Brevet FR2638702A1 — publié le 19900511

La présente invention concerne un ensemble à pignons juxtaposés destiné à une bicyclette et correspondant à des vitesses différentes, et elle concerne plus précisément un tel ensemble qui comporte au moins un pignon relativement grand muni de dents et un pignon relativement petit muni de dents, les deux pignons étant adjacents et pouvant coopérer sélectivement avec une chaîne de bicyclette comprenant une série de plaques de maillons articulés, formant une boucle. Un exemple d'ensemble à pignons juxtaposés du type décrit est représenté dans le modèle d'utilité japonais n 55-28617. Dans cet ensemble à pignons, pour que les propriétés de coopération avec la chaîne soient bonnes, les pignons relativement grand et relativement petit qui sont adjacents sont disposés de manière qu'un point central, compris entre les dents adjacentes d'une paire de dents du grand pignon, se trouve sur une tangente passant par le point central compris entre deux dents adjacentes du petit pignon, la distance comprise entre les points centraux étant un multiple entier du pas de la chaine d'en- traînement. Pour qu'une opération de changement de vitesse soit réalisée par déplacement de la chaîne d'un pignon à un autre, une partie de la chaine placée du côté amont de l'ensemble à pignons, compte tenu du sens de rotation de la chaîne, est poussée par un dérailleur dans la direction de l'axe de rotation de l'ensemble à pignons. Dans cette cons- truction classique, lorsque le pignon relativement petit a un diamètre très inférieur à celui du grand pignon et lors- qu'une partie de chaîne placée plus en amont qu'une partie de chaîne qui est alors en prise avec le petit pignon est déplacée vers le pignon relativement grand, la plus grande portion de cette partie de chaîne qui se déplace vers le grand pignon s'est déjà séparée du petit pignon, si bien que l'opération de changement de vitesse peut être réalisée d'une manière progressive sans gêne due au contact de la partie postérieure avec le petit pignon. Cependant, dans le cas de la construction classique précitée, lorsque la différence de diamètre entre les deux pignons est relativement faible, c'est-à-dire lorsque la différence de nombre de dents entre les pignons est faible, la plus grande portion de la partie antérieure de chaîne, c'est-à-dire la partie de chaîne qui doit être déplacée la première sur le grand pignon, est encore au contact des dents du petit pignon si bien que le maintien de cette coopération du petit pignon avec la chaîne a tendance à gêner le déplacement de la chaine sur le grand pignon. Ainsi, la partie antérieure de la chaîne se déplace d'abord sur un bord de dent du petit pignon puis vient coopérer avec une dent antérieure du plus grand pignon. Compte tenu de l'état de la technique antérieure, l'invention concerne un ensemble à pignons juxtaposés des- tiné à une bicyclette et permettant une opération progres- sive de changement de vitesse par déplacement d'une chaîne d'entrainement d'un pignon relativement petit à un pignon relativement grand, même lorsque la différence de diamètre entre ces deux pignons est relativement faible. Plus précisément, l'invention concerne un ensemble à pignons Juxtaposés destiné à une bicyclette, comprenant au moins un pignon relativement grand muni de dents et un pignon relativement petit muni de dents, les deux pignons étant adjacents l'un à l'autre et pouvant coopérer sélecti- vement avec une chaîne d'entraînement d'une bicyclette, la chaîne comprenant une série de plaques articulées des mail- lons formant une boucle; l'invention se caractérise par la présence d'une partie de logement de chaîne formée sur une dent de référence choisie parmi les dents du grand pignon afin que les axes des plaques des maillons puissent être logés en laissant un espace par rapport à la partie infé- rieure de l'espace compris entre les dents du grand pignon, par la dispositions des dents du petit pignon avec un dé- phasage tel, par rapport à la partie de logement de chaine de la dent de référence du grand pignon, qu'une dent du petit pignon placée en aval de la dent de référence coopère avec la chaine lorsque l'axe de raccordement de la chaîne est logé par la partie de logement de chaîne de la dent de référence du grand.pignon, et par une partie formant une découpe destinée