Le 15 juin 2023, un brevet déposé par SRAM a été publié dans la base de données de l’USPTO détaillant un mécanisme de changement de vitesse avant intégré à la chaîne sans fil pour une transmission 2x. En cela, le dérailleur avant traditionnel est remplacé par un dérailleur qui est fixé à la chaîne elle-même, se déplaçant lorsque la chaîne tourne à chaque coup de pédale. Ceci contraste fortement avec les dérailleurs avant couramment disponibles, qui, à l’exception notable du moyeu Powershift, sont presque exclusivement boulonnés au triangle avant.
Approfondissons le fonctionnement proposé de ce dérailleur avant qui se loge entièrement sur le boîtier de pédalier.
Dérailleur avant couplé à la chaîne SRAM
Avant de détailler le fonctionnement du dérailleur couplé à la chaîne (à défaut d’un meilleur nom), le brevet SRAM en question (US 20200140035 A1) évoque un certain nombre d’inconvénients associés à la collection actuelle de dérailleurs avant. Premièrement, parce qu’ils sont montés presque exclusivement sur le tube de selle, leur simple présence impose des contraintes aux concepteurs de cadres, les empêchant d’être trop créatifs avec la forme du cadre pour les vélos destinés à une transmission 2x.
Ensuite, il faut tenir compte des performances de changement de vitesse. Un dérailleur avant traditionnel est composé de deux plaques métalliques qui poussent la chaîne vers l’intérieur ou vers l’extérieur, la guidant vers une chaîne de boîtier de pédalier plus ou moins grande. Le brevet de SRAM indique que ce mécanisme peut provoquer des transitions difficiles, qui peuvent devenir problématiques à des charges très élevées.
De plus, attacher le levier de vitesses au tube de selle fait du triangle avant un élément clé du levier de vitesses. S’il fléchit à un couple élevé ou lorsque le vélo heurte une bosse sur la route (pensez à Paris-Roubaix), la position du dérailleur avant s’éloignera de sa position parfaite par rapport aux poteaux, exposant le système à un risque de désalignement en tant que résultat , le changement imprécis. Je ne sais pas vraiment à quelle fréquence ce scénario cause réellement des problèmes, mais les auteurs du brevet SRAM ont vu une raison de le signaler.
SRAM propose de surmonter les inconvénients susmentionnés avec un nouveau mécanisme de dérailleur qui engage le dérailleur lui-même. Écrire, « Les systèmes de dérailleur avant dévoilés se déplacent en douceur et de manière cohérente, même lorsqu’ils sont soumis à de lourdes charges sur la chaîne… [they are] plus facile à installer et à configurer qu’un dérailleur ou un dérailleur avant traditionnel et ne nécessite aucune compétence ou formation spécifique ».
Comment ça marche?
Le concept de dérailleur avant couplé à la chaîne de SRAM comprend tout le matériel nécessaire pour guider la chaîne du grand plateau au petit plateau, et de retour au grand plateau lui-même.
Dans un certain nombre de dessins, le fonctionnement interne des composants distincts d’élévation et d’abaissement n’est pas visible. Ils sont cachés sous ce que le brevet décrit comme un carénage aérodynamique qui peut également servir de composant structurel qui ajoute une rigidité supplémentaire au système.
Bien entendu, il ne s’agit pas d’un mécanisme de changement de vitesse à commande mécanique. Il s’agit d’un système sans fil, où les commandes de montée et de descente sont envoyées à partir d’une télécommande montée sur barre – via Bluetooth ou similaire – à un récepteur logé sous cette couverture aérodynamique. Le récepteur est accompagné d’une batterie amovible et rechargeable (violette) – qui ressemble en apparence aux batteries AXS standard – d’une unité de commande et d’un circuit imprimé. Visible de l’extérieur, il y a un bouton pour appairer le levier de vitesses avec le levier de vitesses (bleu) et une LED qui pourrait être utilisée pour indiquer la durée de vie de la batterie (jaune).
Sous ce capuchon aérodynamique se trouve également un moteur et une série d’actionneurs, de tringleries, d’arbres et de pivots qui sont connectés de manière rotative les uns aux autres de manière à forcer la rotation dans le sens horaire ou antihoraire du changeur de vitesse haut et bas (Fig. 11). Nous n’entrerons pas dans les subtilités de cela, juste les subtilités de la façon dont la chaîne est transférée d’une chaîne à l’autre.
