WO2007085733A2 - Boite de vitesses, notamment pour cycle - Google Patents

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WO2007085733A2
WO2007085733A2 PCT/FR2007/000142 FR2007000142W WO2007085733A2 WO 2007085733 A2 WO2007085733 A2 WO 2007085733A2 FR 2007000142 W FR2007000142 W FR 2007000142W WO 2007085733 A2 WO2007085733 A2 WO 2007085733A2
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plate
gearbox
gearbox according
housing
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PCT/FR2007/000142
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Inventor
Louis Marie Guyetand
Original Assignee
Louis Marie Guyetand
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio

Definitions

  • the present invention relates to a gearbox, in particular for a cycle, and more specifically to a gearbox comprising in a fixed housing: - a motor plate intended to receive a rotation torque, and a receiver plate able to transmit a circular motion, said trays being mounted around a hub rotatably relative to the housing, facing each other, and each having a flange which protrude, in the direction of the opposite flange, several coaxial circular teeth; a central support disposed in the housing between the plates;
  • At least one device for transmitting motion between the plates comprising at least one pinion capable of meshing with one of the teeth of at least one plate opposite which it is arranged, the or each pinion being rotatably mounted on a rocker assembled to the central support pivotally;
  • the document FR 2 641 515 describes a gearbox for cycles in which the spacing means comprise balls resting on the back of the engine plate and cooperating with ramps projecting from the internal face of a pressure plate connected to the pedalboard. .
  • the spacing means comprise balls resting on the back of the engine plate and cooperating with ramps projecting from the internal face of a pressure plate connected to the pedalboard. .
  • the clutch it is necessary to cause an angular displacement of the pressure plate relative to the motor plate. For this, the cyclist must temporarily stop pedaling, which is not practical.
  • the document FR 2 757 128 proposes a gearbox for cycles in which the spacing of the plates is obtained by a hydraulic system.
  • the gearbox has a complex structure and is expensive.
  • the invention aims to overcome the disadvantages of the prior art by providing spacing means having a simplified structure.
  • Another object of the invention is to provide a robust gearbox, not requiring delicate adjustments.
  • the invention relates to a gearbox as shown above, wherein the spacing means comprise a spacer member which, mounted on the central support pivotally about a transverse axis without possibility translationally relative to said support, can pivot, when the selection means are actuated to move from one speed to another, an engaged position, wherein the or each pinion meshes with a toothing of the corresponding plate, at a position disengaged, in which the plates are spaced from one another, said spacer member comprising at least one support member arranged to cooperate with a first bearing surface formed on a member integral in axial translation of a first plate and with a second bearing surface formed on an integral element in axial translation of a second plate, to cause, during the pivoting of the spacer member ve rs the disengaged position, the spacing of the central support relative to the second plate and the
  • the spacing of the trays is obtained automatically during the change of speed, without the cyclist having to stop pedaling.
  • the actuation of the spacing means can be obtained by a simple control rod.
  • the invention makes it possible to maintain one of the two fixed plates in translation by providing the housing.
  • the spacer member has for example the shape of a ring mounted to slide and pivot on the hub, this ring may comprise three support members arranged substantially at 120 ° and arranged to cooperate each with a first and a second surfaces of 'support.
  • the first and second bearing surfaces are formed by a ramp formed on a finger protruding axially towards the spacer member from a first, respectively from a second sleeves mounted on the hub part and other of the central support.
  • the support member of the spacer member comprises for example a roller of substantially radial axis, disposed in an axial housing open at its two axial ends, housing in which the bearing surfaces can be engaged.
  • the spacing means comprise a lever which, mounted on the central support pivotally about a transverse axis, without the possibility of translation relative to said support, is associated with the spacer member, said lever being arranged to pivot relative to said support when the selection means are actuated to move from one speed to another and cause pivoting of the spacer member to the disengaged position.
  • the spacer member is biased towards the engaged position by return means.
  • the spacer member may comprise retaining means forming axial stops which, when the spacer member is in the engaged position, cooperate with the elements on which are formed the first and second bearing surfaces to prevent the inadvertent spacing of the trays.
  • a radial clearance can be provided between the support member of the spacer member and firstly the first bearing surface and secondly the second bearing surface , said radial clearance being sufficient to allow a small pivoting of the spacer member to the disengaged position, so that the elements on which are formed the first and second bearing surfaces are released retaining means.
  • the or each device for transmitting motion between the plates comprises two pinions meshing with each other, each pinion being able to mesh with one of the teeth of the plate opposite which it is arranged.
  • the two trays turn in the same direction.
  • the second plate forms the receiving plate and is integral with the housing in axial translation.
  • the chain or the belt associated with the receiving plate works in a fixed plane.
  • the gearbox may further comprise a motor disk intended to be rotated by the crank shaft of the cycle, the motor disk being rotatable relative to the housing and connected to the motor plate by at least two elastic members arranged to rotate the motor disk and the motor plate in rotation and bias the motor plate towards the receiving plate while allowing the axial translation of said motor plate relative to the motor disk.
  • the or each device for transmitting motion between the trays comprises a single pinion adapted to mesh with one of the teeth of each of the trays. The two trays turn in opposite directions.
  • the gearbox may comprise an actuating member mounted on the hub slidably along the axis transverse to the central support and bearing radially at its periphery connecting parts each engaged in a rocker and arranged to pivot the rockers relative to the central support when the actuating member is moved along the transverse axis by the speed selection means.
  • a cycle comprising two gearboxes according to this second embodiment, mounted one on the pedal, the other on the axis of the rear wheel, and associated by means of the chain, may further comprise, mounted on the frame, a control device comprising:
  • FIGS. 1 to 17 illustrate a first embodiment of the invention
  • FIGS. to 27 a second embodiment of the invention:
  • Figure 1 is a perspective view of a cycle comprising a gearbox according to a first embodiment of the invention
  • Figures 2 and 3 are perspective views partially cutaway of the receiving plate, respectively of the motor plate, the gearbox;
  • Figure 4 is a perspective view of a circular toothing of a tray
  • 2 Figure 5 is a sectional view of the box in the engaged position speeds, with a maximum speed ratio
  • Figure 6 is a sectional view of the gearbox in the disengaged position, with a minimum speed ratio
  • Figure 7 is a perspective view of the central support provided with rockers and sprockets
  • Figure 8 is a perspective view of the central support alone
  • Figures 9 and 10 are perspective views of a rocker and the control rocker;
  • Figure 11 is a partial perspective view of the gearbox in the engaged position, the rockers and the gears are not shown;
  • Figure 12 is a perspective view of the spacer member
  • Figures 13 and 14 are perspective views of the sleeves on the motor side, respectively on the receiver side;
  • Figure 15 is a perspective view of the lever and the spacer member in the engaged position, showing the radial clearance between the rollers and the ramps;
  • Figure 16 is a partial perspective view of the gearbox in the disengaged position, the rockers and the gears not being shown;
  • Figure 17 is a partial perspective view of the interior of the gearbox
  • Figure 18 is a perspective view of two speed boxes according to a second embodiment of the invention, mounted on a cycle (not shown) and associated by means of the chain;
  • FIG. 19 is a perspective view of the elements of the figures
  • Figure 23 is a perspective view of the two plates and pinions assembled to the actuating member
  • Figure 24 is a sectional view of the rear gearbox in the disengaged position; and Figures 25 to 27 illustrate the control device, respectively in complete mounted position, in the mounted position without the protective covers and exploded (partially).
  • FIG. 1 shows a cycle 1 comprising a gearbox 2 which makes it possible, when a user rotates the shaft 3 of the pedalboard by pressing the pedals 4, to rotate a chain 5, and thus the rear wheel of cycle 1.
  • the gearbox 2 comprises a housing 6, fixed relative to the frame 7 of the cycle 1, traversed by a hub 8 of axis 9 transverse to the longitudinal direction of advance of the cycle 1. In the hub 8 is engaged the shaft 3 of the crankset.
