Brevet FR2678890A1 — publié le 19930115

"Roue dentée pour transmission par chaîne, en particulier pour cycle". L'invention est relative aux roues dentées pour transmission par chaîne et en particulier aux pignons calés sur le moyeu arrière d'un cycle, ainsi qu'aux plateaux dentés avant, servant à la transmission, au moyen d'une chaîne maillons, du mouvement moteur exercé par l'utilisateur sur le pédalier Les roues, plateaux et pignons dentés actuels possèdent des dents symétriques, de forme générale triangulaire, leur donnant des extrémités fines pouvant se rompre sous des efforts élevés. L'un des objets de l'invention est de fournir des dents résistantes pouvant être utilisées sans risque de rupture, aussi bien pour les bicyclettes de routes que pour celles tout terrain, ou mieux encore pour les tandems, c'est à dire pour les cycles dont la transmission est soumise à des efforts très élevés, temporaires ou permanents. Un autre inconvénient des roues dentées actuelles est consécutif à la longueur de la dent dépassant du diamètre primitif de la denture En effet, dans les conditions actuelles, avant de s'engager à fond dans l'intervalle entre dents et d'être mis en tension, chaque maillon de la chaîne vient d'abord en contact avec l'extrémité de la dent arrière et glisse sur cette dent au fur et à mesure qu'il s'introduit dans l'intervalle entre dents, ce qui conduit à une diminution du rendement de la transmission et à un matage de la denture. Un autre objet de l'invention est de remédier à cet inconvénient en fournissant un meilleur accrochage des maillons de la chaîne, afin de supprimer tout glissement provocateur d'usure et d'améliorer le rendement de la transmission. A cet effet, dans la roue dentée selon l'invention, chaque dent dépasse du cercle primitif de la denture d'une valeur de l'ordre de 1 à 1,4 mm et forme un crochet qui est délimité entre, d'une part, une face postérieure concave dépassant radialement du cercle primitif de la denture et ayant un rayon de courbure égal au rayon des axes des maillons de la chaîne, face reliée au sommet de la dent par une face convexe de grand rayon centrée sur le cercle primitif et formant chanfrein de dégagement, et d'autre part, une face antérieure convexe de rayon croissant de sa base à son sommet, donnant à la base de la dent une largeur de valeur supérieure de sa hauteur. Grâce à cet agencement, non seulement la dent est plus large que haute, ce qui lui donne une grande résistance, mais elle possède aussi une face antérieure qui, par sa forme, renforce la dent, tout en évitant de venir en contact avec l'axe du maillon en cours d'engagement, et une face postérieure concave en forme de crochet qui s'étend au-dessus du cercle primitif du pignon et assure donc une meilleure retenue de cet axe et une meilleure transmission de l'effort Le profil convexe prolongeant le profil concave du crochet favorise le dégagement de l'axe du maillon en fin de trajectoire d'entraînement du pignon par cet axe. Il faut aussi noter que la réduction de la dimension de la partie de chaque dent saillant au-dessus du cercle primitif améliore les conditions de déraillement de la chaîne. Dans une forme d'exécution de l'invention, chaque roue dentée comporte, au fond de chaque intervalle entre dents, une échancrure concave se raccordant à la face convexe de la dent suivante et constituant évacuateur de boue. Ainsi, lorsque le cycle est utilisé sur route ou sur terrain accidenté, la boue collectée par la chaîne et chassée de celle- ci par les dents des roues dentées, ne peut pas s'accumuler dans l'intervalle entre dents pour faire sauter la chaîne, mais au contraire est évacuée de l'intervalle entre chaque dent par l'échancrure concave, et cela sous la seule pression résultant de l'introduction de l'axe d'un maillon dans cet intervalle entre dent. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution d'un pignon. Figure 1 est une vue de côté en élévation d'un pignon en cours d'engrènement avec un tronçon de chaîne représenté en traits fins, Figure 2 est une vue partielle de côté en élévation montrant à échelle agrandie la denture du pignon, Figure 3 est une vue de côté en coupe transversale du pignon. De façon connue, chaque pignon d'une roue libre est réalisé par emboutissage et usinage d'une tôle métallique et comporte un alésage central 2 permettant son calage en rotation, par des moyens non représentés, sur le corps de la roue libre, une joue 3 et des dents radiales 4. Selon l'invention et comme le montre plus en détails la figure 2, le sommet 5 de chacune des dents 4 est séparé du cercle primitif 6 de la denture du pignon par une distance d qui est comprise entre 1 et 1,4 mm et qui, en pratique, est de l'ordre de 1,2 mm. En outre, chaque dent présente une face antérieure 7 convexe dont la courbure, représentée par les rayons Rl et R 2 va en croissant depuis sa base jusqu'à son sommet Sa face postérieure 8 présente en 8 a un profil concave de rayon R 3 de valeur égale au rayon de l'axe 10 de chacun des maillons 12 de la chaîne Comme le montre bien la figure 2, cette partie concave va du pied de la dent défini par le cercle 9 jusqu'au-delà du cercle primitif comme montré par la distance e, de manière à former un crochet retenant mieux l'axe 10 Au-delà de la partie concave 8 a, la face postérieure 8 de la dent est reliée au sommet 5 de celle-ci par une face convexe 8 b de rayon R 4 centrée sur le cercle primitif 6, sensiblement au milieu