FR2776613A1 - Boite de vitesses a 8 ou 12 rapports regulierement etages et commandes par une seule manette, a installer sur une bicyclette ordinaire - Google Patents

Abstract

Boîte de vitesse adaptable à toute bicyclette normale, offrant 8 ou 12 rapports régulièrement échelonnés, commandée par une seule poignée et opérant sans relâcher l'effort de pédalage ou à l'arrêt. Le plateau portant la chaîne est centré mais non calé sur l'axe du pédalier; deux ou trois roues dentées lui sont accolées. De l'autre côté, à gauche, deux autres roues dentées, également centrées mais non calées sur l'axe du pédalier, sont entraînées à volonté : soit directement par la manivelle située du même côté, soit par l'intermédiaire d'un train épicycloïdal dont le planétaire est centré sur l'axe mais immobilisé, dont le satellite a son axe porté par la manivelle et dont la couronne est solidaire des roues entraînées. La liaison cinématique entre les deux groupes de roues est assurée par d'autres roues portées par un arbre auxiliaire et engrenant avec les roues précitées. Le rapport de vitesse sélectionné dépend du mode d'entraînement par la manivelle et du choix des deux roues à caler, l'une à gauche, l'autre à droite, sur l'arbre auxiliaire.

Description

Boîte de vitesses à 8 ou 12 rapports régulièrement étagés et commandés par une
unique manette, à installer sur une bicyclette ordinaire
Le dispositif mécanique objet de la présente demande de brevet vient en complément et comme perfectionnement de celui breveté sous le numéro 93-10409.

II s'agit d'une sorte de boite de vitesses adaptable au pédalier d'une bicyclette ordinaire, permettant d'obtenir 8 ou 12 rapports commandés par une unique manette et tous bien échelonnés, alors que le nombre de rapports est au plus 9 pour le dispositif du précédent brevet.

Les vitesses doivent être passées de façon séquentielle, mais elles peuvent l'être sans avoir à relâcher l'effort de pédalage. La bicyclette étant à l'arrêt, leur changement est encore possible, en rétropédalant (le pignon de la roue arrière étant bien sûr monté en "roue libre").

Le calage des roues dentées sur l'arbre auxiliaire se fait par déplacement radial de clavettes, et non axial, afin d'éviter la friction des roues entre elles ou sur butées. Le dispositif à cliquets, pourtant à action radiale, a été écarté s'il devait nécessiter le travail (et le bruit) quasi permanent de ressorts de rappel.

Cependant les dispositions du brevet 10-409 pour le calage des roues peuvent être appliquées puisque la commande fait appel, dans les deux cas, au déplacement longitudinal d'une tige dans l'axe de l'arbre auxiliaire.

Les jantes des roues dentées à caler peuvent d'ailleurs toutes présenter des crans, non plus fixes, mais articulés pour ne pas freiner la progression de la clavette, ce qui procure douceur et rapidité dans le passage des vitesses et permet de l'effectuer à l'arrêt, même sans rétropédalage.

Par rapport au brevet 93-10409, le mécanisme d'entraînement du plateau (roue dentée sur laquelle s'enroule la chaîne) est inchangé dans sa partie finale : le plateau, centré sur l'axe du pédalier mais non solidaire de celui-ci, est entraîné par deux couples de roues dentées s'engrenant ; I'un, situé sur le côté gauche de la bicyclette, comprenant une roue appartenant à un moyeu centré sur l'axe du pédalier et une roue centrée sur un arbre auxiliaire parallèle à l'axe précité ; L'autre couple, situé à droite, comprenant, également, une roue centrée sur l'arbre auxiliaire et l'autre appartenant à un moyeu solidaire du plateau. A droite, le nombre de couples est de 2 ou 3, à gauche de 2. En calant sur l'arbre auxiliaire une roue d'un couple de gauche et une roue d'un couple de droite, on établit une liaison cinématique entre le plateau et le moyeu de gauche. Mais, contrairement à la disposition du brevet précité, ce moyeu n'est pas solidaire de l'axe du pédalier. II peut : - soit tourner à la même vitesse que cet axe et en ce cas il est entraîné directement par la manivelle gauche du pédalier - soit tourner à une vitesse supérieure et, en ce cas, il est mû par l'intermédiaire d'une roue engrenant à l'intérieur d'une couronne dentée concentrique et fixée au moyeu : tandis que l'axe de cette roue - le satellite - tourne avec la manivelle gauche qui le porte, la roue elle-même est entraînée en rotation par son engrènement avec une autre roue dentée, concentrique à l'axe du pédalier mais immobilisée. Cette dernière fait fonction de planétaire du train épicycloïdal dont le bras de levier, confondu avec la manivelle, a pour longueur la distance de l'axe du satellite à l'axe du pédalier. Lorsque le planétaire est rendu libre de tourner, I'entraînement s'opère à nouveau directement par la manivelle.

Du fait de la présence de ce train et pour ne pas exagérer l'écartement des pédales, le nombre des couples de roues dentées, à gauche a été limité à 2, alors que l'installation de 3 couples est possible à droite.

Le mode d'échelonnement des vitesses est le suivant : partant du rapport de démultiplication - rapport de la vitesse de rotation du plateau à celle des manivelles - le plus petit, qui s'obtient par l'entraînement direct du moyeu de gauche par la manivelle et le calage sur l'arbre auxiliaire de la plus grande des roues de gauche et de la plus petite des roues de droite, on passe aux vitesses immédiatement supérieures en calant les roues de droite de rayon croissant, puis en revenant à la plus petite de celles-ci et, en même temps, en faisant tourner à la vitesse supérieure le moyeu de gauche, par immobilisation du planétaire ; ensuite on procède à nouveau au calage des roues de droite plus grandes. Suivant le nombre de ces roues, 4 ou 6 vitesses sont ainsi obtenues. Puis, revenant à la roue droite la plus petite et à l'entraînement direct du moyeu gauche, on cale la plus petite des roues de gauche... et l'on poursuit la séquence précédente pour obtenir 8 ou 12 vitesses, au total.

Pour que les vitesses soient convenablement étagées, c'est-à-dire que le rapport
K entre deux démultiplications successives soit sensiblement constant, il faut, en désignant par E le rapport des démultiplications extrêmes, au moins que E = K11 dans le cas de 12 vitesses et E = K7 pour 8 vitesses ; d'autre part que le rapport T des deux vitesses d'entraînement du moyeu gauche soit très voisin de T = K3 ou K2 suivant le cas de 12 ou 8 vitesses et que, de plus, entre les deux couples de roues de gauche il y ait un rapport de démultiplication K' très voisin de k' = K6 ou K4 selon 12 ou 8 vitesses et entre deux couples successifs de roues de droite un rapport K constant à très peu près.

On sait que, si l'on désigne par p le rayon du planétaire et par R celui de la couronne dentée, T est donné par la formule T = 1+ R
R
Les valeurs possibles pour T sont toutefois limitées par des contraintes de construction, p devant être supérieur ou égal à 14 mm et r, le rayon du satellite, supérieur ou égal à 10 mm ; or R = p + 2 r.

En choisissant pour la distance entre l'axe du pédalier et l'axe de l'arbre auxiliaire, une valeur proche de 70 mm (en pratique 67 à 72) et adoptant, un nombre 2 2 pour le module des dents d'engrenage (valeur tenant compte de l'effort à transmettre et de la largeur des dents droites), donc en ayant pour un couple de roues un nombre total de dents D très voisins de 70, on constate qu'il est possible d'obtenir des rapports K = 2 N'2 (N'1 = D1 - N1 et N'2 = D2 - N2, N et N' étant les nombres de dents des roues
N'1 N2 d'un couple) suffisamment constants et un rapport K' suffisamment proche de K6 (cas de 12 vitesses) ; de même pour l'obtention d'un rapport T très proche de K3 (12 vitesses).

