d'encliquetage 51 et qui est sollicité dans des directions d'engagement avec elles par un fil métallique à ressort 53. Le cliquet 52, comme le montre la figure 2, comprend un support 52 a qui est supporté pivotant sur l'organe mené 1 et des parties fourchues d'engagement 52 b pouvant venir en engagement avec les dents 51 et faisant corps avec le support 52 a, le fil métallique à ressort 53 étant interposé dans un espace entre les parties d'enga- gement 52 b et les sollicitant pour venir en engagement avec les dents 51. L'organe cylindrique menant 4 est pourvu, sur son pourtour externe, de cannelures, à une extrémité axiale, d'un rebord 4 a et à l'autre extrémité axiale d'un filetage, de façon que des pignons 61, 62, 63, 64 et 65 agencés en ordre de diamètre décroissant à partir du plus grand 61, soient calés sur l'organe menant 4, le pignon 66 de plus petit diamètre ayant un cylindre 66 a qui fait corps avec lui, qui est fileté et qui sert de pièce d'espacement Le pignon 66 de plus petitdiamétre est vissé à l'organe menant 4 par le cylindre 66 a pour ainsi fixer, sur le pourtour externe de l'organe menant 4, les pignorns 61 à 66 avec les pièces d'espacement 7 entre eux. Dans la roue libre selon l 'invention construite comme ci-dessus, l'espace sanulaire 10 formé entre l'organe cylindrique menant 4 et l'organe cylindrique mené I et à travers les roulements 2 et 3 est fermé en utilisant un moyen d'étanchéité qui sera décrit ciaprès pour former ainsi un espace fermé, et il est pourv Ul, -sur l'organe menant 4, d'un premier conduit Il d'alimentation en huile débouchant à une extrémité dans l'espace 10 et à son autre extrémité vers l'extérieur de l'organe menant 4, l'ouverture du conduit 11 sur le pourtour externe de l'organe menant 4 pouvant être fermée par un moyen de fermeture qui sera décrit ci- après. Le moyen d'étanchéité du premier mode de réalisation montré sur les figures 1 et 2 comprend des bagues d'étanchéité 8 et 9 qui sont disposées axialement vers l'extérieur des roulements 2 et 3, respectivement. En plus de détail, sur le pourtour interne de l'organe menant 4 et axialement vers l'extérieur des roulements 2 et 3 sont prévues des surfaces coulissantes 17 et 18 respectivement de longueurs prédéterminées, des gorges annulaires 19 et 20 faisant face aux surfaces coulissantes 17 et 18 sont prévues sur l'organe cylindrique mené 1 et un support de billes 30 du roulement 3 pouvant être vissé à l'organe mené 1 respectivement, et les bagues d'étanchéité 8 et 9, chacune dimensionnée pour s'adapter librement dans les gorges 19 et 20, y sont fixées pour fermer respectivement l'espace 10. Le premier conduit 11 d'alimentation en huile est disposé entre les pignons 62 et 63 et il débouche vers l'extérieur par un second conduit 12 d'alimentation en huile qui est formé sur une pièce d'espacement 7 entre les pignons 62 et 63 Ainsi, les conduits 11 et 12 traver- sent radialement vers l'intérieur la pièce d'espacement 7 et l'organe menant 4, pour communiquer avec l'espace 10. Le moyen de fermeture comprend également une valve 13 montrée sur la figure 3. La valve 13 est formée d'une plaque élastique ayant un certain nombre de langues 16 pour ouvrir ou fermer le conduit 11 d'alimentation en huile Un évidement 14 pour recevoir la valve 13 est formé autour de l'ouverture du second conduit 12 d'alimentation en huile sur le pourtour interne de la pièce d'espacement 7, afin que la valve 13 soit dimensionnée pour correspondre avec l'évidement 14 et pour pouvoir y être fixée et maintenue par la pièce d'espacement 7. De même, la valve 13, comme le montre la figure 3, présente des découpes 15 traversant la plaque élastique pour former quatre langues 16 Un tube à huile W est inséré dans le premier conduit 11 d'alimentation en huile par le second conduit 12 d'alimentation en huile et ouvre les langues 16 en les poussant, pour que l'huile soit simplement amenée dans l'espace 10 Alors, le tube W est retiré de la valve 13 pour automatiquement fermer les langues 16 par leur élasticité, garantissant ainsi l'obturation de l'huile fournie et empêchant la boue ou analogue d'entrer dans l'espace 10. Dans la construction ci-dessus, la valve 13, qui est interposée et maintenue entre la pièce d'espacement 7 et l'organe menant 4, peut être utilisée même si elle n'est pas perméable, étant ainsi moins coûteuse à produire. Alternativement, le conduit 11 d'alimentation en huile peut être oblique radialement à l'organe menant 4, ou bien il peut ne pas être droit mais être courbé ou coudé. De même, le conduit 11 d'alimentation en huile peut bien entendu déboucher sur