Avant de commencer, faites attention à l’architecture de la chaîne illustrée à la Fig. 37 (ci-dessus). Ici, les bagues sont présentées sans la chaîne ni aucun des changeurs attachés. Les structures étiquetées 264a-d sont en fait des trous qui permettent à l’appareil de l’étage supérieur de faire saillie et de se rétracter (vu en vert sur les images ultérieures). Et très important, il semble qu’il manque une dent à la grande et à la petite chaîne, une autre caractéristique essentielle au fonctionnement du mécanisme d’engrenage supérieur, comme cela deviendra clair.
En avant et vers le haut…
Mécanisme de changement de vitesse
Ici, nous allons plonger dans le mécanisme de passage à la vitesse supérieure ; comment la chaîne est transférée de la petite chaîne à la grande chaîne. Pour commencer cette explication du mécanisme de changement de vitesse, nous commencerons contre-intuitivement par regarder les éléments de l’appareil de changement de vitesse – 212a et 212b, représentés en rouge.
Lorsque la chaîne tourne sur la petite chaîne, ces deux bras de suspension sont positionnés sur le dessus de la grande chaîne, occupant l’espace que la chaîne pourra accueillir une fois le dérailleur terminé. Il est donc logique que le pignon supérieur commence par la rotation extérieure de ces éléments de pignon inférieur loin des grandes dents du plateau.
Le conducteur de l’étage supérieur (jaune) et ses liaisons de connexion (bleu) sont clairement indiqués sur la Fig.13. Lorsque le conducteur de changement de vitesse tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, les maillons de l’engrenage tirent les bras du levier de vitesses vers le bas à travers un ressort dans le sens des aiguilles d’une montre, les repositionnant à l’écart des grandes dents du plateau. C’est la première étape, qui est suivie plus tard par la rotation vers l’intérieur de l’engrenage supérieur (vert)… mais seulement quand le moment est venu.
Le dérailleur (vert) ne peut descendre vers l’intérieur qu’en insérant les broches de guidage (vert) à travers les trous complémentaires de la grande chaîne, lorsque la chaîne est dégagée de ces trous, c’est-à-dire lorsque la chaîne a été pédalée dans une position. dans lequel le pignon supérieur est dans une position arrière comme illustré sur la Fig. 41.
À partir de là, la séquence des événements est assez intuitive (ci-dessous, Figures 47-51). Dans tous les dessins, la chaînette semble manquer d’une dent. Cet espace est rempli par la première fente de guidage de l’engrenage supérieur (vert) lorsqu’il tourne vers l’intérieur. De là, il est capable d’attraper la chaîne, à travers la surface intérieure d’une plaque extérieure, lorsqu’elle est tirée à travers le coup de pédale.
Figue. 70 montre comment chaque clou de guidage est stratégiquement positionné de sorte que chacun suivant se trouve légèrement plus à l’extérieur (radialement) que son voisin. L’anatomie de ces clés de guidage est essentielle au mécanisme de changement de vitesse. Les figures. 53 et 54 montrent comment chaque clou (vert) a une pointe avec une surface supérieure chanfreinée (290) qui permet à la chaîne de glisser vers le bas, en la tirant plus vers l’extérieur lorsqu’elle glisse.
Au cours de la séquence vue ci-dessous dans la Fig. 47-51, la plaque de maillon de chaîne extérieure (orange) qui entre initialement en contact avec la première broche de guidage est progressivement éloignée du plan de la petite chaîne et dans le plan de la grande chaîne, avec un dernier déplacement vers le haut plus important. cheville complétant la transition. Ce dérailleur (320) reste alors en place, fonctionnant ensuite comme une dent de chaîne normale. La grande plaque (206, bordeaux dans certains modèles) qui se trouve à l’extérieur des grandes dents de la chaîne agit comme un guide pour empêcher la chaîne de tomber du grand anneau dans le sens extérieur lors d’un passage à la vitesse supérieure.
Mécanisme de démultiplication
Examinons maintenant de plus près le mécanisme de rétrogradation du dérailleur avant couplé à la chaîne de SRAM, où la chaîne est transférée du grand au petit plateau. Ce mécanisme n’est pas si différent de la façon dont les dérailleurs avant traditionnels montés sur le tube de selle guident la chaîne du grand plateau au plan du plus petit plateau.