Les exemples ci-après illustrent cette possibilité qui s'applique à des valeurs étendues du rapport E des démultiplications extrêmes. Ainsi, dans les six cas présentés
E varie de 2,76 à 4,76, couvrant les besoins de la bicyclette de route comme celle toutterrain.

On remarquera que pour quelques couples de roues, on a eu recours à un module de la denture légèrement supérieur à 2 et que le nombre minimum de dents admis pour les roues de l'arbre auxiliaire est, pour raison de construction, 21.

Le tableau ci-après indique dans ses différentes colonnes, de gauche à droite, les valeurs de:
A : distance de l'arbre auxiliaire à l'axe du pédalier (en mm)
R, r, p : rayons définis précédemment (mm) et nombre de dents.

G, N1 : nombre de dents du premier couple de roues situé à gauche.

G, N2 : - d" - pour le second couple.

D, N1 : nombre de dents du premier couple de roues situé à droite.

D, N2 : - d - pour le second couple.

D, N3 : - d - pour le troisième couple.

2 5 8 11 : valeur commune du rapport entre les deux vitesses successives
1 4 7 10 indiquées au-dessus et au-dessous de la barre de fraction.

12
3/2 6/5 9/8 - d -
11
4 10 - d0 -
- d
3 9
7/6 :valeur du rapport existant entre la 7è et la 6è vitesse.

1 : valeur du rapport entre la plus petite vitesse de rotation du plateau
M - la première - et celle des manivelles.

12 = E : valeur du rapport entre la 12è - la plus grande - et la première vitesse

<SEP> 10
<tb> <SEP> A <SEP> R <SEP> r <SEP> # <SEP> <SEP> G <SEP> D <SEP> E <SEP> 2/1 <SEP> 5/4 <SEP> 3/2 <SEP> 6/5 <SEP> 4/3 <SEP> 7/6 <SEP> 1/M <SEP> E
<tb> 9
<tb> <SEP> N1-N2 <SEP> N1N2N3
<tb> <SEP> 8 <SEP> 11 <SEP> 9 <SEP> 12
<tb> <SEP> 7 <SEP> 10 <SEP> 8 <SEP> 11
<tb> <SEP> 67 <SEP> 44 <SEP> 15 <SEP> 14 <SEP> 32 <SEP> 23 <SEP> 32 <SEP> 33 <SEP> 35 <SEP> 1,094 <SEP> 1,094 <SEP> 1.102 <SEP> 1,109 <SEP> 1 <SEP> 2,76
<tb> <SEP> 35 <SEP> 44 <SEP> 35 <SEP> 33 <SEP> 32
<tb> <SEP> 69 <SEP> 40 <SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 32 <SEP> 22 <SEP> 34 <SEP> 36 <SEP> 37 <SEP> 1,123 <SEP> 1,094 <SEP> 1,099 <SEP> 1,114 <SEP> 1,12 <SEP> 3,065
<tb> <SEP> 37 <SEP> 47 <SEP> 35 <SEP> 33 <SEP> 31
<tb> <SEP> 69 <SEP> 36 <SEP> 11 <SEP> 14 <SEP> 34 <SEP> 26 <SEP> 33 <SEP> 35 <SEP> 37 <SEP> 1,123 <SEP> 1,123 <SEP> 1,101 <SEP> 1,110 <SEP> 0,94 <SEP> 3,40
<tb> <SEP> 35 <SEP> 43 <SEP> 36 <SEP> 34 <SEP> 32
<tb> <SEP> 67 <SEP> 36 <SEP> 10 <SEP> 16 <SEP> 36 <SEP> 24 <SEP> 34 <SEP> 36 <SEP> 38 <SEP> 1,127 <SEP> 1,129 <SEP> 1,135 <SEP> 1,133 <SEP> 0,89 <SEP> 3,82
<tb> <SEP> 31 <SEP> 43 <SEP> 33 <SEP> 31 <SEP> 29
<tb> <SEP> 70 <SEP> 39 <SEP> 10 <SEP> 19 <SEP> 34 <SEP> 21 <SEP> 35 <SEP> 38 <SEP> 40 <SEP> 1,146 <SEP> 1,135 <SEP> 1,144 <SEP> 1,139 <SEP> 1,12 <SEP> 4,26
<tb> <SEP> 3649 <SEP> 333129
<tb> <SEP> 72 <SEP> 42 <SEP> 10 <SEP> 22 <SEP> 35 <SEP> 21 <SEP> 363841 <SEP> 1,152 <SEP> 1,149 <SEP> 1,152 <SEP> 1,172 <SEP> 1.03 <SEP> 4,76
<tb> <SEP> 36 <SEP> 51 <SEP> 36 <SEP> 33 <SEP> 31
<tb>
Dans le cas de 8 vitesses, il n'y a que deux couples de roues, du côté droit. Ce cas présentant apparemment moins d'intérêt que celui de 12 vitesses, un seul exemple est donné:

<tb> <SEP> A <SEP> R <SEP> r <SEP> p <SEP> G <SEP> D <SEP> 24 <SEP> 37 <SEP> 5 <SEP> @ <SEP> <SEP> 1
<tb> 1 <SEP> 3 <SEP> | <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> | <SEP> 4 <SEP> | <SEP> M <SEP> |
<tb> <SEP> N,-Np <SEP> N1N2N3 <SEP> 6 <SEP> 8
<tb> <SEP> 57
<tb> <SEP> 69 <SEP> 34 <SEP> 10 <SEP> 14 <SEP> 38 <SEP> 26 <SEP> 33 <SEP> 36 <SEP> 1,190 <SEP> 1,186 <SEP> 1,206 <SEP> 0,89 <SEP> 3,407
<tb> <SEP> 31 <SEP> 43 <SEP> 36 <SEP> 33
<tb>
Les bras qui soutiennent l'arbre auxiliaire sont articulés au boîtier (ou "moyeu") du pédalier. Cette partie cylindrique du cadre reçoit, à l'intérieur de ses extrémités qui sont filetées, des douilles vissées servant de paliers dans lesquels reposent les bras par leurs parties annulaires. Ainsi les bras peuvent pivoter, I'amplitude de ce mouvement étant très limitée par un lien élastique reliant leur extrémité au tube inférieur du cadre.

Pour combattre efficacement la sollicitation que reçoit l'arbre auxiliaire, du fait des couples moteurs transmis, de ne pas rester parallèle à l'axe du pédalier, les deux bras sont d'une part articulés à cet arbre par des roulements à aiguilles, d'autre part entretoisés à leurs extrémités par une large plaque et, au niveau de leurs parties annulaires, par un tube qui relie celles-ci, à l'intérieur du "moyeu" de pédalier. A ses deux extrémités, portant des cannelures, ce tube s'emboîte dans les cannelures correspondantes des bras.

L'axe du pédalier est porté par les parties annulaires des bras au moyen de roulements à billes pouvant recevoir une poussée axiale (provenant des pédales).

Tandis que le moyeu commun au plateau et aux roues dentées du côté droit est directement porté par l'axe du pédalier - avec interposition d'un roulement à aiguilles - le moyeu commun aux deux roues dentées de gauche est porté indirectement par ce même axe. En effet, il repose sur un corps tubulaire - par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles - corps porté à son tour par l'axe du pédalier avec interposition d'un autre roulement à aiguilles.