toute pièce d'espacement 7 ou partie cylindrique 66 a et également sur tout pignon d'ou le conduit 11 communique avec l'espace 10 par toute pièce d'espacement 7 ou partie cylindrique 66 a, ou bien le conduit 11 peut déboucher sur tout pignon et communiquer directement avec l'espace 10 De-même, le conduit 11 peut alternativement être formé sur l'organe cylindrique menant 4 uniquement, comme dans un second mode de réalisa- tion qui sera décrit ci-après Un certain nombre de conduits d'alimentation en huile peuvent être prévus, ou bien on peut prévoir le conduit d'alimentation en huile et une purge d'huile Dans tous les cas, on prévoit bien entendu le moyen de fermeture. a La valve 13 peut alternativement être pré-vue en une position souhaitée sur le conduit 11 ou 12 d'al 4 ment-s tion en huile, en d'autres termes, l'ouverture vers l'extérieur, une partie intermédiaire ou bien l'ouverture dans l'espace 10, du conduit 11 ou 12 d'alimentation en huile. De même, la valve 13 peut utiliser un bouchon à fixer dans le second conduit 12 d'alimentation en huile pouvant venir en engagement ou se dégager de lui comme le montre la figure 4, Ou bien le conduit 11 d'alimentation en huile, comme le montre la figure 5-, peut utiliser une valve 21 en forme de bille sollicitée par un ressort 22 vers un siège de valve 23 sur la pièce d'espacement 7 pour ainsi fermer le conduit 11, et un tube à huile est utilisé pour ouvrir la valve 21, en la poussant, contre la force de sollicitation du ressort 22 ou bien une valve 24 en forme de plaque peut, comme le montre la figure 6, être utilisée au lieu de la valve 21 en forme de bille. Par ailleurs, une bande élastique 25 en forme de C, comme le montre la figure 7, peut avoir un bouchon 26 qui en fait saillie vers l'intérieur pour un montage amovible sur le pourtour externe de la pièce d'espacement 7 de façon que le bouchon 26 puisse être inséré ou retiré du second conduit 12 d'alimentation en huile De même, ces valves 13, 21 et 24 fonctionnant longitudinalement au - conduit 11 d'alimentation en huile peuvent également fonctionner pour ouvrir ou fermer en déplaçant, en glissant circonférentiellement la pièce d'espacement 7 comme le montre la figure 8, ou bien un organe rotatif circonférentiellement coulissant 27 peut être prévu, comme le montre la figure 9, sur le pourtour externe de la pièce d'espacement 7 et un perçage de communication 28 coïncidant avec le second conduit 12 d'alimentation en. huile peut être prévu sur l'organe rotatif 27, afin de faire ainsi tourner en glissant 1 'organe rotatif 27 pour ouvrir ou fermer le premier conduit 11 d'alimentation en huile. Un second mode de réalisation de l'invention montré sur la figure 10 sera maintenant expliqué, lequel est adapté à utiliser un ensemble 6 de pignons 61 à 65, des pièces d'espacement 7 et un organe cylindrique menant 4, de façon que le premier conduit d'alimentation en huile 11 soit fermé. L'ensemble 6 des pignons est construit de façon que le pignon 61 de plus grand diamètre et les pignons intermédiaires 62 à 64 et les pièces d'espacement 7 interposées entre eux soient reliés par un boulon 6 a traverseant les trois pignons et les pièces d'espacement 7 et vissé au pignon 64 pour former une unité L'unité des pignons est fixée sur l'organe menant 4 par connexion à cannelures et le pignon 65 de plus petit diamètre a une partie cylindrique 65 a qui fait corps avec lui et qui est vissée de manière détachable sur l'organe cylindrique menant 4 par un filetage N, permettant ainsi à l'ensemble -15 des pignons 6 d'être facilement monté de manière amovible sur l'organe menant 4. L'unité des pignons est formée pour faciliter le montage ou le démontage de l'ensemble 6 des pignons. Alternativement, les pignons peuvent, comme le montre la figure 1, être montés séparément sur l'organe menant 4, ou bien les pignons 61 à 65 peuvent être assemblés par un boulon 6 a en une unité (non représentée) qui est calée par des cannelures sur 1 'organe menant 4 et ensuite serrée en utilisant le filetage N d'un écrou De plus, le boulon 6 a peut être remplacé par un rivet. Le second mode de réalisation de la figure 10 est, à la base, le même que le premier mode de réalisa- tion ou l'ensemble des pignons 6 est adapté a fermer un conduit d'alimentation en huile débouchant à une extrémité dans l'espace 10 et à l 'autre extrémité vers l'extérieur de la partie de montage de l'ensemble des pignons sur l'organe menant 4. En plus de détail, le conduit Il dai entation en huile de la figure 10 est prévu sur le plat supérieur 41 de la caiunelure 40 sur l'organe menant 4 et entre le pignon 