LES TRANSMISSIONS

Dans toute bicyclette, les pieds du cycliste, au lieu d’actionner directement la roue motrice, pressent sur des pédales dont le mouvement se transmet à la roue arrière par une transmission.

Les ti’ansmissions actuellement employées peuvent se grouper en trois catégories que nous citons par ordre d’importance :

1“ La transmission par chaîne;

2“ La transmission par engrenages;

3“ La transmission à leviers.

Nous allons étudier, successivement, ces diverses transmissions et nous essaierons d’énumérer, impartialement, leurs avantages et leurs inconvénients.

1“ Transmissions par chaîne.

La pédale P (fig. 110) est fixée à l’extrémité de la manivelle M qui actionne un axe qui tourne à l’intérieur du tube du pédalier. Sur cet Fig. 110 iis. Fm. 110.

axe est fixée une roue dentée A, qui se trouve reliée par une chaîne C à une seconde roue dentée B (flg. HO bis) montée sur le moyeu de la roue arrière.

Nous décrirons d’abord les diverses chaînes employées.

Chaîne à maillons pleins. — Cette chaîne, dite aussi chaîne plate, est celle que l’on a employée dès les débuts de la bicyclette. Elle se compose (0g. IH) d’une série de maillons pleins M, percés chacun de deux

Fig. 111. — Chaîne à maillons pleins.

trous. Dans chaque trou passe un axe A, et deux axes consécutifs sont reliés par deux flasques FF'.

Dans les anciens modèles de chaînes, chaque maillon était composé

Fig. 112. — Chaîne plate, ancien modèle.

d’une série de petites plaques superposées (trois à cinq) qui, sans être soudées entre elles, formaient une masse compacte (0g. 112).

Dans les modèles récents, employés surtout par les maisons anglaises et américaines, chaque maillon est d’un seul bloc. La forme des maillons et des Basques varie suivant les constructeurs. Tantôt le maillon

Fig. 113.— Chaîne à maillons pleins, Fig. 113 6is. —Chaîne à maillons pleins, retournable. non retournable.

a la forme d’un « huit » (üg. 111 et 113), tantôt une de ses faces est plane (fig. 113 bis).

La forme du Dasque est aussi variable. Certaines chaînes, comme

celles des figureslH et 113 bis, ne peuvent jamais être retournées; elles doivent toujours être posées sur les roues dentées, de façon que le côté creux du tlasque soit tourné vers la dent. D’autres, au contraire, sont retournables ; telle est la chaîne, représentée figure 113, dont les maillons et les flasques sont symétriques par rapport au plan qui passe par deux axes consécutifs.

Pour diminuer les frottements des axes sur les maillons, quelques constructeurs ont imaginé des perfectionnements curieux. La chaîne « Trîumph » (fig. 114) est de ce genre. Le trou percé dans le maillon porte un ergot E; d’autre part, l’axe A, fixé au flasque F, au lieu d’être cylindrique, porte une rainure G dans laquelle vient se loger l’ergot E. De cette manière, on remplace le frottement d’un cylindre plein sur un cylindre creux par celui d’une sorte de couteau sur une surface cylindrique. Il y a évidemment avantage, mais, étant donné.

à maillons pleins. à maillons pleins et à doubles rouleaux.

comme nous l’expliquerons plus loin, que la chaîne à maillons pleins est la moins bonne de toutes, il est regrettable qu’on s’ingénie à perfectionner, d’un certain côté, une chaîne quî présente des défauts beaucoup plus sérieux par ailleurs.

La figure 115 représente'des pignons qui conviennent aux chaînes à maillons pleins. Les dents en sont très étroites et les crans, dans chacun desquels vient se loger un maillon, sont larges.

Chaîne à simples rouleaux. — La chaîne à rouleaux date, environ, de 1889. Dans cette chaîne il n’y a pas, à proprement parler, de maillon; il n’y a que des flasques reliés par des axes entourés de rouleaux.

Dans l’ancienne chaîne à rouleaux (fig. 116), qui est encore une des meilleures que l’on ait jamais construites, chaque flasque F porte.

à l’une de ses extrémités, un demi-manchon M et à l’autre un trou O. Les deux manchons M et M' de deux flasques F et F', placés en regard l’un de l’autre, viennent former un manchon unique qui est tra-

Fig. 116. — Chaîne à simples rouleaux, Fig. 116 bis. — Aspect d’un flasque de flasques d’un seul modèle. la chaîne de la figure 116.

versé par l’axe qui, en môme temps, s’engage dans les ouvertures O des flasques suivants. Chaque double manchon M, M' est entouré par un galet ou rouleau R qui tourne sur lui (flg. 116 bis).

Dans les chaînes récentes (fig. 117), comme par exemple la chaîne

Fig. 117. — Chaîne à rouleaux, modèle récent.

« Clément » (lig. 118), il y a deux séries de flasques différents: les uns F portent les'manchons M et les autres G ne servent qu’à relier les maillons formés par un couple de rouleaux.

La figure 117 représente les diverses pièces d’une semblable chaîne démontée.

Les pignons dentés servant aux chaînes àsimples rouleaux (fig. H9) ont. à l’encontre des précédents (flg. 11b), des dents très larges. Chaque cran a une forme circulaire et est destiné à recevoir un rouleau.

Chaîne à doubles rouleaux. — Comme nous l’avons expliqué, sommairement, dans notre historique de la bicyclette (‘), la chaîne à rouleaux, adoptée en 1889-1890, fut abandonnée et on revint à la chaîne plate. Ce retour fâcheux eut des conséquences regrettables. Les cyclistes, que les réclames des constructeurs avaient engagés à reprendre cette chaîne, ne tardèrent pas à s’apercevoir de ses défauts et il fallut, à la suite de leurs réclamations unanimes, leur rendre la chaîne à rouleaux. Mais ici se présentait une difficulté. Les pignons des chaînes plates et des chaînes à simples rouleaux sont très différents et lorsqu’un cycliste, las des ennuis que lui occasionnait la chaîne à maillons pleins, voulait faire garnir sa machine d’une chaîne à rouleaux, il lui fallait non seulement changer de chaîne, mais aussi de pignons.

