LES CHANGEMENTS DE VITESSE

A la question des transmissions, que nous venons de traiter, se rattache étroitement celle des changements de vitesse, qu’il serait plus rationnel d’appeler changements de développement.

C’est un fait incontesté, démontré par la théorie et vérifié par la pratique, qu’on ne peut aisément gravir les côtes, à bicyclette, que lorsque le développement est suffisamment faible. D’autre part, il est manifeste, qu’en plaine, il faut, pour pouvoir atteindre de grandes vitesses sans se livrer à des mouvements désordonnés des jambes, disposer d’un grand développement.

Lorsqu’on possède une bicyclette ordinaire, à un unique développement, elle ne peut servir utilement : qu’en plaine si le développement est grand, qu’en pays accidenté si le développement est faible. Tout routier sérieux, qui entend choisir raisonnablement (’) sa machine, se voit donc obligé de changer de bicyclette ou, du moins, de développement, suivant les pays qu’il veut parcourir.

Voici un touriste qui veut parcourir la Beauce et la Touraine, il prendra une machine développant ou 6 mètres; tel autre voudra voyager en montagne, dans les Vosges par eiemple, il devra monter une bicyclette de 3 mètres ou 3“ BO de développement.

En fait, et sauf exceptions rares, la bicyclette ordinaire, à un seul développement, suffit toujours pourvu que le cycliste sache judicieusement la choisir.

Certains touristes cependant, et ils commencent à devenir de plus en plus nombreux, rêvent de posséder une machine à plusieurs fins leur permettant de lutter de vitesse avec les coureurs en plaine et de gravir les montées carrossables des plus raides. C’est pour eux qu’on a imaginé les changements de vitesse.

On peut classer les machines à deux ou plusieurs développements

(1 ) Voir, pour ce choix, notre Nouveau traité des Bicycles et Bicyclettes (2* partie, le Travail, p. 135 à 132) et, à la fin de ce volume, p. 180 à 181.

en deux catégories, suivant que le changement de vitesse peu tse taire en marche ou non.

Nous examinerons successivement ces deux types.

Le nombre des inventions faites sur ce sujet est très considérable, mais il n’y en a pas encore une seule que la pratique ait réellement sanctionnée; aussi, au lieu d’entrer dans des détails descriptifs minutieux, comme nous l’avons fait jusqu’ici pour les différentes parties de la bicyclette, nous contenterons-nous, actuellement, d’indications générales auxquelles nous joindrons quelques réflexions propres à guider les cyclistes dans leur choix ou à éviter, aux inventeurs des déboires fâcheux.

Machines a chanoement au repos.

La maison « la Gauloise », de Saint-Étienne, a été une des premières à construire et à livrer des machines à plusieurs développements.

Dans la « Gauloise à quatre développements », l’axe du pédalier porte deux pignons A et G de part et d’autre du cadre (flg. 146) et le moyeu de la roue motrice porte également deux roues dentées B et D

Fig. 146. — Bicyclette n la Gauloise » à quatre développements.

à ses deux extrémités. Il est facile de concevoir qu’en associant successivement les pignons A et G avec les pignons B et D, on peut avoir quatre multiplications différentes.

Dans la ligure 146 la chaîne relie A et B ; les pignons G et D sont

inoccupés. Si on transporte la chaîne sur C et D, on a un développement différent du précédent. Ceci fait déjà deux développements. Pour en avoir deux autres, il suffit de retourner la roue-arrière, de façon à mettre D en face de A et B en face de C.

Il est clair que, dans une telle machine, la même longueur de chaîne ne peut pas servir ; il faut donc avoir soit plusieurs chaînes, soit une chaîne à maillons mobiles qu’on puisse raccourcir ou allonger à volonté. Le changement de multiplication est relativement assez long, car il nécessite un transport de chaîne, quelquefois un retournement de la roue-arrière et, presque loujours, un réglage de tension. Malgré cela, c’est un dispositif qui peut être très utile au touriste qui fait de longs voyages et qui peut ainsi, chaque malin, choisir son développement suivant la nature de l'étape qu’il devra faire.