à empêcher le contact avec les plaques des maillons, la partie formant une découpe étant formée sur une dent du petit pignon qui se trouve sur le trajet des plaques des maillons d'une partie de chaîne placée plus en amont, compte tenu du sens d'entraînement en rotation, qu'une partie supplémentaire de chaîne qui est alors au contact du petit pignon et qui se déplace vers la partie de logement de chaîne. Selon les caractéristiques précitées de l'invention représentée sur les figures 1 et 3, les dents du petit pignon 2 ont, par rapport à la partie 12 de logement de chaine de la dent 11 de référence du grand pignon 1, un déphasage tel qu'une dent du petit pignon 2 placée en aval de la dent de référence 11 vient coopérer avec la chaîne 3 lorsque l'axe 35 d'un maillon de la chaîne 3 est logé dans la partie 12 de logement de la dent de référence 11 du grand pignon 1. Ainsi, lorsqu'une partie de la chaîne 3, placée en amont d'une partie de chaîne qui coopère avec le petit pignon 2, doit passer sur le grand pignon 1, la par- tie 12 de logement de chaîne du grand pignon 1 peut loger la partie 35 de raccordement de cette partie de chaîne 3 qui est déplacée vers le grand pignon 1. En outre, étant donné la présence de la partie découpée 22 destinée à empêcher le contact avec les plaques des maillons sur une dent du petit pignon 2 qui se trouve sur le trajet des plaques des maillons d'une partie de chaîne placée plus en amont, compte tenu du sens d'entraî- nement en rotation, qu'une autre partie de chaîne qui est alors au contact du petit pignon et qui se déplace vers la partie 12 de logement de chaîne, l'opération de déplacement de la chaîne du petit pignon au grand pignon peut être réalisée progressivement sans gêne présentée par les dents du petit pignon lorsque le grand pignon et le petit pignon ont des diamètres qui ne diffèrent que légèrement. En outre, comme la partie 12 de logement de chaîne est formée sur la dent 11 de référence du grand pignon 1 afin qu'une partie de raccordement des plaques des maillons soit logée en laissant un espace diamétral par rapport au fond de l'espace d'une dent du grand pignon 1, la partie antérieure de chaîne peut être suffisamment soulevée en direction diamétrale par rapport au fond de la dent du petit pignon 2. En conséquence, il est possible de réduire au minimum le contact avec le petit pignon 2 qui est inévi- table avec la formation de la partie découpée 22, et ce petit pignon 2 peut être en prise de façon fiable et suffi- sar.te avec la chaîne malgré la présence de la partie dé- coupée 22. Comme décrit précédemment, la présente invention concerne un ensemble à pignons juxtaposés, destiné à une bicyclette et permettant une opération progressive de chan- gement de vitesse par déplacement d'une chaîne d'entraîne- ment d'un petit pignon à un grand pignon, même lorsque la différence de diamètre entre le petit pignon et le grand pignon est très faible. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'exemples de réalisation d'un ensemble à pignons Juxtaposés destiné à une bicyclette, faite en réfé- rence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation frontale, avec des parties arrachées, d'un ensemble à pignons selon l'in- vention; la figure 2 est une élévation frontale de parties importantes de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan illustrant une opé- ration de changement de vitesse; la figure 4 est un schéma en élévation latérale de la transmission d'une bicyclette; et la figure 5 est une élévation frontale des parties principales d'une variante d'ensemble à pignons selon l'in- vention. L'ensemble à pignons juxtaposés des figures 1 et 2 fait partie d'un ensemble 4 de pignons destiné à être fixé au moyeu de la roue arrière d'une bicyclette comme repré- senté sur la figure 4. L'ensemble à pignons arrière 4 com- porte six à sept pignons, alors que l'ensemble à pignons des figures 1 et 2 ne comporte que deux pignons juxtaposés l'un à l'autre et qui occupent une position intermédiaire dans l'ensemble 4; plus précisément, l'ensemble selon l'invention comporte un grand pignon 1 ayant seize dents et un petit pignon 2 ayant quinze dents. Ces pignons 1 et 2 sont fixés à un élément d'entraînement non représenté, une certaine distance les séparant dans la direction de l'axe commun de rotation, et les pignons sont en