CeramicSpeed ​​développe-t-il une transmission à haut rendement avec une chaîne à rouleaux à joint oscillant ?

Oct 06, 2023

CeramicSpeed ​​a déposé un brevet pour une "Rocker Joint Roller Chain", adaptée spécifiquement aux besoins de la transmission de vélo moderne. Au lieu d'utiliser les surfaces de glissement traditionnelles des goupilles et des bagues que l'on trouve dans la chaîne de vélo conventionnelle, la chaîne conceptuelle de CeramicSpeed ​​utilise trois "goupilles à bascule". Ceux-ci basculent littéralement les uns contre les autres pour produire le joint pivotant nécessaire à l'articulation de la chaîne.

La conception de la chaîne à culbuteur présentée dans le brevet de CeramicSpeed ​​(US 11608874 B2) ne semble PAS être compatible avec les pignons, les cassettes et les galets de dérailleur de toutes les transmissions de production, sur la base du pas de chaîne variable unique lorsque les broches de la chaîne "basculent" (lisez la suite pour une explication plus détaillée). Cela suggère que la marque pourrait avoir une toute nouvelle transmission en cours de développement.

Nous avons contacté CeramicSpeed ​​pour un commentaire qui n'a pas nié la possibilité, et a étonnamment donné un aperçu intéressant...

Avant d'entrer dans les détails du brevet de CeramicSpeed ​​sur la chaîne à rouleaux Rocker Joint (colorisée par nous, ci-dessus), il est pertinent de jeter un coup d'œil à la chaîne à rouleaux traditionnelle qui est utilisée dans toutes les disciplines cyclistes aujourd'hui. Qu'est-ce qui ne va pas avec ça pour que CeramicSpeed ​​cherche à le remplacer par un nouveau design ?

CeramicSpeed ​​est bien connu pour ses lubrifiants de transmission réduisant les frottements, et bien sûr ses cages de dérailleur OSPW. Ces derniers, grâce à leurs poulies surdimensionnées, réduisent le frottement global au sein d'une transmission donnée. Il le fait en réduisant l'angle d'articulation requis entre les maillons de la chaîne et en réduisant ainsi la quantité de glissement entre les composants constitutifs, c'est-à-dire : l'axe, le rouleau et les plaques intérieure et extérieure.

En effet, la chaîne à rouleaux génère des frottements indésirables grâce à ces surfaces de glissement - la surface extérieure de la goupille à la surface intérieure du rouleau et les surfaces extérieures du rouleau aux surfaces intérieures de la plaque intérieure. Une friction accrue équivaut à une traînée accrue dans le système, ce qui se traduit par la perte de précieux watts qui pourraient autrement être consacrés à la propulsion vers l'avant. La chaîne à rouleaux CeramicSpeed ​​Rocker Joint supprime la plupart de ces surfaces de glissement pour créer une chaîne de vélo qui présente moins de pertes par frottement.

Les chaînes qui utilisent un Rocker Joint entre les maillons ne sont pas nouvelles. Ils ont été largement utilisés dans les applications industrielles à charge plus élevée, en particulier dans l'industrie automobile, mais leur utilisation sur les vélos a été empêchée en raison du fait qu'ils ne satisfont pas aux exigences d'une transmission de vélo moderne.

Alors, quelles sont exactement les exigences de chaîne d'une transmission de vélo moderne ? Au-delà de la fonction première de transfert de charge de la chaîne, celle-ci doit présenter les caractéristiques suivantes :

Afin d'accéder aux avantages à faible frottement d'une chaîne Rocker Joint pour une transmission de vélo à plusieurs vitesses, CeramicSpeed ​​a mis au point un nouveau design de chaîne qui pourrait voir le jour sur une toute nouvelle transmission. Nous avons contacté Paul Sollenberger, chef de produit senior chez CeramicSpeed. Vous trouverez ci-dessous sa réponse agréablement perspicace qui, à la grande surprise de personne, fait référence à une réduction de la friction et de l'usure.

