FR2924402A1

FR2924402A1 - Changement de vitesse pour velos et vehicules a moteur

Info

Publication number: FR2924402A1
Application number: FR0708369A
Authority: FR
Inventors: Herve Lansac
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-05

Abstract

L'invention concerne un changement de vitesse, piloté par la commande de dérailleur habituelle d'un vélo.L'invention s'applique aussi aux véhicules à moteur.Ce changement de vitesses comprend (figure pour l'abrégé):1- un engrenage (1) solidaire d'un axe d'entraînement2- un flasque (2) solidaire d'un bâti fixe, supportant la totalité des axes des autres engrenages.3- en général six engrenages (3) entraînés par l'engrenage (1).4- Un deuxième train d'engrenages (4), entraîné par les engrenages (3)5- Un train d'engrenages (5) coaxiaux avec les engrenages (4)6- un flasque (6) mobile en rotation sur l'axe d'entraînement, en forme de couvercle de boîte de fromage, qui reçoit :a/ à la périphérie intérieure une denture lui permettant d'être entraîné par un des engrenages (5)b/ à sa périphérie extérieure une couronne dentée pour l'engrènement de la chaîne de transmission d'un vélo.7- La sélection des vitesses est assurée par la rotation d'un disque (7) disposé parallèlement au flasque (2), tournant autour de l'axe d'entraînement et comportant une encoche (10) à sa périphérie.8- Des tiges solidaires des engrenages (5), passant à travers leurs axes de rotation, viennent au contact de la périphérie du disque (7). L'encoche (10) du disque permet l'accouplement de deux engrenages des trains (4) et (5), l'engrenages (5) assurant ainsi la transmission du mouvement au flasque (6).9- La rotation du disque de sélection est assurée par le câble de changement de vitesses et son rappel par un ressort.Ce disque pouvant tourner de 330 degres autour de l'axe d'entraînement (1), comporte une encoche (10) à sa périphérie.7- Des tiges solidaires des engrenages (5), passant à travers leurs axes de rotation, viennent au contact de la périphérie du disque (7). L'encoche (10) existant sur ce disque permet l'accouplement de deux engrenages des trains (4) et (5). Ainsi, l'un des engrenages (5) assure t-il la transmission du mouvement au flasque (6).8- La rotation du disque de sélection est crée par toute commande adaptée au véhicule sur lequel ce dispositif est installé (câble sur un vélo -logement (12)-, moteur électrique, levier, engrenage, etc.). Un ressort de rappel (13), lorsqu'il s'agit d'un câble, permet le retour du disque de sélection à sa position initiale.

