Brevet FR2738210A1 — publié le 19970307

" Adaptation d'une transmission par friction à rapport variable sur un véhicule, en particulier sur un cycle, et dispositif de changement de rapports de vitesse intégré à la dite transmission. La présente invention concerne d'une manière générale les véhicules à propulsion quelconque. C'est le cas, par exemple des bicyclettes auxquelles on doit appliquer un couple de transmission à au moins une de leurs roues afin de les propulser. Pour ce faire, on place la dite transmission munie de son dispositif de changement de rapports sur un cycle. L'un des problèmes que doit affronter un cycliste est l'effort qu'il doit fournir pour propulser son cycle dans des configurations particulières, en fonction de la topographie du terrain rencontré. Ce problème est habituellement résolu par un dispositif de changement de rapports de transmission par pignons et chaîne diminuant ainsi l'effort à appliquer par le cycliste. Cependant cette solution ne permet évidemment pas de se placer entre deux rapports de vitesses consécutifs donc de choisir précisément le rapport désiré et adapté à la capacité physique du cycliste. De plus, cette solution technologique impose au moins un levier de commande de changement de rapport manoeuvrable à la main. Ceci peut occasionner une certaine confusion quant au choix du levier approprié ou au sens de déplacement de celui-ci pour obtenir le rapport de vitesse désiré. La présente invention a tout d'abord pour objet d'éliminer avantageusement ces inconvénients. De plus, cette transmission comporte un système de variation de rapport tout à fait souple et progressif permettant au cycliste de choisir exactement le rapport désiré. Ceci est rendu possible grâce à une conception basée sur un dispositif par friction d'au moins un galet quelconque de par sa forme, monté tournant autour d'un premier axe et appliqué sur au moins une face d'un disque globalement circulaire solidaire d'un pédalier tournant autour d'un second axe. Le galet est coulissable le long de son axe de rotation pour faire varier son éloignement par rapport à l'axe de rotation du disque, et ainsi le rapport. Pour ce faire, il est nécessaire de supprimer le contact entre le galet et le disque. Ceci est rendu possible par un seul levier d'embrayage-débrayage manoeuvré à la main par le cycliste. Lorsqu'une pression est maintenue sur ce levier, le pédalier du cycle est connecté à un système du changement de vitesse basé sur un système vis-écrou qui translate le galet suivant son axe de rotation. Le rapport varie plus ou moins en fonction du sens de rotation du pédalier du cycle actionné par le cycliste. Le levier étant relaché, le contact du galet sur le disque se fait à nouveau et donc la transmission à au moins une des deux roues du cycle. Le dit galet de friction est monté glissant le long d'un arbre creux transmettant le mouvement de rotation à la ou les roues motrices du cycle, par l'intermédiaire d'un jeu d'engrenages coniques à rapport de transmission fixe et approprié; ces engrenages ne faisant pas l'objet de cette invention. Tout arrêt du pédalier en rotation autorise néanmoins la rotation des roues motrices par l'adaptation d'un dispositif à roue libre. Les objets de l'invention, leurs caractéristiques et leurs avantages ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective du dispositif de transmission intégrant son système de changement de rapports, vu du coté arrière droit du véhicule. La figure 2 est une vue en perspective de ce même dispositif vu du coté arrière gauche du véhicule montrant également le levier d'embrayage-débrayage. La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne I-II de la figure 1 représentant un schéma de l'ensemble en configuration transmission de mouvement à la roue du véhicule. La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne I-II de la figure I représentant un schéma de l'ensemble en configuration changement de vitesses. La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne I-II de la figure 1 représentant un dessin technique à échelle réduite de la partie avant du dispositif. La figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne I-II de la figure 1 représentant un dessin technique à échelle réduite de la partie arrière du dispositif Tel qu'illustré sur ces figures, il s'agit globalement, de faire varier le rapport de transmission appliqué à la roue (19) grâce à un dispositif intégré de changement de vitesses associé à une transmission de type par friction sur un véhicule. Comme le montre la figure 5, cet ensemble se compose par exemple d'un axe (10) sur lequel est monté coulissante une bride (27) arrêtée en rotation par rapport à cet axe (10) par un clavetage (28). Se trouve intercalé entre, d'une manière générale, le bâti (29) du véhicule et la bride (27) successivement une rondelle (32) immobilisée sur l'axe (10) par la vis (33) et un ressort de compression (9) monté sur l'axe (10). Un galet