FR3107577A3

FR3107577A3 - Boite de vitesse a sélecteur coulissant

Info

Publication number: FR3107577A3
Application number: FR2001919A
Authority: FR
Inventors: Franck Guigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-08-27

Abstract

L'invention est une transmission mécanique étagée très simple et très rustique, dont le rapport de transmission varie en déplaçant un sélecteur le long de l’arbre d’entrée ou de l’arbre de sortie. Le sélecteur comporte une ou plusieurs butées situées à distance de son axe de rotation qui coopèrent mécaniquement avec les butées d’un élément sélectionnable correspondant à un rapport de transmission, et la forme de ces butées est telle que l’appui d’une butée sur l’autre la dévie ou la maintient en position de telle sorte que soit deux butées opposées coopèrent en rotation soit l’une d’elles au moins se décale le long de l’axe de rotation pour ne plus coopérer avec l’autre. Figure de l’abrégé : Fig.5

Description

Boite de vitesse a sélecteur coulissant

L’invention est une transmission mécanique très simple et rustique de conception.

Problème technique

De nombreux ingénieurs ont conçu des boites de vitesses manuelles ou automatiques. La plupart nécessitent de débrayer la transmission pour changer de rapport de transmission, et aucune ne donne vraiment satisfaction. Toutes sont chères à fabriquer et rendue fragiles par leur conception complexe.

On connait un très grand nombre de documents décrivant des boites de vitesses manuelles et automatiques.

L’invention sera bien comprise, et d’autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 6 qui représentent toutes des dispositifs ou partie de dispositifs selon l'invention.

est une vue en perspective d’une transmission selon l’invention, comportant un arbre d’entrée 2 et un arbre de sortie 3, l’arbre d’entrée étant muni d’un sélecteur 40.

est une vue en perspective.de la même transmission, vue sous un angle différent, permettant de distinguer cinq éléments sélectionnables 301 302 303 304 et 305, la butée 401 du sélecteur et sa partie saillante 4010.

est une vue en perspective d’un élément sélectionnable 301 muni d’une butée 501 comportant deux parties saillantes 5010 et 5011

est une vue en perspective d’un sélecteur perfectionné comportant une partie fixe 40100 et une partie mobile 40101 qui s’est escamotée sous l’effet de la force qui l’oppose au sélecteur de l’élément sélectionnable avec lequel ce sélecteur coopère en rotation.

est une vue en perspective d’une partie de transmission selon l’invention, dont le sélecteur comporte une butée constituée par un galet tournant 4010 autour d’un axe perpendiculaire à l’axe de rotation commun.

est une vue en perspective du seul sélecteur 40 de la partie de transmission représentée à la figure 5.

La présente invention est une transmission mécanique comportant un arbre d’entrée 2 ou de sortie 3 tournant autour d’un axe de rotation dit axe de rotation commun, un élément rotatif autour dudit axe de rotation commun dit sélecteur 40 et deux éléments rotatifs autour du même axe dits éléments sélectionnables 301 et 302 situés dans des plans perpendiculaires audit axe de rotation commun, un élément rotatif sélectionnable et un sélecteur pouvant être entraînés en rotation l’un par l’autre par l’intermédiaire de deux butées solidaires l’une dudit sélecteur 401 et l’autre d’un élément sélectionnable 501, toutes deux situées à distance de l’axe de rotation commun, caractérisée en ce que
- ledit sélecteur peut être déplacé le long de son axe de rotation pour coopérer en rotation avec l’un ou l’autre des éléments sélectionnables,
-une butée dite butée mâle 401 comporte une partie saillante 4010 pouvant s’encastrer entre les parties saillantes 5010 et 5011 d’une butée 501 opposée dite butée femelle,
- l’appui d’un des côtés de la partie saillante d’une butée mâle sur l’un des parties saillantes d’une butée femelle déplace l’une de ces deux butées pour que soit ladite butée mâle s’encastre entre lesdites parties saillantes de ladite butée femelle pour coopérer en rotation avec elle, soit l’une de ces deux butées se décale latéralement le long de l’axe de rotation commun de telle sorte qu’elle ne coopère plus en rotation avec la butée opposée considérée,
étant précisé que l’on entend ci-avant et ci-après par butées opposées deux butées pouvant ainsi être entraînées en rotation l’une par l’autre, l’une étant une butée dite mâle et l’autre étant une butée dite femelle.

Description détaillée de l’invention

Le principe de la présente invention consiste à déplacer un sélecteur le long d’un arbre pour que cet arbre puisse entraîner un moyen de transmission de mouvement comme par exemple un pignon denté, par un élément dit sélecteur entraînant lui-même en rotation un élément dit sélectionnable solidaire en rotation du moyen de transmission de mouvement considéré. Le sélecteur peut coopérer avec différents éléments sélectionnables pour entraîner en rotation alternativement différents moyens de transmission de mouvement.