C’est alors qu’un constructeur ingénieux eut l’idée d’inventer la chaîne à doubles rouleaux (üg. 120) qui s’adapte aux mêmes roues dentées que les chaînes plates.

Fig. 1'20. — Chaîne à doubles rouleaux.

Malgré son nom, la chaîne à doubles rouleaux dérive donc de la chaîne à maillons pleins et non de la chaîne à simples rouleanx. Elle a été obtenue en remplaçant, purement et simplement, le maillon M (fig. 111), de la chaîne plate, par une paire de rouleaux RR' (flg. 120), qui fait le même office.

En ne les regardant que superficiellement, on serait tenté de ne voir aucune différence entre les figures 120 et 117 ou 118; mais, en les examinant avec plus d’attention, on verra que, tandis que, dans la figure 117, tous les intervalles entre deux rouleaux consécutifs sont égaux, il n’en est plus de même dans la figure 120. Les deux rouleaux

(I) Voir plus

R et R' (flg. 120), qui l'orment un maillon et viennent se loger dans le même cran de la roue dentée, sont plus rapprochés que les deux rouleaux R' et R" entre lesquels la dent vient se placer.

Comparaison des diverses chaînes (‘). — Théoriquement, lorsqu’on calcule le travail perdu dans les frottements d’une chaîne neuve, supposée parfaite, on trouve que le rapport m du travail perdu dans le frottement, au travail utile, est donné par la formule :

= (v' + l). Li]

avec les notations suivantes :

m, rapport du travail de friction dans la chaîne au travail utile ; f, coefficient du frottement de glissement, métal sur métal ;

P, rayon d’un axe ;

r', rayon primitif du pignon denté fixé à la roue motrice;

n, nombre des dents de la roue dentée du pédalier ; n', nombre des dents du pignon denté d’arrière.

D’autre part, si on appelle :

F, la résistance totale à vaincre par le cycliste ;

R, le rayon do la roue motrice ;

T, la tension de la chaîne,

on a: 12]

où r' a la même signification que dans la formule [1].

Ces deux formules s’appliquent, indistinctement, aux trois chaînes, pourvu qu’on les suppose parfaites.

Théoriquement, les rendements des trois chaînes sont donc les mêmes lorsqu’elles sont neuves, très bien construites et également lubrifiées.

Des formules [1] et [2], on tire, aisément, une série de conclusions qui sont les suivantes :

Pour que la perle de travail dans la transmission soit faible, il faut, toutes choses égales d’ailleurs :

1° Que les pignons dentés soient les plus grands possibles ;

2“ Que les axes de ta chaîne soient de faible diamètre.

(1) Consulter à ce sujet :

Nos articles parus dans la Revue mensuelle du Touring-Club de France, en mars et avriH897.

2» Notre Nouveau Tiaité des Bicycles et Bicyclettes, 2' partie, p. 16 à 21.

De deux machines ayant des développements différents, mais même pignon d’arrière, c’est la machine à grand développement qui a le plus faible frottement.

Pratiquement, l’équivalence signalée plus haut n’est pas exacte, et voici pourquoi :

Les formules précédenles supposent la chaîne parfaite, c’est-à-dire qu’elles supposent que chaque maillon ou chaque rouleau vient se poser dans le cran correspondant sans frotter sur la dent. Or, ceci n’a jamais lieu : à l’usage, la chaîne s’allonge et il se produit un frottement le long de chaque dent, d’autant plus considérable que la chaîne fonctionne depuis plus longtemps.

Dans les chaînes à maillons pleins, c’est le maillon qui frotte directement sur la dent. Si, comme c’est généralement l’habitude en France, on ne fait pas usage de carters protecteurs à bains d’huile, le maillon, qui est découvert, est très mal lubrifié, souvent sec et couvert de poussière. Le frottement est, alors, considérable. Les jours pluvieux, ce maillon est mouillé et son coellicient de frottement sur la dent devient si grand qu’il ne peut plus se loger à fond dans le cran. Tout se passe, alors, comme si, brusquement, les deux roues dentées avaient augmenté de diamètre ; la chaîne se tend outre mesure, quelquefois jusqu’à bloquer la transmission ou jusqu’à se rompre.

Tout autre est le fonctionnement do la chaîne à rouleaux. Dans ce cas, lorsque la chaîne est allongée, le rouleau, en rencontrant la dent, roule sur elle; c’est Tdeil de ce galet qui frotte sur le manchon. Comme le frottement dû au roulement est négligeable, il en résulte d’abord que le travail supplémentaire, provenant de l’imperfection de la chaîne, est diminué dans le rapport du rayon extérieur du rouleau au rayon de son œil. Mais, il y a plus : les flasques couvrent latéralement les galets et ainsi, l’œil de chaque galet est protégé contre la poussière. Cette protection est même, pratiquement, sieflicace que, lorsque l’œil du galet a été convenablement graissé, l’eau et la poussière n’y pénètrent presque pas. L’augmentation fâcheuse du frottement, signalée plus haut pour les chaînes plates, n’est presque pas sensible dans les chaînes à rouleaux, de telle sorte qu’une semblable chaîne a un rendement très peu variable et toujours très voisin du rendement théorique.

Remarquons, en passant, que, puisque le rouleau diminue le frottement sur la dent dans le rapport de son rayon extérieur à celui de son œil, il y a avantage à ce que les rouleaux soient épais.

Ce que nous venons de dire sur les chaînes à rouleaux semble s’appliquer, sans distinction, aux deux catégories : simples et doubles rouleaux. En fait, lorsque ces chaînes sont très bien construites et de bonne qualité, c’est exact. Mais, dans les chaînes de qualité inférieure, comme il y en a malheureusement trop, il arrive certains accidents qui modifient cette conclusion.

Un bon constructeur de chaînes a soin de n’employer, pour les flasques, que des aciers bien trempés, homogènes et étirés au préalable. De plus, il donne à la chaîne, en la construisant, un pas très légèrement inférieur à celui qu’elle doit avoir ; puis, lorsqu’elle est construite, il l’amène au pas normal en l’étirant. On obtient, ainsi, des chaînes très peu extensibles.