Description

- 1- La présente invention concerne un changement de vitesse applicable au < vélo et à tous les véhicules à moteur. A - Sur les vélos, le changement de vitesse se fait au moyen d'un < dérailleur. - Il s'agit d'un système installé sur le cadre et agissant sur la chaîne de < transmission. Il déplace cette dernière transversalement à elle-même, de < manière à la faire engrener sur des pignons de plus ou moins grande taille < de façon à faire varier la démultiplication de la transmission. Le < mécanisme est commandé par un levier ou une poignée tournante, un 10 - câble assurant leur liaison avec lui. < Ce système est accompagné d'un tendeur de chaîne, afin de compenser < les différences de circonférences des pignons sur lesquels la dite chaîne < s'engrène. Les inconvénients de ce dispositif sont nombreux: 15 - - le mécanisme est exposé aux chocs lors des chutes. Demandant une < grande précision, il se dérègle facilement lors des chocs. < - il est exposé à la poussière, à l'humidité, à la boue, et demande donc un < entretien fréquent. < - Lorsque le vélo est à l'arrêt, il est impossible de changer de vitesse, 20 - puisque les pignons ne tournent pas, et la chaîne est immobile. < - La chaîne travaille dans de très mauvaises conditions, car son < alignement avec le plateau s'avère très mauvais lorsqu'elle s'engrène sur < les pignons extrêmes de la cassette. Cela nuit au rendement comme à la < durée de vie de la chaîne de transmission. 25 - Le mécanisme selon l'invention, supprime ces inconvénients et prend la < place du plateau de pédalier (figure 1 ) < Il comporte un axe moteur (l'axe de pédalier du vélo), sur lequel est fixé < un engrenage (1) d'une part, et sont montés libres en rotation deux < flasques d'autre part, ces deux flasques étant placés de part et d'autre de 30 - l'engrenage (1). L'un des deux flasques (2) est plat et supporte la totalité des axes des < engrenages de ce dispositif. L'autre (6) présente un bord relevé à son périmètre, de manière à ce que < les deux flasques assemblés forment une boite de forme plate et 35 -cylindrique. - 2 Le flasque (6) comporte une denture à l'intérieur de son bord relevé, dont < la largeur est environ la moitié de celle de ce bord relevé. < L'engrenage (1) entraîne pour un vélo, généralement 6 engrenages (3) < dont les axes sont situés sur (ou proches) d'un cercle concentrique avec 5 - l'engrenage (1).Les axes des engrenages (3) sont solidaires du flasque (2) < Les engrenages (3) entraînent les engrenages (4),dont le nombre est < généralement le double du nombre des engrenages (3).Leurs axes sont < solidaires du flasque (2) et proches d'un cercle concentrique avec < l'engrenage (1). Le diamètre de ce cercle est supérieur à celui sur lequel 10 - sont situés les axes des engrenages (3). < Sur l'axe de chaque engrenage (4) tourne un engrenage (5).Ces < engrenages (4) et (5) ont la possibilité de se déplacer latéralement sur leur < axe, de telle manière que les crabots (8) situés sur les flancs de l'un < s'emboîtent dans les évidements (9) pratiqués dans les flancs de l'autre, 15 - les rendant ainsi solidaires. < Les axes des engrenages (4) et (5) sont disposés sur le flasque (2) de telle < manière que tous les engrenages (5) soient en prise avec la denture du < flasque (6).Seul, l'engrenage (5) accouplé à un engrenage (4) pourra < entraîner le flasque (6). 20 - Des tiges de sélection (12) des vitesses sont solidaires des engrenages (5) < lesquels traversent leur axe d'une extrémité à l'autre, dépassant des < flasques (2).Ces tiges sont poussées par des ressorts (11) de telle manière < que les engrenages (4) et (5) soient assemblés, et que les tiges dépassent < du flasque (2). 25 - Un disque de sélection des vitesses (7) est fixé à l'extérieur de cette boite < de vitesse constituée par les flasques (2) et (6), disque appliqué contre le < flasque (2), et tournant autour d'un axe identique à l'axe moteur (1). < Ce disque comporte une encoche (10) à sa circonférence, de telle sorte < que seule la tige de sélection se trouvant en face de la dite encoche 30 - permette aux engrenages (4) et (5) d'être solidaires. Les autres tiges de < sélection resteront en appui contre la périphérie du disque de sélection. < A chaque changement de rapport, le disque effectuera une rotation < d'environ 30 degrés. < Sur un vélo, le disque de sélection reçoit un logement pour un câble de 35 - commande (12) permettant sa rotation, ainsi qu'un ressort de rappel (13). < Une classique commande de dérailleur est installée à l'autre extrémité du < câble de commande. 2924402 -3- < Le flasque (6) reçoit à sa périphérie et à l'extérieur une couronne (14) si, < laquelle vient s'engrener la chaîne de transmission du vélo. < Cette invention supprime toi}s les défauts du dérailleur: < - le mécanisme, de par sa position sur le vélo est à l'abri des chocs, 5 - - Les engrenages fonctionnajit à l'intérieur d'un boîtier sont à l'abri çle < l'eau, de la poussière et peuvent être lubrifiés pour une longue période, < limitant ainsi leur entretien. < - changer de vitesses à l'arrêt ne pose plus de problème, la sélection < des vitesses étant indépendante du mouvement de la transmission. 10 - la chaîne de transmission travaille toujours en ligne, dans les < meilleures condition de rendement et de longévité. < - La présente invention peut être installée sur tout vélo équipé au < départ d'un dérailleur: il suffit de remplacer le pédalier par notre système, < le flasque (2) venant s'arrimer sur un tube de cadre au moyen d'une 15 d'une patte. < Le dérailleur et le tendeur de chaîne étant inutiles, peuvent être < démontés. < La cassette de pignons arrière devient inutile, mais il n'y a aucun < inconvénient à la conserver. 