outre supportés par un palier monté sur un élément mené du moyeu de la roue arrière. D'autre part, comme indiqué sur la figure 5, un ensemble 5 à pignons avant comprenant deux pignons de dia- mètres différents est fixé au pédalier de la bicyclette. Une chaîne d'entraînemernt 3 passe donc entre les ensembles 4 et 5 à pignons. En outre, un dérailleur arrière 6 et un dérailleur avant 7 sont destinés à déplacer la chaîne 3 entre les pignons des ensembles 4 et 5, parallèlement à leurs axes, afin qu'une opération de changement de vitesse soit effectuée. La chaîne 3 d'entraînement est une boucle formée par une série de plusieurs groupes de paires de plaques internes 31 à maillons et de paires de plaques externes 32 à maillons, raccordées par un axe 32 supportant un galet 33 afin qu'il puisse tourner. Les extrémités opposées de l'axe 34, le galet 33 et les plaques 31, 32 forment ensemble une partie 35 de raccordement de la chaîne 3 à galets. Les ensembles arrière et avant 4 et 5 à pignons Juxtaposés sont entraînés en rotation ensemble dans un sens d'entraînement en rotation qui est le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 4, ou dans le sens de la flèche R sur les figures 1 et 3, afin que l'énergie de propulsion de la bicyclette soit transmise. On se réfêre à nouveau à la figure 1; la distance comprise entre les dents adjacentes d'une paire de dents placée sur le cercle primitif du grand pignon et du petit pignon 1 et 2 est supérieure au diamètre externe du galet 33 de la chaîne 3, la différence laissant un certain espace entre les faces latérales des paires de dents et le galet 33. La description plus détaillée de ce mode de réalisation particulier porte à titre illustratif sur l'ensemble arrière 4 à pignons juxtaposés. Comme représenté sur les figures 1 et 2, une dent 11 de référence du grand pignon i a une largeur de dent supé- rieure à celle des autres dents de ce pignon, dans les limites déterminées par l'espace précité. Cette dent.11 de référence a un bord incliné, c'est-à-dire que le bord placé en aval, compte tenu du sens de rotation, est découpé afin qu'il forme une partie 12 de logement de chaîne. Cette partie 12 est réalisée sous forme d'une face inclinée sen- siblement parallèle à un axe central X de la chaîne 3 qui doit être déplacée du petit pignon 2 vers le grand pignon i. En outre, comme représenté sur les figures 1 et 3, les dents du petit pignon 2 présentent un déphasage, par rapport à la partie 12 de logement de chaîne de la dent 11 de référence du grand pignon 1, tel qu'une dent du petit pignon 2 qui est en aval par rapport à la dent 11 de réfé- rence est au contact de la chaîne 3 lorsque la partie 35 de raccordement de la chaîne 3 est logée par la partie 12 de la dent 11 de référence du grand pignon 1. Plus précisé- ment, avec ce déphasage des dents du petit pignon 2, lorsque le centre de la partie 35 de raccordement qui est au contact d'un espace entre les dents, à une seconde posi- tion par rapport & l'espace du petit pignon 2 qui corres- pond à la dent 11 de référence, est appelé premier centre 01, et lorsque le centre de la partie 35 de raccordement logé par la partie 12 est appelé second centre 02, l'axe central X passant par le premier centre 01 et le second centre 02 a une longueur sensiblement égale à la distance L qui est un multiple entier du pas des parties adjacentes 35 de raccordement de la chaîne 3. Ainsi, lorsqu'une partie de la chaîne 3 qui se trouve-.en amont de la partie de la chaîne qui est en prise avec le petit pignon 2 doit être déplacée sur le grand pignon 1, la partie 12 de logement du grand pignon 1 peut loger la partie 35 de raccordement de cette partie 3 de chaîne qui est déplacée vers le grand pignon 1. Une dent 21 du petit pignon 2, placée sur le trajet 1G de déplacement des plaques 31 et 32 des maillons de la chaîne 3 qui est déplacée vers le grand pignon 1, comporte une partie découpée 22 destinée à empêcher le contact avec les plaques 31 et 32. De préférence, comme représenté sur la figure 1, cette partie découpée 22 est formée afin qu'elle corresponde à la configuration de la chaîne 3 sur son trajet de déplacement, si bien que la partie 3 de chaîne, sur son trajet de déplacement vers le grand pignon 1, peut être logée à la fois par la partie 12 de logement et la partie découpée 22, et le déplacement diamétral