61 de plus grand diamèetre et le pignon 62 qui l-' est adjacent L'ouverture du conduit Il dans l'espace O est choisie pour se trouver vers l'intérieur des dents d'encliquetage 51 et pour correspondre à une découpe entre les pointes des parties fourchues d'engagement 52 b sur le cliquet 52 comme le montrent les figures 12 et 13. Par ailleurs, dans le second mode de réalisation, l'organe menant 4 est pourvu d'une purge d'huile 110 qui fait face au conduit 11 d'alimentation en huile Du kérosène pour le lavage est introduit dans l'espace 10 en provenant du conduit 11 et après lavage, l'huile usée est évacuée par la purge d'huile 110 Ensuite, une huile de lubrification est placée dans l'espace 10 jusqu'à ce qu'il ne reste plus d'huile usée. Le second mode de réalisation de la figure 10, qui constitue un moyeu unitaire, présente un moyen d'étanchéité axialement vers l'extérieur d'un roulement B pour supporter le moyeu C sur l'arbre A à l'extérieur de l'espace 10, l'unité d'étanchéité comprenant une gorge annulaire prévue sur un écrou de verrouillage R pour fixer le support E des billes et un élément d'étanchéité 90 ayant un perçage 91 pour la graisse et fixé dans la gorge annulaire De plus, un moyen d'étanchéité à l'intérieur axial de l'espace 10 emploie un organe d'étanchéité 8 comme dans le premier mode de réalisation. Ainsi, le second mode de réalisation permet d'accomplir le nettoyage et l'alimentation en huile ci-dessus uniquement en enlevant l'ensemble des pignons 6 de l'organe menant 4. Apres l'alimentation en huile, l'ensemble des pignons 6 est monté sur l'organe menant 4 par le moyen formant filetage N et la pièce d'espacement 7 entre les pignons 61 et 62 ferme le conduit 11 d'alimentation en huile. Dans une bicyclette de course sur route, on souhnaite réduire le nombre des dents sur les pignons 61 à 65 autant que possible pour augmenter le rapport de transmission d'accélération Chaque pignoncependant doit avoir la longueur radiale prédéterminée à partir de la pointe de la dent jusqu'à la partie de fixation dans l'organe menant 4 en considérant la résistance, ce qui limite le diamètre externe de l'organe menant 4 à une valeur inférieure à celle correspondant à la longueur prédéterminée ci-dessus Ainsi, lorsque l'on utilise le pignon ayant le plus petit nombre de dents, l'organe cylindrique mené 1 et l'organe menant 4 doivent avoir une longueur radiale réduite autant que possible. Par conséquent, même pour une bicyclette de course sur route ayant un organe menant 4 de plus faible épaisseur, le conduit 11 d'alimentation en huile est f Lormé sur le plat supérieur 41 de la cannelure 40 et à la partie des dents d'encliquetage 51 ou aucune charge d'engagement n'est appliquée à l'origine, ainsi la résistance de l'organe menant 4 n'est pas essentiellement détériorée, mais cela garantit la résistance minimale nécessaire. Alternativement, le second mode de réalisation peut s'appliquer à la roue libre du type à protubérance comme dans le premier mode de réalisation des figures 1 et 2 ou à la roue libre du type à affleurement o une partie cylindrique sur le pignon de plus grand diamètre supporte les pignons de plus petit diamètre. De même, le premier mode de réalisation des figures 1 et 2 peut s'appliquer au moyeu unitaire comme dans le second mode de réalisation et à la roue libre du type à affleurement, avec un seul pignon ou du type à moyeu unitaire. R E V E N D I C A T I O NS 1. Roue libre pour une bicyclette, pourvue d'au moins un pignon, d'un organe cylindrique menant supportant ledit pignon, d'un organe cylindrique mené, de deux roulements supportant ledit organe cylindrique menant de manière rotative par rapport audit organe cylindrique mené, et une transmission de rotation uni- directionnelle disposée entre ledit organe cylindrique menant et ledit organe cylindrique mené et qui ne transmet qu'une rotation unidirectionnelle dudit organe cylindrique menant audit organe cylindrique mené, caractérisée en ce qu'elle présente un espace annulaire ( 10) entre ledit organe cylindrique menant ( 4) et ledit organe cylindrique mené ( 1), et entre lesdits roulements ( 2, 3), un moyen d'étanchéité ( 8, 9) disposé entre ledit organe cylindrique menant et ledit organe cylindrique mené et pour fermer ledit espace, au moins un conduit d'alimentation en huile ( 11) formé sur ledit organe cylindrique menant et débouchant à une extrémité dans ledit espace annulaire et à l'autre extrémité vers l'extérieur dudit organe cylin- drique menant, et un moyen de fermeture ( 13) pour fermer une ouverture dudit conduit d'alimentation en huile à l'extérieur dudit organe cylindrique menant. 