  • each plate 10, 11 comprises a series of coaxial circular teeth 12 disposed in an overmolded flange 13, the teeth 12 facing each other inside the housing 6.
  • each plate comprises ten teeth 12.
  • a motor disk 14 On the housing 6 is rotatably mounted a motor disk 14 having a central opening 15 star cooperating with the shaft 3 of the pedal.
  • the motor disk 14 is thus rotated under the pedaling action of the cyclist.
  • Six substantially axial springs 16 arranged at 60 ° around the hub 8 are connected on the one hand to the motor disk 14 and on the other hand to the motor plate 10, at the level of cavities 17. These springs 16 allow the driving in rotation of the motor plate 10 by the motor disk 14 and, as will be seen below, the displacement in axial translation of the motor plate 10 relative to the motor disk 14.
  • a support 19 is mounted on the hub 8, movable in axial translation but fixed in rotation.
  • the support 19 is generally plane and arranged centrally between the plates 10, 11.
  • On the support 19 are mounted on the one hand a control rocker 20, shown in Figure 10, and on the other hand N rockers 21, such as illustrated in Figure 9, where N is between 1 and 5, each rocker 20, 21 being rotatably connected to adjacent rockers.
  • a rocker 21 comprises a rod 22 having end portions inclined relative to its longitudinal direction.
  • the rod 22 comprises substantially in its central part a fastening member 23 provided with two pairs of notches 24 opposite.
  • the control rocker 20 is of similar overall structure, but has an extension 25 beyond an inclined portion.
  • the rockers 20, 21 are mounted on the support 19 by snapping into the grooves 26, and can pivot relative to the support 19 about the axis of their rod 22, located substantially in the plane of said support 19.
  • the inclined end portions of the tilters 20, 21 are connected to each other.
  • each rocker is rotatably connected to the adjacent rockers by a cardan 27, which has many advantages (mechanical precision, no adjustment required, speed of assembly, reduced cost).
  • the support 19 comprises four rockers. including a control rocker, arranged at right angles to the periphery of the support 19, the control rocker 20 being arranged vertically. This structure allows a good distribution of efforts on the gears.
  • each rocker On each rocker are fixed two pinions 28, latched by their axis in the notches 24 of the fastener.
  • the pinions 28 of the same rocker substantially identical, meshing with each other.
  • one of the pinions 28 is intended to mesh with a toothing 12 of the motor plate 10
  • the other pinion 28 is intended to mesh with a toothing 12 of the receiving plate 11, the toothing 12 of the receiving plate 11 being determined relative to the toothing 12 of the motor plate 10 in that the two pinions 28 are located in the same plane.
  • a polyurethane ring 29 is interposed between each pinion 28 and the corresponding rocker 20, 21, between the rotating part of the pinion 28 and the portion of the pinion 28 fixed relative to the rocker 20, 21 (that is to say its support axis snapped onto the rocker). This gives the system greater flexibility and makes the mechanism quieter.
  • On the support 19 is also mounted a notched sector 30, disposed in a substantially horizontal plane, and in an opening 31 of which is fixed the extension 25 of the control rocker 20.
  • the notched sector 30 forms curved housings between two adjacent notches, for example substantially cylindrical housing with a vertical axis.
  • the opening 31 has for example a square section.
  • an arm 32 associated with a rod (not shown) or, alternatively, a cable or a jack.
  • the cyclist actuates said rod, it causes, via the arm 32, the rotation of the control rocker 20 around the vertical axis of its rod 22 and, consequently, by means of the universal joints 27, an identical rotation of the rockers 21.
  • the inclination of the pinions 28 relative to the plates 10, 11 varies, which allows the cyclist to select the desired speed according to the toothing 12 in which the pinions 28 meshing.
  • a limit-stop element 71 integral with the support 19, makes it possible to limit the rotation of the control rocker. 20 and thus to define an extreme position of inclination of the pinions 28.
  • the gearbox 2 is provided with spacing means of the two plates.
  • the spacer member 33 has the general shape of a ring. It is mounted around the hub 8, in a manner that is mobile in rotation and in translation relative to the axis 9. It is also housed substantially in the central opening 34 of the support 19, on the side of the motor plate 10, and secured in translation, but not in rotation, relative to said support 19 by means of clips 35.
  • the spacer member 33 comprises three substantially identical housings 36, each having orthogonally to the axis 9 of the hub 8 a rectangular section. Each housing 36 is thus delimited by first and second radial walls 37, 38, and is open to both of them. axial ends. In each housing 36 is provided a substantially radial axis 39.
  • This axis 39 is not centrally disposed in the housing 36 but offset to the first radial wall 37 of the housing 36.
  • On each of the axes 39 are mounted two rollers 40, providing a space between them and the second radial wall 38 of the housing 36.
  • a bar 41 is disposed substantially axially outside each housing 36, against the second radial wall 38.
  • Each bar 41 has projections 42 extending on either side of the ring towards the housing 36 corresponding, being spaced axially from the axial ends of said housing 36.
  • the spacer member 33 comprises radial tabs 43 each provided with a notch 44.
  • the spacing means of the two plates also comprise a lever 45 extending substantially parallel to the support 19 and horizontally, on the side of the motor plate 10.
  • the lever 45 has a first end portion 46 connected to the support 19, under the notched sector 30 , pivotally about an axis 69 parallel to the axis 9 of the hub 8, and a second end portion 47 curved downwards, and having notches 48.
  • the lever 45 is assembled to the spacer member 33 by means of a connecting element 49 having at its ends two axial journals 50, 51 snapped respectively into the notches 48 of the lever and the notches 44 of the tabs 43 of the spacer member 33.
  • the lever 45 further comprises a lateral branch 52 extending substantially axially towards the receiving plate 11, from the first end portion 46 of the lever 45.
  • the lever 45 comprises a cylinder 53 rotatably mounted about its axis, and able to cooperate with one of the housings formed between two notches of the toothed sector 30.
  • This cylinder 53 is disposed on the lateral branch 52 of the lever 45. It has a substantially vertical axis, and is set in a casing 70 (not shown in FIG. the rotation of said cylinder 53 about its axis.
  • the cylinder 53 could be replaced by a tooth extending parallel to the support 19, towards the first end portion 46 of the lever 45, said tooth being adapted to cooperate with the notches of the notched sector 30.
  • a spring 54 disposed substantially parallel to the lever 45 is provided between the support 19 and the lever 45.
  • the spacing means of the two plates finally comprise a first sleeve 55 and a second sleeve 56, respectively shown in FIGS. 13 and 14.
  • Each sleeve 55, 56 comprises a ring 57 engaged around the hub 8 and from which three axial fingers 58 project at 120 °.
  • Each finger 58 has at its end an inclined surface forming a ramp 59.
  • the first sleeve 55 is intended to be placed between the motor plate 10 and the support 19. Its ring 57 has three holes 60 at 120 ° in each of which is housed a ball 61 engaged in a groove 62 formed axially on the hub 8. The first sleeve 55 can slide axially on the hub 8 without the possibility of rotation.
  • the first sleeve 55 is mounted on the hub 8 so that the ring 57 is housed in the central opening of the motor plate 10 and the fingers 58 extend towards the support 19, the shoulder 63 formed between the ring 57 and the fingers 58 bearing against a bearing 64 interposed between said ring 57 and the motor plate 10.
  • each finger 58 comprises a main portion 65 connected to the ring 57 extended by a substantially triangular end portion 66, which has an inner diameter and an outer diameter larger than the inner diameter, respectively the outer diameter of the main portion 65.
  • An outer shoulder 67 is thus formed between the main portion ale 65 of each finger 58 and the end portion 66 of said finger, while there is a space between the end portion 66 of the finger and the hub 8.
