Brevet FR2727080A1 — publié le 19960524

A "Changement de vitesse d'axe de pédalier, à deux vitesses. bidirectionnel. pour cycle" La présente invention concerne un changement de vitesse à plusieurs vitesses et, de manière plus particulière, un changement de vitesse, à deux vitesses, bidirectionnel, d'axe de pédalier, adapté à tous les types de cycles à pédales. Il est très courant que l'axe de pédalier d'un cycle à pédales habituel, tel qu'une bicyclette, ne possède pas de fonction de changement de vitesse. Pour qu'un cycle à pédales puisse disposer d'une telle fonction de changement de vitesse, un ensemble de changement de vitesse doit normalement lui être associé. Par exemple, on peut monter sur l'axe du pédalier d'une bicyclette un ensemble de changement de vitesse constitué de deux à cinq plateaux ayant des tailles différentes. Comme bien connu pour ce type d'ensemble de changement de vitesse, le changement de vitesse de la bicyclette peut être effectué en passant sélectivement d'un plateau pour entraîner la chaîne à un autre. Cependant, avec un tel mécanisme, le sens de rotation de l'axe de pédalier est limité à une seule direction. Dans le passé, l'inventeur de la présente invention a conçu une roue libre à 2 vitesses, entraînée dans deux sens (Modèle d'Utilité No. 8 520 575, Office Chinois des Brevets), et une roue libre à 3 vitesses, entraînée dans deux sens (Brevet d'Invention No. 90 105 171.3, Office Chinois des Brevets), qui permettent de changer de vitesse, ainsi que de transmettre un mouvement. Par ailleurs, ces deux types de structures permettent de faire avancer la bicyclette indépendamment du sens dans lequel on pédale, et ceux-ci peuvent être chacun installés, en tant que mécanisme de changement de vitesse, sur un cycle à pédales ordinaire et sur un vélo d'exercice. Le but de la présente invention consiste à fournir un changement de vitesse d'axe de pédalier ayant une construction simple et permettant en particulier de changer de vitesse en pédalant dans le sens direct ou dans le sens rétrograde, c'est-à-dire de manière bidirectionnelle. Le changement de vitesse bidirectionnel d'axe de pédalier de la présente invention comporte au moins un anneau extérieur, un anneau de support, une roue dentée, une coupelle filetée formant roue libre, une plaque formant roue libre, un noyau denté, un cliquet, et un plateau. L'invention est caractérisée en ce que le coté intérieur de l'anneau extérieur comporte deux chemins de roulement à billes, ainsi que des dents intérieures, le plateau étant fixé sur la périphérie extérieure de l'anneau extérieur, un chemin de roulement à billes étant formé respectivement sur la périphérie intérieure et sur la périphérie extérieure de l'anneau de support, en ce que des dents de cliquet sont agencées du coté extérieur de l'anneau de support et de petits tétons sont agencés du coté intérieur de celui- ci, au moins un cliquet intérieur et au moins une roue dentée étant fixés de manière séparée sur les petits tétons, l'axe de pédalier, la manivelle droite, la plaque formant roue libre, le noyau denté et la coupelle filetée formant roue libre étant reliés les uns aux autres, le cliquet extérieur étant monté sur un axe d'articulation de cliquet qui est fixé sur la boite de l'emmanchement de base. On va maintenant décrire la présente invention, à titre d'exemple uniquement, en se reportant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une forme de réalisation du changement de vitesse selon l'invention, dont certaines zones présentent des ajours afin de mieux montrer certains détails de la structure interne du changement de vitesse, et les figures 1A, lB, 1C montrent également des détails de la figure 1; - la figure 2 est une vue en coupe du changement de vitesse prise le long de la ligne N-N de la figure 1. Le changement de vitesse représenté sur les figures 1 et 2 constitue donc un mode préféré de réalisation de la présente invention, dont les aspects seront décrits en détail ci-après. Cependant, cette description ne peut en aucun cas être considérée comme limitant la portée de la présente invention. Sur les figures, la référence numérique 1 indique un anneau extérieur, la référence numérique 2 indique un anneau de support, la référence numérique 3 indique une coupelle filetée formant roue libre, la référence numérique 4 indique un cliquet intérieur, la référence numérique 5 indique un noyau denté, la référence numérique 6 indique une plaque formant roue libre, la référence numérique 7 indique un cliquet extérieur, la référence numérique 8 indique une roue dentée, la référence numérique 9 indique un petit téton, la référence numérique 10 indique un axe de pédalier, la référence numérique 11 indique un axe d'articulation de cliquet, et A indique une manivelle d'axe de pédalier, B indique un plateau d'entraînement de chaîne et C indique la boite située à l'emmanchement de base du cadre du cycle. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures, le changement de vitesse comporte, du coté intérieur de l'anneau extérieur 1, deux chemins de roulement à billes, ainsi que des dents intérieures. Le plateau B est fixé sur la périphérie extérieure de l'anneau extérieur 1 par l'intermédiaire de filets ou de trous taraudés formés sur l'anneau; un chemin de roulement à billes est formé respectivement sur la périphérie intérieure et sur la périphérie extérieure de l'anneau de support 2; des dents de cliquet sont agencées au niveau du coté extérieur de l'anneau de support 2 et de petits tétons 9 sont agencés au niveau du coté intérieur de celui-ci; le cliquet intérieur 4 et la roue dentée 8 sont fixés séparément sur les petits tétons; au niveau du coté intérieur de l'anneau de support 2, il est possible d'agencer deux ou plus de deux petits tétons, et sur les petits tétons sont agencés un ou plusieurs cliquets intérieurs 4 et roues dentées; l'axe de pédalier 10 passe à travers la plaque 6 formant roue libre, le noyau denté 5 et la coupelle filetée 3 formant roue libre, et vient s'adapter dans la manivelle droite A, c'est-à-dire que les cinq parties mentionnées ci-dessus sont reliées les unes aux autres. Ensuite, l'axe 10 de pédalier est installé, à l'état assemblé, dans la boite C de l'emmanchement de base, sur le cadre du cycle, de manière à ce que la manivelle droite A soit positionnée sur la droite à l'extérieur de la boite C de l'emmanchement de base; le cliquet extérieur 7 est monté sur un axe d'articulation 11 de cliquet, qui est fixé sur la boite C de l'emmanchement de base. Ainsi, comme représenté sur les figures 1 et 2, dans le changement de vitesse bidirectionnel d'axe de pédalier de la présente invention, l'anneau de support 2 et la coupelle filetée 3 formant roue libre sont situés au niveau d'un premier coté de l'anneau extérieur 1, et la plaque 6 formant roue libre est agencée de l'autre coté de ce dernier. La roue dentée et le cliquet intérieur 4 étant agencés entre les dents intérieures de l'anneau extérieur 1 et le noyau denté 5, pour que les charges soient réparties de manière uniforme sur le corps de l'ensemble et que la construction soit simple, il est préférable d'utiliser trois ou plus de trois roues dentées 8 et cliquets intérieurs 4, respectivement, agencés de manière symétrique sur l'anneau de support par l'intermédiaire des petits tétons 9. La manivelle A est fixée sur l'axe de pédalier , tandis que la plaque 6 formant roue libre est agencée sur cette manivelle A. On va maintenant décrire les différents modes de fonctionnement du changement de vitesse, à deux vitesses, bidirectionnel. On va tout d'abord décrire le cas d'un déplacement à vitesse normale en pédalant dans le sens direct. Lorsqu'on fait tourner la manivelle A en pédalant dans le sens approprié, cela permet de faire tourner l'axe de pédalier 10 dans le sens direct (sens des aiguilles d'une montre sur la figure 1), de sorte que le noyau denté qui est agencé sur l'axe de pédalier tourne en synchronisation avec l'axe. Le noyau denté devrait entraîner l'anneau extérieur 1 dans le sens rétrograde par l'intermédiaire de la roue intermédiaire, c'est-à-dire de la roue dentée 8. Cependant, du fait que la dent du cliquet 11 de l'anneau extérieur 1 est verrouillée de telle sorte que l'anneau extérieur 1 ne peut que tourner dans le sens direct et non dans le sens rétrograde, l'anneau extérieur 1 est alors entraîné, de manière synchronisée, en rotation de la même manière que le noyau denté 5. Simultanément, le cliquet extérieur 7 oscille dans le même sens que les dents de cliquet 21 de l'anneau de support 2, et ne limite pas la rotation de l'anneau de support 2. L'anneau extérieur 1 permet ainsi au plateau B, agencé sur l'anneau 1, de tourner, le plateau B entraînant alors le mouvement de la chaîne. Dans un tel cas, le mode de fonctionnement de l'axe de pédalier 10 du changement de vitesse est le même que celui de l'axe de pédalier d'un cycle à pédales habituel. On va maintenant décrire le cas d'un déplacement à petite vitesse en pédalant dans le sens rétrograde. 