conique (7) muni d'une bande en élastomère (30) est monté sur la bride (27) et se trouve immobilisé sur celle-ci au moyen de la vis de pression (31). Le disque (6) globalement à faces planes est monté centré sur la bride (27) et fixé par les vis (34). Un système (1) de type pédales est rapporté sur l'axe (10). Comme l'indiquent les figures 5 et 6, monté perpendiculairement à l'ensemble décrit ciavant, un arbre creux (26) dans lequel une rainure longitudinale (58) est pratiquée. Un bouchon (35) est vissé à l'une de ses extrémités et supporte un roulement (36) bloqué en translation par l'anneau élastique (37). Le roulement (36) est arrêté en translation dans son logement (38) muni d'une patte (39) par un anneau élastique (49). A l'autre extrémité du tube (26) est soudé un embout (40) qui supporte le palier (15) muni de son roulement (41) . Ce palier est immobilisé sur l'embout (40) par la vis de pression (42) . Le palier (15) est appliqué sur la plaque (71) solidaire du bâti du véhicule et fixé par les vis (72). La roue dentée (16) est également emmanchée sur l'embout et immobilisée par la vis de pression (43) qui se loge dans la rainure (44) pratiquée dans l'arbre (40), pour permettre un réglage éventuel de la roue dentée (16) en translation par rapport à l'autre roue dentée (17), afin d'obtenir un engrenage optimal entre les deux roues à denture conique. La roue dentée (17) est montée vissée sur une roue libre (18), solidaire de la roue motrice du véhicule. Une vis (12) à grand pas, filetée sur une partie de sa longueur est introduite dans l'arbre creux (26). L'extrémité sphérique (45) de la vis (12) se loge dans le trou cylindrique (46) pratiqué dans l'embout (40). Sur l'autre extrémité de la vis (12) est emmanché un roulement (47) arrêté en translation sur la vis par un anneau élastique (48). Ces dispositifs assurent ainsi le guidage en rotation de la vis (12). Sur cette même extrémité est monté un galet conique (20) arrêté sur la vis (12) par une goupille (73). Le bouchon (35) est percé en son milieu pour permettre le passage de l'extrémité de la vis (12). Un écrou (21) est vissé sur la vis (12). Cet écrou se trouve percé d'un trou cylindrique (50) en son milieu transversalement. Le tube (26) reçoit sur son diamètre extérieur un galet cylindrique (13) percé transversalement par un trou cylindrique (54) et se trouve muni d'un bandage (51) en élastomère. Un lamage (52) est pratiqué à l'intérieur du galet (13) pour recevoir le bouchon (35) lorsque ce même galet se trouve translaté vers l'extrémité de l'arbre (26). Dans le diamètre intérieur du galet (13) est pratiquée une rainure (53) dans laquelle se loge une clavette (55), immobilisée dans le galet par une vis (56) dont le téton (57) se loge dans le trou (50) de l'écrou (21), rendant ainsi solidaire le galet (13) et l'écrou (21). La clavette (55) se loge également dans la rainure (58) du tube (26). Le galet (13) équipé est ainsi lié au tube (26) par une liaison glissière. Comme l'indiquent les figures 1 et 2, l'étrier (59) globalement en forme de U se trouve fixé sur le bâti du véhicule par sa partie centrale. Les deux ailes du U de l'étrier (59) sont percées à leurs extrémités et traversées par un axe (2) arrêté en translation par deux anneaux élastiques (61). Deux entretoises (62) et (63) sont montées sur l'axe (2). Intercalé entre les deux entretoises se trouve un second étrier (64) pouvant pivoter autour de l'axe (2). Un axe (65) est rapporté et soudé sur l'étrier (64) en son point milieu comme indiqué sur la figure 1. L'axe (65) est muni à son extrémité d'un roulement (3) arrêté en translation sur l'axe (65) par un écrou (66) indiqué sur la figure 5. A l'extrémité de chaque aile (24) de l'étrier (64) sont soudés des plots (67) rainurés recevant chacun l'extrémité de deux ressorts de traction (4) et (68). Comme l'indique la figure 2, L'autre extrémité de chaque ressort (4) et (68) est immobilisée par une goupille (69) montée dans une chape (70) fixée sur la plaque (71). La patte (39) du logement (38) est fixée sur l'équerre (74) par deux vis (75) indiquées sur la figure 5. L'équerre (74) est fixée sur le bâti du véhicule par les vis (60). Le levier (23) pivotant autour de l'axe (25) permet de faire coulisser le câble (5) dans la gaine (76),1'autre extrémité du câble (5) étant fixé à l'extrémité de l'aile supérieure (24). Bien entendu, la présente invention ne se limite cependant pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution. Comme l'indique la fig.3, le dispositif se trouve en configuration de transmission du mouvement à la roue arrière du cycle: Le pédalier (1) tournant autour de l'axe (10) transmet un mouvement de rotation au disque (6) lié à (1) par une liaison glissière. Le disque (6) entraîne le galet de friction (13). La transmission est assurée correctement par le roulement (3) qui exerce un effort de pression sur le disque (6) et le galet (13) par l'intermédiaire du levier (24) et du ressort (4). La