Brevet FR3154694A1 — publié le 20250502

L’invention concerne un dispositif de changement de vitesse pour engin de mobilité comportant : un arbre de sélection dans lequel sont disposées une navette (41, 431, 413, Xn) et un moyen de déplacement de la navette (41), un actionneur de changement de vitesse agencé pour déplacer la navette (41) le long du moyen de déplacement entre au moins deux positions, et engager un rapport sélectionné, au moins deux cliquets disposés au niveau de l’arbre de sélection assurant la fonction d’enclenchement du rapport sélectionné caractérisé en ce que la navette comporte au moins deux moyens de sélection (412) d’un rapport, les moyens de sélections étant formés par au moins deux lames élastique et un anneau supportant les lames. Figure à publier avec l’abrégé : 5 Dispositif de changement de vitesse 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, la demande de brevet FR2975367 A1 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, via une bille ou un ressort, qui vont à leur tour agir sur des pignons d’entrée pour enclencher la vitesse choisie. L’inconvénient de ce type de système 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 un moyen de déplacement de la navette, un actionneur de changement de vitesse agencé pour déplacer la navette le long du moyen de déplacement entre au moins deux positions, et engager un rapport sélectionné, au moins deux cliquets disposés au niveau de l’arbre de sélection assurant la fonction d’enclenchement du rapport sélectionné la navette comportant au moins deux moyens de sélection d’un rapport, les moyens de sélections étant formés par au moins deux lames élastique et un anneau supportant les lames. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’anneau est configuré pour s’insérer sur une extrémité de la navette et se prolonge, le long de l’axe longitudinal Xn de la navette, par au moins deux lames élastiques. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’anneau comporte trois lames élastiques disposées à 120 degrés les unes des autres autour de la navette. Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque lame élastique comporte une extrémité libre permettant à la fonction élastique de la lame de se produire. Selon un mode de réalisation de l’invention, la lame comporte trois zones planes (disposées à la suite des autres, une zone centrale et une deuxième et troisième zones disposées de part et d’autre de la zone centrale formant chacune avec la zone centrale un angle inférieur à 120 degrés. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’extrémité de la lame opposée à l’extrémité libre est liée à l’anneau. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’anneau est maintenu en place par un anneau supplémentaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, la navette comporte des moyens anti-rotation. 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 FIG. 1 , les FIG. 3 et FIG. 3 illustre une vue en coupe d’une partie de l’ensemble de transmission a) et de l’ensemble de transmission b), 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 navette selon l’invention, la FIG. 6 est une représentation en élévation du moyen de sélection selon l’invention, la FIG. 7 est une vue en coupe de la navette selon l’invention, la FIG. 8 est une vue en coupe d’une partie du dispositif de changement de vitesse selon l’invention, la FIG. 9 est une vue en élévation d’une partie du dispositif avec élément de blocage du cliquet selon l’invention. La FIG. 1 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 tournant autour d'un axe de pédalier d’axe Xp FIG. 2 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 FIG. 2 , 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 FIG. 2 . 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 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 FIG. 3 et FIG. 3 ] comporte au moins 2 rapports, et par exemple 3 ou 7 rapports entre un premier rapport dit rapport n°1 et un rapport supérieur dit rapport n°3 ou 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 3 ou 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 3 ou 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 FIG. 4 loge une navette 41 entourant une vis sans fin 21 du dispositif de changement de vitesse 20. 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 3 ou 7 positions de P 1 à P 3 ou P 7 et engager un rapport sélectionné. 