Lorsque toutes ces précautions n’ont pas été observées, la chaîne s’allonge, à l’usage, démesurément, parfois d’un demi-maillon pour vingt. Cet allongement, dans une chaîne à simples rouleaux, n’a pas de conséquences bien graves : à cause de la largeur des dents et surtout de leur forme arrondie, le rouleau est toujours conduit dans le cran qui lui correspond et l’allongement se compense par un jeu qui s’établit dans les axes et les rouleaux. Au contraire, dans les chaînes à maillons pleins et à doubles rouleaux, l’allongement exagéré produit fréquemment la rupture. Dans ce cas, en effet, la dent est très étroite et pointue. Si l’allongement atteint un demi-maillon, la pointe de la dent vient se loger sous le maillon plein ou entre les deux rouleaux R et R' (flg. 120), dans le cas des doubles rouleaux. La chaîne passe par-dessus les dents et, à moins qu’elle ne soit excessivement détendue, elle se rompt presque inévitablement.

En résumé, les trois chaînes que nous venons de décrire peuvent se classer ainsi :

l” La meilleure est la chaîne à simples rouleaux, dont le rendement est peu variable et dans laquelle les défauts de construction et l’allongement n’ont que peu d’importance;

2“ La chaîne à doubla rouleaux, qui peut être bonne à condition d’être d'excellente qualité, de façon que son allongement à l’usage ne soit que très faible ;

3” La chaîne à maillons pleins, qui est la moins bonne. Il faut, comme la précédente, qu’elle soit inextensible. Malgré cela, elle n’est tolérable qu’à condition d’employer, comme on le fait beaucoup en Angleterre, des carters à bains d’huile.

Pour terminer cette petite étude, citons encore un argument que l’on invoque souvent en faveur de la chaîne à doubles rouleaux. Cette chaîne, dit-on, a l’avantage que, lorsque l’on contre-pédale, à une descente, les rouleaux qui travaillent sont différents de ceux qui fonctionnent dans la poussée normale. C’est exact, mais, malheureusement, la pratique ne prouve pas que le léger soulagement des rouleaux qui en résulte donne à ces chaînes une plus grande durée; loin de là.

Les diverses expériences qui ont été faites sur ces chaînes confirment tous les résultats qui précèdent.

Nous avons, personnellement, fait une série d’essais de laboratoire pour mesurer les rendements de diverses chaînes, et les résultats que nous avons obtenus (^), rapprochés d’expériences faites sur routes et dans les laboratoires, en France et en Amérique, ont montré l’exactitude absolue des considérations exposées plus haut.

Pratiquement, on doit prendre, dans la formule [1] qui fournit le tant pour cent de perte de travail dans les frottements de la chaîne :

/’= 0,4S sans carter ;

f=0,lô avec carter à bain d’huile.

Sur route, sans carter, on peut admettre, en gros, qu’une bonne chaîne à rouleaux, peu graissée, dépense 4 % du travail dans les frottements.

Chaînes diverses. — Les trois types de chaînes cités et étudiés plus haut, sont les plus courants. Nous allons indiquer quelques autres modèles.

La chaîne Lavigne (fig. 121), très connue aussi sous le nom de chaîne Terrot, est en quelque sorte une chaîne à rouleaux retournée, car c’est la roue qui porte les rouleaux et la chaîne qui porte les dents. Le fonctionnement et le rendement de cette transmission sont tout à fait semblables à ceux de la chaîne à simples rouleaux et la formule [1] lui est applicable. L’inventeur affirme qu’elle a l’avantage de s’allonger moins que cette dernière, ce qui est très vraisemblable.

La chaîne à leviers Simpson, qui a été lancée avec, force réclame en 1896, a la prétention de réaliser une grande économie. Elle se compose (fig. 122) d’une suite de triangles articulés. Ce sont les articula-

(i) Voir, dans la /ieoue du Touring-Club de France, nos articles intitulés a Études expérimentales », de février, mars et avril 1898.

lions inférieures qui portent sur le pignon du pédalier et les articulations supérieures qui s’engagent sur le pignon d’arrière. En somme, tout se passe dans cette chaîne, au point de vue du frottement, comme si le rayon du pignon d’arrière était augmenté delà hauteur commune

Fig. 121. — Chaîne i Lavigne ». Fig. 122. — Chaîne à leviers « Simpson ».

des triangles. Il suffit donc, dans une chaîne à simples rouleaux ordinaire, d’augmenter les diamètres des deux pignons pour obtenir la même amélioration, et ceci en évitant la complication extraordinaire qu’entraîne l’emploi de la chaîne Simpson.

Pignons détachables et échangeables. — Pour pouvoir modifier aisément le développement d’une bicyclette, un grand nombre de constructeurs ont pris l’habitude de construire des pignons dentés facilement détachables et échangeables.

A cet effet, la roue dentée (fig. 123) porte, à son centre, une cou-

Fig. 123. — Pignon détachable.

ronne évidée D et est rattachée à la pédale, ou à l’axe, par trois vis V,V',V" placées au sommet d’un triangle rigide (voir fig. 110 et 123).

Mais la grande majorité des fabricants ont commis là une erreur que nous croyons intéressant de signaler.

Des remarques théoriques qui précèdent, il résulte que si, sans

changer le pignon d’arrière, on diminue le rayon de la roue dentée d’avant, on augmente le frottement dans la transmission. Un bicycliste qui veut diminuer son développement, sans augmenter le travail perdu dans les frottements, doit, non pas diminuer le rayon du grand pignon, mais augmenter celui du petit.

Dans presque toutes les bicyclettes que l’on trouve aujourd’hui dans le commerce, c’est le grtmd pignon qui est mobile. C’est le contraire qui devrait avoir lieu. Il faut toujours donner au pignon d’avant le plus grand diamètre possible et ne pas y toucher.

Tendeur de chaîne. — Après diverses fluctuations, que nous avons signalées dans l’historique de la bicyclette, on a fini par adopter, presque universellement, le même tendeur de chaîne, qui est d’ailleurs le plus simple de tous ceux qu’on avait imaginés.

La fourche arrière se termine par une plaque F (fig. 124) qui porte

Fig. 124. — Tendeur de chaîne.

une rainure. Dans cette rainure glisse la tête d’un collier C, dans l’ouverture O duquel s’engage l’axe de la roue motrice. Le collier C porte une longue vis V, munie d’un écrou E qui bute contre un taquet T fermant la rainure. En serrant ou desserrant l’écrou E, on avance ou on recule ^ l’axe de la roue motrice, ce qui permet de régler la tension de la

chaîne.