de la chaîne 3 par rapport à l'ensemble à pignons est ainsi avan- tageusement évité. Grâce à cette meilleure stabilité de déplacement de la chaîne, la mise en prise des plaques 31 et 32 placées en amont de la partie 35 de raccordement logée dans la partie 12 avec une dent du grand pignon 1 placée vers l'amont, et adjacente à la dent 11 de réfé- rence, est facilitée. Par ailleurs, parmi les pignons restants de l'en- semble et qui ne sont pas représentés sur les figures 1 et 3, il est avantageux que les pignons relativement grands, mis à part le plus petit pignon, possèdent la dent 11 de référence et sa partie 12 de logement de chaîne alors que le plus petit pignon a la partie découpée 22. Comme repié- senté sur la figure 2, le grand pignon 1 comporte une dent 13 qui est une découpe du bord tourné vers l'aval afin que la partie découpée du pignon encore plus grand qui lui est adjacent soit formée, alors que le pignon relativement - petit 2 comporte une dent 23 constituant la dent de référence ayant la partie découpée et destinée au plus petit pignon qui lui est adjacent. On décrit maintenant les conditions de mise en coopération et de séparation de la chaine 3 et des pignons 1 et 2 dans une opération de déplacement de la chaîne à l'aide du dérailleur arrière, en référence aux figures 1, 3 et 4. Lorsque la chaîne 3 est déplacée du petit pignon 2 au plus grand pignon 1 par déplacement d'un élément mobile du dérailleur arrière de la figure 4 dans le sens de la flèche D sur la figure 3, une partie de la chaîne 3 placée du côté du dérailleur arrière, c'est-à-dire la partie de chaîne qui se trouve alors en amont par rapport au petit pignon 2 afin qu'elle vienne coopérer avec celui-ci, est très déplacée vers le grand pignon 1 à l'emplacement de la dent 21 ayant la partie découpée 22, et l'opération de déplacement de la chaîne commence alors à cet emplacement. Cette partie 3 de chaine, pendant l'opération de déplace- ment, se déplace suivant un trajet incliné comme représenté sur la figure 3. Dans l'opération précitée de déplacement de la chaine, comme la partie 12 de logement de chaine formée sur la dent 11 de référence du grand pignon 1 présente, par rapport à la dent antérieure du pignon 2, le déphasage précité, prédéterminé par le pas de la chaîne comme indiqué précédemment, la partie 12 de logement de chaîne peut coopérer de manière fiable avec une partie 35 de raccorde- ment de la chaîne 3 qui est repoussée vers le grand pignon 1 comme mieux représenté sur la figure 1. Dans ces condi- tions, un galet 33 de la partie supplémentaire de raccorde- ment qui se trouve en amont et qui est adjacente à la partie 35 logée par la partie 12, peut pénétrer de manière fiable dans l'espace formé en amont et adjacent à la dent 11 de référence. En outre, comme la partie découpée 22 empêche effi- cacement le contact entre la chaine 3 et le petit pignon 2, l'opération précitée de déplacement de la chaîne 3 vers le grand pignon 1 peut être réalisée encore plus régulière- ment. De cette manière, grâce à l'ensemble à pignons juxta- posés selon l'invention, une opération de déplacement de la chaîne du petit pignon 2 au grand pignon i peut être réa- lisée rapidement et de manière fiable si bien que le rende- ment de changement de vitesse de la combinaison formée par le dérailleur et des pignons est notablement perfectionné. On considère maintenant des variantes de l'in- vention. I. Dans le mode de réalisation précédent, la partie 12 de logement de chaîne est réalisée sous forme d'une face inclinée sensiblement parallèle à l'axe central de la par- tie de chaîne qui est déplacée du petit pignon 2 vers le grand pignon 1. Cette partie 12 de logement peut aussi être réalisée sous forme d'une face courbe correspondant au diamètre externe de la partie 35 de raccordement de la chaîne 3. II. La dent de référence 11 ayant la partie 12 de logement de chaîne n'a pas obligatoirement une plus grande largeur que les autres dents du grand pignon 1 et peut avoir la même largeur que les autres dents. Dans ce cas, la partie 12 de logement est réalisée avec ou sans découpe au bord de la dent 11 de référence qui est tournée vers l'aval. En outre, comme indiqué sur la figure 5, on peut envisager aussi le déplacement vers l'aval d'une dent de référence 110, dans les limites déterminées par l'espace de largeur