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. Dans le cadre de l’invention, la navette 41 illustrée FIG. 5 comporte des moyens de sélection 412 d’un rapport formés par au moins deux lames élastique 415 et un anneau 416 supportant les lames 415 illustrée FIG. 6 . Selon un mode de réalisation de l’invention, l’anneau 416 est configuré pour s’insérer sur une extrémité de la navette 41. L’anneau se prolonge, le long de l’axe longitudinal Xn de la navette 41, par au moins deux lames élastiques 415, et par exemple trois lames élastiques 415 illustré FIG. 5 et FIG. 6 . L’axe Xn de la navette 41 étant parallèle à l’axe X2 de l’arbre de sélection 40. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’anneau 416 comporte trois lames élastiques 415 disposées à 120 degrés les unes des autres autour de la navette 41. Selon un mode de réalisation de l’invention illustrée FIG. 7 , chaque lame élastique 415 comporte une extrémité libre 417 permettant à la fonction élastique de la lame de se produire. En effet, le fait qu’une extrémité soit libre, permet à la lame de s’aplatir et de se soulever. Selon un mode de réalisation de l’invention, cette extrémité libre 417 est recourbée pour favoriser la flexion de la lame 415. Selon un mode de réalisation de l’invention, la lame comporte trois zones planes 414, 418, 419 disposées à la suite des autres. Une zone centrale 414 et une deuxième et troisième zones 418, 419 disposées de part et d’autre de la zone centrale 414 formant chacune avec la zone centrale un angle inférieur à 120 degrés. L’ensemble de ces trois zones permet l’élasticité de la lame 415. Les deuxième 418 et troisième 419 zones sont orientées vers la surface de la navette 41. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’extrémité de la lame 415 opposée à l’extrémité libre 417 est liée à l’anneau 416. La liaison est faite soit parce la lame 415 forme une même pièce avec l’anneau 416, soit parce qu’elle est fixée par tous moyens compatibles avec son utilisation. Selon un mode de réalisation de l’invention, la zone centrale 414 coopère avec la bille permettant d’enclencher le cliquet. Cette zone centrale 414 est une zone de pression permettant de repousser le cliquet 42 et d’enclencher le rapport sélectionner. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’anneau est maintenu en place par un anneau supplémentaire 413. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’anneau supplémentaire 413 n’est pas plan radialement, mais a une forme en V, permettant un appui approfondi sur certaines zones de l’anneau 416, permettant ainsi de correctement positionner l’anneau 416. Cela permet de supprimer une étape dans la chaine de côte. Cet anneau supplémentaire 413 permet d’éviter aux moyens de sélection 412 d’avoir un jeu, et leur permet d’être maintenus en place sur la navette 41. Un tel moyen de sélection limite le nombre de pièces utilisées pour le dispositif de changement de vitesses. Selon un mode de réalisation de l‘invention, la lame 412 est en métal, en alliage de métal et par exemple en acier. Selon un mode de réalisation de l‘invention, la navette 41 est en polymère. Dans le cadre de l’invention, la navette 41 comporte des moyens anti-rotation 431. Ces moyens anti-rotations sont formés par au moins une bille 431 insérée à la surface de la navette 41. Selon un mode de réalisation de l’invention, la navette 41 comporte trois billes 431 intercalées avec les trois lames 415 des moyens de sélection 412. Les billes 431 sont surmoulées, collées ou fixées par tout autres moyens compatible avec leur utilisation. Ces moyens anti-rotation évite à la navette de tourner autour de la vis sans fin. Selon un mode de réalisation de l’invention, les moyens de rotation ont toutes formes compatibles avec leur fonction. Ainsi, 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, le moyen de sélection via une bille se positionne sous un cliquet ce qui permet 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, illustré FIG. 8 , 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 3 vitesses, comporte trois cliquets 42, ou 7 pour un engin à 7 vitesses. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte une série de trois ou 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 trois 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 deux séries d’au moins trois 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 180 degrés l’une de l’autre autour 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 trois cliquets disposés les uns à la suite des autres selon l’axe longitudinale X2 de l’arbre de sélection 40. Les séries sont 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 FIG. 8 disposée dans un perçage 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. Selon un mode de réalisation de l’invention, le cliquet est maintenu en place par un système de blocage radial 44 illustré FIG. 9 . C’est-à-dire un système 44 qui maintient les cliquets 42 plaqués dans leur logement, tout en leur permettant de se soulever via la navette 41. Selon un mode de réalisation de l‘invention, le système de blocage est formée d’une seule pièce. Cela facilite son montage, sa fabrication et limite les couts. Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de blocage 44 comporte une partie plane longitudinale 440. Selon un mode de réalisation de l’invention, le système 44 comporte au moins deux languettes 441, et par exemple sept languettes 441 dans le cas d’un engin à sept vitesses. Le système de blocage 44 est disposé sur l’arbre de sélection 40 de façon à ce que chaque languette 441 soit positionnée sur un cliquet 42. Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque cliquet 42 comporte un évidement 421 dont la forme est complémentaire à celle de la languette 441 de façon à ce que la languette 441 soit logée dans l’évidement 421 du cliquet, et ne bouge pas lors du blocage du cliquet. Le système de blocage 44 en rotation prend appuie sur le cliquet 42 de façon à le maintenir plaqué dans l’évidement vers l’intérieur de l’arbre de sélection 40, tout en permettant son soulèvement via la navette 41. Selon un mode de réalisation, la force de rappel du système de blocage 44 s’exerce vers l’intérieur de l’arbre de sélection 40. Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de blocage est disposé longitudinalement le long de l’axe X2 dans un sens ou dans l’autre. Selon un mode de réalisation de l ‘invention, le système de changement de vitesse comporte au moins deux ou trois système de blocage 44 en rotation disposés de façon à bloquer deux ou trois séries de cliquets. Ainsi le cliquet 42 est plaqué dans l’évidement vers l’intérieur de l’arbre de sélection 40, et maintenu en place par la force de rappel du système de blocage 44, et va se soulever au passage de 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 le soulèvement d’un des cliquets 42, et engrène avec le pignon correspondant de sortie Fi. Si l’engin 1 roule dans un rapport i, sans en changer, la vis sans fin 21 ne tourne pas. 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 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 un moyen de déplacement (21) de la navette (41), un actionneur de changement de vitesse (70) agencé pour déplacer la navette (41) le long du moyen de déplacement (21) entre au moins deux positions, et engager un rapport sélectionné, caractérisé en ce que la navette comporte au moins deux moyens de sélection (412) d’un rapport, les moyens de sélections étant formés par au moins deux lames élastique (415) et un anneau (416) supportant les lames (415). Dispositif de changement de vitesse (20) selon la revendication 1, dans lequel l’anneau (416) est configuré pour s’insérer sur une extrémité de la navette (41) et se prolonge, le long de l’axe longitudinal Xn de la navette (41), par au moins deux lames élastiques (415). Dispositif de changement de vitesse (20) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’anneau (416) comporte trois lames élastiques (415) disposées à 120 degrés les unes des autres autour de la navette (41). Dispositif de changement de vitesse (20) selon une des revendications 1 à 3, dans lequel chaque lame élastique (415) comporte une extrémité libre (417) permettant à la fonction élastique de la lame de se produire. Dispositif de changement de vitesse (20) selon une des revendications 1 à 4, dans lequel la lame comporte trois zones planes (414, 418, 419) disposées à la suite des autres, une zone centrale (414) et une deuxième et troisième zones (418, 419) disposées de part et d’autre de la zone centrale (414) formant chacune avec la zone centrale un angle inférieur à 120 degrés. Dispositif de changement de vitesse (20) selon la revendication 5, dans lequel l’extrémité de la lame (415) opposée à l’extrémité libre (417) est liée à l’anneau (416). Dispositif de changement de vitesse (20) selon une des revendications 1 à 6, dans lequel l’anneau est maintenu en place par un anneau supplémentaire (413). Dispositif de changement de vitesse (20) selon une des revendications 1 à 7, dans lequel la navette (41) comporte des moyens anti-rotation (431). 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.