Carters. — Pour pouvoir maintenir la chaîne dans un bon état de lubrification (ce qui, comme nous l’avons vu, est tout à fait nécessaire dans le cas d’une chaîne plate), il faut la protéger contre la poussière et la pluie. A cet effet, on l’enferme dans une boîte ou carter.

Le carter le plus ordinaire (fig. 12o) est tout en tôle. Il présente le léger inconvénient de masquer complètement la chaîne, de telle sorte qu’il faut le démonter pour voir si elle est bien tendue.

Fig. 125. — Bicydette munie d’un carter ordinaire.

Fig. 126. — Bicydette munie d’un carter transparent.

Fig. 127. — Bicydette munie d’un carter évidé.

Pour remédier à cet ennui, on a imaginé (fig. 126) divers modèles de carters transparents en corne, en celluloïd, etc.; mais ceux-ci, en revanche, sont moins résistants que les précédents.

Enfin, comme un grand nombre de cyclistes trouvent que l’aspect du carter ordinaire est disgracieux, on a exécuté divers types de carters évidés (fig. 127). Chacun des deux pignons est emprisonné dans une boîte circulaire. Les deux boîtes sont réunies par deux tubes dans lesquels passe la chaîne. L’emploi d’un tel carter exige que la chaîne soit toujours bien tendue, car lorsqu’elle se détend et que les brins pendent, elle frotte le long des tubes, ce qui nuit manifestement au bon fonctionnement de la transmission.

Les figures 68,69,70, représentant des machines de dames, données plus haut (p. 54 et 65), montrent encore les aspects de trois autres modèles de carters.

2“ Transmissions par engrenages.

Dès les débuts de la bicyclette, on Imagina de substituer la transmission par engrenages à la transmission par chaîne.

Les premiers essais furent très imparfaits, car l’exécution et le montage des engrenages sont beaucoup plus délicats que ceux de la chaîne. Ce n’est que depuis quelques années à peine, qu’à force de soin, on est parvenu à établir des transmissions de ce genre, assez bien exécutées pour qu’elles puissent rivaliser avec la chaîne.

Engrenages coniques.

Parmi la grande variété de types employés, ce sont les engrenages coniques qui, à juste titre d’ailleurs, ont la vogue actuellement.

La disposition générale d’une transmission par engrenages coniques est la suivante :

L’axe du pédalier AA (fig. 128) porte un premier pignon denté B qui engrène avec un autre C, beaucoup plus petit. Ce pignon C est relié, par l’intermédiaire du tube de transmission T, à un troisième pignon D qui engrène lui-même avec un quatrième E fixé sur le moyeu M de la roue motrice.

Le calcul de la perte de travail dans une telle transmission est très aisé. On sait, en effet, que le rapport m du travail perdu dans les

frottements au travail utile, dans un couple de pignons coniques dont les axes font un angle a, est:

n et n' étant les nombres des dents des deux pignons et f un coelDcient de frottement.

Fig. 128.

Pratiquement, dans les deux couples BC et DE (flg. 128), l’angle a est très voisin de 90° et on peut prendre, sans erreur appréciable, cosa = 0.

Désignons alors par :

n, n', les nombres des dents du couple de pignons du pédalier B, C ;

n,, «J, les nombres des dents du couple de pignons de la roue arrière D, E ;

m, le rapport du travail dépensé dans les frottements de la transmission au travail utile;

f, le coefficient de frottement de glissement, métal sur métal ;

On

Au point de vue de l’application pratique, il faut connaître la valeur numérique de f. Dans les calculs courants des Ingénieurs, on admet, d'ordinaire, que le coefficient de frottement de glissement, métal sur métal, bien graissé, est 0,16. Les expériences que nous avons exécutées nous-même (‘) nous ont conduit à la conclusion que cette

(1) Consulter, à ce sujet, nos Études théoriques et expérimentales dans la Reeue du Touring Club de France, avril 1897 et mars 1898 ;

Ou encore notre Nouveau Traité des Bicycles et Bicyclettes ; 2” partie, p. 21 à 2â.

valeur est très acceptable. La formule pratique que nous proposons est alors la suivante :

avec les notations citées plus haut.

Les formules [3] et [4] montrent immédiatement que, toutes choses égales d’ailleurs, il faut, pour que m, soit petit, que les nombres n, n , «1, «1 des dents soient les plus grands possible.

Une bonne transmission par engrenages doit donc avoir des pignons munis d’un très grand nombre de dents.

Comme, pour des raisons de solidité et de légèreté, on ne peut pas impunément augmenter les diamètres moyens des pignons, on est contraint, par suite, pour accroître les nombres des dents, à employer des dentures fines.

Remarquons encore que le tube de transmission T (lig. 128), est soumis à un effet de torsion qui doit retarder la transmission au démarrage. Au point de vue de la solidité et de la rapidité du démarrage, il y a donc avantage à ce que ce tube soit le plus court possible.

Fig. 129. — Bicyclette Acatène « Métropole ».

Entrons maintenant dans quelques détails descriptifs.

Le type des machines à engrenages coniques actuellement employées est YAcatène-Métropole (flg. 129), qui a, d’ailleurs, servi de modèle aux autres.

Le pignon transmetteur A (flg. 130) engrène avec le pignon B, qui

est vissé et goupillé sur le tube de transmission G. Celui-ci tourne autour du tube D de la fourche arrière, sur lequel il repose par l’intermédiaire de deux boîtes à billes qui sont visibles dans la figure 128.

A l’extrémité postérieure du -tube G est fixé le pignon F qui engrène avec le pignon G monté sur le moyeu de la roue-arrière. Chaque

Fig. 130. — Transmission de l’Acatène <t Métropole n.

couple de pignons est enfermé dans un carter, EE' et 00', rempli d’une graisse spéciale, légèrement saponifiée, très fluide et cependant peu fusible. La graisse en excès obstrue hermétiquement les ouvertures et empêche radicalement la poussière de pénétrer jusqu’aux points de contact des dents.

La disposition générale de l’Acatène se retrouve dans les autres machines du même genre.