  • the second sleeve 56 is intended to be placed between the receiving plate 11 and the support 19, the ring 57 being fixed to the hub 8.
  • the second sleeve 56 and the hub 8 can be made in one piece.
  • the second sleeve 56 is mounted on the hub 8 so that the fingers 58 extend towards the support 19.
  • the end portion of each of the fingers 58 is then engaged in a housing 36 of the spacer member 33, in the space between the rollers 40 and the second radial wall 38, the ramp 59 being directed towards the rollers 40.
  • the inner and outer diameters of the fingers 58 of the second sleeve 56 substantially correspond to the inner and outer diameters of the main portion 65 of the fingers 58 of first sleeve 55.
  • each finger 58 of the second sleeve 56 is located in the housing 36 corresponding between the finger 58 of the first sleeve 55 and the hub 8.
  • a substantially radial lug 68 is provided in the immediate vicinity of the finger 58, on the opposite side to the ramp 59.
  • the two plates 10, 11 are spaced from each other by the appropriate distance so that the pinions 38 each mesh with a toothing 12 of a plate and allow the transmission from the rotational movement of the motor plate 10 to the receiving plate 11.
  • the cylinder 53 of the lever 45 is then engaged between two notches of the notched sector 30 corresponding to the chosen gear ratio.
  • the spring 54 urges the lever 45 towards the clutch position, that is to say engagement of the cylinder 53 in the notched sector 30.
  • the lever 45 via the element of connection 49, holds the spacer member 33 and prevents it from pivoting about the axis 9 of the hub 8 in the clockwise direction (when viewing said spacer member 33 from the motor plate 10).
  • the projections 42 provided on each bar 41 of the spacer member 33 thus cooperate with the shoulder 67 of the first sleeve 55, on the one hand, and the lug 68 of the second sleeve 56, on the other hand.
  • the spacer 33 holds the sleeves 55, 56 axially, thus preventing the trays 10, 11 from moving apart.
  • the dimensions of the sleeves 55, 56, and in particular the inclinations of the ramps 59, are determined to obtain the desired spacing between the plates 10, 11 and the support 19.
  • the notches of the notched sector 30, in number identical to the number of teeth 12 of a plate, and the rockers 20, 21 are arranged to cause a suitable inclination of the pinions 28 and ensure that each pinion is engaged in a single toothing 12.
  • the travel of the motor plate 10 is of the order of 15 to 20 mm, for example 17 mm.
  • the motor disk 14 slides axially around the shaft 3 of the pedal, but can continue to rotate the motor plate 10 through the central opening 15 star.
  • the cyclist continues to actuate the control rod to cause pivoting of the rockers 20, 21 and the notched sector, the cylinder 53 falls into the housing adjacent to the one he just left, under the effect of the spring 54.
  • the motor plate 10 is brought closer to the support 19, resulting, through the shoulder 63, the return of the first sleeve 55 in the position where his fingers 58 are engaged in the housing 36 of the spacer 33, but also the axial displacement of the support 19 towards the receiving plate 11.
  • the pinions 28 meshing each again with a toothing 12 of the plate 10, 11 corresponding.
  • the lever 45 makes it possible to increase the displacement, that is to say, to cause, from a small displacement of the cylinder 53 between two housings (of the order of 1.5 mm), a rotation of amplitude more important of the spacer member 33 and, ultimately, a significant translation of the motor plate 10 relative to the receiving plate 11, as indicated above.
  • the gearbox 2 according to the invention provides for mounting many parts by snapping. This results in ease and speed of assembly improved over the prior art. In addition, it is not necessary to adjust the position of the parts relative to each other, which generally requires a great deal of precision and time. Referring now to Figures 18 to 27 which illustrate a second embodiment of the invention.
  • the cycle comprises two gearboxes, namely a front gearbox 2a which is mounted on the crankset, and a rear gearbox 2b which is mounted on the axis of the rear wheel.
  • the right plate of the front gearbox 2a is the engine plate, which is rotated by the cyclist pressing the pedals and transmits the movement to the receiving plate (left) and thus to the plateau 18 carrying the chain 5.
  • this movement is transmitted to the chain sprocket 72 so the rear gearbox 2b at the receiving plate (left) which transmits the movement to the receiving plate (right).
  • each gearbox comprises three pinions 28, but of course a different number of gears can be provided.
  • the central support 19 (FIG. 19) comprises a main part in the general shape of a ring defining three lobes 73 open towards the axis 9, and an axial hollow tube 74 offset axially with respect to the overall plane of the ring and secured thereto. by three oblique screws 75.
  • An actuating member 76 (FIG. 20) comprises a ring 77 extended by three tabs 78 whose free end forms a cylindrical housing 79 for a portion of a T-shaped connecting piece 80 forming a ball joint .
  • the actuating member 76 comprises an axial rod 81 secured to the ring 77 by three oblique spokes 82 and extended by a return spring 83.
  • the actuating member 76 is mounted on the hub, the rod axial 81 being inserted into the hollow tube 74.
  • Each pinion 28 is rotatably mounted on a rocker 20, 21 about an axis 84 ( Figure 21), the rocker 20, 21 itself being pivotally mounted in a lobe 73 of the support central 19.
  • the rocker 20, 21 comprises opposed cylindrical appendages 85 engaged in orifices 86 formed in the opposite walls of the lobes 73.
  • each rocker 20, 21 has a cavity 87 receiving another part of the T-piece 80 (FIG. 22). Consequently, the displacement along the axis 9 of the actuating member 76 leads to the pivoting of the rockers 20, 21 around the axis 88 joining the two opposite orifices 86.
  • lever 45 can be replaced by a hydraulic amplifier comprising a ball engaged in one of the slots of the notched sector 30, and connected to the spacer member 33 by pistons.
  • the advantage of this structure is that a small displacement of the ball during a change of speed causes a large displacement of the spacer member 33 (multiplication of the amplitude of displacement by at least 5). It also avoids the presence of the lever 45 which is a long piece that can undergo significant deformation.
  • a control device 89 for example mounted on the frame 7 of the cycle.
  • the device 89 comprises a support plane 90, here triangular, provided with two pins 91 each extending on one side of the support, and defining a 92 axis transverse.
  • a longitudinal input cable 93 passes through the support 90 and carries two rollers 94a, 94b of the same transverse axis, spaced apart from each other by a spring (not shown).
  • the control device 89 also comprises a front selector 95a and a rear selector 95b substantially planar and each provided with a hole 96 for mounting each on a pin 91, on either side of the support 90.
  • the selectors are thus mounted pivoting about the transverse axis 92.
  • Each selector comprises a path of movement in broken line 97, provided with positioning notches 98, the roller 94a, 94b being able to move along the corresponding path and position itself in a notch 98.
  • each selector 95a, 95b is integral with a lever 99a, 99b associated with an output cable 100a, 100b passing through a bent conduit 101a, 101b associated with one to the front gearbox 2a and the other to the rear gearbox 2b.
  • the control device 89 is covered by a protective cover 102.
  • a cyclist acts on the input cable 93, it causes, thanks to the rollers 94a, 94b, the pivoting of the selectors 95a, 95b according to a predefined kinematic thanks to the geometry of the displacement paths 97, and thus the pivoting of the levers 99a, 99b and the displacement of the output cables 100a, 100b.
  • the cable 100a, 100b causes the axial displacement of the actuating member 76 (by pulling on the rod 81 or return to position by virtue of the spring 83) and thus the pivoting of the rockers 20 21.
  • the invention is not limited to the embodiments described above as examples but that it encompasses all variants.
  • the motor plate is fixed, the translational movement being transferred to the receiving plate.
  • the gearbox according to the invention can be used in other areas than cycles, especially in other types of vehicles (for example in a kart).