Ce corps tubulaire se prolonge du côté de la manivelle gauche par une roue dentée entourant l'axe du pédalier et centrée sur lui et faisant office de planétaire d'un train épicycloïdal ; du côté opposé, c'est-à-dire au voisinage du bras gauche, le corps tubulaire porte une couronne crantée qui lui est solidaire et qu'un cliquet dont l'axe est fixé au bras gauche peut immobiliser.

A la différence des dispositions du brevet 93-10409 le plateau est placé, sur le moyeu commun, à l'extérieur par rapport aux roues dentées - ce qui a, en particulier, pour conséquence de simplifier l'enveloppe protectrice du train de roues dentées du côté droit. De plus, - comme indiqué au début de la description - le moyeu de gauche n'est pas solidaire de la manivelle correspondante de façon permanente. Ce moyeu comporte, outre les deux roues dentées, une couronne crantée intérieurement et une autre couronne dentée intérieurement et plus près de la manivelle, les deux étant placées sur le côté extérieur du moyeu. Un axe fixé à la manivelle porte un cliquet appuyé par un ressort contre la couronne crantée ou plutôt un levier manoeuvré par les dents du planétaire contre lesquelles le ramène un petit ressort. Un autre axe, également fixé à la manivelle, porte une roue dentée, libre de tourner, qui engrène à la fois avec la couronne dentée et avec le planétaire c'est le satellite. Levier et satellite peuvent être uniques ou doubles.

Suivant que le planétaire est immobilisé (par calage contre le bras) ou libre de tourner, le moyeu de gauche est entraîné par sa couronne dentée ou par sa couronne crantée, auquel cas il est rendu solidaire de la manivelle soit par le cliquet soit par le levier précités. Le dispositif avec levier évite l'action d'un puissant ressort qui applique le cliquet sur la couronne crantée, quelque que soit le mode d'entraînement ; il fonctionne de la façon suivante : dès que le planétaire est libéré, il se met un bref instant à toumer plus vite que la manivelle et il agit par sa denture sur le levier qui comporte deux branches dont l'une est poussée par les dents et l'autre s'engage dans l'un des crans de la couronne ; aussitôt, I'égalité des vitesses entre le moyeu et la manivelle étant atteinte, la rotation du satellite s'arrête et celle du planétaire prend la même vitesse que celle de la manivelle et le levier n'est plus sollicité.

Quand le planétaire s'immobilise alors que tournent la manivelle et, avec elle, I'axe du levier, les dents du planétaire dégagent le levier du cran où il s'était engagé. Un petit ressort fixé à la manivelle maintient le levier au contact des dents. Le satellite entraîné par son axe dans la rotation de la manivelle, roule sur le planétaire et entraîne à son tour la couronne dentée du moyeu, mais à une vitesse supérieure à celle de la manivelle.

Le dispositif de calage des roues dentées portées par l'arbre auxiliaire diffère de celui adopté dans le brevet 93-1049 où l'opération est assurée par déplacement axial d'une clavette traversant l'arbre. Dans le cas présent, le déplacement est radial et la clavette ne sort que d'un seul côté de l'arbre, mais celui-ci est renforcé par un manchon. Le logement de la clavette, de section rectangulaire, est foré à la fois dans l'arbre et dans le manchon.

Le moyeu de la roue présente sur sa face inteme des crans, dans l'un desquels vient s'engager l'extrémité de la clavette pour assurer le calage de la roue. La roue ne repose pas directement sur le manchon, mais son moyeu porte, par un épaulement de chaque côté, sur deux bagues ceinturant le manchon, montées à frottement doux et faisant office aussi d'entretoise pour les roues.

Dans le cas de 12 vitesses, où 3 roues sont placées du côté droit, on doit pouvoir passer du calage de la roue d'une extrémité à celui de l'autre sans risquer de caler la roue intermédiaire : cette roue n'est pas intérieurement crantée mais est équipée, à la place des crans, d'un ou de plusieurs cliquets munis de ressorts. Ceux-ci, ne s'opposant pas à la progression de la clavette, I'autorisent à effectuer rapidement un aller-retour sortie-rentrée sans calage. Un tel dispositif pourrait être appliqué aux autres roues pour plus de souplesse dans le passage des vitesses, mais il apporte quelque complication : un autre dispositif sera décrit plus loin, qui ne conceme pas les roues.

Pour obtenir l'avancée et le retrait de la clavette, les dispositions suivantes sont mises en oeuvre : une tige peut se déplacer à l'intérieur et le long de l'axe de l'arbre auxiliaire. Elle est partiellement creuse et une contre-tige, fixée à l'extrémité de l'arbre s'y enfonce. Le fond des sillons longitudinaux de la tige et la surface de la contre-tige sont au même niveau. A la base de la clavette, est logée une bille dans une cavité peu, mais suffisamment, profonde pour qu'elle en soit prisonnière. Lorsque la bille peut descendre au fond du sillon de la tige ou à la surface de la contre-tige, la clavette rentre entièrement dans son logement. Elle y est poussée en effet par deux ressorts en forme d'arc, dont les extrémités s'appuient contre les faces internes des bagues décrites précédemment (qui servent aussi de palier et d'entretoise). Par son milieu, le ressort pousse sur un épaulement que présente la clavette. Afin de faciliter sa rentrée, la clavette, sur sa face qui vient en appui à l'intérieur du manchon, présente un rouleau qui affleure pour diminuer le frottement.

Lorsque la zone de la tige où il n'y a plus de sillon, arrive à la hauteur de la bille, celle-ci est repoussée vers l'extérieur et avec elle la clavette qui en fin de course, est complétement engagée dans un cran de la roue.

L'emplacement des sillons sur la tige sont tels qu'une bille ne peut monter que si l'autre (ou les autres) est redescendue, s'agissant des roues engrenant avec celles d'un même moyeu.

La tige est attachée par un lien élastique à une barrette traversant diamétralement l'arbre auxiliaire par deux fentes dont la longueur correspond au débattement de la tige. La barrette commande donc le déplacement axial de la tige (mais lui donne également une rotation à l'exacte vitesse de celle de l'arbre de sorte que les sillons puissent venir toujours en face des billes). Le lien élastique présente l'utilité de pouvoir différer l'enclenchement de la clavette par rapport à l'instant où la barrette a occupé la position correspondant à la vitesse désirée. En effet, à moins que la roue ne soit équipée de cliquets effaçables, la clavette a peu de probabilité de venir immédiatement pénétrer au fond d'un cran, sa progression est donc un peu retardée par rapport au déplacement de la barrette.

Le lien élastique doit être à double effet puisque l'enclenchement peut se faire par déplacement dans l'un ou l'autre sens de la barrette. II doit avoir aussi une course limitée. Le dispositif retenu, à cette fin, comprend une cage cylindrique attachée à la barrette, à l'intérieur de laquelle peut coulisser une petite tige terminée par un piston emprisonnant un ressort hélicoïdal ; la petite tige traverse le fond de la cage et rejoint la tige de commande en laissant un espace entre celle-ci et le fond de la cage dans lequel est emprisonné un autre ressort identique. Les deux ressorts travaillent en compression ce qui limite avec précision les débattements.

La manoeuvre de la barrette est commandée de l'extérieur de l'arbre auxiliaire par l'intermédiaire d'un roulement à billes, d'un type supportant des charges axiales, pris entre deux bagues : la bague intérieure tient les deux extrémités de la barrette, coulisse sur l'arbre et toume avec lui, tandis que la bague extérieure ne peut toumer mais peut se déplacer seulement par translation parallèle à l'arbre, entraînant dans ce mouvement la bague intérieure et donc la barrette. En effet, la bague extérieure porte un téton qui coulisse le long d'une rainure rectiligne et parallèle à l'arbre que présente la plaque entretoise reliant les extrémités des bras.