Dans la machine américaine Columbia, le tube de transmission, au lieu de tourner autour du bâti de la fourche-arrière, comme dans l’Acatène, tourne à Yintérieur de ce tube. Cette modification n’ajoute rien à la solidité de la machine, elle ne fait que compliquer le montage. Peu importe, en effet, que celui des tubes qui tourne soit extérieur ou intérieur car, si l’un des deux vient à se tordre, le résultat sera toujours le même et l’ensemble sera bloqué. Le tube extérieur T

(flg. 131), à l’intérieur duquel tourne le tube de transmission,'a dû être bifurqué à son extrémité postérieure pour donner passage au pignon D. L’extrémité de l’axe de la roue-arrière est soutenue par une branche R qui relie les deux bifurcations T et T" du tube T.

Dans le couple de pignons du pédalier, il y a lieu de citer un perfec¬

tionnement. Le pignon transmetteur A (flg. 131 bis), a une forme conique. La boîte à billes du pédalier située du côté de ce pignon se trouve en F, à l’intérieur de la coquille formée par A. De cette façon, cette boîte à billes se trouve au centre du pignon denté.

La transmission de la Royale (flg. 132), est, en tous points, semblable à celle de la « Columbia », elle n’en diffère que par des détails d’attache et de carters. C’est le tube intérieur qui tourne et le roulement du pédalier se trouve aussi reporté au centre de la circonférence d’em-

prise du pignon moteur. Le pédalier même sert de carter au couple d’avant.

Dans les machines « Oméga » et « Sterling » (fig. 133), la disposition des

pignons est inverse des précédentes. Le pignon moteur A est placé au centre du pédalier ; ses dents sont tournées vers l’extérieur. Il en résulte que le pignon D transmetteur doit être placé en arrière du pignon E fixé à la roue motrice. Cette disposition présente l’avantage de fatiguer moins les roulements du pédalier, mais, en revanche, elle exige un tube de transmission C beaucoup plus long que les précédentes et elle rejette la boîte à billes qui supporte le pignon D, en arrière de l’axe de la roue motrice.

Exécution des engrenages coniques. — La qualité d’une transmission par engrenages coniques dépend surtout de la bonne exécution des pignons qu’elle comporte.

Le taillage des engrenages coniques se fait dans les ateliers de deux façons différentes :

1“ A la fraise; c’est le mode le plus ancien et le moins bon ;

2“ A l’outil ; c’est le plus récent et le meilleur.

Les engrenages de l’Acatène sont exécutés par MM. Malicet et Blin, à l’outil, de la façon suivante :

La machine est un étau limeur à reproduction. Le profil de la dent (développante de cercle) s’obtient par l’emploi d’un reproducteur trempé, très dur et rectifié, dont les dimensions sont plus grandes que celles de la dent à tailler. L’outil trace une série de génératrices qui, toutes, convergent vers le sommet du cône. Pour une seule dent, qui a environ 4 millimètres de haut, il donne 120 à 130 coups. On conçoit, qu’ainsi, la surface d’une dent est rigoureusement conique et le contact de deux dents a bien lieu suivant une génératrice.

Le taillage des engrenages américains « Columbia », se fait d’une façon plus sommaire. On emploie, pour cela, une fraise ayant la forme du profil moyen de la dent et on taille la dent en deux ou trois passes. Chaque passe produit évidemment une petite bande cylindrique et la surface d’une dent, au lieu d’être rigoureusement conique, se compose de deux ou trois bandes cylindriques convergeant vers le sommet du cône. Le contact, avec de telles dents, ne peut alors se faire exactement suivant une génératrice ; il doit avoir lieu soit par la tête, soit par la base des dents. Pour pouvoir résister, la denture de tels pignons doit être nécessairement plus forte, ce qui est un désavantage au point de vue du rendement.

La matière généralement employée pour les pignons coniques n’est - as, à proprement parler, de l’acier, mais un fer très doux, très ho-

mogène, décarburé, forgé sans surchauffe pour ne pas nuire à sa qualité. C’est une opération délicate qui demande à être faite avec beaucoup de soin si on ne veut pas s’exposer à avoir un métal irrégulier ou brûlé.

Chaque constructeur a là de petits tours de mains spéciaux dont il garde le secret et qui assurent l’uniformité de sa production.

La pièce, une fois finie, passe au four de cémentation où elle est aciérée superficiellement à une profondeur de Vw à ®/io. Le cœur du métal conserve ainsi toute sa ductilité et sa malléabilité, ce qui est indispensable pour éviter les ruptures. Un couple d’engrenages ainsi construit résiste à une pression nu contact de 800 kilogr. au moins sans rompre, ainsi que nous l’avons constaté dans des essais exécutés à l’usine de MM. Malicet et Blin.

Comparaison avec la chaîne. — Les machines à engrenages ont, actuellement, de chauds partisans, mais aussi, en revanche, de violents détracteurs.

A considérer les choses d’une façon impartiale et en écartant les exagérations de discussion, on s’aperçoit que les uns et les autres ont raison, car ils se placent à des points de vue différents.

La chaîne a une qualité indéniable : c’est une grande souplesse et beaucoup de rusticité. C'est la transmission des machines à bon marché, faites à la grosse, sans trop de soins. Un serrurier, un simple charron de village peut, sans connaissances préalables, réparer de grosses avaries à une chaîne. C’est la transmission qui convient aux bicyclistes qui aiment à monter et démonter leur machine, qui veulent la régler, la soigner, au besoin la réparer eux-mêmes.

Tout particulièrement, la chaîne à simples rouleaux, que nous préconisons, a une endurance extraordinaire et, lorsqu’on veut se résoudre à adopter, comme on le fait beaucoup en Angleterre, des carters à bain d’huile, son rendement est excellent.

Les engrenages, au contraire, ne s’accommodent à aucun défaut de construction. Pour qu’ils puissent bien fonctionner il faut, de toute nécessité, qu’ils soient admirablement exécutés et montés. C’est ce qui explique, d’ailleurs, pourquoi on a mis si longtemps à en faire de bons.

Après de louables efforts, les constructeurs sont enfin parvenus à construire des « déchaînées » dont le fonctionnement est assez doux pour pouvoir lutter avec les bonnes chaînes.