prédéterminée formé entre la dent 110 et le galet 33. III. Dans le mode de réalisation précédent, le pignon relativement grand i et le pignon relativement petit 2 ont seize et quinze dents respectivement. Dans une va- riante, l'invention peut être mise en oeuvre avec une com- binaison différente de pignons, par exemple une combinaison d'un petit pignon à treize dents et d'un grand pignon à quinze dents, ou d'un petit pignon à seize dents et d'un grand pignon à dix-neuf dents. IV. L'ensemble à pignons juxtaposés de l'invention peut être utilisé comme ensemble à pignons avant 5. V. Dans le mode de réalisation précédent, la partie découpée 22 est formée afin qu'elle corresponde au trajet de déplacement de la partie 3 de chaîne dirigée vers le grand pignon 1 comme représenté sur la figure 1. Cette partie découpée 22 peut être formée, dans une variante, parallèlement à l'axe central précité X, sous forme recti- ligne. En outre, on peut aussi envisager la formation d'un espace entre la face découpée de la partie découpée 22 et la partie de dhaîne, sur son trajet de déplacement. VI. La partie découpée 22 n'est pas obligatoirement formée par découpe uniforme d'une partie de dent dans la direction de la largeur de la face. Ainsi, cette partie découpée 22 remplit son rôle tant que l'absence de découpe du bord est suffisamment grande pour que le contact entre le petit pignon 2 et les plaques 31 et 32 de la chaîne 3 dirigée vers le grand pignon 1 soit évité. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux ensembles à pignons qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble à pignons juxtaposés, destiné à une bicyclette et comprenant au moins un pignon relativement grand muni de dents et un pignon relativement petit muni de dents, les deux pignons étant juxtaposes et pouvant coopérer sélectivement avec une chaîne d'entraînement de la bicyclette, comprenant une boucle formée d'une série de plaques de maillons articulées les unes sur les autres, caractérisé en ce qu'il comprend une partie (12) de logement de chaîne formée sur une dent de référence (11) choisie parmi les dents du grand pignon (1) afin qu'elle loge une partie de raccordement des plaques des maillons en laissant un espace diamétral par rapport au pied des dents du grand pignon (1), les dents du petit pignon (2) présentent, par rap- port & la partie (12) de logement de chaîne de la dent de référence (11) du grand pignon (1), un déphasage tel qu'une dent du petit pignon (2) placée en aval de la dent de réfé- rence (11) est en prise avec la chaîne lorsque la partie de raccordement de la chaîne est logée par la partie (12) de logement de la dent de référence (11) du grand pignon (1), et une partie découpée (22) est destinée à empêcher le contact avec les plaques des maillons, la partie découpée (22) étant formée sur une dent du pignon relativement petit (2) placée sur le trajet des plaques d'une partie de chaine placée plus en amont, compte tenu du sens d'entraînement en rotation, qu'une autre partie de chaîne qui est alors en prise avec le petit pignon (2) et qui se déplace vers la partie (12) de logement de chaîne. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (12) de logement de chaîne est formée à un bord incliné de la dent de référence (11) qui se trouve en aval dans le sens d'entraînement en rotation. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie (12) de logement de chaîne est une petite face formée pratiquement suivant l'axe central de la chaine pendant l'opération de déplacement de celle-ci. 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie découpée (22) est formée pratiquement suivant le trajet de déplacement des plaques des maillons. 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un espace est formé, dans le sens d'entrainement en rotation, entre les dents du grand pignon (1) et la chaine, et la dent de référence (11) a une largeur accrue en aval, i0 dans le sens de rotation. 6. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un espace est formé, dans le sens d'entraînement en rotation, entre les dents du grand pignon (1) et la chaîne, et la dent de référence (11) est décalée vers l'aval, dans le sens d'entraînement en rotation. 7. Ensemble selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'ensemble à pignons est utilisé comme ensemble à pignons juxtaposés arrière.