Pour assurer la médiation d’un rétrogradage, la biellette commandant le positionnement des éléments de rétrogradage (212a et 212b en rouge) s’articule autour de ses différents pivots pour faire tourner les éléments de rétrogradage par l’intermédiaire d’un ressort anti-horaire. Il se déplace de la position indiquée sur la fig. 13, dans la position montrée à la fig. 46, repositionnant les bras en saillie des éléments de déplacement vers le bas vers l’intérieur jusqu’au point où la surface supérieure (338) chevauche l’hydravion. chaîne.
Parallèlement à cette rotation, les goupilles de guidage d’engrenage supérieures sont simultanément rétractées de la petite chaîne et ramenées dans une fente dédiée dans le grand boîtier de chaîne.
Encore une fois, le timing est crucial. Un élément de rétrogradation pourra tourner jusqu’à la position illustrée à la Fig. 46 uniquement lorsqu’il est placé derrière la chaîne. c’est-à-dire dans une position où la chaîne n’est pas en prise avec les dents de la grande chaîne – voir Fig. 52. En effet, la présence de la chaîne sur les dents empêchera physiquement le bras de rétrogradage de se déplacer dans sa position de rétrogradage.
Lorsque le bras de dérailleur est libre de tourner vers l’intérieur jusqu’à une position où il chevauche le plan de la grande chaîne, il est alors prêt à faire dérailler la chaîne de la grande chaîne. Alors que le cycliste continue le coup de pédale, la surface chanfreinée (338) du bras de rétrogradage « avant » (212a) entre en contact avec la chaîne, la déplaçant hors de l’alignement avec la grande chaîne et en alignement avec la petite chaîne.
Après pas plus d’un demi-coup de pédale, la chaîne est soulevée par la petite chaîne. Après un tour complet, tous les maillons de la chaîne seront engagés avec les dents de la petite chaîne et la rétrogradation est terminée.
Le dérailleur à chaîne de SRAM est une première dans l’industrie ?
SRAM n’est en aucun cas la première marque à rechercher des alternatives au dérailleur avant traditionnel monté sur tube de selle. Classified Cycling offre la solution la plus robuste et la plus éprouvée avec le Powershift Hub. Grâce à l’engrenage interne logé à l’intérieur du moyeu de la roue arrière, le moyeu Powershift est capable de fournir deux rapports de démultiplication distincts pour chaque pignon de la cassette. Donc, si vous utilisez une cassette à 12 vitesses, vous avez en fait 24 vitesses discrètes à votre disposition.
En fait, ce n’est même pas la première fois que nous voyons une entreprise essayer d’intégrer le dérailleur avant dans l’assemblage du plateau. Vyro, une entreprise qui n’existe apparemment plus, a tenté de commercialiser quelque chose de similaire en 2015.
Les manivelles Vyro Am En1, destinées aux applications All-Mountain et Enduro, comportaient une grande chaîne qui était effectivement segmentée en quatre quarts, chacun capable de se déplacer radialement vers l’extérieur indépendamment l’un de l’autre pour permettre à la chaîne de tomber de l’anneau grand au petit sonner pendant que le cycliste pédale les manivelles sur une rotation complète. C’était une bonne solution qui permettait au pilote de changer de vitesse sous charge, mais dans la pratique, il y avait de vrais problèmes avec sa durabilité, et notre rédacteur technique européen, Cory Benson, a eu le malheur de certaines défaillances de composants clés lors des tests du système.
Implications potentielles pour un changeur de visage vivant sur des chaînes
La solution proposée par SRAM est assez différente des conceptions mentionnées ci-dessus, mais prétend toujours fournir un meilleur changement de vitesse sous charge qu’un dérailleur avant traditionnel monté sur tube de selle. Et, cela devrait permettre aux concepteurs de cadres de remodeler le triangle avant, sachant qu’ils n’ont plus besoin de fournir un élément structurel pour le monter.
Pour certaines conceptions de cadre inhabituelles comme le Rondo Ruut 2.0 et le Specialized Sirrus 2023, les implications sont claires. Alors que l’absence d’un tube de selle correctement positionné les empêche actuellement de bénéficier d’un boîtier de pédalier à deux plateaux, le dérailleur couplé à la chaîne de SRAM semble être une solution raisonnable.
