Titre de l'invention : Dispositif de changement de vitesse simplifié etengin 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 parexemple unvéloà 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 parune 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 pluscouteux.

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 sontdisposées une navette et une vis sans fin, au moins deux pignons d'entrée agencés pourtourner librementautour de l'arbre de sélection, au moins deux pignonsde sortie solidairesen rotation d'un arbre creux, un actionneurde changement de vitesse agencé pour dé placer la navette le long de la vis sans fin entre au moi ns deux positions, et engager un rapport sélectionné, au moins deux cliquetsdisposésau 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 descliquets, en place à l'intérieurde l'arbre de sélection. Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague de maintienforme un cylindre plaqué à l'intérieurde 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 moinsdeux languettesforméesà 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 estdisposée sous un cliquet au niveau d'une partie du cliquet insérée dans un logementformé 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 X2de l'arbre de sélection, souschaque bille.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les séries de languettes et d'ouverture sont intercaléesdans 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 changementde 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 clairementà la lecture de la description faite, ci-après, en se référantaux figuresannexées, donnéesàtitre d'exemple et dans lesquelles: la [Fig. l] 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 changementde 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 boîtier intégrant une partie de l'ensemble de transmission selon l'invention.

La [Fig. 1] illustre un engin de mobilité 1 selon un des aspects de l'invention. L'engin 1 est id un vélo à assistance électrique comportant un moteurélectrique 2. Le moteurélectrique 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 parune 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 pédalier8 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 comportertout système connu de l'homme du métier.

Les roues 3, 3' sont muniesd'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 boîtier30 (illustré [Fig. 7]) ici positionné au niveau du pédalier8dont l'axe Xp est confondu avec l'axe de sortie X _v du dispositif de changementde vitesse 20.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de changementde vitesse 20 illustré [Fig. 3a] et [Fig. 3b] comporte au moins 2 rapports, et par exemple 7 rapports entre un premier rapport dit rapport n°l et un rapport supérieurdit 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 _v, de référence Fi à F 7, solidaires en rotation d'un arbre creux 80 et une série de sept pignons d'entrée 50, de référence Fri à Fr ₇ agencés pourtourner librementautourde l'arbre de sélection40.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre de sélection 40 illustré [Fig. 3a] et [Fig. 4] loge une navette 41 entourant une vis sans fin 21 du dispositif de changementde vitesse 20. Selon une variante de l'invention, le dispositif de changementde vitesse 20comporte un train épicycloïdal.

L'engin 1 selon l'invention, comporte un actionneurde changementde 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 positionset par exemple entre 7 positionsde Pi à P7 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'actionneurde changementde 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 motoréducteurcomporte également un pignon 22 sur l'axe de la vissans fin 21, un pignon 22' intermédiaire et un pignon 22''' sur l'axe du moteur 81. Les denturesdes pignon 22, 22', 22'' peuvent être droites comme illustré ou hélicoïdalesdans 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 positionnersous le pignon du rapport sélectionné, etenclencherce 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 motoréducteurcomporte des pignons d'axes parallèlescomme illustré [Fig. 3a] 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 sélection40au moinsdeuxcliquets42 et par exemple pour un engin 1 à 7 vitesses, comporte septcliquets42.

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 X2de l'arbre de sélection40.

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 X2de l'arbre de sélection40.

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 parexemple une bille 43, visible [Fig.4] et [Fig. 6] disposée dans un perçage de l'arbre de sélection40, dépassantà l'intérieurde I'arbre40, placée souschaque cliquet 42 de façon à pouvoirle soulevervia la navette 41.

Lorsque la vitesse est sélectionnée, la navette 41 est positionnée sous le pignon d'entrée Fn 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 [Fig. 5] et [Fig. 6]

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'intérieurde l'arbre de sélection 40.

La bague 44 forme un cylindre plaqué à l'intérieurde 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 descliquets42 soit maintenu.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague de maintien 44 comporte desouvertures 440 qui coopèrent avec les bi I les 43 placéessous lescliquets. La bague de maintien44 permet ainsi de mainte ni ries bi Iles 43 en place.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague de maintien 44 comporte au moinsdeux languettes 441 formées à partir de la bague 44. Plus précisément, les languettes 441 sont formées par découpage, emboutissage ou pliage, outoutautre procédé permettant d'obtenir une forme de languette, de la bague de maintien 44. Selon un mode de réalisation la bague de maintien44 comportent autant de Ianguettes441 que de cliquets42.

Chaque languette 441 est disposée sous un cliquet4 au niveau de la partie 422 du cliquet 42 insérée dans le logement 420 formé dans l'arbre de sélection40.

La bague de maintien44 permet ainsi de maintenirle cliqueten 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 surle cliquet42.

C'est-à-dire que chaque languette 441 appuie sur l'extrémité 422 du cliquet qui est ainsi plaqué contre la face supérieur423 du logement 420, l'autre extrémité 424 du cliquetestainsi libre d'être soulevée parun effet pivot par la bille 43.

Selon un mode de réalisation de l 'invention, la bague de maintien44 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 sériesd'au moinssept Ianguettes441 disposées les unesà la suite des autres selon l'axe longitudinaleX2de l'arbre de sélection40. Les séries étant disposéesà 120 degrés l'une de l'autre autourde 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 sériesd'au moins septouvertures 440 disposées les unesà la suite desautres selon l'axe longitudinaleX2de l'arbre de sélection40. Les séries étant disposéesà 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 intercaléesdans 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 enclencherun pignon d'entrée Fri via un cliquet42.

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 entraînée en rotation par l'actionneurde changement de vitesse 70 provoquant le mouvementaxial de l'écrou 210 de la vis 21 qui entraîne 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 capteurde position.

Selon un mode de réalisation non illustré, la navette 41 est apte à prendre une position dite position neutre PO pour laquelle aucun rapport de vitesse n'estengagé.

La [Fig. 7] illustre plus en détail le boîtier 30 de l'engin de mobilité lde la figure 1.

Le boitier30 comporte un carter 310 délimitant un premierlogement311 agencé pour loger les engrenages du dispositif changement de vitesse 20. Le carter 310 délimite également au moinsdeuxdeuxièmes logements 312, 313, 314, 315, distincts les unsdes autres. L'ensemble de ces logements est agencé pour loger respectivement le moteur électrique 2, le réducteur 11, l'actionneurde 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 loge ment est étanche, et par exemple celui agencé pourcontenir l'unité de pilotage 4.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le carter310 logeant le dispositif changement de vitesse 20 estfermé par deux flasques latéraux 317, dont un seul est illustré sur la figure 4. Le premier loge ment 311 présente deux ouvertures en regard dans les flasques latéraux 317 pour accueillirl'axe de pédalierde l'engin de mobilitél. 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.