Le déplacement de la bague extérieure est commandé par une autre rainure enroulée sur un tambour cylindrique d'axe parallèle à l'arbre auxiliaire. La bague porte un autre téton engagé dans cette rainure et, en faisant tourner le tambour on réalise une translation du téton, seul mouvement qu'on puisse lui imprimer puisque la bague qui le porte ne peut tourner. Lorsque la rainure est perpendiculaire à l'axe du tambour, le téton reste immobile, au contraire il se déplace quand la rainure prend de l'inclinaison par rapport à l'axe.

Le tambour présente deux rainures - faisant office de cames - I'une à droite, pour la commande du calage des roues placées de côté, L'autre à gauche pour les roues correspondantes. Mais comme le changement de roues à caler à gauche n'intervient qu'après deux cycles d'échange de roues à droite, la partie droite du tambour porte une rainure qui, sur un tour, produit deux va-et-vient de la bague de commande, tandis que la rainure de gauche n'effectue le changement de roue que sur la fin de ce tour et le début du second tour. Pour passer les 12 vitesses la poignée de commande fait faire au tambour un peu moins de 2 tours puisque ce passage comporte 3 va-et-vient et un aller; la rainure de droite revient à son point de départ au bout d'un tour. Au contraire, la rainure de gauche ne revient pas à son point de départ.

Pour revenir de la 12ème à la 1ère vitesse le tambour tourne en sens contraire. Un câble dont une extrémité est fixée à la surface du tambour et qui, en première vitesse, a deux tours d'enroulement sur lui, provoque sa rotation. Le câble est relié à la poignée de commande par son autre extrémité.

Un ressort spiral, fixé au tambour et à l'un des bras assure la tension du câble et provoque la rotation inverse du tambour à mesure que la poignée de commande relâche le câble. La transmission entre poignée et tambour pourrait, d'une autre manière, être assurée par une courroie avec tendeur.

L'axe du tambour, parallèle à l'arbre auxiliaire et à l'axe du pédalier, n'est pas obligatoirement dans leur plan commun. II pourrait se situer en-dessous de ce plan, ce qui permettrait de donner au tambour un plus grand diamètre sans que le tube diagonal de la bicyclette ne gène le débattement de la boite de vitesse autour de l'axe du pédalier.

Comme indiqué précédemment, I'immobilisation du planétaire est opérée par un cliquet pivotant sur un axe fixé au bras gauche et agissant sur une couronne crantée solidaire du planétaire. Pour libérer celui-ci, une came rotative fixée à l'axe du tambour et tournant donc avec lui, agit sur un levier ayant même axe que le cliquet et soumis à la pression d'un ressort l'appliquant contre la came. Selon la position angulaire de la came, le levier est plus ou moins proche de l'axe de celle-ci : dans la première position le levier bascule le cliquet, malgré le ressort antagoniste du cliquet, et le dégage des crans de la couronne du planétaire qui peut alors tourner. Dans la seconde position le levier permet au cliquet de venir au contact de la couronne et de s'engager dans un cran pour immobiliser le planétaire.

Etant donné que le calage successif des trois roues de droite et le retour à la première roue sont commandés par la rotation d'un demi-tour du tambour, les phases d'immobilisation et de mobilité du planétaire correspondent chacune à un demi-tour, d'où la forme de la came rotative présentant deux demi-cercles de rayons différents.

Le fait que les trois commandes - calage des roues de droite, des roues de gauche et du planétaire - sont transmises par des organes solidaires est un gage de parfaite synchronisation entre celles-ci.

II a été indiqué qu'il était possible, même si la totalité des roues portées par l'arbre auxiliaire ne sont pas équipées de cliquet, de mettre en place, à l'arrêt, le rapport de vitesse voulu, en rétropédalant. Pour que la manivelle, en marche arrière, puisse faire tourner les différentes roues - ce qui est nécessaire, le moyen le plus efface est d'interdire au planétaire de toumer avec la manivelle, un dispositif à cliquet fixé au bras gauche et agissant latéralement sur la couronne du planétaire empêchera sa rotation à l'envers. Par ailleurs, on remarque ceci : tant que le moyeu gauche est immobile, le planétaire tourne plus vite que la manivelle et, en conséquence, il applique sur la couronne crantée de ce moyeu le levier d'entraînement. Malgré que l'orientation des crans ne soit pas adéquate, ce levier peut entraîner cette couronne puisque l'effort à exercer est minime, la bicyclette n'avançant pas.

La commande manuelle des vitesses peut être exercée par une manette fixée au cadre.

En ce cas, à supposer que l'amplitude de rotation de la manette soit de 1800 et que la poulie sur laquelle s'enroule le câble à spires jointives ait à peu près le même diamètre que le tambour, il faut que la roue entraînée par la manette engrène avec une roue solidaire de la poulie, avec un rapport de démultiplication de 4.

Mais si l'on désire que la vitesse enclenchée soit lisiblement affichée et, de plus, que la main effectuant le changement de rapport ne soit pas obligée de lâcher le guidon, on peut utiliser le dispositif suivant, à poignée tournante : une partie rectiligne du guidon est gainée d'un fourreau portant un sillon hélicoïdal à large pas ; une poignée tubulaire à filetage intérieur de même pas se déplace en tournant autour d'un fourreau, à la façon d'un écrou sur une vis. Le câble entraînant le tambour s'enroule autour du tube dans un sillon dont les spires ont le même pas que celles du fourreau. Un étui, réuni par le fond au fourreau, recouvre le bout de la poignée. II comporte un ajutage par où sort le câble, un logement pour un ressort et pour une bille de blocage : celle-ci s'engage dans les alvéoles successifs creusés à la surface du tubepoignée. En manoeuvrant la poignée pour faire tourner le tambour on la fait s'avancer ou rentrer dans l'espace compris entre l'étui et le fourreau. Comme le pas de l'enroulement du câble et celui du filetage de la poignée sont égaux, I'ajutage reste en face du sillon du câble. Les numéros indiquant la vitesse choisie et, à leur côté, les alvéoles associés déterminant la position angulaire de la poignée pour chacune des vitesses sont disposés sur celle-ci parallèlement au sillon du câble ; ils apparaissent successivement à travers un oculus pratiqué dans l'étui.

Le mécanisme est protégé par des capots, le mettant à l'abri des chocs, de la poussière et de la boue et retenant l'huile ou la graisse nécessaire à sa lubrification. Un capot entoure les roues dentées du côté droit, un autre celles du côté gauche, y compris le train épicycloïdal. Au centre un capot, entre les deux bras, couvre le tambour et le dispositif de transmission des commandes de l'extérieur à l'intérieur de l'arbre auxiliaire.

Les capots latéraux sont constitués de deux coquilles : la coquille intérieure est adaptée au bras tandis que la coquille extérieure s'emboîte dans la première et, du côté droit, repose, par un joint toumant sur le moyeu entre les roues dentées et le plateau, tandis que, du côté gauche, elle repose, également, par un joint tournant qui est placé à cheval sur un épaulement du moyeu de la manivelle et sur la couronne dentée.

Une tige élastique, avec amortisseur, suspend tout l'équipage au cadre de la bicyclette ; le point d'attache au cadre étant situé sur le tube diagonal et celui de la boite de vitesse sur la plaque entretoise. Cette disposition complète celle permettant à l'équipage de pivoter autour de l'axe du pédalier. Ainsi les à-coups provoqués par les changements de vitesse ou du rythme de pédalage sont amortis.

Les dessins annexés à la demande de brevet représentent les organes suivants:
Figure 1 (Planche 1/5): vue générale en coupe par le plan commun à l'axe du pédalier et à l'arbre auxiliaire. (Les manivelles sont dans une position où leurs plans de symétrie sont confondus avec le plan de coupe).