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  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

La boîte de vitesses comprend, monté sur un moyeu (8) un plateau moteur (10) qui entraîne en rotation un plateau récepteur par l'intermédiaire de pignons portés par un support central (19) engagés dans les dentures du plateau moteur et du plateau récepteur. Pour changer de vitesse, on modifie l'inclinaison des pignons par rapport aux plateaux, tout en écartant les plateaux l'un de l'autre. Les moyens d'écartement des plateaux comprennent un organe d'écartement (33) monté pivotant sur le support central autour d'un axe transversal sans possibilité de translation par rapport audit support. En pivotant depuis la position embrayée vers la position débrayée, l'organe d'écartement provoque la coopération entre les galets (40) qu'il porte et des rampes d'appui ménagées sur des manchons et, en conséquence, l'écartement du support central par rapport au plateau récepteur et l'écartement du plateau moteur par rapport au support.

Description

BOITE DE VITESSES, NOTAMMENT POUR CYCLE
La présente invention concerne une boîte de vitesses, notamment pour cycle, et plus précisément une boîte de vitesses comprenant dans un boîtier fixe : - un plateau moteur destiné à recevoir un couple de rotation, et un plateau récepteur apte à transmettre un mouvement circulaire, lesdits plateaux étant montés autour d'un moyeu de façon rotative par rapport au boîtier, en regard l'un de l'autre, et présentant chacun un flasque duquel font saillie, en direction du flasque opposé, plusieurs dentures circulaires coaxiales ; - un support central disposé dans le boîtier entre les plateaux ;
- au moins un dispositif de transmission de mouvement entre les plateaux, comportant au moins un pignon apte à engrener avec l'une des dentures d'au moins un plateau en regard duquel il est disposé, le ou chaque pignon étant monté libre en rotation sur un basculeur assemblé au support central de façon pivotante ;
- des moyens de sélection d'une vitesse, aptes à faire pivoter le basculeur pour modifier l'inclinaison du ou de chaque pignon par rapport aux plateaux ;
- et des moyens d'écartement agencés pour augmenter la distance entre les plateaux lors de la modification de l'inclinaison du ou de chaque pignon.
Le document FR 2 641 515 décrit une boîte de vitesses pour cycles dans laquelle les moyens d'écartement comprennent des billes en appui sur le dos du plateau moteur et coopérant avec des rampes saillant de la face interne d'un plateau de pression lié au pédalier. Pour commander le débrayage, il faut provoquer un déplacement angulaire du plateau de pression par rapport au plateau moteur. Pour cela, le cycliste doit temporairement cesser de pédaler, ce qui n'est pas pratique.
Par ailleurs, le document FR 2 757 128 propose une boîte de vitesses pour cycles dans laquelle l'écartement des plateaux est obtenu par un système hydraulique. De ce fait, la boîte de vitesses présente une structure complexe, et se révèle d'un coût élevé.
L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant des moyens d'écartement présentant une structure simplifiée. Un autre objectif de l'invention est de fournir une boîte de vitesses robuste, ne nécessitant pas de réglages délicats. A cet effet, l'invention concerne une boîte de vitesses telle que présentée ci-dessus, dans laquelle les moyens d'écartement comprennent un organe d'écartement qui, monté sur le support central de façon pivotante autour d'un axe transversal sans possibilité de translation par rapport audit support, peut pivoter, lorsque les moyens de sélection sont actionnés pour passer d'une vitesse à une autre, d'une position embrayée, dans laquelle le ou chaque pignon engrène avec une denture du plateau correspondant, à une position débrayée, dans laquelle les plateaux sont écartés l'un de l'autre, ledit organe d'écartement comprenant au moins un organe d'appui agencé pour coopérer avec une première surface d'appui ménagée sur un élément solidaire en translation axiale d'un premier plateau et avec une deuxième surface d'appui ménagée sur un élément solidaire en translation axiale d'un deuxième plateau, afin de provoquer, lors du pivotement de l'organe d'écartement vers la position débrayée, l'écartement du support central par rapport au deuxième plateau et l'écartement du premier plateau par rapport au support central.
Grâce à cette structure, l'écartement des plateaux est obtenu automatiquement lors du changement de vitesse, sans que le cycliste ait à cesser de pédaler. De plus, avec ce système mécanique, il n'est pas nécessaire de prévoir des pistons et un circuit hydraulique associé, l'actionnement des moyens d'écartement pouvant être obtenu par une simple tige de commande. Enfin, l'invention permet de maintenir l'un des deux plateaux fixe en translation par apport au boîtier.
L'organe d'écartement présente par exemple la forme d'une couronne montée coulissante et pivotante sur le moyeu, cette couronne pouvant comporter trois organes d'appui disposés sensiblement à 120° et agencés pour coopérer chacun avec une première et une deuxième surfaces d'appui.
Selon une réalisation possible, la première et la deuxième surfaces d'appui sont formées par une rampe ménagée sur un doigt faisant saille axialement vers l'organe d'écartement depuis un premier, respectivement d'un deuxième manchons montés sur le moyeu de part et d'autre du support central.
L'organe d'appui de l'organe d'écartement comprend par exemple un galet d'axe sensiblement radial, disposé dans un logement axial ouvert à ses deux extrémités axiales, logement dans lequel les surfaces d'appui peuvent être engagées. Selon une réalisation possible, les moyens d'écartement comprennent un levier qui, monté sur le support central de façon pivotante autour d'un axe transversal, sans possibilité de translation par rapport audit support, est associé à l'organe d'écartement, ledit levier étant agencé pour pivoter par rapport audit support lorsque les moyens de sélection sont actionnés pour passer d'une vitesse à une autre et provoquer le pivotement de l'organe d'écartement vers la position débrayée.
Avantageusement, l'organe d'écartement est sollicité vers la position embrayée par des moyens de rappel. L'organe d'écartement peut comprendre des moyens de retenue formant des butées axiales qui, lorsque l'organe d'écartement est en position embrayée, coopèrent avec les éléments sur lesquels sont ménagées les première et deuxième surfaces d'appui pour empêcher l'écartement intempestif des plateaux. Dans ce cas, en position embrayée, un jeu radial peut être ménagé entre l'organe d'appui de l'organe d'écartement et d'une part la première surface d'appui et d'autre part la deuxième surface d'appui, ledit jeu radial étant suffisant pour permettre un faible pivotement de l'organe d'écartement vers la position débrayée, afin que les éléments sur lesquels sont ménagées les première et deuxième surfaces d'appui soient dégagés des moyens de retenue.
Selon un premier mode de réalisation, le ou chaque dispositif de transmission de mouvement entre les plateaux comporte deux pignons engrenant entre eux, chaque pignon étant apte à engrener avec l'une des dentures du plateau en regard duquel il est disposé. Les deux plateaux tournent donc dans le même sens.
Par exemple, le deuxième plateau forme le plateau récepteur et il est solidaire du boîtier en translation axiale. Ainsi, la chaîne ou la courroie associée au plateau récepteur travaille dans un plan fixe.
La boîte de vitesses peut en outre comprendre un disque moteur destiné à être entraîné en rotation par l'arbre du pédalier du cycle, le disque moteur étant mobile en rotation par rapport au boîtier et relié au plateau moteur par au moins deux organes élastiques agencés pour solidariser en rotation le disque moteur et le plateau moteur et solliciter le plateau moteur vers le plateau récepteur tout en permettant la translation axiale dudit plateau moteur par rapport au disque moteur. Selon un deuxième mode de réalisation, le ou chaque dispositif de transmission de mouvement entre les plateaux comporte un unique pignon apte à engrener avec l'une des dentures de chacun des plateaux. Les deux plateaux tournent donc dans des sens opposés. Dans ce cas, la boîte de vitesses peut comprendre un organe d'actionnement monté sur le moyeu de façon coulissante le long de l'axe transversal par rapport au support central et portant radialement à sa périphérie des pièces de liaison engagées chacune dans un basculeur et agencées pour faire pivoter les basculeurs par rapport au support central lorsque l'organe d'actionnement est déplacé le long de l'axe transversal par les moyens de sélection d'une vitesse.