— lOS -

Le réglage d’une telle transmission est excessivement délicat et ne peut être bien exécuté que par un spécialiste. Les constructeurs d’engrenages se sont alors imposé la tâche difficile de livrer des machines indéréglables ou sensiblenjent telles, et ils y sont parvenus. Une bonne Acatène peut rouler plus de 1000 kilomètres sans avoir besoin d’être réglée.

La machine à engrenages est en tous points comparable à une montre. Tout comme un horloger livre des chronomètres garantis, le constructeur vend des machines sans chaîne dont il répond. Lorsqu’on détraque sa montre, on ne pense pas à la réparer soi-même ; il doit en être de même pour la « déchaînée » qui doit retourner à l’usine lorsqu’elle a subi une avarie.

Les transmissions par engrenages coniques sont donc, pour les raisons que nous venons de citer, des machines de luxe qu’il n’est pas possible de livrer à bon marché. Elles conviennent admirablement au touriste, ignorant des choses de la mécanique ou paresseux, qui veut avoir une machine toujours prête à rouler par tous les temps sans avoir besoin d’y toucher. Ce sont celles que nous conseillerions pour des déplacements journaliers dans une grande ville.

Un possesseur d’une bonne machine sans chaîne ne doit jamais, au risque de l’abîmer, desserrer un seul écrou lui-même et, s’il s’est adressé à un constructeur consciencieux, sa bicyclette fonctionnera longtemps sans avoir besoin d’être vérifiée à l’usine.

Pour les bicyclistes, dont nous parlions plus haut, qui aiment à monter, démonter, rectifier eux-mêmes leurs machines, et qui savent le faire, la transmission par engrenages est évidemment inacceptable ; mais pour ceux, et ils sont légion, qui ne veulent ou ne peuvent pas régler eux-mêmes leurs bicyclettes, la « déchaînée # nous paraît être, au contraire, presque la machine idéale.

Au point de vue du rendement, l’avantage est, actuellement, aux chaînes à rouleaux avec carters à bain d’huile.

Sur route, sans carters protecteurs, la chaîne n’a pas sensiblement un meilleur rendement que la transmission par engrenages (*).

Engrenages Cyltndrioües.

Plusieurs essais de transmissions par engrenages cylindriques ont été tentés.

(1) Consulter nos Études expérimentales dans la Revue du Touring Club de France, février, mars, avril 1898.

Le Cyclet (üg. 134) est un des plus anciens. La pédale P est fixée à la circonférence d’une roue dentée A qui engrène intérieurement avec

un petit pignon B fixé à la roue motrice. Cette disposition est évidemment ingénieuse, mais, d’une part, les engrenages fonctionnent à Pair

Fig. 135. — Bicyclette « Chéreau ».

et doivent s’encrasser aisément et, d’autre part, le cavalier est assis trop en arrière. Il est bon que la majorité du poids porte sur la roue

motrice, mais il ne faut pas qu’il y ait d’exagération, car la machine se cabre alors facilement, comme le fait la biyclette pliante Gérard.

Tout récemment, on a lancé des bicyclettes à trois roues dentées. Une telle machine (lig. 135) porte deux roues dentées A et G, comme une bicyclette ordinaire à chaîne. Ces deux pignons, au lieu d’être réunis par une chaîne, sont reliés par une roue intermédiaire B qui porte, à la place de dents, des galets identiques à ceux d’une chaîne à simples rouleaux. C’est donc une sorte de chaîne à simples rouleaux rigide qui relie les deux pignons. L’ensemble est, d’ordinaire, installé dans un carter protecteur.

Nons ne voyons pas quel avantage on gagne à cette disposition ; bien au contraire nous y voyons de multiples inconvénients. A la chaîne souple, on substitue une transmission rigide. Un engrènement intérieur est remplacé par un engrenage extérieur et on diminue ainsi le rendement. Par un calcul bien facile il serait aisé de montrer que de deux machines, l’une à chaîne, l’autre du type de la figure 135, ayant les mêmes pignons A et B, c’est la machine à chaîne qui aura le plus faible travail de frottement dans la transmission. Enfin, sous des efforts violents, la roue B, qui est très légère, doit être soumise à des effets de torsion.

Engrenages divers.

Pour terminer, signalons encore deux types intéressants de transmissions par engrenages.

La Gazelle (fig. 136) est une bicyclelte dans laquelle le mouvement de l’axe du pédajier se transmet à l’arrière par un système ingénieux de bielles. Une boîte B contient un ?nu/hphcateitr à engrenages analogue à celui des anciens bicycles multipliés.

D’autres machines du même type ont été imaginées. Elles présentent l’avantage de loger tout le système multiplicateur dans un espace restreint, ce qui permet de le mettre facilement à l’abri de la poussière. Mais l’emploi des bielles, d’une façon générale, n’est jamais recommandable, dans une transmission, et il vaut mieux s’en passer lorsque c’est possible.

Enfin, la bicyclette Li Sian, de M. H. d’Ollières, a une transmission (fig. 137) par engrenages à friction. L’axe du pédalier porte une roue A dont le bord est taillé en forme de tranchant. De même, la rouearrière est munie d’une roue semblable B. Le mouvement est transmis de A à B par une roue intermédiaire C qui porte, sur son pour-

tour, uQC gorge, et les bords des roues A et B pénètrent, par coincement, dans cette gorge.

Fig. 136. — La « Gazelle s.

Ce qu’il y a de curieux dans cette transmission, c 'est que c’est le frottement de la roue A sur C qui la soulève et la soutient. Lorsqu’on

Fig. IST. — Bicyclette * Li Sian ».

cesse de presser sur la pédale, la roue G retombe et la machine peut continuer à rouler, les pédales étant au repos.

3° Transmissions à leviers.

Le principe de la transmission à leviers est fort différent de celui des transmissions par chaîne ou par engrenages.

L’une des premières machines de ce type fut la bicyclette Reyrol. Dans cette machine, la pédale P (flg. 138), au lieu d’être fixée à l’extrémité d’une manivelle rotative, est attachée à un levier L, mobile

Fig. 138. — Bicyclette i Reyrol i, à transmission par leviers.

autour du point O du cadre. A l’arrière, ce levier porte un arc denté A qui engrène sur un pignon denté B qui entraîne la roue motrice lorsqu’on abaisse la pédale dans le sens de la flèche mais n’agit plus sur cette roue lorsqu’on la relève. Ceci est obtenu par un rochet disposé comme dans le « Cyclidéal » que nous décrirons plus loin. Les pédales sont donc ici oscillantes et non rotatives. Les deux bras de levier sont reliés par un fil F passant sur une petite poulie Q qui les rend solidaires l’un de l’autre.