Figure 2 (Planche 1/5) : vue du bras gauche selon une direction parallèle à l'axe du pédalier de la droite vers la gauche, et vue en coupe des deux entretoises.

Figure 3 (Planche 2/5) : 4 coupes par des plans perpendiculaires à l'arbre auxiliaire, montrant le dispositif de calage des roues et de désaccouplement, ainsi que sa commande.

Figure 4 (Planche 2/5) : coupe du même dispositif par un plan contenant l'axe de l'arbre auxiliaire.

Figure 5 (Planche 2/5) : 2 coupes par des plans perpendiculaires à l'arbre auxiliaire, au niveau du tambour, des bagues coulissantes et de la barrette.

Figure 6 (Planche 2/5) : surface développée du tambour avec le tracé des rainures de commande des roues de gauche et de droite, et au centre, le sillon d'enroulement du câble.

Figure 7 (Planche 3/5): coupe, par un plan perpendiculaire à l'axe du pédalier, du train épicycloïdal, et vue de la couronne crantée avec le levier d'embrayage.

Figure 8 (Planche 3/5) : coupe, par un plan perpendiculaire à l'axe du pédalier, du planétaire, au niveau de sa couronne crantée, et de la came rotative avec le levier qu'elle actionne et le cliquet dont le ressort s'appuie sur le levier.

Figure 9-10-1

Figure 14 (Planche 3/5) : surface développée de l'extrémité de la poignée tournante montrant les alvéoles fixant sa position pour la vitesse inscrite à côté et le sillon d'enroulement du câble.

Figure 16 (Planche 4/5): vue depuis le côté gauche de la coquille intérieure du capot de gauche et du bras gauche.

Figure 17 (Planche 4/5): vue depuis le côté droit de la coquille intérieure du capot de droite et du bras droit.

Figure 18 (Planche 5/5): coupe, par un plan passant par l'axe de l'arbre auxiliaire et perpendiculaire au plan commun à cet axe et à celui du pédalier, de la liaison élastique à double effet entre la barrette et la tige de commande (côté droit).

Figure 19 (Planche 2/5) : vue, en perspective d'une partie du moyeu d'une roue dentée équipée d'un cliquet à la place d'un cran fixe.

Figure 20 (Planche 5/5): vue, depuis le côté gauche, de l'ensemble du mécanisme installé sur une bicyclette ordinaire.

L'exposé qui précède a indiqué la structure et le mode de fonctionnement du mécanisme objet de la demande de brevet, avec quelques variantes. Celles-ci concement seulement le nombre de vitesses - 8 ou 12, c'est-à-dire 2 ou 3 couples de roues du côté droit - ; I'emploi soit d'un cliquet soit d'un levier pour l'entraînement direct du moyeu gauche par la manivelle correspondante ; I'application à toutes les roues de l'arbre auxiliaire, d'un (ou plusieurs) cliquet dans leur moyeu à la place de crans fixes - afin de pouvoir, à jarret, passer n'importe quelle vitesse ; et, à défaut, afin de pouvoir le faire en rétropédalant, à l'arrêt, I'installation au bras gauche d'un petit ressort, en guise de cliquet, pour interdire au planétaire le sens rétrograde.

La présentation ci-après d'un exemple précis concerne un mécanisme à 12 vitesses, équipé d'un levier à la manivelle, de crans fixes aux roues de l'arbre auxiliaire - sauf la roue intermédiaire de droite (afin de faciliter le passage de 3ème en 4ème, de 6ème en 7ème et de 9ème en 10ème vitesse) - et d'un ressort pour interdire le sens rétrograde au planétaire.

Dans cet exemple le rapport des démultiplications extrêmes est de grandeur moyenne, la valeur E = 3,46 ayant été choisie. En utilisant les notations adoptées dans le chapitre traitant de la description générale, on a dans ce cas particulier:

<tb> A <SEP> R <SEP> r <SEP> p <SEP> G <SEP> D <SEP> 25 <SEP> 364 <SEP> 10 <SEP> 7 <SEP> - <SEP> E <SEP>
<tb> <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 25 <SEP> 39 <SEP> 6 <SEP> M <SEP> M
<tb> <SEP> N1-Np <SEP> N1N,N, <SEP> 8 <SEP> 11 <SEP> 9 <SEP> 12
<tb> <SEP> 7 <SEP> 10 <SEP> 8 <SEP> 11
<tb> 69 <SEP> 36 <SEP> 11 <SEP> 14 <SEP> 32 <SEP> 21 <SEP> 333537 <SEP> 1,123 <SEP> 1,123 <SEP> 1,101 <SEP> 1,128 <SEP> 1,06 <SEP> 3,46 <SEP> 3,67
<tb> <SEP> 37 <SEP> 48 <SEP> 36 <SEP> 34 <SEP> 32
<tb>
On remarque que le module de toutes les roues est 2. Si le plateau possède 14 dents et le pignon de la roue arrière 13 dents, celle-ci fait = 4 tours, en 12ème vitesse, lorsque les manivelles font un tour.

Les figures dont la liste a été donnée précédemment, correspondent au cas choisi comme exemple. La présentation de cet exemple, entrant dans le cadre de la description générale objet du chapitre précédent, pourra se limiter, le cas échéant, à la désignation des différentes pièces du mécanisme par leur fonction et leur numéro de référence sur les différentes figures.

II est important d'observer que dans l'exemple présenté, mais aussi dans le cas général, les dispositions et les dimensions adoptées pour les différentes pièces permettent, sans rien concéder quant à leur solidité, de loger l'ensemble du mécanisme entre les manivelles du pédalier sans qu'il soit nécessaire de les écarter anormalement (la distance entre les faces internes des manivelles est 14,3 cm). D'ailleurs l'épaisseur des manivelles a été diminuée au profit de la largeur pour réduire encore plus l'écart entre leurs faces externes et donc celui des pédales.

La plupart des pièces sont en acier.

Les bras sont constitués de pièces (en acier) assemblées par soudage : une plaque (7 à gauche, 8 à droite) entourant des pièces tubulaires, I'une étant celle contenant le palier de l'arbre auxiliaire, [l'autre servant de palier à l'axe du tambour, une autre portant l'axe du cliquet d'arrêt du planétaire (uniquement au bras gauche)] - et se raccordant au rebord circulaire d'une collerette tronquée prolongeant une pièce tubulaire (37 à gauche, 38 à droite) par où passe l'axe du pédalier.

L'axe du pédalier (1) repose dans des roulements (par exemple roulement de broche FAG
B71902 15/28 L7) supportant des efforts axiaux. Celui de gauche est calé longitudinalement par un épaulement de l'axe et un autre du bras gauche. Celui de droite par une bague autour de l'axe et un épaulement du bras droit.

Les manivelles (3, 4) sont emmanchées sur l'axe par des cannelures ; des flasques (5, 6) vissées dans l'axe maintiennent l'assemblage.

Les roulements de l'axe reposent dans une zone tubulaire des bras qui, eux-mêmes, sont portés, par l'intermédiaire de douilles (10, 10 bis) vissées intérieurement dans le boîtier du pédalier (9), par ce boîtier. Les bras peuvent osciller dans les douilles.

Une entretoise tubulaire (11) relie, à l'intérieur du boîtier, les bras dans lesquels elle est emmanchée par des cannelures s'opposant à leur rotation différentielle.

Le planétaire (12) repose sur l'axe du pédalier par l'intermédiaire d'une douille à aiguilles (13) (par exemple douille INA HK O 16/22 L16). Selon le mode habituel, la douille est collée au planétaire et la cage des aiguilles est tenue longitudinalement sur l'axe par rondelles et segments d'arrêt.