M. Bouny (*), qui s’est beaucoup occupé de la question, est arrivé à perfectionner très sérieusement ce dispositif et à obtenir une machine à deux développements dans laquelle le changement se fait en quelques secondes. Sa bicyclette (fis. 147) porte deux pignons à l’avant et

Fig. 147.— Bicyclette de M. Bouny à deux développements. '

deux pignons à l’arrière, mais ces pignons, au lieu d’être, comme dans la précédente, situés de part et d’autre de la machine, sont tous placés d’un même côté. Ainsi, l’axe du pédalier porte deux pignons A et B juxtaposés; de même, la roue-arrière porte deux pignons cor-

(1) Consulter : Boust, Machines mixtes (Revue mensuelle du Touring-Club de France; novembre 1891, janvier, juin et juillet 1898). ' '

respondants A' et B'. Au grand pignon A d’avant correspond le plus petit pignon A'd’arrière; au petit pignon B d’avant correspond le grand pignon d’arrière B'. Les nombres de dents des deux couples AA' et BB'sont choisis de façon qu’ils corvespondent sensiblement à la même longueur de chaîne, pour éviter un réglage de tension lorsqu’on fait le changement. 11 suffît pratiquement, pour cela, que la somme des nombres de dents dans les deux couples soit la même; l’écart dans la longueur de chaîne sera d’autant plus faible que l’on emploiera des pignons plus petits.

Voici, par exemple, quelques combinaisons proposées par M. Bouny et qui sont très bonnes :

Développements :

1I/12 dlSls i 5" 13 et 3- 30, sur roue de 0- 70. ivil Ss I 5" 50 et 3-40, sur roue de 0-70.

Ce qui constitue l’originalité et la nouveauté de la machine de M. Bouny, c’est le verrou de fermeture de la chaîne qu’il a imaginé et qui permet un décrochage et un remontage très rapides.

La fermeture d’une chaîne ordinaire se fait au moyen d’un boulon à écrou qui remplace l’un des axes. Le déplacement de la chaîne exige donc le dévissage du boulon puis son revissage, opération assez longue et qui nécessite deux outils : un tourne-vis et une clef anglaise.

Dans le dispositif de M. Bouny, le boulon G (fig. 148), qui relie les deux derniers flasques de la chaîne, est rivé à une plaque PP qui porte à son autre extrémité une goupille H munie d’une tête élargie T. La goupille H est entourée par un tube S qui peut tourner librement autour d’elle et sur lequel est rivée une deuxième plaque QQ qui fait offîce de loquet. Ce loquet peut ainsi, solidairement avec le tube S, tourner autour de la goupille H et un ressort à boudin RR tend à le maintenir fermé, c’est-à-dire à appliquer son extrémité E contre le bout G' du verrou. Comme on le voit, cette fermeture n’exige aucun outil spécial et il suffît, pour l’ouvrir, d’écarter, d’un coup de pouce, le loquet Q.

La bicyclette de M. Bouny est donc, parmi les machines de ce type, la plus simple et celle dans laquelle la transformation se fait le pins rapidement.

Nous citerons cependant encore un modèle intéressant : c’est celui de M. Briot, à roue arrière réversible.

Cette machine a trois pignons : un à l’avant et deux de part et d’autre de la roue-arrière. Pour changer de développement, on retourne cette roue. Mais ici se présentait une difficulté, car, lorsqu’on retourne

Fig. 148. — Verrou de fermeture de la chaîne dans la bicyclette de M. Bouny.

la roue, la tension de la chaîne varie. Pour la vaincre, on emploie un tendeur de chaîne spécial à deux trous (flg. 149), imaginé par M. Bouny. Le tendeur ordinaire que nous avons décrit précédemment (^), au lieu d’avoir une seule ouverture, en porte deux G et P, dont la distance mutuelle représente précisément la différence de longueur de chaîne lorsqu’on passe d’un développement à l’autre. Quand on change de multiplication, on, n’a donc aucune préoccupation de tension car, si la chaîne était bien réglée dans nn cas, il suffit de placer l’axe dans une autre ouverture, en faisant le retournement, pour que le réglage subsiste.

Machines a changement en marche.