"Ce concept de chaîne à bascule développé par notre équipe R&D est né de notre étude continue du frottement de la transmission et de la manière de réduire davantage les inefficacités dans la mesure du possible. Une chaîne à rouleaux traditionnelle ne bénéficie pas réellement des surfaces de roulement en ce qui concerne sa fonction mécanique. Le rouleau repose contre le creux de la dent et glisse contre l'axe et la plaque de chaîne intérieure, qui glisse également contre la plaque de chaîne extérieure".

"Nous savons très bien comment divers matériaux de lubrification liquides ou solides peuvent affecter l'efficacité et l'usure de ces surfaces de glissement. Notre revêtement de chaîne UFO Drip fonctionne extrêmement bien dans divers environnements pour maintenir la friction et la traînée au minimum - mais tant qu'une certaine friction mesurable est présente, nous savons qu'il y a encore place à l'amélioration. Actuellement, c'est entre 2 et 3 watts de friction dans les meilleures conditions. En tenant compte des conditions extrêmes de boue et de contamination, cette traînée peut également être des multitudes plus élevée".

"Les chaînes à bascule sont couramment utilisées dans les applications industrielles et automobiles et excellent dans le transfert de charge avec une traînée supplémentaire minimale, ainsi qu'une durabilité exceptionnelle grâce à l'utilisation d'un point de pivot basculant plutôt qu'un point de pivot coulissant".

"Consciente de ces avantages, notre équipe a relevé le défi de surmonter les limites de conception qui empêchent les chaînes à bascule existantes d'être adaptées à une utilisation cycliste. Principalement, la quantité d'articulation de chaîne requise pour les engrenages/pignons plus petits, la nécessité d'une articulation inversée (requise par la poulie de guidage d'un dérailleur), la ligne de chaîne variable et la largeur globale de la chaîne limitent".

"Les nouvelles inventions sur le brevet de l'équipe R&D de CeramicSpeed ​​ont répondu à ces limitations pour aller de l'avant dans le développement de la solution de transmission la plus efficace possible".

"L'équipe a pu atteindre ses objectifs et prouver le concept d'utilisation d'une interface de maillon de chaîne à bascule dans la conception d'une transmission à dérailleur traditionnelle.Cependant, le pas de la chaîne à bascule augmente et diminue sur toute sa plage d'articulation, ce qui signifie que des pignons et des engrenages spéciaux sont nécessaires pour permettre l'adoption de cette conception de chaîne à bascule. La résolution de certains défis de conception conduit souvent à de nouveaux concepts à explorer. En tant que tel, nous n'avons pas de calendrier à partager concernant une transmission de style rocker".

"Notre équipe R&D continue de tester divers concepts qui peuvent perturber le statu quo en matière d'efficacité et de durabilité de la transmission. Nous restons convaincus que notre gamme de produits UFO et de composants CeramicSpeed ​​équipés de roulements en céramique hybrides fabriqués à la main sont les meilleures solutions disponibles aujourd'hui pour tous les cyclistes qui cherchent à tirer le meilleur parti de leurs efforts de conduite".

La conception de l'axe de culbuteur est centrée sur l'utilisation de deux axes de culbuteur (7&8) prenant en sandwich une goupille centrale "flottante" (6) avec un rouleau (22 ) les englobant, dans un agencement appelé "ensemble de broches de connexion". Les rayons de l'arc de surface des culbuteurs déterminent l'angle d'articulation maximal entre les maillons voisins. Le brevet se lit comme suit:

"En particulier, pour les chaînes de vélo décrites ici, l'angle de contact de roulement θ de chaque culbuteur7,8 permet deux fois l'angle d'articulation d'une chaîne à bascule traditionnelle sans axe central. Avec cela, des angles d'articulation plus élevés peuvent être produits tout en maintenant des arcs de surface de culbuteur à rayons plus grands, et des surfaces de culbuteur à rayons plus grands produisent moins de glissement (et donc moins d'usure et de pertes par frottement) aux angles d'articulation plus élevés. Dans certains modes de réalisation, l'angle d'articulation θ est de -40° à +40° par rapport à l'axe horizontal (par exemple, 80° d'articulation totale), comme de -36° et +36°."