Un cycle comprenant deux boîtes de vitesses selon ce deuxième mode de réalisation, montée l'une sur le pédalier, l'autre sur l'axe de la roue arrière, et associées au moyen de la chaîne, peut en outre comprendre, monté sur le cadre, un dispositif de commande comportant :
- un support présentant un axe transversal ;
- un câble d'entrée longitudinal traversant le support et sur lequel sont fixés deux galets d'axe transversal ;
- un sélecteur avant et un sélecteur arrière montés pivotants autour de l'axe transversal du support, comportant chacun un chemin de déplacement en ligne brisée dans lequel est engagé l'un des galets, et solidaires chacun d'un levier associé à un câble de sortie relié l'un à la boîte de vitesses avant et l'autre à la boîte de vitesses arrière.
On décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation possible de l'invention, en référence aux figures annexées, dans lesquelles les figures 1 à 17 illustrent un premier mode de réalisation de l'invention et les figures 18 à 27 un deuxième mode de réalisation de l'invention :
La figure 1 est une vue en perspective d'un cycle comportant une boîte de vitesses selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
Les figures 2 et 3 sont des vues en perspective avec arrachement partiel du plateau récepteur, respectivement du plateau moteur, de la boîte de vitesses ;
La figure 4 est une vue en perspective d'une denture circulaire d'un plateau ; 2La figure 5 est une vue en coupe de la boîte de vitesses en position embrayée, avec un rapport de vitesse maximal ;
La figure 6 est une vue en coupe de la boîte de vitesses en position débrayée, avec un rapport de vitesse minimal ; La figure 7 est une vue en perspective du support central muni des basculeurs et des pignons ;
La figure 8 est une vue en perspective du support central seul ;
Les figures 9 et 10 sont des vues en perspective d'un basculeur et du basculeur de commande ; La figure 11 est une vue partielle en perspective de la boîte de vitesses en position embrayée, les basculeurs et les pignons n'étant pas représentés ;
La figure 12 est une vue en perspective de l'organe d'écartement ;
Les figures 13 et 14 sont des vues en perspective des manchons côté moteur, respectivement côté récepteur ;
La figure 15 est une vue en perspective du levier et de l'organe d'écartement en position embrayée, montrant le jeu radial entre les galets et les rampes ;
La figure 16 est une vue partielle en perspective de la boîte de vitesses en position débrayée, les basculeurs et les pignons n'étant pas représentés ;
La figure 17 est une vue partielle en perspective de l'intérieur de la boîte de vitesses ;
La figure 18 est une vue en perspective de deux boîtes de vitesse selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, montées sur un cycle (non représenté) et associées au moyen de la chaîne ;
Les figures 19, 20 et 21 sont des vues en perspective respectivement du support central, de l'organe d'actionnement et d'un pignon monté sur un basculeur ; La figure 22 est une vue en perspective des éléments des figures
19 à 21 , en position assemblée ;
La figure 23 est une vue en perspective des deux plateaux et des pignons assemblés à l'organe d'actionnement ;
La figure 24 est une vue en coupe de la boîte de vitesses arrière en position débrayée ; et Les figures 25 à 27 illustrent le dispositif de commande, respectivement en position montée complète, en position montée sans les capots protecteurs et en éclaté (partiellement).
Sur la figure 1 est représenté un cycle 1 comprenant une boîte de vitesses 2 qui permet, lorsqu'un utilisateur met en rotation l'arbre 3 du pédalier en appuyant sur les pédales 4, d'entraîner en rotation une chaîne 5, et donc la roue arrière du cycle 1.
La boîte de vitesses 2 comprend un boîtier 6, fixe par rapport au cadre 7 du cycle 1 , traversé par un moyeu 8 d'axe 9 transversal par rapport à la direction générale longitudinale d'avancement du cycle 1. Dans le moyeu 8 est engagé l'arbre 3 du pédalier.
Pour simplifier, les pièces constitutives de la boîte de vitesses 2 et leurs positions sont décrites en considérant que la boîte de vitesses 2 est montée sur le cycle 1 lui-même en position d'utilisation (figure 1). Dans le boîtier 6 se trouve d'une part un plateau moteur 10 (situé du côté gauche du cycle 1 dans le sens d'avancement) et d'autre part un plateau récepteur 11 (situé du côté droit du cycle 1), montés rotatifs autour du moyeu 8. Comme illustré sur les figures 2 à 4, chaque plateau 10, 11 comprend une série de dentures circulaires 12 coaxiales disposées dans un flasque 13 surmoulé, les dentures 12 se faisant face à l'intérieur du boîtier 6. Ici, chaque plateau comprend dix dentures 12.
Sur le boîtier 6 est monté rotatif un disque moteur 14 comportant une ouverture centrale 15 en étoile coopérant avec l'arbre 3 du pédalier. Le disque moteur 14 est ainsi entraîné en rotation sous l'action de pédalage du cycliste. Six ressorts 16 sensiblement axiaux et disposés à 60° autour du moyeu 8 sont liés d'une part au disque moteur 14 et d'autre part au plateau moteur 10, au niveau de cavités 17. Ces ressorts 16 permettent l'entraînement en rotation du plateau moteur 10 par le disque moteur 14 et, comme on le verra plus loin, le déplacement en translation axiale du plateau moteur 10 par rapport au disque moteur 14.
Grâce à un système de transmission de mouvement qui sera décrit ci-dessous, la rotation du plateau moteur 10 est transmise au plateau récepteur 11 , avec un rapport de vitesse choisi par le cycliste. Le plateau récepteur 11 est solidaire en translation axiale du moyeu 8 et porte un plateau 18 sur lequel est placé la chaîne 5. On décrit à présent le système de transmission de mouvement, en référence aux figures 5 à 10.
Un support 19 est monté sur le moyeu 8, de façon mobile en translation axiale mais fixe en rotation. Le support 19 est globalement plan et disposé de façon centrée entre les plateaux 10, 11. Sur le support 19 sont montés d'une part un basculeur de commande 20, représenté sur la figure 10, et d'autre part N basculeurs 21 , tel qu'illustré sur la figure 9, où N est compris entre 1 et 5, chaque basculeur 20, 21 étant lié en rotation aux basculeurs adjacents. Un basculeur 21 comprend une tige 22 présentant des parties extrêmes inclinées par rapport à sa direction longitudinale. La tige 22 comprend sensiblement en sa partie centrale un organe d'accrochage 23 pourvu de deux paires d'échancrures 24 opposées. Le basculeur de commande 20 est de structure générale similaire, mais présente un prolongement 25 au-delà d'une partie inclinée. Les basculeurs 20, 21 sont montés sur le support 19 par encliquetage dans des gorges 26, et peuvent pivoter par rapport au support 19 autour de l'axe de leur tige 22, situé sensiblement dans le plan dudit support 19. Les parties extrêmes inclinées des basculeurs 20, 21 sont reliées les unes aux autres. De préférence, chaque basculeur est lié en en rotation aux basculeurs adjacents par un cardan 27, ce qui présente de nombreux avantages (précision mécanique, pas de réglage nécessaire, rapidité de montage, coût réduit).
Dans la réalisation représentée, le support 19 comprend quatre basculeurs. dont un basculeur de commande, disposés à angles droits à la périphérie du support 19, le basculeur de commande 20 étant disposé verticalement. Cette structure permet une bonne répartition des efforts sur les pignons.