Aux cyclistes pressés qui ne veulent jamais descendre Me machine, les dispositifs précédents ne conviennent pas. C’est pour eux que les inventeurs se sont ingéniés à trouver des combinaisons dans lesquelles il suffit de presser un levier pour changer de développement, en marche.

Î1) Voir plus haut, p. 95, fig. 124.

Ce résultat peut être obtenu de deux manières différentes : on peut, ou bien munir la bicyclette de deux transmissions folles que l’on peut caler à volonté sur l’axe des pédales ; ou bien intercaler, dans une transmission ordinaire, une autre supplémentaire que l’on peut, suivant les besoins,'mettre en jeu ou non.

Théoriquement, il est très facile d’imaginer des transmissions de ces deux types, mais de l’invention théorique à une réalisation pratique satisfaisante, il y a loin.

Premier type. — On obtient une double transmission à chaîne du premier type de la façon suivante :

On munit la bicyclette de quatre pignons comme une « Gauloise » à quatre multiplications (flg. 146), avec cette différence que les deux roues dentées A et C du pédalier sont folles sur leur axe. On met, de chaque côté, une chaîne et on ajoute un dîspositif qui permet, au moyen d’une clavette mobile, de caler tantôt la roue A, tantôt la roue C sur l’axe du pédalier. Toute la difficulté réside, d’une part, à imaginer un bon système de clavetage et, d'autre part, à assurer, au moyen d’une ou

Fia. 150. — Changement de vitesse a Lemire ».

plusieurs boîtes à billes, la parfaite mobilité des roues A et C, sur l’axe, lorsqu’elles tournent à vide.

Pour une transmission à engrenages, le problème théorique est tout aussi simple, car il suffit de dédoubler l’iin des couples de pignons de la transmission.

Par exemple, soient O (flg. ISO) l’axe du pédalier et E l’arbre de transmission qui relie les deux couples de pignons d’angle d’une

acatène. On dédouble le couple du pédalier. L’arbre E porte deux pignons F et D égaux, ordinairement fous sur cet arbre. Ces deux pignons engrènent avec une roue A qui porte deux couronnes dentées, l’une h, de 32 dents, par exemple, l’autre d, de 71 dents. Au moyen d’une clavette mobile IH, on peut, à volonté, caler soit F, soit D sur l’arbre E et, par suite, avoir deux transmissions différentes. Ce système est celui proposé par M. Lemire, mais il peut servir de prototype à beaucoup de combinaisons de ce genre.

Au lieu de dédoubler le couple de pignons d’avant, on peut, comme l’a fait M. Sendranié, dédoubler celui d’arrière. Ce changement de vitesse, qui a été exécuté par la maison Peugeot, est un des meilleurs que nous connaissions. Il est très étudié : les pignons qui fonction-

Fig. 151. — Changemeafde vitesse <t Sendranié ».

nent à vide roulent sur billes et l’inventeur a imaginé un système de clavetage hexagonal fort curieux et très sûr.

Au tube transmetteur de la transmission acatène ordinaire sont fixés, à l’arrière, les deux pignons J et L qui engrènent avec les pignons I et K (fig. ISl) qui sont fous sur le moyeu de la roue motrice et roulent tous deux sur des roulements à billes. La douilleclavette D hexagonale, mise en mouvement par le levier coudé B commandé lui-même par la tige C, permet de caler, à volonté, le pignon I ou le pignon K sur la roue arrière.

La figure 132 représente un autre dédoublement de ce genre, imaginé

par MM. Lagarde et Trepreau et nommé par eux le « Cyclo-Touriste ». La transmission est du type «Oméga». Le tube transmetteurD porte, à l’arrière, deux pignons B et G engrenant, respectivement, avec les pignons M et P. Une clavette X permet de caler tantôt B, tantôt C sur le tube D. Cette disposition ne présente pas les avantages de celle de

M. Sendranié parce que les pignons B et C tournent sur D, lorsqu’ils sont fous, à frottement lisse.

Elle a cette particularité, qu’en donnant à la clavette X une position intermédiaire entre les pignons B et C, on peut les rendre fous tous deux et ainsi rendre les pédales indépendantes de la rouearrière.