20 - B - Sur les motos, le changement de vitesse se fait classiquement au < moyen d'une boite composée d'un arbre primaire et d'un arbre < secondaire sur lesquels les engrenages sont accouplés et engrenés < deux par deux. Chaque couple d'engrenages comportent un engrenage < solidaire de son axe, et un deuxième tournant libre sur son axe, mais 25 -pouvant en devenir solidaire par l'intermédiaire d'un baladeur. Un < baladeur est un disque positionné à coté d'un engrenage libre sur son < arbre, solidaire en rotation de cet arbre, et pouvant se déplacer < latéralement de manière à se mettre en prise avec l'engrenage libre < voisin par l'intermédiaire d'un crabotage, le rendant ainsi solidaire lui 30 - aussi de son arbre. Une fourchette déplace le baladeur de l'un des < pignons libres, sélectionnant ainsi une vitesse. C'est par le jeu d'une < timonerie que le levier de changement de vitesse fait se déplacer une < fourchette pour engager la vitesse choisie. < L'inconvénient d'un tel dispositif, sur le plan de l'encombrement, est 35 - qu'au plus la boite contient un nombre de rapports important, et au < plus elle est large, puisque les engrenages de chaque vitesse sont < empilés les uns à coté des autres. D'autre part, la longueur des arbres < primaire et secondaire augmentant avec le nombre de vitesses, leur < diamètre croit en conséquence, d'où un poids plus élevé. - Le mécanisme selon l'invention présente l'avantage par rapport à une < boite de vitesse classique, d'avoir toujours le même encombrement < quelque soit le nombre de vitesses, jusqu'à un maximum de 12 < vitesses. < Par exemple (figures 2), pour une boite à 4 vitesses, il y aura 2 10 - engrenages (3) et 4 engrenages (4). Pour une boite à 5 ou 6 vitesses, il < y aura 3 engrenages (3) et 5 ou 6 engrenages (4). Quelque soit le < nombre de vitesses, la largeur de la boite est toujours la même: la < largeur de l'engrenage moteur augmentée de l'épaisseur des deux < flasques. 15 - Les différences de conception de cette boite de vitesse entre le vélo et < la moto sont les suivantes: < - La boite de vitesse moto fonctionne à l'inverse de la boite du vélo, < dans la mesure où l'arbre d'entrée (2) devient l'arbre de sortie. Le < flasque (6) qui transmettait le mouvement à la roue arrière sur le vélo, 20 - est accouplé à un pignon qui devient pignon d'entrée de boîte. Ce < changement se justifie par le positionnement du pignon de sortie de < boîte en bout d'arbre, et du coté du dispositif de sélection des vitesse, < sur une moto. < - Les impératifs de lubrification d'une boite de vitesse de moto 25 - obligent de modifier le flasque (2) de façon à en faire un carter < étanche (15) enfermant l'ensemble du mécanisme, à l'exception des < axes d'entrée et de sortie, bien sur. L'axe de sortie peut être < indifféremment du coté de l'axe d'entrée, ou à l'opposé de celui-ci. < - Le disque de sélection est enfermé lui aussi dans un carter 30 - étanche , donc également solidaire du flasque (2), qui lui est propre, < mais qui peut être communiquant avec le carter de boite de vitesse, < afin de garantir la bonne lubrification du système d'entraînement de < ce disque par le sélecteur de vitesse. < - Le disque de sélection, dans le cas de la moto, est entraîné non pas < par un câble, mais directement par le dispositif de sélection propre < à un moto et par l'engrenage (16) entraînant lui-même la couronne < dentée (17) du disque. Ce disque, effectuant toujours des rotations 5 - de 30 degrés à chaque changement de vitesses, peut recevoir une < deuxième encoche pour permettre une continuité dans la sélection < des vitesses. < VARIANTE (figures 3) : < Dans le cadre de cette invention, il est possible d'utiliser un mode 10 - de sélection des vitesses plus classique par fourchettes et baladeur. < Dans ce cas, un baladeur (18) est placé entre chaque couple de < pignons (4) et(5). Chaque baladeur est solidaire en permanence < avec les engrenages (4), et a la possibilité de devenir solidaire < d'un engrenage (5) par déplacement vers celui-ci. C'est une 15 - fourchette (19) ,solidaire d'une tige en contact permanent avec le < disque de sélection (7), qui permet le déplacement de l'un des < baladeurs. Le disque de sélection possède à son périmètre non pas < un évidement comme dans les cas précédents, mais une < surépaisseur . Comme précédemment, il pourra y avoir deux 20 - surépaisseurs sur le périmètre du disque réparties de manière à ce < qu'une rotation de 30 degrés de celui-ci enclenche une nouvelle < vitesse. < L'intérêt de cette variante est de supprimer le déplacement latéral < des engrenages (5), permettant ainsi d'utiliser une taille 25 - hélicoïdale à la place de la taille droite obligatoire dans les autres < cas. D'autre part, les changements de vitesse demanderont moins < d'efforts, la commande y gagnant en douceur. < Cette compacité sur une moto est primordiale, surtout avec des < moteurs étroits comme des monocylindres ou bicylindres en V, 30 - dont la transmission classique (boite de vitesse plus embrayage) < est plus large que le moteur. < Cette étroitesse est un avantage déterminant dans la conception < d'une moto, dans la possibilité d'abaisser le centre de gravité, ou < de permettre une meilleure ergonomie. De plus, la sélection des < vitesses est de conception beaucoup plus simple, puisque l'on < supprime la timonerie obligatoire sur une boite traditionnelle. - C - L'application de notre invention pour l'automobile diffère en < deux points: < a/ Le remplacement des crabots par des synchro afin d'améliorer < la douceur du passage des vitesses, exactement comme sur une < boite de vitesse traditionnelle. - b/ L'ajout d'une marche arrière sous la forme d'un engrenage < (21) en prise avec l'engrenage (1), et associé à un engrenage (22) < en prise avec le flasque (6). < La sélection de la marche arrière se fait soit par le déplacement < latéral de l'engrenage (22) afin de le rendre solidaire de 15 - l'engrenage (21) par un synchro, soit par le déplacement d'un < baladeur placé entre les engrenages (21) et (22), équipé lui aussi < d'un synchro. < L'intérêt de notre invention, pour l'automobile, est la compacité du < mécanisme, dans un contexte ou les constructeurs réduisent de 20 - plus en plus le volume du compartiment moteur au profit de < l'habitacle. < Dans notre invention, le fait que la sélection des vitesses < s'effectue par la simple rotation de 30 degrés du disque (7) rend < son adaptation aisée à une robotisation. Dans ce cas, le disque 25 - de sélection peut même être remplacé avantageusement par une < commande électrique ou électromagnétique.