Sur chaque basculeur sont fixés deux pignons 28, encliquetés par leur axe dans les échancrures 24 de l'organe d'accrochage. Les pignons 28 d'un même basculeur, sensiblement identiques, engrènent entre eux. De plus, sur un même basculeur, l'un des pignons 28 est destiné à engrener avec une denture 12 du plateau moteur 10, tandis que l'autre pignon 28 est destiné à engrener avec une denture 12 du plateau récepteur 11, la denture 12 du plateau récepteur 11 étant déterminée par rapport à la denture 12 du plateau moteur 10 par le fait que les deux pignons 28 sont situés dans un même plan. Une bague en polyuréthane 29 est interposée entre chaque pignon 28 et le basculeur 20, 21 correspondant, entre la partie rotative du pignon 28 et la partie du pignon 28 fixe par rapport au basculeur 20, 21 (c'est-à-dire son axe support encliqueté sur le basculeur). Ceci permet de conférer au système une plus grande souplesse et de rendre le mécanisme plus silencieux. Sur le support 19 est également monté un secteur cranté 30, disposé dans un plan sensiblement horizontal, et dans une ouverture 31 duquel est fixé le prolongement 25 du basculeur de commande 20.
Le secteur cranté 30 forme des logements courbes entre deux crans adjacents, par exemple des logements sensiblement cylindriques d'axe vertical. L'ouverture 31 présente par exemple une section carrée. Sur le prolongement 25 du basculeur de commande 20 est également fixé un bras 32 associé à une tige (non représentée) ou, en variante, un câble ou un vérin. Lorsque le cycliste actionne ladite tige, il provoque, via le bras 32, la rotation du basculeur de commande 20 autour de l'axe vertical de sa tige 22 et, en conséquence, par l'intermédiaire des cardans 27, une rotation identique des basculeurs 21. Ainsi, l'inclinaison des pignons 28 par rapport aux plateaux 10, 11 varie, ce qui permet au cycliste de sélectionner la vitesse qu'il désire selon la denture 12 dans laquelle les pignons 28 engrènent. Les positions extrêmes d'inclinaison des pignons 28, correspondants aux rapports de vitesse maximal et minimal sont représentées respectivement sur les figures 5 et 6. Un organe de fin de course 71 , solidaire du support 19, permet de limiter la rotation du basculeur de commande 20 et ainsi de définir une position extrême d'inclinaison des pignons 28.
Pour que le cycliste puisse changer de vitesse, c'est-à-dire modifier l'inclinaison des pignons 28 par rapport aux plateaux 10, 11 , la boîte de vitesses 2 est pourvue de moyens d'écartement des deux plateaux.
Ces moyens comprennent tout d'abord un organe d'écartement 33, représenté sur la figure 12. L'organe d'écartement 33 présente la forme générale d'une couronne. Il est monté autour du moyeu 8, de façon mobile en rotation et en translation par rapport à l'axe 9. Il est en outre logé sensiblement dans l'ouverture centrale 34 du support 19, du côté du plateau moteur 10, et solidarisé en translation, mais non en rotation, par rapport audit support 19 au moyens de clips 35. L'organe d'écartement 33 comprend trois logements 36 sensiblement identiques, chacun présentant orthogonalement à l'axe 9 du moyeu 8 une section rectangulaire. Chaque logement 36 est ainsi délimité par une première et une deuxième parois radiales 37, 38, et est ouvert à ses deux extrémités axiales. Dans chaque logement 36 est prévu un axe 39 sensiblement radial. Cet axe 39 n'est pas disposé de façon centrée dans le logement 36 mais décalé vers la première paroi radiale 37 du logement 36. Sur chacun des axes 39 sont montés deux galets 40, ménageant un espace entre eux et la deuxième paroi radiale 38 du logement 36.
En outre, une barrette 41 est disposée sensiblement axialement à l'extérieur de chaque logement 36, contre la deuxième paroi radiale 38. Chaque barrette 41 comporte des saillies 42 s'étendant de part et d'autre de la couronne en direction du logement 36 correspondant, en étant écartées axialement des extrémités axiales dudit logement 36. Enfin, l'organe d'écartement 33 comporte des pattes 43 radiales pourvues chacune d'une échancrure 44.
Les moyens d'écartement des deux plateaux comprennent également un levier 45 s'étendant sensiblement parallèlement au support 19 et horizontalement, du côté du plateau moteur 10. Le levier 45 présente une première partie extrême 46 liée au support 19, sous le secteur cranté 30, de façon pivotante autour d'un axe 69 parallèle à l'axe 9 du moyeu 8, et une deuxième partie extrême 47 recourbée vers le bas, et présentant des échancrures 48. Le levier 45 est assemblé à l'organe d'écartement 33 par l'intermédiaire d'un élément de liaison 49 présentant à ses extrémités deux tourillons axiaux 50, 51 engagés par encliquetage respectivement dans les échancrures 48 du levier et les échancrures 44 des pattes 43 de l'organe d'écartement 33.
Le levier 45 comprend de plus une branche latérale 52 s'étendant sensiblement axialement en direction du plateau récepteur 11 , depuis la première partie extrême 46 du levier 45. Le levier 45 comporte un cylindre 53 monté rotatif autour de son axe, et apte à coopérer avec un des logements formés entre deux crans du secteur cranté 30. Ce cylindre 53 est disposé sur la branche latérale 52 du levier 45. Il présente un axe sensiblement vertical, et est enchâssé dans une enveloppe 70 (non représentée sur la figure 15) autorisant la rotation dudit cylindre 53 autour de son axe. En variante, le cylindre 53 pourrait être remplacé par une dent s'étendant parallèlement au support 19, en direction de la première partie extrême 46 du levier 45, ladite dent étant apte à coopérer avec les crans du secteur cranté 30. En outre, un ressort 54 disposé sensiblement parallèlement au levier 45 est prévu entre le support 19 et le levier 45. Les moyens d'écartement des deux plateaux comprennent enfin un premier manchon 55 et un deuxième manchon 56, représentés respectivement sur les figures 13 et 14.
Chaque manchon 55, 56 comprend une bague 57 engagée autour du moyeu 8 et de laquelle font saillie trois doigts axiaux 58 à 120°. Chaque doigt 58 comporte à son extrémité une surface inclinée formant une rampe 59.
Le premier manchon 55 est destiné à être placé entre le plateau moteur 10 et le support 19. Sa bague 57 comporte trois orifices 60 à 120° dans chacun desquels est logée une bille 61 engagée dans une rainure 62 ménagée axialement sur le moyeu 8. Le premier manchon 55 peut ainsi coulisser axialement sur le moyeu 8, sans possibilité de rotation. Le premier manchon 55 est monté sur le moyeu 8 de sorte que la bague 57 soit logée dans l'ouverture centrale du plateau moteur 10 et que les doigts 58 s'étendent en direction du support 19, l'épaulement 63 formé entre la bague 57 et les doigts 58 prenant appui contre un roulement 64 intercalé entre ladite bague 57 et le plateau moteur 10. La partie extrême de chacun des doigts 58 est alors engagée dans un logement 36 de l'organe d'écartement 33, dans l'espace ménagé entre les galets 40 et la deuxième paroi radiale 38, la rampe 59 étant dirigée vers les galets 40. Comme illustré sur la figure 13, chaque doigt 58 comprend une partie principale 65 liée à la bague 57 prolongée par une partie extrême 66 sensiblement triangulaire, qui présente un diamètre intérieur et un diamètre extérieur plus importants que le diamètre intérieur, respectivement le diamètre extérieur de la partie principale 65. Un épaulement 67 extérieur est ainsi formé entre la partie principale 65 de chaque doigt 58 et la partie extrême 66 dudit doigt, tandis qu'il existe un espace entre la partie extrême 66 du doigt et le moyeu 8.