A la bicyclette « Reyrol » succéda bientôt le Cyclidéal qui eût quelques instants de vogue. En voici une description sommaire :

La pédale P (flg. 139) est fixée à l’extrémité d’un levier coudé LL' oscillant autour de son point d’attache A à la fourche arrière. À l’extrémité du bras L' est attachée une petite chaîne C qui s’enroule sur un tambour.

La transmission donne une série d’élans à la roue-arrière de la façon suivante ;

Le moyeu M (üg. 140), de la roue-arrière, porle deux rochets RR.

Fig. 139. — Bicyclette « Cyclidéal i, à transmissioa par leviers.

Chacun de ces rochets R (fig. 141-) est entouré d’un tambour T contenant un cliquet B qui vient s’engager sur le rochet R. Lorsque le tambour T tourne dans le sens de la flèche, l’encliquetage a lieu et le

Fig. 140, 141 et 142. — Axe moteur et rochet du a Cyclidéal t >.

tambour entraine la roue-arrière dans son mouvement. Au contraire, lorsque le tambour revient en sens inverse, le cliquet glisse sur les dents du rochet. La chaîne C (üg. 142), qui est attachée à l’extrémité du bras L' (üg. 139), entoure le tambour T.

Lorsqu’on presse sur la pédale, le bras L'tire sur la chaîne C dans le sens de la’flèche F et fait tourner le tambour T dans le sens où

l’encliquetage a lieu. Lorsque la pédale P est arrivée au bas de sa course et qu’on l'abandonne, des ressorts à boudin relèvent le levier LL'; le tambour T tourne en sens inverse de la flèche, sans agir sur la roue motrice.

La forme du tambour T est celle d’une spirale qui a été déterminée de telle façon que lorsque la pédale P s’abaisse d’un mouvement uniforme, le mouvement de rotation transmis au tambour est également uniforme. 11 était intéressant de réaliser cette condition, car, sans cela, la dureté de la pédale eût été variable à chaque instant.

Dans le « Cyclidéal », comme on le voit, les deux pédales P,P sont complètement indépendantes.

On peut ne pédaler que d’un seul pied, ou alternativement, ou simultanément des deux pieds.

La machine ne peut pas marcher en arrière, mais elle peut rouler toute seule en avant, sans qu’on fasse mouvoir les pédales. On peut donc, aux descentes, laisser les pieds au repos. On ne peut pas contrepédaler; en d’autres termes, on ne peut pas arrêter la machine avec les pédales. II faut donc, de toute nécessité, que l’on dispose d’un bon frein. Le « Cyclidéal» primitif n’avait qu’un frein sur la roue d’avant, ce qui n’était pas suffisant.

L’indépendance des pédales, au premier abord, est très séduisante et oh est tenté, sans examen plus approfondi, de trouver très agréable de disposer d’une machine dans laquelle on puisse pédaler à sa fantaisie et, au besoin, dans les fortes côtes, agir des deux pieds à la fois.

En fait, cette indépendance est néfaste, lorsqu’on veut marcher d’un train régulier.

Le « Cyclidéal » est tout à fait comparable à une machine à vapeur sans régulateur et sans volant.

Dans une machine ordinaire, les pédales sont entraînées par la roue arrière et le cycliste n’a aucun effort cérébral à faire pour régulariser le mouvement de ses pieds. Ici, au contraire, il est obligé de s’observer sans cesse et il en résulte à la longue une gêne et une grande fatigue.

D’autre part, sur une transmission rotative, le cavalier peut pédaler de deux façons bien distinctes. Il peut, à volonté, ou bien soulever le pied qui monte et ainsi soulager celui qui descend ; ou bien laisser le pied qui monte comme un corps mort et le faire soulever par celui qui descend. Dans les deux cas, le travail est le même, pourvu que le pied montant ne contre-pédale pas, mais la distribution du travail est

différente car, dans la seconde manière, tout le travail est effectué par un seul pied.

Dans le « Cyclidéal », le premier coup de pédale est seul possible, car le pied qui descend ne peut pas relever celui qui remonte. Cette manière de pédaler est très facile et même avantageuse pour un cycliste reposé, mais c’est un phénomène physiologique bien connu de tous les cyclistes .que, lorsqu’on est fatigué, après une longue course, on adopte, tout naturellement, le second mode de pédaler. Pour un cycliste las, l’effort de soulèvement de la jambe montante est très pénible.

L’inventeur du « Cyclidéal » ne tarda pas à s’apercevoir lui-même des divers inconvénients que nous venons de signaler et modifia son appareil.

Dans le Télécycle (flg. 143), qui n’est qu’une modification du «Gyclidéal », les pédales ne sont plus indépendantes entre elles. Les ressorts

Fig. 143. — Le a Télécy'cle ».

à boudin qui relient le levier LL' sont supprimés et les deux leviers sont reliés de telle façon que, lorsque l’un s’abaisse, l’autre se relève.

Cette liaison des deux leviers a été obtenue de diverses, manières. Dans certains types, les deux leviers sont reliés par une corde K (fig. 143) qui passe sur une petite poulie placée sur le tube supérieur du cadre, comme cela avait lieu dans la machine « Reyrol ». Dans d’autres, les deux tambours de la roue motrice sont reliés par un petit train

d’engrenages tel que lorsqu’un des tambours tourne dans un sens, l’autre est entraîné en sens contraire.

Le « Télécycle» porte, en outre, un frein puissant sur la roue-arrière.

Malgré cela, les pédales sont encore indépendantes de la roue-arrière et ne sont pas entraînées par elle. Le cycliste est donc toujours obligé de régler lui-même l’allure de ses jambes.

Jusqu’ici nous n’avons parlé que des inconvénients de ce système. Il a cependant, du moins au point de vue théorique, de réels avantages qui méritent d’être examinés.