Le planétaire présente, à gauche, une denture engrenant avec le satellite, au centre une surface cylindrique et, à droite une zone cannelée sur laquelle est emmanchée une couronne crantée (14) qu'un petit ressort à lame (15), fixé au bras et appliqué latéralement, empêche de tourner dans le sens rétrograde.

Le moyeu gauche (16) repose sur la partie centrale du planétaire par une douille à aiguilles (17) (par exemple douille INA HK O 30/37 L12) dont la cage est tenue entre un ressaut sur le planétaire et la couronne précitée. Ce moyeu comporte une couronne dentée intérieurement (18) engrenant avec le satellite une couronne crantée intérieurement (19) ; et deux dentures extérieures : l'une formant la grande roue (20) et l'autre la petite roue (21).

La roue dentée du satellite (22) est prolongée par un arbre logé dans la manivelle gauche qui le maintient par une douille à aiguilles (23) (par exemple une douille INA HK O 8/12 L10).

Le levier d'entraînement du moyeu gauche possède un pivot (24) commun à deux branches (25, 25 bis), I'une poussée au contact des dents du planétaire par le ressort (26) fixé à la manivelle, L'autre pouvant s'engager dans les crans de la couronne crantée.

Le pivot est tenu par la manivelle par l'intermédiaire d'une douille (27) et il est calé dans le sens axial par sa tête (100) rapportée par vissage, et le bouchon (101) obturant la douille.

Le moyeu droit (28) repose sur l'axe du pédalier par une douille à aiguilles (83) (par exemple la douille INA HK O 18/24 L16 avec bague intérieure INA IR O 15/18 L16,5). Ce moyeu comporte une denture formant la grande roue (33) et des jantes cannelées sur lesquelles sont emmanchées une petite roue (30), une roue moyenne (31) et ie plateau (29).

L'arbre auxiliaire (33) est tenu dans les bras droit et gauche par l'intermédiaire de deux douilles à aiguilles (34, 34 bis) (par exemple douille INA HK O 16/22 L12). La cage des aiguilles est calée axialement du côté central par l'épaulement de l'arbre auxiliaire et du côté extérieur par une rondelle elle-même appuyée contre le manchon entourant l'arbre auxiliaire (35 à gauche, 39 à droite). La plaque entretoise (36) réunit les bras qui y sont encastrés, près de l'arbre auxiliaire.

Les roues centrées sur cet arbre engrènent avec celles portées par les moyeux gauche et droit : roues (40, 41, 50, 51, 52) correspondant aux roues (20, 21, 30, 31, 32) des moyeux. Les roues de l'arbre auxiliaire reposent sur des bagues qui leur servent aussi d'entretoises et de cales axiales et sont libres dans leur rotation par rapport aux roues et par rapport aux manchons qui les portent. Ces bagues sont les pièces (42, 43, 44) à gauche et (45, 46, 47, 48) à droite.

Les manchons sont rendus solidaires de l'arbre auxiliaire - par exemple au moyen de tiges (49, 49 bis) introduites dans des cannelures de ces deux pièces.

Des clavettes de section rectangulaire, logées à la fois dans le manchon et l'arbre auxiliaire, accrochent les roues par l'intérieur de leur moyeu quand elles sont déplacées radialement vers l'extérieur par la bille située à leur base. Mais, en l'absence de la poussée de la bille, les clavettes se rétractent sous la pression de deux ressorts (placés, I'un à gauche, L'autre à droite) et, par suite, désaccouplent les roues de l'arbre auxiliaire. Les ressorts prennent appui sur un épaulement latéral de la clavette et de la face interne d'une bague.

Pour faciliter la rétractation de la clavette, un rouleau encastré mais affleurant est interposé entre celle-ci et la face d'appui de son logement dans le manchon.

L'ensemble formé de la clavette, de ses deux ressorts et de la bille porte de gauche à droite, les numéros (53, 54, 55, 56, 57). Sur les figures 3 et 4, on discerne la bille (58), le ressort (59), et le rouleau (60).

La face intérieure des moyeux des roues de l'arbre auxiliaire présente des crans (104) pour leur calage sur cet arbre ; mais, à leur place, la roue médiane, à droite, possède un ou deux cliquets (61). La figure 19 montre la façon dont le cliquet est monté dans le moyeu de la roue (qui doit être plus épais).

Le cliquet permet la sortie complète de la clavette quelle que soit la position de la roue.

La tige de commande (62), suivant le degré de son avancée axiale à l'intérieur de l'arbre auxiliaire, soulève les billes ou les laisse s'abaisser dans les sillons creusés à sa surface, tandis que la contre-tige (63) - qui forme avec la tige un ensemble télescopique - ne fait que limiter la descente des billes (et des clavettes), mais, de plus par sa tête débordante, vissée dans l'arbre auxiliaire, elle maintient le manchon dans le sens longitudinal.

Le tige de commande est reliée à la barrette (64) par le lien élastique représenté figure 18, comprenant une cage tubulaire (65), une petite tringle (66) vissée au bout de la tige et terminée à l'intérieur de la cage par une tête élargie et deux ressorts (67, 67 bis) travaillant en compression.

La barrette traverse l'arbre auxiliaire par des ouïes allongées et s'encastre par ses deux extrémités dans la bague (68) coulissant librement sur l'arbre. Un roulement à billes à gorges profondes (103) (par exemple le modèle FAG 61804 T O 20/32 L7) transmet à la bague intérieure précitée le mouvement de translation que reçoit la bague extérieure (69). Un téton (70) lié à cette bague et engagé dans une rainure (71) de la plaque-entretoise l'empêche de tourner, à la différence de l'autre bague.

Un autre téton (72) lié à la même bague est engagé dans une rainure (73) tracée sur un tambour (74) d'axe parallèle à celui de l'arbre auxiliaire. La rotation du tambour provoque la translation de ce téton, et, en conséquence le déplacement de la tige de commande. La rotation, quant à elle, est obtenue dans une sens par la traction du câble (75) qui est relié (sous gaine) à la poignée de commande et, dans le sens opposé, par le ressort spiral de rappel (76) fixé par un bout au bras droit et, par l'autre, à l'axe (77) du tambour dont celui-ci est solidaire.

La tige de commande, la contre-tige, la barrette, les bagues, la rainure tracée sur le tambour - faisant fonction de came - sont présentes à gauche comme elles le sont à droite, sans pour autant porter de numéro, afin de ne pas surcharger les figures.

La figure 6 montre le dessin des rainures sur la surface développée du tambour et entre elles le sillon d'enroulement du câble.

On remarque que la rainure de droite se referme sur elle-même car le tambour doit faire presque deux tours pour passer de la première à la douzième vitesse, le processus de calage successif des trois roues de droite étant accompli quatre fois alors que celui du calage des deux roues de gauche n'est accompli qu'une fois aussi la rainure de ce côté n'est pas une courbe fermée puisque le tambour doit tourner en sens inverse pour revenir de la douzième à la première vitesse.

L'axe du tambour, toumant dans des paliers tenus par les bras, porte en dehors du bras gauche, un disque (78), came rotative, contre la périphérie duquel est appuyé un levier (79) par un ressort (80) ; le levier est articulé et le ressort est fixé sur le bras gauche. Articulé sur le même axe que le levier, un cliquet (81) en s'engageant dans un cran de la couronne que porte le planétaire peut immobiliser celui-ci. Un ressort (82) prenant appui, par un bout, sur le levier et par l'autre sur le cliquet, tend à rapprocher de la couronne l'extrémité du cliquet.

