Brevet FR2632268A1 — publié le 19891208

L'invention concerne un pignon à denture de forme améliorée, notamment pour roue libre de cycle à plusieurs vitesses. Les cycles et en particulier les bicyclettes à plusieurs vitesses comportent une roue libre ayant un ensemble de pignons dont les diamètres sont différents et qui sont disposés parallèlement les uns aux autres et successivement par ordre de taille, sur le corps de la roue libre. Un dérailleur permet de faire passer la chaine assurant la liaison cinématique entre le plateau du pédalier et la roue libre, d'un pignon à un autre, soit dans le sens de la montée, la chaine passant d'un pignon de diamètre inférieur à un pignon de diamètre supérieur, soit dans le sens de la descente, la chaine passant d'un pignon de diamètre supérieur à un pignon de diamètre inférieur. Les pignons de roue libre connus de l'art antérieur qui ont une denture en forme de développante de cercle ne permettent pas toujours d'assurer une réception et un engagement de la chaîne sur le pignon récepteur qui soient à la fois surs et rapides. Il peut se produire un glissement entre le pignon et la chaine qui reste perchée au sommet de la denture sans être réellement engagée. Il en résulte un mauvais fonctionnement du dispositif de changement de vitesse du cycle. On connait des dispositifs de commande de derailleur à indexation qui ont en principe un fonctionnement sùr et rapide. dans la mesure ou la chaine s engage correctement sur les pignons de réception. De tels dispositifs perfectionnés n'ont d'intPrtt que si la réception de la chaine est assurée dans tous les cas. de manière satisfaisante. Le but de l'invention est donc de proposer un pignon à denture améliorée, notamment pour roue libre de cycle à plusieurs vitesses. permettant d'assurer une réception sure et rapide d'une chaine d entraînement sur le pignon. Dans ce but, chacune des dents du pignon comporte - un sommet constitué, suivant l'épaisseur du pignon par un rebord de faible épaisseur perpendiculaire aux faces du pignon, disposé le long d'une première face et présentant des arêtes vives à ses extrémités, - et par une surface joignant le rebord à la seconde face du pignon ayant, en vue développée suivant la circonférence du pignon, sensiblement la forme d'un trapèze isocèle dont la grande base se trouve le long du rebord et la petite base dans le plan de la seconde face, cette surface étant constituée depuis le rebord jusqu'à la seconde face, par deux rampes successives inclinées en direction de l'axe du pignon, avec des angles d'inclinaison différents, - et deux surfaces latérales inclinées par rapport aux faces du pignon joignant les cotés inclinés du trapèze du sommet à la base de la dent. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple non limitatif, un pignon pour roue libre de cycle suivant l'invention. La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un pignon suivant l'invention. La figure 2 est une vue en élévation latérale d'une dent du pignon suivant l'invention. La figure 3 est une vue suivant 3-3 de la figure 2. La figure 4 est une vue de dessus suivant 4 de la dent du pignon représentée sur la figure 2. La figure 5 est une vue en coupe de la partie périphérique de deux pignons successifs d'une roue libre de cycle à plusieurs vitesses comportant des pignons suivant l'invention. Sur la figure 1, on voit un pignon suivant l'invention désigné de manière générale par le repère 1. Le pignon 1 comporte une joue 2 de forme annulaire ayant deux faces opposées parallèles, dont l'alésage intérieur 3 permet d'assembler le pignon 1 au corps d'une roue libre ; l'axe du pignon perpendi- culaire aux faces parallèles, de trace O sur la figure 1 est alors confondu avec l'axe de la roue libre. La partie extérieure de la joue 2 constitue la denture 4 du pignon. Le pignon 1 comporte des lumières 2' traversant la joue 2 à intervalles réguliers. La denture 4 comporte des dents successives 5 suivant la direction circonférentielle du pignon. Selon l'invention, les dents 5 visibles sur les figures 2, 3 et 4 comportent chacune un sommet 6 et deux surfaces latérales 7 joignant le sommet 6 à la base 5a de la dent. La base 5a de la dent 5 constitue la partie de jonction de cette dent avec la joue 2 du pignon. Comme il est visible sur les