Mécanisme de changement de vitesse, notamment applicable à une bicyclette. - Cette invention a pour objet un change ment de vitesse, notamment applicable à une bicyclette, qui est caractérisé en ce qu'il est pourvu d'organes au moyen desquels s'effectue le changement de vitesse lorsqu'on fait tourner l'arbre entraîneur du mécanisme en sens in verse du sens normal de rotation de cet arbre.
Un tel changement de vitesse est très utilement applicable aux bicyclettes, où -les changements de la vitesse peuvent s'effectuer très aisément en actionnant la manivelle à contre-pédale, c'est-à-dire en sens contraire de celui de la marche avant.
Suivant une forme d'exécution préférée, le mécanisme comprend un arbre entraîneur, autour duquel sont disposées par l'intermé diaire d'un dispositif à roue libre autant de roues dentées que le changement a de vitesses, un arbre secondaire portant les roues dentées engrenant avec celles de l'arbre entraîneur et un arbre entraîné creux solidaire de l'une des roues portées par l'arbre entraîneur et monté concentriquemënt à ce dernier:
Dans cette forme d'exécution préférée les . cliquets des dispositifs à roue libre sont montés dans des alvéoles pratiqués dans l'arbre entraîneur et peuvent être amenés à volonté en prise avec les dents des couronnes dentées d'arrêt respectives portées par les roues dentées, au moyen d'un balancier, com mandé par un curseur disposé dans un trou diamétral de l'arbre entraineur, de façon à pouvoir être déplacé à l'aide de cames, lorsque l'on fait tourner l'arbre entraîneur en sens opposé à son sens normal de rotation.
Les organes de commande du mécanisme de changement de vitesse peuvent être ren fermés avec les engrenages dans une boîte de petites dimensions, laquelle, dans le cas de l'application aux bicyclettes, peut être insérée facilement - dans le trou de support de la manivelle.
Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemples, deux formes d'exécution du mé canisme de changement de vitesse suivant l'invention, appliqué à. une -bicyclette. . La fig. 1 est une coupe axiale de la pre mière forme d'exécution qui est un mécanisme de changement à deux vitesses ; Les fig. 2 et 3 sont des coupes transver sales suivant les lignes 11-A et B-B de la fig: 1; La fig. 4 est une coupe suivant la ligne R-S de la fig. 1, et La fig. 5 en est un détail;
La fig. 6 montre, en _ coupe _ axiale, la deuxième forme d'exécution qui est un mé canisme de changement à trois vitesses ; La fig. 7 en est une coupe suivant- la ligne M-N de la fig. 6 ; Les fig. 8 et 9 sont des coupes partielles analogues à la fig. 6, mais où les organes de commande du changement se trouvent dans d'autres positions.
Aux fig. 1 à 5, 1 indique l'arbre entraî neur du mécanisme de changement portant les manivelles et monté excentriquement dans une boîte cylindrique 2 serrée dans un man chon M du cadre de la bicyclette. Comme l'arbre 1 du pédalier est monté excentrique ment dans la boîte, cette dernière peut être utilisée comme tendeur de chaîne à excen trique; dans ce cas, on pourra appliquer, en plus du changement de vitesse, deux pignons dentés à la roue postérieure de la bicyclette, de façon à obtenir quatre rapports de trans mission différents.
L'arbre 1 du pédalier est supporté au moyen de roulements à billes par des cou vercles 3 et 4 de la boîte 2, lesquels sup portent également un arbre secondaire 5, sur lequel est monté librement un pignon ayant deux couronnes dentées 7 et 8.
Sur l'arbre entraîneur 1 sont montées librement deux roues dentées 9 et 10 engre nant respectivement avec les couronnes den tées 7 et 8. Le moyeu 10a de la roue dentée 10 se prolonge au delà du couvercle 3 et constitue un arbre entraîné sur lequel est fixée la roue à chaîne B du pédalier.
La roue dentée 9, de petit diamètre, peut être fixée à l'arbre entraîneur par un ac couplement unidirectionnel (fig. 3) au moyen d'un dispositif à roue libre, comprenant un cliquet 12 monté dans un alvéole de l'arbre entraîneur et destiné à coopérer avec des dents de scie 91, taillées dans le moyeu de la roue dentée 9. Le cliquet 12 est soumis à l'action d'un ressort 12a qui tend à l'amener en prise avec la couronne de dents de scie 911.