2. Roue libre pour une bicyclette, pourvue d'un ensemble de pignons comprenant un certain nombre de pignons et despièces d'espacement pour maintenir lesdits pignons espacés à des intervalles prédéterminés respecti- vement, un organe cylindrique menant pour supporter ledit ensemble des pignons, un organe cylindrique mené, deux roulements pour supporter l'organe cylindrique menant de manière rotative par rapport à l'organe cylindrique mené et une transmission en rotation unidirectionnelle qui est disposée entre ledit organe cylindrique menant et ledit organe cylindrique mené et qui ne transmet qu'une rotation unidirectioxmelle dudit organe' cylindrique menant audit organe cylindrique mené, ladite roue libre étant de plus pourvue d'un espace annulaire entre ledit organe cylindrique menant et ledit organe cylindrique mené et entre lesdits roulements, un moyen d'étanchéité pour fermer ledit espace et disposé entre ledit organe cylin- drique menant et ledit organe cylindrique mené, au moins un conduit d'alimentation en huile formé sur ledit organe cylindrique menant et débouchant à une extrémité dans ledit espace annulaire et à l'autre extrémité vers l'extérieur dudit organe cylindrique menant et un moyen de fermeture pour fermer une ouverture dudit conduit d'alimentation en huile à l'extérieur dudit organe cylindrique menant. 3. Roue libre selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractériséaen ce que chaque moyen d'étanchéité comprend une bague d'étanchéité ( 8, 9) et une gorge annulaire ( 19, 20) recevant ladite bague, ladite gorge étant formée sur l'organe cylindrique menant ou l'organe cylindrique mené. 4 Roue libre selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'organe cylindrique menant est pourvu d'au moins un conduit d'alimentation en huile et d'au moins une purge d'huile. 5. Roue libre selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'ensemble des pignons et l'organe cylindrique menant sont pourvus d'un filetage pour monter l'ensemble des pignons de manière amovible sur l'organe cylindrique menant, ledit ensemble des pignons constituant un moyen de fermeture du conduit d'alimentation en huile. 6 Roue libre selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le moyen de fermeture comprend une valve O 7. Roue libre selon la revendication 6, caractérisée en ce que la valve comprend une plaque élastique ayant un certain nombre de langues pour ouvrir ou fermer l'ouverture sur le conduit d'alimentation en huile, ladite valve comprenant la plaque élastique étant maintenue sur la pièce d'espacement de l'ensemble des pignons. 8. Roue libre selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pièce d'espacementsur l'ensemble des pignons est pourvue d'un second conduit d'alimentation en huile continuant le conduit d'alimentation en huile, ladite pièce d'espacement présentant le moyen de fermeture. 9. Roue libre selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pièce d'espacement sur l'ensemble des pignons est pourvue d'un second conduit- d'alimentation en huile continuant le conduit d'alimenta- tion en huile, ledit second conduit d'alimentation en huile étant pourvu d'un siège de valve, le premier conduit d'alimentation en huile sur l'organe cylindrique menant contenant une valve comprenant un ressort et un corps de valve. 10. Roue libre selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'ensemble des pignons et l'organe cylindrique menant sont pourvus d'un moyen formant filetage pour monter ledit ensemble des pignons de manière amovible sur ledit organe cylindrique menant, au moins l'une des pièces d'espacement sur l'ensemble des pignons étant séparée des pignons et rendue rotative par rapport à l'organe cylindrique menant en dévissant ledit moyen formant filetage, ladite pièce d'espacement ayant un conduit de communication communiquant avec ledit conduit d'alimentation en huiles de façon que ladite pièce d'espacement soit tournée pour ne pas faire corres- pondre le conduit de communication au conduit d'alimenta- tion en huile pour ainsi fermer ledit conduit d'alimentation en hule. 11. Roue libre selon la revendication 2, caractérisée en ce que la transmission en rotation unidirectionnelle comprend des dents d'encliquetage qui sont prévues sur le pourtour interne de l'organe cylindrique menant et un cliquet de transmission pouvant venir en engagement avec lesdites dents et qui est supporté sur l'organe cylindrique mené, le conduit d'alimentation en huile étant prévu à la partie de V l'organe cylindrique menant o sont formées les dents d'encliquetage.