Il reste toujours possible que la partie saillante d’une butée se situe dans le même plan perpendiculaire à l’axe de rotation que la butée opposée. Cela pourrait provoquer l’entraînement en rotation de deux éléments sélectionnables correspondant à des rapports de transmission différents. Pour éviter cela, une solution préférée consiste à ce qu’une butée comporte un moyen de pré-positionnement la décalant dans ce cas le long de l’axe de rotation commun, de telle sorte que deux moyens de transmission différents ne puissent pas être entraînés simultanément.

Pour obtenir ce résultat, une butée dite butée mâle comporte une partie saillante pouvant s’encastrer entre les parties saillantes d’une butée opposée dite butée femelle, et l’appui d’un des côtés de la partie saillante d’une butée mâle sur l’un des parties saillantes d’une butée femelle déplace l’une de ces deux butées pour que le sélecteur soit obligé de prendre soit une position dans laquelle il coopère avec la butée opposée, soit de s’en écarter pour prendre une position dans laquelle il ne coopère pas avec elle.

En d’autres termes, soit ladite butée mâle s’encastre entre lesdites parties saillantes de ladite butée femelle pour coopérer en rotation avec elle, soit l’une de ces deux butées se décale latéralement le long de l’axe de rotation commun de telle sorte qu’elle ne coopère plus en rotation avec la butée opposée considérée.

Un moyen de pré-positionnement avantageux est qu’une partie saillante d’une butée comporte une extrémité mobile par rapport à cette partie saillante, et que l’appui de cette extrémité mobile sur une partie saillante de la butée opposée décale ladite extrémité mobile de ladite partie saillante le long de l’axe de rotation commun, sans décaler latéralement ladite partie saillante elle-même le long de l’axe de rotation commun.

Un second moyen de pré-positionnement est qu’une partie saillante d’une butée comporte une extrémité souple, et que l’appui de cette extrémité souple sur une partie saillante de la butée opposée décale ladite extrémité mobile de ladite partie saillante le long de l’axe de rotation commun, sans décaler latéralement ladite partie saillante elle-même le long de l’axe de rotation commun.

Plus généralement, une butée comporte avantageusement deux parties, une partie dite de coopération 40100 et une partie dite de pré-positionnement 40101,

- la partie de coopération assure la coopération mécanique avec la butée opposée,

- la partie de pré-positionnement coopère avec une partie de la butée opposée pour déplacer la butée de coopération le long dudit axe de rotation commun dans le cas où une partie saillante de la butée considérée est située dans le même plan perpendiculaire à l’axe de rotation commun qu’une partie saillante de la butée opposée,

- la partie de pré-positionnement est mobile ou déformable pour ne pas entrer en conflit avec la butée opposée.

Un troisième moyen de pré-positionnement, préféré, est que l’une de deux butées dites opposées soit constituée par un galet tournant 4010 autour d’un axe perpendiculaire audit axe de rotation commun. Ainsi lorsque ce galet bute sur une partie saillante de la butée opposée, il tourne sur son axe de rotation pour permettre l’encastrement du galet dans la butée opposée. La solution préférée est que ce soit le sélecteur qui soit muni d’un tel galet tournant.

Pour éviter que le choc d’une butée sur la butée opposée soit trop grand, il est avantageux de munir une transmission selon l’invention d’une liaison mécanique 806 permettant une variation élastique de la position angulaire d’un sélecteur et/ou d’un élément sélectionnable par rapport à l’arbre auquel il est lié mécaniquement.

Cette caractéristique favorise aussi le décalage latéral du sélecteur le long de l’axe de rotation commun, pour qu’il s’encastre dans la butée opposée, parce que les butées opposées de deux éléments sélectionnables opposent dans ce cas des résistances différentes à la force appliquée sur eux par le sélecteur.

Le dispositif selon l’invention peut équiper aussi bien l’arbre de sortie 3 que l’arbre d’entrée 2 d’une transmission mécanique. L’autre arbre peut être relié de façon fixe avec plusieurs éléments de moyens de transmission de mouvement. La position du sélecteur détermine alors quel est le moyen de transmission de mouvement comme un engrenage constitué de deux pignons dentés coopérant l’un avec l’autre qui est mis en service.

Dans cette disposition, tous ces moyens de transmission de mouvement sont en fonction simultanément, puisque l’un des arbres les entraîne tous en rotation et cela entraîne des frottements légers mais réels et peut générer du bruit ou des vibrations inutiles. Un perfectionnement consiste à ce que chacun desdits arbres 2 et 3 soit muni d’un sélecteur, respectivement 40 et 40a , ce qui permet de ne mettre en service qu’un seul moyen de transmission de mouvement.

Une version simplifiée particulièrement avantageuse est que ces deux sélecteurs se déplacent ensemble parallèlement aux axes de rotation parallèles entre eux desdits arbres.