Dans une bicyclette ordinaire, à manivelles rotatives, la pédale décrit un cercle de petit rayon et, malgré l’articulation du pied et l’usage des cale-pieds, la pression du pied sur la pédale n’est jamais complètement utilisée. Comme nous l’avons montré (‘), à propos du calcul de la pression maximum dans les roulements du pédalier, la pression du pied sur la pédale fait toujours un angle notable avec la tangente à la circonférence décrite par Taxe de la pédale. En moyenne, il n’y a que les 2/3 de cette pression qui soient utilisés.

Ici, au contraire, la circonférence décrite par la pédale a un assez grand rayon et, en outre, la course est limitée. La pédale ne décrit qu’un arc de cercle PP' (lîg. 143) très voisin d’une droite verticale. On peut doue admettre, sans difficulté, que, dans une telle machine, un cycliste exercé peut utiliser toute la pression qu’il donne sur la pédale. Par suite, il y a, théoriquement, un avantage très appréciable de ce chef.

Reste àsavoir si cet avantage théorique n’est pas compensé par l’inconvénient de l’indépendance des pédales. C’est une question qui mériterait d’être examinée de près et nous sommes vraiment étonné que ces machines à leviers, dont le principe est très intéressant, n’aient pas donné lieu à quelque étude expérimentale sérieuse. 11 y a peilt-être là le germe d’un grand perfectionnement.

Dans le rendement d’une bicyclette, il faut, en effet, distinguer nettement deux choses : d’une part, le rendement de la machine, et, d’autre part, le rendement du cycliste. '

Le travail perdu dans les frottements intérieurs d’une bonne machine, dans la transmission et les roulements à billes, est au maximum de b ®/o du travail utile, lorsque l’instrument est en bon état. Le rendement de la machine est donc, environ, de 93 % et il semble qu’9 soit

bien difficile de l’améliorer. Les inventeurs qui s’ingénient à trouver des transmissions destinées à élever ce rendement font donc fausse route, car, si même ils parvenaient à l’augmenter de 1 ou 2 «/o, l’amélioration qui en résulterait serait à peine appréciable pour le cycliste. Tout ce qu’on peut chercher, dans cette voie, c'est de faire une machine qui reste toujours en bon état et dont le rendement ne soit pas variable avec l’usure et les intempéries.

Au contraire, le rendement du cycliste est, au plus, de 60 à 70 Vo chez les fins pédaleurs. En d’autres termes, un bon cycliste emploie, au plus, 60 à 70 % de sa force utilement. Les débutants, les cyclistes maladroits, qui pédalent mal et ont une mauvaise position en machine, n’ont souvent qu’un rendement de 25 à 30 “/o- H semble donc que les'transmissions qui ont pour but d’accroître le rendement du cycliste méritent une attention toute particulière, car ce sont ces perfectionnements qui sont engagés dans la direction où il y a place pour un progrès vraiment appréciable.

En terminant, indiquons encore un avantage très curieux du « Télécycle ».

La figure 144 représente, en détail, le bras de levier L' qui tire sur la corde ou chaîne m qui s’enroule sur le tambour T. La corde m

Fig. 144. — Bras de levier du « Télécycle ».

court le long du bras de levier et est fixée par son extrémité en O. Un collier g, qui peut glisser le long du bras L', la fixe en un second point.

Il est-bien clair que plus le collier g est éloigné du point 0, plus la portion de corde déroulée à chaque oscillation du levier est longue. Lorsque le collier ÿ a la position indiquée sur la figure 144, le développement de la machine est maximum. Lorsqu’on rapproche le collier du point O, on diminue le développement.

Ce collier ést fixé sur le bras L' par une vis de serrage facile à. manier à la main. On peut donc, dans une telle maehine, en faisant glisser le collier g le long du bras, changer, à volonté, le développement de sa machine, et cela en quelques secondes.

A ce point de vue, cette machine est la bicyclette idéale pour ceux qui aiment à varier leur développement suivant les difiûcultés de la route, puisqu’elle permet de faire varier ce développement d’une façon continue depuis zéro jusqu’à un développement maximum qui est, pratiquement, de 7 à 8 mètres. Elle résout d’une façon très complète le problème du changement de vitesse dont nous parlerons plus loin.

Dans la catégorie des transmissions à leviers, rentre un type fort curieux de transmission qui présente l'avantage de ne pas avoir les pédales indépendantes.

La pédale P est fixée (fig. 143) à l’extrémité d’un levier L, qui n’est

Fis. 145. — Transmission à leviers, à pédales non indépendantes.

qu’une sorte de longue manivelle oscillante, autour d’un point O du bâti arrière. Au bras L est articulé un tirant T agissant sur l’extrémité I d’une boîte B qui contient un multiplicateur à engrenages. Cette boîte B est anîmée d’un mouvement de rotation autour de l’axe de la roue-arrière et son mouvement est entretenu par la traction du tirant T pendant une demi-révolution qui correspond à une demicourse, de haut en bas, de la pédale P. La roue-arrière porte, de chaque

côté, deux boîtes semblables calées à 180° l’une de l’autre et commandées chacune par une pédale. •

On aurait quelque tendance à rapprocher ce dispositif de celui de la « Gazelle », décrit plus haut (fig. 136), car, dans les deux, il y a un petit multiplicateur à engrenages qui avoisine le moyeu; mais le principe des deux appareils est fort différent : dans la « Gazelle » la pédale est adaptée à une manivelle rotative, tandis qu’ici elle est située à l’extrémité d’un levier oscillant.

Au premier abord il semble donc que cette transmission présente tous les avantages de celle du « Télécycle » sans en avoir les inconvénients. Ce n’est malheureusement qu’une apparence, car s’il est vrai que la pression du pied sur la pédale P sera tangente à la circonférence décrite par elle, en revanche la traction du tirant T ne sera pas toute utilisée car cette traction ne sera pas tangente à la circonférence décrite par son point d’attache I avec la boîte B.

La force du cycliste au lieu de se perdre en P se perd donc eu I. L’introduction du levier n’a fait que déplacer le mal sans y remédier ; au contraire : car, tandis que dans une transmission rotative ordinaire le cycliste habile peut encore augmenter son rendement par desavants mouvements de l’articulation de la cheville, ici rien de pareil n’est possible.