Il y a également de la place ici pour une amélioration significative des propriétés aérodynamiques du groupe motopropulseur dans son ensemble. En fonction de la qualité d’exécution de ce grand couvercle aérodynamique de plateau, cela pourrait entraîner une traînée considérablement réduite par rapport à un dérailleur avant monté sur tube de selle, où il est très exposé, le vent le frappant sous tous les angles.
Il semble certainement y avoir de bons arguments en faveur de ce nouveau mécanisme de changement de front. En plus de ce qui a déjà été mentionné, ce système serait certainement beaucoup plus facile à mettre en place qu’un train de roulement traditionnel, n’est-ce pas ? Cela dit, nous prévoyons également un certain nombre d’inconvénients.
Premièrement, le changement de vitesse dans les deux sens est probablement plus lent que le changement autorisé par les conceptions actuelles de dérailleur avant. À chaque rotation du boîtier de pédalier, il n’y a qu’une seule opportunité pour un passage à la vitesse supérieure, avec deux opportunités pour une rétrogradation.
Ainsi, en fonction de la cadence, le cycliste pourrait subir un retard notable dans l’initiation du changement de vitesse en attendant que le levier de vitesses atteigne le bon point dans le coup de pédale. Cela se compare aux dérailleurs avant ordinaires qui peuvent initier un changement de vitesse à la demande, où le décalage dépend effectivement des rampes et des goupilles de vos plateaux, fournissant souvent 3 à 5 points de changement de vitesse par rotation sur les transmissions haut de gamme.
Il semble également qu’il serait très difficile d’exécuter une version modulaire de ce système où les tailles de plateaux peuvent être modifiées en fonction des préférences du cycliste ainsi que des gradients et des profils d’élévation dans différentes parties du monde. Nous pensons que le mécanisme de changement de vitesse sera au moins unique pour une paire de tailles de plateau donnée. Cela contraste avec la gamme actuelle de dérailleurs avant, qui offre un degré de réglage pour s’adapter à différentes tailles et combinaisons de plateaux.
Ensuite, il y a la question de la durabilité. Comme indiqué, de grandes parties du mécanisme de passage à la vitesse supérieure et inférieure seront exposées à l’humidité ainsi qu’à la saleté et à la crasse de la surface de la route. C’est bien sûr le cas de n’importe quel dérailleur, mais ce mécanisme comporte un grand nombre de pivots qui risquent tous de s’user prématurément si le système n’est pas suffisamment étanche.
De plus, ces composants de rétrogradation verront une quantité considérable de saleté soulevée du pneu avant à chaque rotation de manivelle, et je n’imagine pas que ce sera une promenade dans le parc à nettoyer.
Enfin, je me demande comment le logement de toute cette infrastructure de grande chaîne aurait affecté Q-Factor. Il semble que la conception puisse nécessiter un facteur Q légèrement plus large, ce qui peut être une caractéristique indésirable pour certains cyclistes.
De même, pour les personnes sujettes aux problèmes de frottement du talon, l’espace supplémentaire emballé sous un capuchon de coin extérieur pourrait présenter un problème de dégagement supplémentaire tout au long du coup de pédale. Certes, le calendrier des composants et leur emballage doivent en tenir compte très attentivement.
Mis à part les hypothèses, nous ne serons pas en mesure de comprendre pleinement tout ce qui précède à moins que SRAM ne puisse ou ne veuille réellement exécuter cette conception.
Nous avons contacté pour connaître leurs plans pour cette nouvelle technologie qui change la donne, mais c’est un « sans commentaire » pour le moment. Bien sûr, un brevet ne sert qu’à protéger les idées des inventeurs de la mise en œuvre par les concurrents ; cela ne signifie pas que SRAM prévoit de commercialiser ce dérailleur avant à plateau, ni nécessairement qu’ils disposent d’un prototype fonctionnel.
Je suis prêt à parier qu’ils le font, cependant. Nous pensons que c’est une excellente idée de la part de SRAM et ne serions pas surpris s’ils finissent par commercialiser cela, ou quelque chose de très similaire, dans les prochaines années. Même s’il ne voit jamais le jour, c’est toujours super intéressant de voir sur quoi travaillent les cerveaux derrière les grandes marques en coulisses.
sram.com