Il est également possible de se passer des moyen de pré-positionnement comme ceux décrits plus haut. Une transmission selon l’invention doit alors comporter au moins un embrayage unidirectionnel comme une roue libre pour que deux éléments sélectionnables correspondant à des rapports de transmission différents puissent être sélectionnés simultanément Cette roue libre permet à l’arbre d’entrée de tourner à la vitesse de rotation de l’élément sélectionnable tournant le plus rapidement.

Il est recommandé de munir une transmission selon l’invention d’un moyen de rappel d’un sélecteur vers au moins une position le long de son axe de rotation, de façon à éviter qu’elle ne passe trop facilement d’un rapport de transmission à un autre.

Lorsque le couple fourni à l’arbre de sortie de la transmission est instable, comme dans le cas d’un pédalier de vélo ou d’un moteur thermique, il est avantageux que le changement de position d’un sélecteur le long de son axe de rotation soit ralenti par un moyen d’amortissement.

Des transmissions selon l’invention peuvent être assemblées en série ou en parallèle.

L’invention est aussi une machine munie d’une transmission selon l’invention ou transmettant sa puissance par une telle transmission, ou mise en mouvement par une telle transmission.

Elle est aussi le procédé de transmission de mouvement d'un arbre d’entrée (2) à un arbre de sortie (3) par l’utilisation d’une telle transmission mécanique.

Applications

Les principales applications sont toutes celles des boites de vitesses, la récupération d’énergie au freinage, les winches, crics et treuils, les appareils électroménagers, les outillages et les jouets.

Claims

Transmission mécanique comportant un arbre d’entrée (2) ou de sortie (3) tournant autour d’un axe de rotation dit axe de rotation commun, un élément rotatif autour dudit axe de rotation commun dit sélecteur (40) et deux éléments rotatifs autour du même axe dits éléments sélectionnables (301et 302) situés dans des plans perpendiculaires audit axe de rotation commun, un élément rotatif sélectionnable et un sélecteur pouvant être entraînés en rotation l’un par l’autre par l’intermédiaire de deux butées solidaires l’une dudit sélecteur (401) et l’autre d’un élément sélectionnable (501), toutes deux situées à distance de l’axe de rotation commun, caractérisée en ce que
- ledit sélecteur peut être déplacé le long de son axe de rotation pour coopérer en rotation avec l’un ou l’autre des éléments sélectionnables,
-une butée dite butée mâle (401) comporte une partie saillante (4010) pouvant s’encastrer entre les parties saillantes (5010 et 5011) d’une butée (501) opposée dite butée femelle,
- l’appui d’un des côtés de la partie saillante d’une butée mâle sur l’un des parties saillantes d’une butée femelle déplace l’une de ces deux butées pour que soit ladite butée mâle s’encastre entre lesdites parties saillantes de ladite butée femelle pour coopérer en rotation avec elle, soit l’une de ces deux butées se décale latéralement le long de l’axe de rotation commun de telle sorte qu’elle ne coopère plus en rotation avec la butée opposée considérée,
étant précisé que l’on entend ci-avant et ci-après par butées opposées deux butées pouvant ainsi être entraînées en rotation l’une par l’autre, l’une étant une butée dite mâle et l’autre étant une butée dite femelle.
Transmission mécanique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’une de deux butées dites opposées est constituée par un galet tournant (4010) autour d’un axe perpendiculaire audit axe de rotation commun.
Transmission mécanique selon la revendication 1, caractérisée en ce que:
- une butée (401) comporte deux parties, une partie dite de coopération (40100) et une partie dite de pré-positionnement (40101),
- ladite partie de coopération assure la coopération mécanique avec ladite butée opposée
- ladite partie de pré-positionnement coopère avec une partie de la ladite butée opposée pour déplacer ladite butée de coopération le long dudit axe de rotation commun dans le cas où une partie saillante de ladite butée considérée est située dans le même plan perpendiculaire audit axe de rotation commun qu’une partie saillante de ladite butée opposée,
- ladite partie de pré-positionnement est mobile ou déformable pour ne pas entrer en conflit avec ladite butée opposée..
Transmission mécanique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte une liaison mécanique permettant une variation élastique de la position angulaire d’un sélecteur et/ou d’un élément sélectionnable par rapport à l’arbre d’entrée ou de sortie auquel il est lié mécaniquement.
Transmission mécanique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacun desdits arbres d’entrée (2) et de sortie (3) est muni d’un sélecteur et que ces deux sélecteurs se déplacent ensemble parallèlement aux axes de rotation parallèles entre eux desdits arbres.
Transmission mécanique l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle comporte un moyen de rappel d’un sélecteur vers au moins une position le long de son axe de rotation.
Transmission mécanique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le changement de position d’un sélecteur le long de son axe de rotation est ralenti par un moyen d’amortissement.
Assemblage en série ou en parallèle de transmissions mécaniques selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Machine munie d’une transmission selon l’une quelconque des revendications précédentes ou transmettant sa puissance par une telle transmission, ou mise en mouvement par une telle transmission.