De façon analogue, la roue dentée 10, de grand diamètre, peut être rendue solidaire de l'arbre entraîneur, au moyen d'un dispo sitif à roue libre, comprenant un cliquet 13 (fig. 2) monté dans un deuxième alvéole de l'arbre entraîneur et soumis à l'action d'un - ressort 14 qui tend à l'amener en prise avec des dents de scie 10b, taillées dans le moyeu de la roue dentée 10.
Les cliquets 12 et 13 sont actionnés, en antagonisme avec les ressorts 121, et 14, au moyen d'un balancier 25 disposé dans une cavité axiale de l'arbre entraîneur. Ce ba lancier a une bosse centrale fonctionnant comme point d'appui et deux bosses d'extré mité 2VIa, 25b, respectivement, s' engageant, dans des fentes pratiquées dans les cliquets. La construction est telle que l'oscillation du balancier provoque alternativement le blocage d'un de ces cliquets dans sa position inactive, mais laisse l'autre libre de s'engager avec la couronne à dents de scié coopérante.
L'oscillation du balancier 25 dans \un sens ou dans l'autre est provoquée par le déplacement transversal, dans une fente dia métrale de l'arbre 1, d'un curseur 17 ayant une fente dans laquelle s'engage l'extrémité 25 du balancier.
Le curseur 17 est tenu dans les positions extrêmes de son oscillation au moyen d'une dent 29 à tête sphérique qui, sous l'action d'un ressort 20, s'enclenche dans une des encoches 17'.
Le déplacement du curseur 17 est obtenu par action de contre-pédale. Dans ce but, au couvercle 3 de la boîte est pivoté un le vier 21 dont l'extrémité libre (coupée en biseau) coopère avec une extrémité également en biseau du curseur 17. Le levier 21 peut tourner dans une seule direction contre l'ac tion d'un ressort 22, en vue de permettre le passage. de l'extrémité saillante du curseur 17 dans la marche avant, mais il est empêché de tourner dans le sens opposé par un arrêt (qui dans ce cas est donné par l'arbre secon daire 5), de façon à repousser le curseur au moyen des surfaces à came de ladite extré mité biseautée lor,,que l'on fait tourner l'arbre entraîneur en sens opposé à la marche avant.
Le fonctionnement du mécanisme est le suivant : Dans la position de haute vitesse (prise directe), le cliquet 13 entraîne la roue dentée 10, et ainsi l'arbre entraîné 10a. Le cliquet 12 de l'arbre entraîneur 1 est bloqué par la bosse 25b du -balancier en position inactive, la roue dentée 9 est ainsi desac- couplée et tourne plus rùpidement que l'arbre 1; même si le cliquet 12 n'était pas bloqué il resterait sans aucun effet, sauf le bruit' caractéristique de la roue libre à chaque dé clic sur les dents.
Dans la position de basse vitesse (réducteur), le cliquet 12 est libre d'entraîner la roue dentée 9; le cliquet 13 est à son tour bloqué par la bosse 25a du balancier et les deux arbres 1 et<B>101,</B> sont reliés entre eux par les engrenages 9-7-8-10.
Pour éviter, à chaque tour de l''arbre entraîneur dans la marche avant, le déclic à vide du levier 21, ce levier peut être main tenu soulevé dans la position indiquée en pointillé à la fig. 4 à l'aide d'un ergot 33 fixé au levier et qui peut être engagé dans titi trou 34 (fig. 4) pratiqué dans le couvercle 3 de la boîte. Dans ce but, le levier 21 est porté par titi pivot déplaçable axialement et muni extérieurement à la boîte d'un bouton de manceuvre 35.
Un ressort 36 disposé entre le couvercle et le bouton maintient le levier 21 adhérent au couvercle. Pour dégager le levier, le cycliste, avant de pédaler en arrière, pousse le bouton 35 en dedans en vue de dégager l'ergot 33 de soit siège. Dans la marche avant, le levier 21 est amené auto matiquement en position inactive au moyen du curseur 17.
Les fig. 6 à 9 montrent un mécanisme de changement à trois vitesses pour bicyclettes, les organes correspondant à ceux de la forme d'exécution décrite précédemment étant indi qués par les mêmes numéros. Entre les paires d'engrenages 7 et 9, respectivement 8 et 10, est insérée une paire d'engrenages 23 et 24 pour la deuxième vitesse, montés respective ment sur l'arbre entraîneur 1 et sur l'arbre secondaire 5.