Quand la came éloigne le levier, le cliquet est libre de s'engager dans la couronne, dès qu'un cran se présentera. Quand la came permet au levier de se rapprocher grâce au ressort de rappel, le cliquet se relève car la butée qu'il porte est poussée par le levier, et le planétaire n'est plus immobilisé.

La poignée de commande s'adapte autour de l'extrémité rectiligne du guidon. Elle doit faire environ un tour et demi pour exercer sur le tambour une rotation de deux tours.

Elle comprend un fourreau (84), entourant le guidon, qui présente un sillon hélicoïdal sur lequel se visse la poignée proprement dit (85) que recouvre partiellement un étui (86) rejoignant le fourreau à son extrémité. Le câble de commande est attaché à la poignée et s'enroule sur celle-ci dans un sillon (87) hélicoïdal, de même pas que celui du fourreau. Ainsi le câble peut traverser l'étui par un orifice fixe (88). Une bille (89) logée dans l'étui et poussée par un ressort, vient s'engager successivement dans les alvéoles (83) creusés dans la poignée, parallèlement au sillon du câble, et arrête, à chaque fois, la rotation de la poignée sur une vitesse déterminée.

Un réglage de la position angulaire du tambour par rapport à celle de la poignée est possible grâce à la vis (90) placée sur le capot central qui agit sur la gaine (91) du câble.

Le pas de vissage de la poignée est déterminé de façon qu'entre les deux spires du câble puissent prendre place les alvéoles et à côté les numéros des vitesses correspondantes.

Un oculus (92) dans l'étui devant lequel défilent les numéros des vitesses permet la lecture de la vitesse choisie.

La protection du mécanisme est assurée:
- au milieu par un capot (93) délimitant, avec les deux bras et la plaque-entretoise, un espace clos enfermant le tambour et les bagues de commande.

- sur les côtés, par un capot à gauche et un capot à droite, chacun formé de deux coquilles ; les coquilles intérieures (94, 95) sont fixées aux bras et l'entourent. La figure 16 montre, vue de l'extérieur, celle de gauche et le bras correspondant. La figure 17 montre, de la même façon, celle de droite. Les coquilles extérieures (96 à gauche, 97 à droite) se raccordent aux coquilles intérieures par des joints d'encastrement et sont également tenues par des joints circulaires d'étanchéité reposant sur des surfaces tournantes : à gauche le joint (98) placé à cheval sur un épaulement de la manivelle et sur le dos de la couronne dentée ; à droite le joint (99) sur la base du plateau, entre celui-ci et le moyeu des roues adjacentes.

Enfin, la suspension du mécanisme est assurée par une attache élastique (102), avec amortisseur, fixée d'un côté à la plaque entretoise et de l'autre au cadre, par un collier. Ainsi les chocs se produisant au changement de vitesse sont atténués, car les bras peuvent osciller.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif de changement de vitesse pour bicyclette, adaptable au boîtier du pédalier d'une bicyclette classique, donnant 8 ou 12 rapports qui peuvent être régulièrement échelonnés, changés en cours de marche ou à l'arrêt et sont commandés par une seule manette, ce dispositif comprenant : un arbre auxiliaire (33) maintenu parallèlement à l'axe du pédalier (1) par deux bras (7,8) placés de part et d'autre du boîtier du pédalier (9) et articulés autour de son axe ; un plateau (29), porteur de la chaîne, concentrique à l'axe du pédalier sans en être solidaire, auquel sont accolées 2 ou 3 roues (30, 31, 32) dentées, inégales, chacune engrenant avec une roue (50, 51, 52) portée par l'arbre auxiliaire ; deux autres roues (40, 41) portées par le même arbre mais du côté opposé (à gauche), chacune engrenant avec une roue d'un ensemble de deux roues (20, 21), inégales mais solidaires, centrées sur l'axe du pédalier ; des moyens internes à l'arbre auxiliaire permettant de le caler simultanément avec l'une quelconque des roues qu'il porte à droite et avec l'une quelconque des roues qu'il porte à gauche,

caractérisé:

en ce que l'ensemble des deux roues solidaires centrées à gauche sur l'axe du pédalier ne fait pas corps avec lui mais avec deux couronnes qui lui sont concentriques et placées du côté de la manivelle gauche, dont l'une est dentée (18) intérieurement et l'autre crantée (19),

en ce que la manivelle gauche (3) porte une roue dentée (22) d'axe parallèle à celui du pédalier, mais non confondu avec lui, qui engrène avec la couronne dentée, et qu'elle porte aussi un ou plusieurs cliquet ou levier (25) d'axe parallèle, mais non confondu avec les axes précités, s'engageant automatiquement par leur extrémité dans la couronne crantée dès que la manivelle a tendance à tourner - dans le sens du pédalage - plus vite que l'ensemble porteur des couronnes ; et

en ce que une autre roue dentée (12) centrée sur l'axe du pédalier, sans en être solidaire, engrène extérieurement avec la roue portée par la manivelle et peut, sur commande, être laissée libre en rotation ou immobilisée, la roue (12) étant le planétaire, la roue (22) étant le satellite qui peut être présent en deux exempiaires.

2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé:

en ce que les bras sont directement articulés à l'intérieur du boîtier du pédalier - pièce cylindrique - chacun reposant par une partie annulaire (37, 38) dans une douille (10, 10 bis), vissée dans le boîtier, à son extrémité;

en ce que une entretoise tubulaire (11) traverse le boîtier par l'intérieur pour réunir les deux parties annulaires des bras par emmanchement de surfaces cannelées afin de s'opposer à la rotation différentielle des bras qui peuvent cependant osciller par rapport au pédalier ; et

en ce que l'axe du pédalier repose dans le boîtier par les parties annulaires des bras supportant chacune un roulement (2, 2 bis) capable de subir des efforts axiaux.

3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé:

en ce que le planétaire est prolongé vers la droite par une partie tubulaire qui porte, à son extrémité près du bras gauche, une couronne (14) doublement crantée : latéralement dans un sens tel qu'un petit ressort (15) à lame convenablement orienté, fixé au bras, empêche le planétaire de tourner en sens rétrograde ; extérieurement dans un sens tel que, par application d'un cliquet (80) manoeuvré par une commande, le planétaire ne puisse tourner dans le sens normal des pédales.

4 - Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé:

en ce que l'ensemble formé des deux roues et des deux couronnes, à gauche et concentrique à l'axe du pédalier repose sur la partie tubulaire du planétaire par l'intermédiaire d'un roulement (17) (par exemple une douille à aiguilles) ; cette partie, et donc l'ensemble du planétaire, reposant elle-même sur l'axe du pédalier par l'intermédiaire d'un roulement (13) (par exemple une douille à aiguilles) ; et

. et en ce que, à droite, le plateau et les deux roues dentées qui lui sont accolées reposent aussi, mais directement, sur l'axe du pédalier par l'intermédiaire d'un autre roulement (83) (par exemple une douille à aiguilles avec bague intérieure).

5 - Dispositif selon les revendication 1. 3. 4, caractérisé

en ce que la commande du calage sur l'arbre auxiliaire d'une roue à gauche, et d'une roue à droite et de l'immobilisation du planétaire est organisée de façon que les 8 ou 12 rapports de vitesse soient obtenus successivement de la première à la dernière vitesse d'abord par entraînement direct de l'ensemble solidaire roues-couronnes par la manivelle (le planétaire étant libre en rotation), par calage de la plus grande roue à gauche et de la plus petite roue à droite - ce qui donne le plus petit rapport de la vitesse du plateau à celle des manivelles - ; ensuite par calage de la roue moyenne à droite (s'il y a 12 rapports) sans rien changer d'autre ; puis par calage de la grande roue du même côté ; ensuite en revenant au calage de la petite roue à droite mais en changeant le mode d'entraînement par immobilisation du planétaire : car c'est alors le satellite, dont l'axe est entraîné par la manivelle, qui roule sur le planétaire et entraîne, lui-même, la couronne dentée à une vitesse angulaire supérieure à celle de son axe ; puis, pour obtenir la cinquième et la sixième vitesse, en calant successivement la moyenne et la grande roue à droite ; ensuite en revenant au calage de la petite roue à droite et à l'entraînement direct par la manivelle mais en procèdant au calage de la petite roue à gauche sur l'arbre auxiliaire pour obtenir la septième vitesse ; pour les vitesses suivantes 8, 9, 10, 11, 12, en reprenant le même processus permettant d'obtenir la succession des vitesses 2, 3, 4, 5, 6 sauf que c'est toujours, à gauche, la petite roue qui reste calée et non la plus grande.