Nous ne nous attarderons pas à décrire les détails de tous les innombrables systèmes dont nous avons eu connaissance et que nous avons étudiés. Nous en avons-vu plus d’un assez bon, nous n’en avons jamais rencontré qui nous satisfasse pleinement au point de vue pratique. D’ailleurs, plus d’un de ces dispositifs n’est encore qu’à l’état de projet ou d’essai.

Deimème type. — Les changements de vitesse du second type, c’està-dire ceux où le changement s’obtient par la mise en jeu d’une transmission supplémentaire, sont tout aussi nombreux que les précédents.

Si nos souvenirs sont exacts, les premiers essais de ce genre furent faits par M. Mercier, en France, vers 1890. Le transformateur Mercier avait l’aspect extérieur d’une machine à chaîne ordinaire. Le pignon

Fio. 153. — Transformateur Mercier.

denté fixé sur l’axe du pédalier formait (üg. 153) une boîte creuse et plate munie, sur son pourtour de dents. A l’intérieur de cette boîte était installé un système d’engrenages analogue au multiplicateur d’un bicycle multiplié.

Le mouvement de rotation des pédales n’était donc transmis au

Fi&. 154. — Bicyclette a la îttrmale » à changement de vitesse.

pignon que par l’intermédiaire J(je ce transformateur. Par un déplacement latéral du pignon que commandait la pédale, on [pouvait le

faire engrener avec divers autres pignons intérieurs et obtenir ainsi plusieurs développements (flg. 1S3).

Dans les systèmes plus récents, de ce type, il n’y a qu’w multiplicateur qu’on peut bloquer à volonté.

Lorsqu’on bloque le multiplicateur, la machine fonctionne comme une bicyclette ordinaire; dans le cas contraire, l’action du pied, au lieu de se transmettre directement au pignon denté du pédalier, se fait par l’intermédiaire du transformateur et, ainsi, cette roue dentée tourne plus vite que les manivelles.

La machine « la Normale », système Didier-Jean, possède un changement de vitesse de ce genre.

La chaîne ordinaire C (flg. 154) engrène en' passant sur un pignon intermédiaire P. A petite multiplication, ce pignon P ne sert à rien. Il est fixé à un second pignon Q qui est relié, par une petite chaîne de transmission D, à un pignon R du moyeu d’arrière. Ainsi, ce moyeu porte deux pignons : l'un sur lequel engrène la chaîne C, l’autre sur lequel engrène la chaîne D. On peut, à volonté, caler, sur le moyeu moteur, celui des deux pignons que l’on veut et rendre l’autre fou. Dans l’un des cas, la transmission se fait directement par G‘et la chaîne D tourne à vide. Dans le second cas, la chaîne C agit sur le pignon P et la transmission se fait par l’intermédiaire du pignon Q et de la chaîne D.

Dans ce système, comme on le volt, la machine foncüonne normalement à petite multiplication et l’on obtient le grand développement en faisant agir la chaîne supplémentaire D.

D’autres inventeurs ont imaginé de prendre une bicyclette à grand développement et d’y adjoindre un démulliplicateur. Tel est, par exemple, le moyeu à changemenl de vitesse J. et R.

Le cycliste commande (flg. 155) un pignon denté P qui agit sur une crémaillère C qui glisse sur une rainure de Taxe AA du moyeu. Cette crémaillère porte un cylindre denté D. Lorsque l’appareil est dans la position indiquée par la figure 154, la roue dentée R, sur laquelle passe la chaîne de transmission, au lieu d’agir directement sur le moyeu, le fait par l’intermédiaire d’un train épicydoïdal F, F, D, analogue à celui du « Crypto » (‘), qui démultiplie. Lorsqu’on pousse le cylindre D dans la couronne dentée G, le train épicydoïdal est immobilisé et la roue R agit directement sur le moyeu.

(1) Voir plus haut, p. 19, flg. n.

Ce moyeu, fort ingénieux, a l’avantage de fournir un changement de vitesse presque invisible, bien graissé et à l’abri de la poussière.

Fig. 15j. — Moyeu à changement de vitesse J et R de la maison Cleveland.

il fonctionne, sans nul doute, très convenablement; mais à petite multiplication, la perte de travail dans les frottements est assez considérable.