figures 2 et 4, le sommet 6 de la dent 5 a la forme d'un trapèze isocèle dont la grande base 9 est située au voisinage d une première face 10a du pignon et la petite base 8 dans le plan de la seconde face 1Ob de ce pignon. Le sommet 6 comporte de plus un rebord 11 de faible épaisseur perpendiculaire aux faces 10a et 1Ob et ad jacent à la face 10a du pignon, visible sur les figures 3 et 4. Le rebord 11 comporte à ses extrémités des arêtes vives 15a et 15b. L'arête 15a constitue, pour la chaine du cycle, une partie d'attaque agressive, lorsque le pignon tourne dans le sens de la flèche 14. Le sommet 6 est constitué, par le rebord plan 11 et, dans sa partie trapézoïdale, par deux rampes planes 6a, 6b placées l'une à la suite de l'autre suivant la direction de l'épaisseur du pignon 2 et inclinées en direction de l'axe O du pignon avec des angles d'inclinaison différents par rapport à cet axe. La surface 6a placée du coté de la première face 10a du pignon est plus inclinée par rapport à l'axe du pignon que la surface 6b disposée du côté de la seconde face 1Ob du pignon. La surface 6b fait de plus un angle faible avec l'axe du pignon. Les surfaces latérales 7 de la dent 5 sont sensiblement symétriques par rapport à l'axe ZZ' de la dent passant par le centre du pignon 1. Les surfaces 7 sont délimités vers l'extérieur par une arete vive 12. Les arêtes vives 12 joignent chacune l'une des extrémités de la grande base 9 du sommet trapézoïdal 6 de la dent à un point situé sur la face 1Db de la dent, dans sa partie de base Sa. Les surfaces 7 sont délimitées vers l'intérieur par des arêtes 13 joignant chacune l'une des extrémités de la petite base 8 du sommet 6 au point d'aboutissement de l'arête vive 12 sur la face 10b, au niveau de la base 5a de la dent. Ces surfaces 7 joignent ainsi les cotés inclinés de la partie trapézoïdale du sommet 6 à la base 5a de la dent. Des surfaces complémentaires 16 délimitant le rebord 11 à ses extrémités suivant les aretes vives 15a et 15b constituent avec les surfaces 7, les flancs de la dent 5. Sur la figure 5, on a représenté deux dents 5 et 5 de deux pignons successifs 1 et 1' d'une roue libre d'un cycle à plusieurs vitesses, les pignons- 1 et 1 comportant une denture améliorée suivant l'in- vention. Le pignon 1' présente un diamètre plus grand que le pignon 1. Les différentes parties de la denture du pignon 1 sont désignes de la même façon sur la figure 5 et sur les figures 2, 3 et 4, cependant que les éléments correspondants du pignon 1' comportent les mêmes repères avec l'exposant prime. La face 10'a sensiblement plane du pignon 1' est dirigée vers la face 1Db du pignon 1. Les rampes 6a et 6b inclinées vers l'axe O de la roue sont ainsi dirigées dans le sens correspondant au diamètre croissant des pignons ; le rebord 11 du grand pignon 1 est dirigé vers le petit pignon 1 et la rampe 6b à faible pente du petit pignon, vers le grand pignon 1'. La chaine du cycle non représentée est susceptible de passer du pignon 1 au pignon 1' dans le sens de la montée et du pignon 1' au pignon 1 dans le sens de la descente par actionnement d'un dérailleur qui peut être un dérailleur à indexation, Dans le sens de la montée, la chaine passant du pignon 1 au pignon 1 vient en contact avec le bord d'attaque du sommet 6' de la dent constitué par l'arete 15'a, le pignon 1 tournant dans le sens de la flèche 14. L'attaque de la chaine est franche et agressive si bien qu'un maillon s'engage très rapidement sur le rebord 11 de faible épaisseur. L'engagement de la chaine est facilité par la faible épaisseur du rebord et par le fait que le maillon entre en contact avec la partie de la surface latérale inclinée 7' Si- tuée au voisinage du rebord 15'a, ce qui fait tourner le maillon pour l'amener dans l'alignement du rebord 11' et des rampes 6'a et 6'b. Les rampes 6'a puis 6'b font descendre le maillon qui a été accroché par l'arête 15'a jusqu'à sa position finale sur la dent 5'. La chaine ne peut donc rester perchée au sommet de la dent et son engagement sur la denture est réalisé de manière sure et rapide. Dans le sens de la descente, la chaine passant du pignon 1' au pignon 1 vient en contact avec l'extrémité de la rampe 6b. L'accrochage du maillon correspondant est facilité par le fait que la rampe 6b a une pente faible par