Le deuxième manchon 56 est destiné à être placé entre le plateau récepteur 11 et le support 19, la bague 57 étant fixée au moyeu 8. En variante, le deuxième manchon 56 et le moyeu 8 peuvent être réalisés en une seule pièce. Le deuxième manchon 56 est monté sur le moyeu 8 de sorte que les doigts 58 s'étendent en direction du support 19. La partie extrême de chacun des doigts 58 est alors engagée dans un logement 36 de l'organe d'écartement 33, dans l'espace ménagé entre les galets 40 et la deuxième paroi radiale 38, la rampe 59 étant dirigée vers les galets 40. Les diamètres intérieur et extérieur des doigts 58 du deuxième manchon 56 correspondent sensiblement aux diamètres intérieur et extérieur de la partie principale 65 des doigts 58 du premier manchon 55. Ainsi, chaque doigt 58 du deuxième manchon 56 est situé dans le logement 36 correspondant entre le doigt 58 du premier manchon 55 et le moyeu 8. En outre, un ergot 68 sensiblement radial est prévu à proximité immédiate du doigt 58, du côté opposé à la rampe 59. On décrit à présent le fonctionnement de la boîte de vitesses 2, en particulier lors du changement de vitesse.
En position embrayée (figures 5, 11 et 15), les deux plateaux 10, 11 sont éloignés l'un de l'autre de la distance appropriée pour que les pignons 38 engrènent chacun avec une denture 12 d'un plateau et permettent la transmission du mouvement de rotation du plateau moteur 10 au plateau récepteur 11.
Le cylindre 53 du levier 45 est alors engagé entre deux crans du secteur cranté 30 correspondant au rapport de vitesse choisi. Le ressort 54 sollicite le levier 45 vers la position d'embrayage, c'est-à-dire d'engagement du cylindre 53 dans le secteur cranté 30. Dans cette position, le levier 45, par l'intermédiaire de l'élément de liaison 49, retient l'organe d'écartement 33 et l'empêche de pivoter autour de l'axe 9 du moyeu 8 dans le sens horaire (lorsque l'on regarde ledit organe d'écartement 33 depuis le plateau moteur 10). Les saillies 42 prévues sur chaque barrette 41 de l'organe d'écartement 33 coopèrent ainsi avec Pépaulement 67 du premier manchon 55, d'une part, et l'ergot 68 du deuxième manchon 56, d'autre part. En conséquence, l'organe d'écartement 33 retient axialement les manchons 55, 56, empêchant donc les plateaux 10, 11 de s'écarter l'un de l'autre. Dans cette position embrayée, il existe un jeu radial j entre les galets 40 et chacune des rampes 59 correspondantes.
Comme précédemment décrit, lorsque le cycliste souhaite changer de vitesse, il actionne une tige (ou un moyen équivalent tel qu'un câble ou un vérin) provoquant, via le bras 32, la rotation des basculeurs 20, 21. La même tige permet simultanément, via le bras 32, de manœuvrer en rotation le secteur cranté 30. Lorsque le secteur cranté 30 pivote autour de l'axe vertical du basculeur de commande 20, il provoque la sortie du cylindre 53 du levier 45 hors du logement dans lequel il était engagé et, en conséquence, le pivotement du levier 45 autour de l'axe 69, à rencontre de la force exercée par le ressort 54. Ceci provoque, par l'intermédiaire de l'élément de liaison 49, un pivotement initial de quelques degrés de l'organe d'écartement 33 dans le sens horaire (lorsque l'on regarde ledit organe d'écartement 33 depuis le plateau moteur 10). Ce pivotement initial est rendu possible par l'existence du jeu j. Suite à ce pivotement, les rampes 59 se sont rapprochées des galets 40, voire les touchent, mais surtout les épaulements 67 et les ergots 68 sont dégagés des saillies 42 : les manchons 55, 56 ne sont alors plus retenus axialement par l'organe d'écartement 33.
Le mouvement de rotation du secteur cranté se poursuit jusqu'à ce que le cylindre 53 du levier 45 soit dans sa position la plus sortie du logement concerné (figure 16). Au cours de ce mouvement de rotation, la coopération entre les galets 40 et les rampes 59 s'est traduite par : - un déplacement axial de l'organe d'écartement 33 par rapport au deuxième manchon 56, c'est-à-dire un écartement axial du support 19 par rapport au plateau récepteur 11 ;
- un déplacement axial du premier manchon 55 par rapport à l'organe d'écartement 33, c'est-à-dire un écartement axial du plateau moteur 10 par rapport au support 19 (le déplacement axial du premier manchon 55 en s'écartant du support 19 provoquant un déplacement axial identique du plateau moteur 10 du fait de la présence de l'épaulement 63). Au cours de ce mouvement, les ressorts 16 sont comprimés.
Les dimensions des manchons 55, 56, et en particulier les inclinaisons des rampes 59, sont déterminées pour obtenir l'écartement souhaité entre les plateaux 10, 11 et le support 19. De même, les crans du secteur cranté 30, en nombre identique au nombre de dentures 12 d'un plateau, et les basculeurs 20, 21 sont agencés pour provoquer une inclinaison adaptée des pignons 28 et assurer que chaque pignon soit bien engagé dans une seule denture 12.
La course du plateau moteur 10 est de l'ordre de 15 à 20 mm, par exemple de 17 mm. Au cours de ce mouvement, le disque moteur 14 coulisse axialement autour de l'arbre 3 du pédalier, mais peut continuer à entraîner en rotation de la plateau moteur 10 grâce à l'ouverture centrale 15 en étoile. Si le cycliste continue à actionner la tige de commande pour provoquer le pivotement des basculeurs 20, 21 et du secteur cranté, le cylindre 53 retombe dans le logement adjacent à celui qu'il vient de quitter, sous l'effet du ressort 54. Sous l'action des ressorts 16, le plateau moteur 10 est rapproché du support 19, ce qui entraîne, par l'intermédiaire de l'épaulement 63, le retour du premier manchon 55 dans la position où ses doigts 58 sont engagés dans les logements 36 de l'organe d'écartement 33, mais également le déplacement axial du support 19 vers le plateau récepteur 11. Les pignons 28 engrènent à nouveau chacun avec une denture 12 du plateau 10, 11 correspondant.
Le levier 45 permet de démultiplier le déplacement, c'est-à-dire de provoquer, à partir d'un faible déplacement du cylindre 53 entre deux logements (de l'ordre de 1 ,5 mm), une rotation d'amplitude plus importante de l'organe d'écartement 33 et, in fine, une translation importante du plateau moteur 10 par rapport au plateau récepteur 11, comme indiqué ci-dessus.
La boîte de vitesses 2 selon l'invention prévoit de monter de nombreuses pièces par encliquetage. Il en découle une facilité et une rapidité de montage améliorées par rapport à l'art antérieur. De plus, il n'est pas nécessaire de procéder à des réglages de la position des pièces les unes par rapport aux autres, ce qui requiert généralement beaucoup de précision et de temps. On se rapporte maintenant aux figures 18 à 27 qui illustrent un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Le principe général de fonctionnement de la boîte de vitesse est inchangé, mais ce deuxième mode de réalisation présente un certain nombre de différences par rapport au premier, différences qui sont décrites ci-après. Tout d'abord, le cycle comprend deux boîtes de vitesses, à savoir une boîte de vitesse avant 2a qui est montée sur le pédalier, et une boîte de vitesses 2b arrière qui est montée sur l'axe de la roue arrière. Dans le sens d'avancement du cycle, le plateau droit de la boîte de vitesse avant 2a est le plateau moteur, qui est mis en rotation par le cycliste appuyant sur les pédales et transmet le mouvement au plateau récepteur (gauche) et donc au plateau 18 portant la chaîne 5. Par la chaîne 5, ce mouvement est transmis au pignon de chaîne 72 donc à la boîte de vitesse arrière 2b, au niveau du plateau récepteur (gauche) qui transmet le mouvement au plateau récepteur (droit). Ce dernier entraîne alors la roue arrière. La présence de ces deux boîtes de vitesses découle du fait que, contrairement au premier mode de réalisation, il est disposé entre les plateaux 10, 11 non plus des ensembles de deux pignons engrenant entre eux mais des pignons 28 uniques engrenant chacun avec une denture 12 de chacun des plateaux 10, 11 (figure 23). Ainsi, dans une boîte de vitesses donnée, il y a inversion du sens de rotation entre le plateau moteur et le plateau récepteur, d'où la nécessité de deux boîtes de vitesses 2a, 2b. Dans la réalisation représentée, chaque boîte de vitesses comprend trois pignons 28, mais bien entendu un nombre différent de pignons peut être prévu.