6 2727080 Lorsque l'axe de pédalier 10 tourne dans le sens rétrograde (sens inverse des aiguilles d'une montre), le cliquet extérieur 7 verrouille l'anneau de support 2, de sorte que l'anneau de support 2, lui-même, n'est pas admis à tourner dans le sens direct mais seulement dans le sens rétrograde. Par conséquent, dans le même temps, la roue dentée 8 se trouve dans un état statique. La roue dentée 8 devient alors une roue intermédiaire statique. Du fait que le noyau denté 5 suit le mouvement de l'axe de pédalier, celui-ci tourne dans le sens rétrograde et entraîne, par l'intermédiaire de la roue dentée 8, une rotation de l'anneau extérieur en sens opposé. Simultanément, le cliquet intérieur 4 oscille dans le sens direct, et l'anneau extérieur 1 tourne d'une manière régulière dans le sens direct, lequel est, bien entendu, opposé au sens de rotation du noyau denté. En d'autres termes, lorsque l'axe de pédalier 10 tourne dans le sens rétrograde, celui-ci entraîne un mouvement du plateau B et de la chaîne elle- même, dans le même sens que l'anneau extérieur 1. Autrement dit, lorsque l'axe de pédalier 10 tourne dans le sens rétrograde, du fait que le diamètre extérieur du noyau denté 5 est plus petit que le diamètre de la périphérie intérieure de l'anneau extérieur 1, le nombre de révolutions de l'anneau extérieur 1 est inférieur à celui du noyau denté 5, c'est-à-dire qu'il est inférieur au nombre de révolutions de la manivelle A. Dans cette situation, on a ce que l'on appelle un déplacement à petite vitesse. On va enfin décrire ci-dessous le cas d'un déplacement en roue libre. Lorsque l'on cesse de faire tourner la manivelle A, le noyau denté 5 est dans un état statique. L'anneau extérieur 1, qui est entraîné par l'intermédiaire d'un pignon situé sur le moyeu arrière, tourne dans le sens positif, et la roue dentée 8 est amenée de force à suivre le mouvement de celui-ci, en entraînant l'anneau de support 2 en rotation dans le même sens que l'anneau extérieur 1. Dans le même temps, le cliquet extérieur 7 et le cliquet intérieur 4 oscillent aussi dans le sens positif et n'empêchent donc pas la rotation de l'anneau de support 2. Ainsi, l'anneau extérieur 1 et l'anneau de support 2 tournent tous deux autour du noyau denté 5, en réalisant un mouvement de roue libre du plateau B. D'après ce qui précède, il apparaît clairement que le nouveau changement de vitesse bidirectionnel de la présente invention possède de remarquables avantages par comparaison aux systèmes de changement de vitesse habituels existants, parmi lesquels celui d'une construction plus simple, d'une plus grande facilité de montage et d'un fonctionnement plus sûr et plus fiable. Du fait que le plateau peut tourner en roue libre par rapport à la manivelle, dans un tel cas, la roue libre fixée sur la roue arrière peut être remplacée par un pignon habituel, de manière à réduire le coût du cycle à pédales, en offrant cependant la même fonction qu'auparavant. Par ailleurs, il est possible, sur l'anneau extérieur 1 du changement de vitesse, de monter plus de deux plateaux, ce qui, par conséquent, permet d'augmenter de manière efficace le nombre de changements de vitesse du cycle à pédales, ou, par exemple, d'insérer un pignon dans l'ensemble de roue libre arrière, ce qui double les possibilités de changement de vitesse. L'installation d'un tel type de changement de vitesse sur un cycle à pédales actuel peut être réalisée de manière sûre par l'intermédiaire de techniques et d'outils habituels connus dans l'industrie des cycles d'aujourd'hui. 8 2727080 REVENDICATIONS 1. Changement de vitesse, à plusieurs vitesses, bidirectionnel, d'axe de pédalier, comportant au moins un anneau extérieur (1), un anneau de support (2), une roue dentée (8), une coupelle filetée (3) formant roue libre, une plaque (6) formant roue libre, un noyau denté (5), un cliquet (4) et un plateau (B), caractérisé en ce que le coté intérieur de l'anneau extérieur (1) comporte deux chemins de roulement à billes, ainsi que des dents intérieures, le plateau (B) étant fixé sur la périphérie extérieure de l'anneau extérieur (1), un chemin de roulement à billes étant formé respectivement sur la périphérie intérieure et sur la périphérie extérieure de l'anneau de support (2), en ce que des dents de cliquet sont agencées du coté extérieur de l'anneau de support (2) et de petits tétons (9) sont agencés du coté intérieur de celui-ci, au moins un cliquet intérieur (4) et au moins une roue dentée (8) étant fixés de manière séparée sur les petits tétons, l'axe de pédalier (10), la manivelle droite (A), la plaque (6) formant roue libre, le noyau denté (5) et la coupelle filetée (3) formant roue libre étant reliés les uns aux autres, le cliquet extérieur (7) étant monté sur un axe d'articulation (11) de cliquet qui est fixé sur la boite (C) de l'emmanchement de base. 2. Changement de vitesse, à plusieurs vitesses, bidirectionnel, d'axe de pédalier, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins deux petits tétons (9) sont fixés du coté intérieur de l'anneau de support (2), et en ce que, sur les petits tétons (9), sont agencés séparément au moins un cliquet intérieur (4) et une roue dentée (8). 3. Changement de vitesse, à plusieurs vitesses, bidirectionnel, d'axe de pédalier, selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs plateaux sont agencés sur l'anneau extérieur (1) de sorte que le nombre de niveaux de vitesses de l'engrenage puisse être augmenté.