Brevet FR3121423A1 — publié le 20221007

L’invention concerne un dispositif de changement de vitesse pour engin de mobilité comportant : un arbre de sélection (40) dans lequel sont disposées une navette et une vis sans fin, au moins deux pignons d’entrée agencés pour tourner librement autour de l’arbre de sélection ( 40 ), au moins deux pignons de sortie solidaires en rotation d’un arbre creux , un actionneur de changement de vitesse agencé pour déplacer la navette le long de la vis sans fin entre au moins deux positions, et engager un rapport sélectionné, au moins deux cliquets (42) disposés au niveau de l’arbre de sélection (40) ,.chaque cliquet (42) étant associé à un dispositif de soulèvement (43) permettant de soulever le cliquet via la navette, et à enclencher le rapport sélectionner via les pignons d’entrée et de sortie, caractérisé en ce qu’il comporte également une bague de maintien (44) élastique, pour maintenir l’ensemble des cliquets (42) , en place à l’intérieur de l’arbre de sélection (40). Figure à publier avec l’abrégé : 6 Dispositif de changement de vitesse simplifié et engin de mobilité associé. La présente invention concerne le domaine des dispositifs de changement de vitesses, et plus particulièrement un dispositif de changement de vitesse pour un engin de mobilité utilisant au moins une propulsion électrique, et par exemple un vélo à assistance électrique. Lors du fonctionnement d’un engin de mobilité, une force motrice est transmise aux roues par l'intermédiaire d’un système de manivelle tournant autour d'un axe de pédalier qui entraîne la roue arrière généralement par une chaîne. Il est déjà connu dans l’art antérieur des boites de vitesses pour engin de mobilité Par exemple, le brevet FR2913661 divulgue un dispositif de changement de vitesses pour vélos comportant une boîte de vitesses à engrenages et une navette coulissante pour effectuer la sélection du rapport de vitesse. La navette agit sur un système à cliquets qui vont à leur tour agir sur des pignons d’entrée pour enclencher la vitesse choisie. L’inconvénient du système décrit dans ce brevet provient du fait qu’il comporte de nombreuses pièces, ce qui complexifie sa fabrication, son montage et le rend plus couteux. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l’art antérieur en proposant un dispositif de changement de vitesse simplifié. Pour cela la présente invention propose un dispositif de changement de vitesse pour engin de mobilité comportant : un arbre de sélection dans lequel sont disposées une navette et une vis sans fin, au moins deux pignons d’entrée agencés pour tourner librement autour de l’arbre de sélection, au moins deux pignons de sortie solidaires en rotation d’un arbre creux, un actionneur de changement de vitesse agencé pour déplacer la navette le long de la vis sans fin entre au moins deux positions, et engager un rapport sélectionné, au moins deux cliquets disposés au niveau de l’arbre de sélection, chaque cliquet étant associé à un dispositif de soulèvement permettant de soulever le cliquet via la navette, et à enclencher le rapport sélectionner via les pignons d’entrée et de sortie, le dispositif comportant également une bague de maintien élastique, pour maintenir l’ensemble des cliquets, en place à l’intérieur de l’arbre de sélection. Selon un mode de réalisation de l’invention, la bague de maintien forme un cylindre plaqué à l’intérieur de l’arbre de sélection, contre la surface interne de l’arbre de sélection. Selon un mode de réalisation de l’invention, la bague de maintien comporte au moins deux languettes formées à partir de la bague. Selon un mode de réalisation de l’invention, des languettes sont formées par découpage, emboutissage ou pliage de la bague de maintien. Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque languette est disposée sous un cliquet au niveau d’une partie du cliquet insérée dans un logement formé dans l’arbre de sélection. Selon un mode de réalisation de l’invention, la bague de maintien comporte des ouvertures qui coopèrent avec des billes placées sous les cliquets. Selon un mode de réalisation de l’invention, la bague de maintien comporte au moins une série de sept languettes disposées les unes à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection et au moins une série de sept ouvertures disposées les unes à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection, sous chaque bille. Selon un mode de réalisation de l’invention, les séries de languettes et d’ouverture sont intercalées dans la direction radiale de la bague de maintien. L’invention concerne également un engin de mobilité, notamment engin de mobilité à assistance électrique, comportant un dispositif de changement de vitesse selon l’invention. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’engin est un vélo à assistance électrique D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: la [Fig. 1] est une vue d’un engin de mobilité selon un des aspects de l’invention, la [Fig. 2] illustre l’ensemble de transmission de l’engin de mobilité de la Figure 1, la [Fig. 3a] illustre une vue en coupe d’une partie de l’ensemble de transmission a) et de l’ensemble de transmission b), la [Fig. 3b] illustre une vue en coupe de l’ensemble de transmission, la [Fig. 4] est une vue en coupe d’un dispositif de changement de vitesse selon l’invention, la [Fig. 5] est une vue en élévation de la bague de maintien selon l’invention, la [Fig. 6] est une vue en coupe d’une partie du dispositif de changement de vitesse avec la bague de maintien selon l’invention, la [Fig. 7] est une vue de l’intérieur du boitier intégrant une partie de l’ensemble de transmission selon l’invention. La illustre un engin de mobilité 1 selon un des aspects de l’invention. L’engin 1 est ici un vélo à assistance électrique comportant un moteur électrique 2. Le moteur électrique 2 est agencé pour assurer une partie de la propulsion de l’engin. Le vélo comporte au moins deux roues 3, 3 ‘auxquelles est fournie une force motrice, par l’intermédiaire de deux pédales ou équivalent tournant autour d'un axe de pédalier d’axe Xp qui entraîne la roue arrière par exemple par une chaîne, ou tout autre moyen de transmission lors de son utilisation. L’engin 1 comporte également une unité de pilotage 4 ainsi que plusieurs capteurs 5, 5’, 5’’, situés par exemple au niveau du pédalier, sur le cadre du vélo ou au niveau d’une roue 3, 3’. L’engin 1 ici représenté comporte également un dispositif de stockage d’énergie sous forme d’une batterie 6, un système d’éclairage 7, un pédalier 8 d’axe Xp, un système de localisation et/ou navigation 90 ainsi qu’un système interface homme-machine 91 comportant notamment un écran tactile apte à afficher des informations pour et/ou prendre en compte les demandes dudit utilisateur. Le système interface homme-machine 91 est en particulier relié au système de localisation 90 et sert d’interface de navigation. L’invention n’est pas limitée à un système interface homme-machine particulier, et peut comporter tout système connu de l’homme du métier. Les roues 3, 3’ sont munies d’un système de freinage 31, comportant notamment des freins à disque 32. L’engin 1 comporte un ensemble de transmission 10 illustré . L’ensemble de transmission 10 comporte un dispositif de changement de vitesse 20 selon l’invention et le moteur électrique 2 pour fournir une partie de la puissance pour la propulsion de l’engin 1. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble de transmission 10 est au moins en partie logé dans un boîtier 30 (illustré ) ici positionné au niveau du pédalier 8 dont l’axe Xp est confondu avec l’axe de sortie X v du dispositif de changement de vitesse 20. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 illustré et comporte au moins 2 rapports, et par exemple 7 rapports entre un premier rapport dit rapport n°1 et un rapport supérieur dit rapport n°7. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte une série de sept pignons de sortie 60 d’axe X , de référence F 1 à F 7 , solidaires en rotation d’un arbre creux 80 et une série de sept pignons d’entrée 50, de référence Fr 1 à Fr 7 agencés pour tourner librement autour de l’arbre de sélection 40. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’arbre de sélection 40 illustré et loge une navette 41 entourant une vis sans fin 21 du dispositif de changement de vitesse 20. Selon une variante de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte un train épicycloïdal. L’engin 1 selon l’invention, comporte un actionneur de changement de vitesse 70 agencé pour déplacer la navette 41 le long de la vis sans fin 21 par une liaison cinématique hélicoïdale, entre au moins 2 positions et par exemple entre 7 positions de P 1 à P 7 et engager un rapport sélectionné. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’arbre de sélection 40 est creux. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’actionneur de changement de vitesse 70 comporte des moyens électriques de déplacement de la navette 41, sous forme d’un motoréducteur. Celui-ci comporte un moteur 81 et un réducteur 82. Selon un mode de réalisation de l’invention, le motoréducteur comporte également un pignon 22 sur l’axe de la vis sans fin 21, un pignon 22’ intermédiaire et un pignon 22’’’ sur l’axe Xm du moteur 81. Les dentures des pignon 22, 22’, 22’’ peuvent être droites comme illustré ou hélicoïdales dans une variante non illustrée. Le guidage en rotation de la vis sans fin 21 est par exemple assuré à l’aide de roulements à chacune de ses extrémités. Selon un mode de réalisation de l’invention, la navette 41 est configurée pour, lors de son déplacement, se positionner sous le pignon du rapport sélectionné, et enclencher ce rapport. Selon un mode de réalisation de l’invention, la navette 41 est configurée comme celle décrite dans la demande FR2975367. Selon un mode de réalisation de l’invention, le motoréducteur comporte des pignons d’axes parallèles comme illustré ou d’axes perpendiculaires. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’actionneur de changement de vitesse 70 comporte un engrenage conique, droit ou hélicoïdal et/ou avec un étage ou plus. Selon une variante de réalisation de l’invention, l’actionneur de changement de vitesse 70 a une courroie ou une chaîne ou un cardan ou des pignons. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte au niveau de l’arbre de sélection 40 au moins deux cliquets 42 et par exemple pour un engin 1 à 7 vitesses, comporte sept cliquets 42. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte une série de sept cliquets disposés les uns à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection 40. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte au moins une série d’au moins sept cliquets disposés les uns à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection 40. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte trois séries d’au moins sept cliquets disposés les uns à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection 40. Les séries étant disposées à 120 degrés l’une de l’autre autour de l’arbre de sélection 40. Les cliquets 42 ont une forme configurée pour coopérer avec les pignons d’entrée Fri. Les cliquets 42 sont insérés dans des évidements 420 formés sur l’arbre de sélection 40 par une extrémités 422. Cette extrémité est totalement insérée dans le logement de façon à être plaquée contre la face supérieur 423 du logement 420. Chaque cliquet 42 est associé à un dispositif de soulèvement, et par exemple une bille 43, visible et disposée dans un perçage 430 de l’arbre de sélection 40, dépassant à l’intérieur de l’arbre40, placée sous chaque cliquet 42 de façon à pouvoir le soulever via la navette 41. Lorsque la vitesse est sélectionnée, la navette 41 est positionnée sous le pignon d’entrée Fr I correspondant au rapport i sélectionné, qui est alors bloqué en rotation par un des cliquets 42, et engrène avec le pignon correspondant de sortie. Dans le cadre de l’invention, le maintien des cliquets 42 est réalisée par une bague de maintien 44 illustré et . Selon un mode de réalisation de l’invention, la bague est en matière élastique. Selon un mode de réalisation de l’invention, la bague 44 est en acier ressort emboutie. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la bague 44 est en plastique. Cette bague de maintien 44 est disposée à l’intérieur de l’arbre de sélection 40. La bague 44 forme un cylindre plaqué à l’intérieur de l’arbre de sélection 40, contre la surface interne de l’arbre de sélection 40. Le maintien est ainsi réalisé par l’intérieur de l’arbre de sélection 40. Selon un mode de réalisation de l’invention, la bague est ouverte dans le sens longitudinal. La longueur de la bague 44 est déterminée de façon à ce que l’ensemble des cliquets 42 soit maintenu. Selon un mode de réalisation de l’invention, la bague de maintien 44 comporte des ouvertures 440 qui coopèrent avec les billes 43 placées sous les cliquets. La bague de maintien 44 permet ainsi de maintenir les billes 43 en place. Selon un mode de réalisation de l’invention, la bague de maintien 44 comporte au moins deux languettes 441 formées à partir de la bague 44. Plus précisément, les languettes 441 sont formées par découpage, emboutissage ou pliage, ou tout autre procédé permettant d’obtenir une forme de languette, de la bague de maintien 44. Selon un mode de réalisation la bague de maintien 44 comportent autant de languettes 441 que de cliquets 42. Chaque languette 441 est disposée sous un cliquet 4 au niveau de la partie 422 du cliquet 42 insérée dans le logement 420 formé dans l’arbre de sélection 40. La bague de maintien 44 permet ainsi de maintenir le cliquet en position fermé. Pour cela, la bague de maintien 44 exerce, par le biais des languettes, sur chaque cliquet 42 une pression, ou force de plaquage, suffisante pour plaquer le cliquet 42 dans le logement 420 tout en lui permettant d’être soulevé par la navette 41. La force de plaquage est définie de façon à contrer l’effet centrifuge sur le cliquet 42. C’est-à-dire que chaque languette 441 appuie sur l’extrémité 422 du cliquet qui est ainsi plaqué contre la face supérieur 423 du logement 420, l’autre extrémité 424 du cliquet est ainsi libre d’être soulevée par un effet pivot par la bille 43. Selon un mode de réalisation de l ‘invention, la bague de maintien 44 comporte au moins une série de sept languettes 441 disposées les unes à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection 40, sous chaque cliquet 42. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte trois séries d’au moins sept languettes 441 disposées les unes à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection 40. Les séries étant disposées à 120 degrés l’une de l’autre autour de l’arbre de sélection 40. Selon un mode de réalisation de l ‘invention, la bague de maintien 44 comporte au moins une série de sept ouvertures 440 disposées les unes à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection 40, sous chaque bille 43. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte trois séries d’au moins sept ouvertures 440 disposées les unes à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection 40. Les séries étant disposées à 120 degrés l’une de l’autre autour de l’arbre de sélection 40. Selon un mode de réalisation de l’invention les séries de languettes 441 et d’ouverture 440 sont intercalées dans la direction radiale de la bague de maintien 44. Lors de l’utilisation de l’engin, la navette 41 permet de sélectionner le rapport choisi qui va enclencher un pignon d’entrée Fri via un cliquet 42. Le pignon d’entrée Fri engrène ensuite avec un pignon de sortie Fi. Si l’engin 1 roule dans un rapport i, sans en changer, la vis sans fin 21 ne tourne pas. Lors d’un changement de rapport de vitesse la vis sans fin 21 est entrainée en rotation par l’actionneur de changement de vitesse 70 provoquant le mouvement axial de l’écrou 210 de la vis 21 qui entraine la navette 41 et permet ainsi le passage de rapport. Grâce à la liaison pivot ainsi réalisée le mouvement de rotation de la vis sans fin 21 est transformé en mouvement de translation de la navette 41. Selon un mode de réalisation de l’invention, une butée 211, 211’ limite à chaque extrémité le déplacement de la navette 41. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le déplacement de la navette est contrôlé par un capteur de position. Selon un mode de réalisation non illustré, la navette 41 est apte à prendre une position dite position neutre P0 pour laquelle aucun rapport de vitesse n’est engagé. La illustre plus en détail le boîtier 30 de l’engin de mobilité 1de la . Le boitier 30 comporte un carter 310 délimitant un premier logement 311 agencé pour loger les engrenages du dispositif changement de vitesse 20. Le carter 310 délimite également au moins deux deuxièmes logements 312, 313, 314, 315, distincts les uns des autres. L’ensemble de ces logements est agencé pour loger respectivement le moteur électrique 2, le réducteur 11, l’actionneur de changement de vitesse 70 et l’unité de pilotage 4 de l’engin de mobilité. Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins un deuxième logement est étanche, et par exemple celui agencé pour contenir l’unité de pilotage 4. Selon un mode de réalisation de l’invention, le carter 310 logeant le dispositif changement de vitesse 20 est fermé par deux flasques latéraux 317, dont un seul est illustré sur la . Le premier logement 311 présente deux ouvertures en regard dans les flasques latéraux 317 pour accueillir l’axe de pédalier de l’engin de mobilité1. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications. Dispositif de changement de vitesse (20) pour engin de mobilité (1) comportant : un arbre de sélection (40) dans lequel sont disposées une navette (41) et une vis sans fin (21), au moins deux pignons d’entrée (50, Fri) agencés pour tourner librement autour de l’arbre de sélection ( 40 ), au moins deux pignons de sortie (60, Fi) solidaires en rotation d’un arbre creux (80) un actionneur de changement de vitesse (70) agencé pour déplacer la navette (41) le long de la vis sans fin (21) entre au moins deux positions, et engager un rapport sélectionné, au moins deux cliquets (42) disposés au niveau de l’arbre de sélection (40) ,.chaque cliquet (42) étant associé à un dispositif de soulèvement (43) permettant de soulever le cliquet via la navette (41), et à enclencher le rapport sélectionner via les pignons d’entrée et de sortie, caractérisé en ce qu’il comporte également une bague de maintien (44) élastique, pour maintenir l’ensemble des cliquets (42) , en place à l’intérieur de l’arbre de sélection (40). Dispositif de changement de vitesse (20) selon la revendication 1, dans lequel la bague de maintien (44) forme un cylindre plaqué à l’intérieur de l’arbre de sélection (40), contre la surface interne de l’arbre de sélection (40). Dispositif de changement de vitesse (20) selon la revendication 1 ou2, dans lequel la bague de maintien (44) comporte au moins deux languettes (441) formées à partir de la bague (44). Dispositif de changement de vitesse (20) selon une des revendication 1 à 3, dans lequel des languettes (441) sont formées par découpage, emboutissage ou pliage de la bague de maintien (44). Dispositif de changement de vitesse (20) selon une des revendication 1 à 4, dans lequel chaque languette (441) est disposée sous un cliquet (42) au niveau d’une partie (422) du cliquet (42) insérée dans un logement (420) formé dans l’arbre de sélection (40). Dispositif de changement de vitesse (20) selon une des revendication 1 à 5, dans lequel la bague de maintien (44) comporte des ouvertures (440) qui coopèrent avec des billes (43) placées sous les cliquets (42). Dispositif de changement de vitesse (20) selon une des revendication 1 à 5, dans lequel la bague de maintien (44) comporte au moins une série de sept languettes (441) disposées les unes à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection (40) et au moins une série de sept ouvertures (440) disposées les unes à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection (40), sous chaque bille (43). Dispositif de changement de vitesse (20) selon une des revendication 6 à 7, dans lequel les séries de languettes (441) et d’ouverture (440) sont intercalées dans la direction radiale de la bague de maintien (44). Engin de mobilité (1), notamment engin de mobilité à assistance électrique, comportant un dispositif de changement de vitesse (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Engin de mobilité selon la revendication 9, dans lequel l’engin (1) est un vélo à assistance électrique.