Claims

REVENDICATIONS

1. Changement de vitesse pour vélo et véhicules à moteur, caractérisé < en ce qu'il comprend (planche l -Fig l ): < - un engrenage (1) solidaire d'un arbre pouvant le traverser de part en part. < - un flasque (2) monté libre en rotation sur l'un des deux demi- arbre 5 traversant l'engrenage (1). < - un train de un à six engrenages (3), en prise sur l'engrenage (1), et dont les < axes sont solidaires du flasque (2). < - un deuxième train d'engrenages (4), en prise sur les engrenages (3), dont < les axes sont solidaires du flasque (2). 10 - un troisième train d'engrenages (5) tournant sur les mêmes axes que ceux < des engrenages (4). < - un deuxième flasque (6) libre en rotation sur l'autre demi-arbre par rapport < au flasque (2) et possédant une couronne dentée à son périmètre, couronne < dentée en prise avec les engrenages (5). 15 - un disque de sélection (7) concentrique avec le flasque (2), et placé de < l'autre coté de ce flasque par rapport à l'engrenage (1). <

2. Changement de vitesse selon la revendication -1- caractérisée en ce < que le train d'engrenages (3) à ses axes positionnés sur un cercle < concentrique au flasque (2). 20

3. Changement de vitesse caractérisé selon la revendication -1- en ce < que le train d'engrenages (4) a ses axes positionnés approximativement sur < un cercle concentrique au flasque (2), et de diamètre supérieur à celui du < train d'engrenages (3). <

4. Changement de vitesse caractérisé selon la revendication -1- en ce 25 que les engrenages (4) et (5) sont coaxiaux. <

5. Changement de vitesse caractérisé selon la revendication -4- en ce < qu'un dispositif tel que déplacement d'un des engrenages, baladeurs, < accouplement par crabots ou synchro, permet de rendre solidaires les < engrenages (4) et (5). 30

6. Changement de vitesse caractérisé selon la revendication -1- en ce < que le flasque (6) est solidaire d'une couronne dentée (14) (Planche 1-Fig 1) < ou entraîne un engrenage (Planche2-Fig l ). <

7- Changement de vitesse caractérisé selon les revendications -1- et -6-< en ce que le flasque (2) et le flasque (6) délimitent un volume fermé autour 35 des engrenages (Planche l -Fig 1). <

8- Changement de vitesse caractérisé selon la revendication -1- en ce < que le disque de sélection (7) se présente comme un disque plat dont la< surface présente une encoche (10) (Planchel-Figl). <

9- Changement de vitesse caractérisé selon la revendication -8- en ce < que le disque de sélection (7) subit la pression de tiges de sélection (12) à sa < surface (Planche 1-Fig1).

10- Changement de vitesse caractérisé selon la revendication -9- en ce < que les tiges de sélection (12) sont solidaires de chaque engrenage (5) < (Planche 1 -F ig 1 ). <

11- Changement de vitesse caractérisé selon la revendication -9- en ce < que les tiges de sélection (12) sont pressées contre le disque de sélection (7) 10 par un ressort (11). <

12- Changement de vitesse caractérisé selon la revendication -8- en ce < que le disque de sélection (7) présente à sa surface une encoche de telle < manière qu'elle ne puisse déplacer qu'une seule tige de sélection (12) à la < fois (Planche 1-Fig 1). 15

13- Changement de vitesse caractérisé selon les revendications -1- en ce < que le flasque (2) peut être solidaire d'un carter étanche (15) enfermant < l'ensemble des engrenages (Planche2-Figl).