Dans un alvéole convenable de l'arbre entraîneur 1 est disposé titi cliquet 26 soumis à l'action d'un ressort 27, qui tend à l'ame ner en prise avec des dents de scie taillées sur le moyeu de la roue 23.
Les cliquets 12, 13 et 26 sont comman dés par un balancier 125 pourvu de trois bosses 125a, 125b et<B>12511</B> qui coopèrent respectivement avec les cliquets 13, 12 et 2G.
Le balancier 125 peut prendre trois--po- sitions (fig. 6, 8 et 9) grâce à la prise de son prolongement 125e avec un curseur 117 qui traverse une fente diamétrale de l'arbre entraîneur 1, comme dans l'exemple précé dent, en faisant tourner cet arbre en sens contraire.
Le curseur 117 est actionné au moyen d'un levier 121 lequel, par un premier heurt contre le curseur, amène ce dernier seulement dans la position intermédiaire et, par un second heurt entre les surfaces à came 117a et 1211, porte ce curseur dans une des deux positions extrêmes.
Lorsque le curseur 117, tournant avec l'arbre entraîneur 1 en sens contraire (à contre-pédale), heurte le levier 121, cela a pour effet de pousser le curseur qui se dé place d'une ou deux places dans un sens ou dans l'autre dans la fente de l'arbre 1.
Le curseur 117 foi-me à chacune de ses deux extrémités une dent, de façon à créer à chaque extrémité un espace radial 117a. Le levier 121 d'actionnement du curseur porte une saillie 1211, de forme s'adaptant à celle de ces espaces 117a. Si, pendant que le curseur se trouve dans la position montrée à la fig. 7, on fait tourner un peu la pédale en arrière, la saillie 121a pénètre dans l'es pace 117a se trouvant au-dessus et pousse la surface à came 117b, limitant l'espace 1171, du côté de l'axe,
de sorte que le curseur est mû radialement jusqu'à une position médiane. Si, après une petite rotation en avant de la pédale par laquelle le curseur 117 fait encore déclencher une fois en arrière le levier d'ac- t.ionnement, on fait encore tourner un peu la pédale en arrière, la saillie 121 ne trouve plus l'espace 117a mais parvient sur la sur face à came-extérieure 11i du curseur, qu'il :pousse ainsi ultérieurement en direction ra- -diale jusqu'à sa position extrême.
Comme le curseur et la pédale sont solidaires dans la rotation, le cycliste connaît la -position de la pédale à laquelle il doit faire tourner la pédale en arrière une ou deux fois pour pro duire l'action ci-dessus décrite. S'il effectué les mêmes mouvements au point diamétrale ment opposé, il commande le mécanisme en sens contraire, car dans ce cas l'extrémité opposée du ourseur coopérera avec le levier d'actionnement de la même manière que dé crit ci-dessus.
La position du curseur pourra être indiquée par un dispositif (par exemple up cadran portant -les numéros 1, 2, 3) qui indique au cycliste quelle vitesse est insérée.
Le levier 121 pourra être amené et re tenu en position inactive de la manière dé crite pour la forme d'exécution décrite pré cédemment. Les positions extrêmes dur ba lancier 125 correspondent à la vitesse mini mum (fig, 6) et à la prise directe (fig. 9). Dans la prise directe, outre la prise du cli- quet 13 (fig. 9), il s'effectue aussi l'engage ment du cliquet 26; mais comme la roue dentée relative 23 tourne plus rapidement que l'arbre entraîneur 1, ce cliquet passe sur les dents de la roue sans autres inconvénients que le léger bruit caractéristique de la roue libre.
La vitesse intermédiaire correspond à la position horizontale du balancier 125 (fig. 8). Les cliquets 12 et 13 sont tous les deux hors d'action; le cliquet 26 entraîne ainsi la roue 23 et celle-ci entraîne l'arbre secondaire 5 qui transmet le mouvement à l'arbre entraîné 10a au moyen de la paire de roues dentées 8-10.
Les mécanismes de changements de vi tesse décrits dans leur application à une bi- eyclette et commandés à contre-pédale peuvent être appliqués à d'autres machines, par exemple des machines-outils, et être commandés par un moyen quelconque à contre-rotation de l'arbre sur lequel sont enfilés et peuvent être calés à roue libre les engrenages réducteurs.