rapport à l'axe du pignon. La rampe 6b assure le début de la montée du maillon en direction du rebord 11. La rampe 6a assure la montée de la chaine jusqu'au rebord 11 sur lequel le maillon s'engage sans difficulté comme dans le cas du passage du pignon 1 au pignon 1' décrit plus haut. De même, 1 engagement de la chaîne se poursuit comme il a été décrit. Dans tous les cas, le passage des vitesses s'effectue de manière franche, la chaine ne pouvant rester perchée sur le sommet des dents du pignon récepteur. D'autre part, l'attaque de la chaine est réalisée de manière franche et agressive grace à la présence d'une arête vive sur la partie extérieure du rebord du sommet de la dent. Le pignon suivant l'invention est donc particulièrement bien adapté dans le cas d'un dérailleur à indexation. L'inclinaison des rampes 6a et 6b qui peut être variable est choisie pour faciliter l'engagement et la retombée de la chaîne. L'inclinaison de la rampe 6b doit être fixée à une valeur faible. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. En vue développée suivant la circonférence du pignon, la dent peut présenter une forme légèrement différente de la forme en trapèze isocèle décrite et représentée, Les flancs latéraux de la dent limités vers l'extérieur par une arête vive peuvent être réalisés d'une manière différente de celle qui a été décrite et délimités par des arêtes de formes différentes des arêtes 12 et 13 représentées. Les dents peuvent être mises en forme pour constituer le sommet et les flancs tels que décrits, soit par usinage, par exemple à la meule, soit par formage à la presse. Dans ce dernier cas, la denture peut être obtenue en un seul coup de presse. Le coût de fabrication du pignon, en particulier dans le cas où les dents sont formées à la presse, est particulièrement faible par rapport au coût de fabrication de pignons comportant une denture améliorée d'un type différent. REVENDICATIONS 1.- Pignon à denture améliorée, notamment pour roue libre de cycle à plusieurs vitesses, caractérisé par le fait que chacune des dents (5) du pignon (1) > comporte - un sommet (6) constitué, suivant l'épaisseur du pignon (1) - par un rebord (11) de faible épaisseur perpendiculaire aux faces (10a, 10b) du pignon, disposé le long d'une première face (10a) et présentant des arêtes vives à ses extrémités, - et par une surface joignant le rebord (11) à la seconde face (lOb) du pignon ayant, en vue développée suivant la circonférence du pignon, sensiblement la forme d'un trapèze isocèle dont la grande base (9) se trouve le long du rebord (11) et la petite base dans le plan de la seconde face 2.- Pignon suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la rampe (6a) adjacente au rebord (11) est sensiblement plus inclinée par rapport à l'axe du pignon (1) que la rampe (6b) adjacente à la seconde face (10b) du pignon. 3.- Pignon suivant 1 une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que chacune des surfaces latérales (7) de la dent (5) est limitée vers l'extérieur, par une arête vive (12) joi gnant l'une des extrémités de la grande base (9) du sommet (6) à un point de la seconde face (10b) du pi gnor et, vers l'intérieur, par une arete (13) située dans le plan de l'une des faces tlOb) du pignon (1) et joignant l'une des extrémités de la petite base du sommet (61 au point de l'arête vive (12) situé sur la seconde face (10b) du pignon ( 4.- Roue libre pour cycle caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins deux pignons (1, 1') suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 disposés coaxialement et parallèlement l'un à l'autre sur une couronne de roue libre dont l'axe est confondu avec l'axe O commun aux pignons. 5.- Roue libre suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que les pignons (1 , 1') sont disposés sur la couronne de roue libre de manière que les rampes (6a, 6b ; 6'a, 6'b) des sommets (6) des dents (5, 5') des pignons successifs (1, 1') de la roue libre soient inclinées vers l'axe O des pignons dans le sens correspondant à un diamètre croissant des pignons, le rebord (11') du pignon (1') de plus grand diamètre étant disposé du côté du pignon (1) de plus petit diamètre et la rampe (6b) la moins inclinée du pignon (1) de plus petit diamètre vers le pignon (1') de plus grand diamètre.