6 - Dispositif selon l'une des revendications 1. 3. 4 et 5, caractérisé

en ce que un organe unique, constitué de pièces solidaires, commande le calage des roues sur l'arbre auxiliaire et l'immobilisation du planétaire;

en ce que l'une des pièces, le tambour (74) d'axe parallèle à l'arbre auxiliaire, comporte en surface une rainure (73), à droite, dans laquelle est engagé un téton (72) solidaire d'une bague (69) ayant la liberté de coulisser le long de l'arbre auxiliaire, mais non de tourner avec lui, étant immobilisée pour ce mouvement par un autre téton (70) qu'elle porte et qui est engagé dans une rainure (71) tracée parallèlement à l'arbre dans la plaque (36) réunissant les bras;

en ce que les mêmes dispositions se retrouvent du côté gauche;

en ce que, faisant corps avec le tambour et porté par le même axe, non plus entre les bras mais de l'autre côté du bras gauche, un disque (78) dont le bord fait fonction de came, agit sur un levier (79) qui est mis en appui par un ressort (80),

en ce que un câble (75) tiré ou relâché par une poignée de commande (83), enroulé sur quelques spires autour du tambour, communique simultanément au tambour et au disque une position angulaire variable ; son action étant secondée par un ressort spiral (76) tendant à faire tourner l'ensemble dans le sens opposé à celui produit par la traction du câble

en ce que le tambour fait presque deux tours pour parcourir l'ensemble des vitesses que pour les roues de droite, la rainure correspondante enroulée sur le tambour, en courbe Le fermée faisant un tour, provoque deux fois, sur un tour, calage des roues dans le même ordre, tandis que la rainure à gauche fait presque deux tours, n'est donc pas fermée sur elle-même et ne provoque qu'une fois le calage successif des roues de gauche, et tandis que le profil du disque présente deux plages puisque, à chaque demi-tour, le levier change de position, le planétaire étant successivement libre en rotation puis immobilisé.

7 - Dispositif selon l'une des revendications 1. 3. 4. 5. et 6. caractérisé

en ce que le calage des roues et l'opération inverse sont assurés par les moyens suivants : L'arbre auxiliaire porte un manchon (35 ou 39) dont il est rendu solidaire par cannelures ou clavette longitudinale (49); une clavette (56) à déplacement radial est logée dans une chambre percée dans l'épaisseur de l'arbre et du manchon ; la clavette en sortant partiellement de sa chambre sous la poussée d'une bille (58), logée à sa base, vient accrocher par l'intérieur le moyeu de la roue correspondante, lequel présente dans sa zone centrale soit des crans (104) soit un (ou plusieurs) cliquet (61) articulé dans une gorge et écarté par un ressort; la roue porte, par les rebords de son moyeu, sur une bague (56), libre en rotation, qui repose sur le manchon et qui peut être commune à deux roues ; pour assurer la rétractation de la clavette accompagnant le recul de la bille, deux ressorts (59), logés dans la chambre de part et d'autre de la clavette, s'appuient chacun sur un ressaut de celle-ci et sur la face interne de la bague et un rouleau (60) encastré dans la clavette et affleurant contre le manchon diminue le frottement;

en ce que, dans la cavité cylindrique située dans l'axe de l'arbre auxiliaire, se déplace une tige de commande (62) présentant,sur une partie de sa longueur, des sillons longitudinaux dans lesquels les billes peuvent descendre quand ils se présentent à leur niveau et en dehors desquels elles se trouvent soulevées, repoussant les clavettes;

en ce que la tige est elle-même creuse, et dans sa course vient recouvrir une contretige (63), fixée à l'extrémité de l'arbre auxiliaire, qui, lorsqu'elle est découverte par le déplacement inverse de la tige, joue à l'égard des billes le même rôle que les sillons de celle-ci;

en ce que la tige de commande est reliée à une barrette (64), traversant l'arbre auxiliaire, et dont les deux extrémités sont encastrées dans la bague intérieure (68) d'un roulement dont la bague extérieure subit des mouvements de translation commandés par le tambour (74); et

en ce que la liaison entre la tige et la barrette permet un débattement limité, autorisé par l'interposition de deux ressorts hélicoïdaux (67, 67 bis) travaillant en compression, dans des sens opposés.

8 - Dispositif selon l'une des revendications t. 3. 4. 5. 6 caractérisé

en ce que la commande d'immobilisation du planétaire provenant de la rotation du disque mentionné dans la revendication n" 6, est transmise par un levier (79) dont l'axe, porté par le bras gauche, est parallèle à l'axe du planétaire ; lorsque le levier est basculé dans un sens il agit contre la butée que porte un cliquet (81) de même axe, ce qui a pour effet d'écarter celui-ci de la couronne crantée du planétaire; lorsque le levier est basculé en sens inverse, le cliquet repoussé par un ressort (82), vient s'appliquer contre les crans et immobilise le planétaire.

9 - DisDositif selon la revendication 1 caractérisé

en ce que la manivelle gauche peut entraîner automatiquement à sa vitesse, par un moyen autre que le cliquet, L'ensemble de roues et couronnes, à l'aide d'un levier à deux branches (25, 25 bis) dont l'axe est entraîné par la manivelle, la seconde branche de ce levier étant actionnée par les dents du planétaire, moyen par lequel, lorsque la manivelle se met en mouvement et que le planétaire est libre en rotation, le satellite, avant que l'entraînement ne se produise, tourne en sens rétrograde et, de ce fait, le planétaire tourne dans le sens de la manivelle, mais plus vite que l'axe du levier, le levier étant alors basculé et sa première branche s'engageant dans un cran de la couronne crantée et quand le planétaire est immobilisé, son mouvement relatif par rapport à l'axe du levier est de sens rétrograde, et écarte donc la première branche du levier de la couronne crantée et le satellite, roulant sur le planétaire et poussé par la manivelle, entraîne l'ensemble roues-couronnes par la couronne dentée, la seconde branche du levier étant maintenue au contact de la denture du planétaire par un petit ressort (26) fixé à la manivelle.

10 - Dispositif selon la revendication n" 6, caractérisé

en ce que la poignée de commande (85) reliée par un câble au tambour, et devant faire plus d'un tour pour commander l'ensemble des vitesses, agit par un mouvement hélicoïdal, en se vissant par un filetage à grand pas sur un fourreau (84) gainant le guidon, le câble s'enroulant dans un sillon (83) dont les spires ont le même pas que le filetage, un étui (86) soudé par le fond au fourreau recouvrant la zone d'enroulement et présentant un orifice (88) par où passe le câble, ainsi qu'un oculus (97) à travers lequel on peut lire la vitesse enclenchée : les différents rapports, inscrits parallèlement au sillon1 défilant devant cette ouverture quand tourne la poignée, de même que défilent sous une bille (89) logée, avec son ressort, dans l'étui, les alvéoles (83) déterminant les positions des vitesses.