Comme vous pouvez l'imaginer, plusieurs modes de réalisation de la conception sont décrits. Dans certains, l'un des axes basculants est fixé aux plaques extérieures soit parce qu'il est solidaire de l'une d'elles, soit parce qu'il y est emmanché à force. Quoi qu'il en soit, cet axe de culbuteur s'étend à travers une ouverture dans les plaques intérieures. Dans certains scénarios, le deuxième axe de culbuteur de l'agencement est fixé à la paire de plaques intérieures, mais le brevet reconnaît qu'il serait globalement plus avantageux que les plaques intérieures et le deuxième axe de culbuteur soient associés de manière plus lâche. Il se lit comme suit :

"De plus, les chaînes de vélo décrites ici peuvent permettre la flexion latérale de la chaîne. À titre d'exemple non limitatif, les culbuteurs peuvent ne pas être fermement fixés à la paire de plaques intérieures associées, et les maillons intérieurs peuvent pivoter (lacet) quelque peu par rapport à et au point de contact de la culbuteur en réponse à l'inclinaison forcée de la chaîne, permettant ainsi une augmentation de la capacité de flexion latérale de la chaîne. , offrant finalement une flexion latérale accrue de la chaîne. »

Dans toutes les solutions possibles, la goupille centrale (6 ) contre lequel chaque culbuteur bascule est décrit comme "flottant". Le rouleau (22) entourant l'ensemble semble être, à tout le moins, essentiel pour empêcher les débris d'accéder aux surfaces de basculement, et susceptible d'aider à contenir la lubrification.

Comme Paul Sollenberger l'a mentionné, la conception du pivot entraînera en fait une légère variation du pas de la chaîne - en fonction de l'angle d'articulation - une caractéristique qui empêcherait l'utilisation de cette chaîne avec des cassettes et des plateaux traditionnels conçus pour être utilisés avec la chaîne à rouleaux conventionnelle régulière. C'est une petite différence, mais très probablement critique, dans les dimensions exactes. Cependant, le brevet inclut cette déclaration de compatibilité :

« Le rouleau22peut être utilisé pour permettre à la chaîne d'être compatible avec les profils de dents standard des pignons de vélo modernes". Il poursuit en disant : "Dans un mode de réalisation non limitatif, le diamètre intérieur du rouleau22peut être ovale".

Il semble assez peu probable que la chaîne à rouleaux Rocker Joint de CeramicSpeed ​​se retrouve sur des vélos destinés à faire du tout-terrain. Tout débris pénétrant dans l'espace entre les goupilles de culbuteur et la goupille centrale pourrait limiter l'articulation des maillons et empêcher la chaîne de fonctionner de manière cohérente. Il nous semble qu'il faudrait des conditions routières ultra-propres pour que les avantages proposés de réduction de la friction se concrétisent.

Mais CeramicSpeed ​​​​sont également de grands nerds de la lubrification, alors peut-être qu'ils pourraient et voudraient concevoir un traitement pour empêcher les débris d'entrer et donner aux coureurs XC et à l'avantage aussi?

Quoi qu'il en soit, c'est cool de voir toujours plus d'innovation dans ce (petit) espace. Avec la solide histoire d'investissement de CeramicSpeed ​​dans des produits qui favorisent l'efficacité de la transmission, il semble logique qu'ils passeront un jour au niveau supérieur et tenteront de concevoir la transmission de vélo la plus efficace possible. En fait, ils y sont depuis un certain temps – qui pourrait oublier le CeramicSpeed ​​DriveShaft ?

Cette chaîne à rouleaux à joint basculant peut présenter une alternative plus agréable au goût.

CeramicSpeed.com