de l'intervalle entre dents précédent Dans cette forme d'exécution, la valeur e est sensiblement égale à d/2. La figure 2 montre que, grâce à la forme particulière des faces, respectivement antérieure 7 et postérieure 8, chaque dent 4 a une largeur de pied L supérieure à sa hauteur H, ce qui lui donne une grande résistance mécanique. Grâce à cet agencement, lorsque l'axe 10 d'un maillon 12, de chaîne tirée dans le sens de la flèche 11 de figure 1, parvient dans l'intervalle entre deux des dents du pignon, comme montré en A à la figure 1, il ne vient pas en contact avec la face antérieure 7 de la dent suivante, ce qui réduit les pertes par frottement, mais par contre vient naturellement se loger dans la partie concave 8 a de la dent précédente Grâce à son enveloppement par cette partie formant crochet, l'axe 10 ne tend pas à ripper radialement, ne communique à la dent qu'un effort normal à cette dent à l'exclusion de tout effort vers l'extérieur et transmet donc une plus grande partie de l'effort qui lui est communiquée par la chaîne entraînée par le pédalier Il en résulte que le rendement général de la transmission est amélioré. En fin de course, et lorsque l'axe 10 arrive à la position B représentée à la figure 1, son axe 10 se dégage aisément de la partie en forme de crochet, grâce à la partie convexe 8 b qui s'efface devant lui en même temps que la dent 4 correspondante pivote en descendant. Il faut noter ici que ce dégagement s'effectue d'autant mieux que la dent dépasse peu du cercle primitif de la denture. Suivant une forme d'exécution de l'invention, une échancrure concave 13 est ménagée dans l'intervalle entre chaque dent au-dessous du cercle de pied 9 des dents Cette échancrure concave 13 se raccorde au profil convexe de la face antérieure 7 de la dent suivante et est séparée du profil concave de la dent précédente par une arête 14. Comme expliqué dans le préambule, ces échancrures sont destinées à permettre l'évacuation des boues collectées par les rayons et déposées sur le pignon lors de l'introduction des dents dans l'intervalle entre maillons L'effort d'introduction d'un axe 10 dans l'intervalle entre deux dents est suffisant pour chasser la boue qui s'est accumulée dans cet intervalle et qui, par les échancrures 13, parvient dans les intervalles entre les pignons calés sur le corps de roue libre. Cet agencement évite que la boue s'accumule dans les intervalles entre dents, perturbe la transmission et parvienne même à faire dévier la chaîne de sa trajectoire en entraînant son déraillement du pignon. La figure 3 montre que, dans le pignon selon l'invention, les chanfreins 15 a et 15 b qui sont traditionnellement ménagés sur les faces latérales des dents pour faciliter le glissement transversal de la chaîne sous l'action du dérailleur, forment par rapport aux faces diamétrales 16 a et 16 b du pignon des angles a et b de valeur différente et sont disposés de manière dissymétrique par rapport au plan médian diamétral Pl du pignon Dans la forme d'exécution représentée, l'angle a a une valeur de 450 tandis que celui b a une valeur de 30 . Au montage, sur le corps de roue libre, le pignon est disposé de manière que le chanfrein 15 b le plus pentu et le moins large soit tourné vers l'extérieur de la roue afin de faciliter le déplacement de la chaîne lors de l'actionnement du dérailleur. Il ressort de ce qui précède que, grâce à sa denture en forme de crochet, et de manière générale a la forme générale de ses dents, ce pignon permet d'obtenir un excellent accrochage des maillons améliorant le rendement et évitant tout glissement générateur d'usure Par ailleurs, la forme en crochet de chaque dent combinée avec une réduction du diamètre primitif réel par rapport au diamètre primitif théorique, permet de réduire le nombre de dents en prise. Bien entendu, l'invention qui a été décrite ci-dessus dans le cas de son application à un pignon, peut aussi être appliquée à toute roue dentée, et, en particulier aux plateaux de pédalier. REVENDICATIONS 1 Roue dentée pour transmission par chaîne, caractérisée en ce que chaque dent ( 4) dépasse du cercle primitif de la denture d'une valeur de l'ordre de 1 à 1,4 mm et forme un crochet qui est délimité entre, d'une part, une face postérieure concave ( 8 a) dépassant radialement du cercle primitif de la denture et ayant un rayon de courbure égal au rayon des axes ( 10) des maillons de la chaîne, face reliée au sommet ( 5) de la dent par une face convexe ( 8 b) de grand rayon centré sur le cercle primitif et formant chanfrein de dégagement, et d'autre part, une face antérieure convexe ( 7), de rayon croissant de sa base à son sommet, donnant à la base de la dent ( 4) une largeur (L) de valeur supérieure de sa hauteur (H). 2 Roue dentée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, dans le fond de l'intervalle entre chaque dent, une échancrure concave ( 13) se raccordant à la face convexe antérieure ( 7) de la dent suivante et constituant évacuateur de boue. 3 Roue dentée selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les chanfreins ( 15 a-15 b), ménagés latéralement de part et d'autre du sommet de chaque dent ( 4) forment, par rapport aux faces diamétrales ( 16 a-16 b) du pignon, des angles (a et b) de valeurs différentes et sont disposés dissymétriquement par rapport au plan diamétral médian (Pi) du pignon, et de manière que le chanfrein ( 15 b) soit celui ayant la plus grande pente et soit le moins large.