liaison glissière entre le galet (13) et l'arbre creux de transmission (26) permet d'appliquer à la roue arrière (19) du cycle un mouvement de rotation par l'intermédiaire des pignons coniques (16) et (17). L'arbre (26) est guidé en rotation par les paliers (11) et (15). La roue libre (18) permet au cycliste de s'arrêter de pédaler tout en laissant son mouvement de rotation à la roue (19) Comme l'indique la figure 4, le dispositif se trouve en configuration changement de rapports de transmission. Le cycliste agit sur la manette (23) pivotant autour de son axe (25) tirant ainsi le câble (5). Ce câble exerce sur le ressort (4) un effort de traction qui fait pivoter le roulement (3) autour de l'axe (2) par l'intermédiaire du levier (24). Le disque (6) se translate suivant son axe (10) grâce à la liaison glissière (8) poussé par le ressort (9). Le disque se dégage du galet (13) supprimant ainsi la transmission à la roue arrière (19). Pendant cette opération, le galet conique (7), solidaire du disque (6) transmet un mouvement de rotation à la vis (12) tournant autour des paliers (14) et (22) par l'intermédiaire du galet conique (20). La pression entre les galets (7) et (20) est assurée par le ressort (9) évitant ainsi le glissement entre les deux galets. Quand le cycliste agit sur le pédalier (1), la vis tourne et translate, grâce à l'écrou (21), le galet (13) lié à l'arbre (26) par une liaison glissière. Cette translation du galet (13) permet de faire varier le rapport de transmission en éloignant plus ou moins le galet (13) de l'axe (10) du pédalier. Quand le rapport de transmission semble correct, le cycliste relâche la manette (23), appliquant de nouveau le roulement (3) sur le disque (6) qui se translate suivant son axe (10) et s'applique sur le galet (13) assurant de nouveau la transmission du mouvement à la roue (19). Pendant cette opération, les galets coniques (7) et (20) se désolidarisent, annulant la transmission à la vis (12). REVENDICATIONS 1 - Adaptation d'une transmission par friction à rapport variable sur un véhicule, en particulier un cycle, du genre comportant, d'une part un disque (6) globalement circulaire tournant autour d'un axe (10) et entraînant un galet (13) solidaire de l'arbre creux de transmission (26) appliquant à la roue (19) un mouvement de rotation après renvoi à 90 degrés, d'autre part par un dispositif de changements de rapports de vitesses caractérisé par une vis (12), translatant le galet (13) suivant le rayon du disque (6) grâce à l'écrou (21) et se trouvant entraîné en rotation par les galets coniques (7) et (20) en configuration changement de rapport. 2 - Dispositif de changement de vitesses et adaptation d'une transmission suivant la revendication (1), caractérisés par un roulement (3) appliquant un effort de pression sur le disque (6) grâce aux ressorts (4) et (68) plaquant le disque (6) sur le galet (13), lui transmettant ainsi un mouvement de rotation. 3 - Dispositif de changement de vitesses et adaptation d'une transmission suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisés en ce que l'ensemble disque (6) et galet conique (7), liés à l'arbre (10) par une liaison glissière, se translate grâce à l'effort engendré par le ressort (9). 4 - Dispositif de changement de vitesses et adaptation d'une transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisées en ce que le galet (13), équipé d'un bandage (51) en élastomère, est lié à l'arbre creux (26) par une liaison glissière. 5 - Dispositif de changement de vitesses et adaptation d'une transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que la vis (12) est une vis à grand pas permettant de translater le galet (13) suivant le rayon du disque (6) en un nombre limité de tours de pédales et dont une extrémité est de forme usinée globalement sphérique. 6 - Dispositif de changement de vitesses et adaptation d'une transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisés en ce que l'écrou (21) est rendu solidaire du galet (13) par exemple, par une vis (56) à téton. 7 - Dispositif de changement de vitesses et adaptation d'une transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisés en ce que les ressorts (4) et (68) sont fixés par une extrémité au bâti du véhicule et par l'autre aux leviers (24) de l'étrier (64). 8 - Dispositif de changement de vitesses et adaptation d'une transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisés en ce que la vis (12) est guidée en rotation par un roulement (47) et d'autre part grâce à la sphère (45) se logeant dans le trou cylindrique (46). 9 - Dispositif de changement de vitesses et adaptation d'une transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisés en ce que l'arbre creux (26) est guidé en rotation par les paliers (11) et (15). 10 - Dispositif de changement de vitesses et adaptation d'une transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisés en ce que le galet conique (7) est équipé d'un bandage en élastomère (30).