Le support central 19 (figure 19) comporte une partie principale en forme générale de couronne définissant trois lobes 73 ouverts vers l'axe 9, et un tube 74 creux axial décalé axialement par rapport au plan global de la couronne et solidarisé à celle-ci par trois vis obliques 75. Un organe d'actionnement 76 (figure 20) comporte un anneau 77 prolongé par trois pattes 78 dont l'extrémité libre forme un logement cylindrique 79 pour une partie d'une pièce de liaison en T 80 formant une rotule. En outre, l'organe d'actionnement 76 comprend une tige axiale 81 solidarisée à l'anneau 77 par trois rayons obliques 82 et prolongée par un ressort de rappel 83. L'organe d'actionnement 76 est monté sur le moyeu, la tige axiale 81 étant insérée dans le tube creux 74. Chaque pignon 28 est monté rotatif sur un basculeur 20, 21 autour d'un axe 84 (figure 21), le basculeur 20, 21 étant lui-même monté pivotant dans un lobe 73 du support central 19. A cet effet, le basculeur 20, 21 comprend des appendices 85 cylindriques opposés engagés dans des orifices 86 ménagés dans les parois opposées des lobes 73. De plus, chaque basculeur 20, 21 présente une cavité 87 recevant une autre partie de la pièce de liaison en T 80 (figure 22). En conséquence, le déplacement le long de l'axe 9 de l'organe d'actionnement 76 conduit au pivotement des basculeurs 20, 21 autour de l'axe 88 joignant les deux orifices 86 opposés.
Il est à noter que le levier 45 peut être remplacé par un amplificateur hydraulique comportant une bille engagée dans l'un des logements du secteur cranté 30, et reliée à l'organe d'écartement 33 par des pistons. L'avantage de cette structure est qu'un faible déplacement de la bille lors d'un changement de vitesse provoque un déplacement important de l'organe d'écartement 33 (multiplication de l'amplitude du déplacement par au moins 5). On évite de plus la présence du levier 45 qui est une pièce longue pouvant subir des déformations importantes.
Pour le changement de vitesse, il est prévu un dispositif de commande 89, par exemple monté sur le cadre 7 du cycle. Comme illustré sur les figures 25 à 27, le dispositif 89 comprend un support 90 plan, ici triangulaire, pourvu de deux tétons 91 s'étendant chacun d'un côté du support, et définissant un axe 92 transversal. Un câble d'entrée 93 longitudinal traverse le support 90 et porte deux galets 94a, 94b de même axe transversal, écartés l'un de l'autre par un ressort (non représenté).
Le dispositif de commande 89 comprend également un sélecteur avant 95a et un sélecteur arrière 95b sensiblement plans et pourvus chacun d'un trou 96 pour le montage chacun sur un téton 91 , de part et d'autre du support 90. Les sélecteurs sont ainsi montés pivotants autour de l'axe transversal 92. Chaque sélecteur comporte un chemin de déplacement 97 en ligne brisée, muni d'encoches 98 de positionnement, le galet 94a, 94b pouvant se déplacer le long du chemin correspondant et se positionner dans une encoche 98. Enfin, chaque sélecteur 95a, 95b est solidaire d'un levier 99a, 99b associé à un câble de sortie 100a, 100b passant dans un conduit coudé 101a, 101b associé l'un à la boîte de vitesse avant 2a et l'autre à la boîte de vitesse arrière 2b. Le dispositif de commande 89 est recouvert d'un capot protecteur 102. Lorsqu'un cycliste agit sur le câble d'entrée 93, il provoque, grâce aux galets 94a, 94b, le pivotement des sélecteurs 95a, 95b selon une cinématique prédéfinie grâce à la géométrie des chemins de déplacement 97, et donc le pivotement des leviers 99a, 99b et le déplacement des câbles de sortie 100a, 100b. Dans chacune des boîtes de vitesses 2a, 2b, le câble 100a, 100b provoque le déplacement axial de l'organe d'actionnement 76 (par traction sur la tige 81 ou retour en position grâce au ressort 83) et donc le pivotement des basculeurs 20, 21. Simultanément se produit Pécartement entre le support central 19 et un plateau, et entre l'autre plateau et le support central 19 au moyen d'un organe d'écartement de fonctionnement similaire à ce qui a été décrit en référence au premier mode de réalisation. Ainsi, les pignons 28 viennent engrener avec la denture 12 appropriée sur chacun des plateaux, et ce dans chacune des boîtes de vitesses 2a, 2b, fournissant ainsi le rapport recherché par le cycliste. Ce deuxième mode de réalisation présente notamment les avantages suivants : encombrement réduit, performance accrue, meilleur étagement des vitesses.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. Ainsi, pour certaines applications, on pourrait prévoir que le plateau moteur soit fixe, la mouvement de translation étant reporté sur le plateau récepteur. Par ailleurs, la boîte de vitesse selon l'invention peut être utilisée dans d'autres domaines que les cycles, notamment dans d'autres types de véhicules (par exemple dans un kart).

Claims

REVENDICATIONS
1. Boîte de vitesses, notamment pour cycle, comprenant dans un boîtier (6) fixe : un plateau moteur (10) destiné à recevoir un couple de rotation, et un plateau récepteur (11) apte à transmettre un mouvement circulaire, lesdits plateaux étant montés autour d'un moyeu (8) de façon rotative par rapport au boîtier (6), en regard l'un de l'autre, et présentant chacun un flasque (13) duquel font saillie, en direction du flasque opposé, plusieurs dentures (12) circulaires coaxiales, un support central (19) étant disposé dans le boîtier (6) entre les plateaux (10, 11) ; au moins un dispositif de transmission de mouvement entre les plateaux, comportant au moins un pignon (28) apte à engrener avec l'une des dentures (12) d'au moins un plateau (10, 11) en regard duquel il est disposé, le ou chaque pignon (28). étant monté libre en rotation sur un basculeur (20, 21) assemblé au support central (19) de façon pivotante ; des moyens de sélection d'une vitesse, aptes à faire pivoter le basculeur (20, 21) pour modifier l'inclinaison du ou de chaque pignon (28) par rapport aux plateaux (10, 11) et des moyens d'écartement agencés pour augmenter la distance entre les plateaux (10, 11) lors de la modification de l'inclinaison du ou de chaque pignon (28) ; caractérisée en ce que les moyens d'écartement comprennent un organe d'écartement (33) qui, monté sur le support central (19) de façon pivotante autour d'un axe transversal (9) sans possibilité de translation par rapport audit support, peut pivoter, lorsque les moyens de sélection sont actionnés pour passer d'une vitesse à une autre, d'une position embrayée, dans laquelle le ou chaque pignon (28) engrène avec une denture (12) du plateau (10, 11) correspondant, à une position débrayée, dans laquelle les plateaux (10, 11) sont écartés l'un de l'autre, ledit organe d'écartement (33) comprenant au moins un organe d'appui (40) agencé pour coopérer avec une première surface d'appui (59) ménagée sur un élément (55) solidaire en translation axiale d'un premier plateau et avec une deuxième surface d'appui (59) ménagée sur un élément (56) solidaire en translation axiale d'un deuxième plateau, afin de provoquer, lors du pivotement de l'organe d'écartement (33) vers la position débrayée, l'écartement du support central (19) par rapport au deuxième plateau et l'écartement du premier plateau par rapport au support central (19).
2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe d'écartement (33) présente la forme d'une couronne montée coulissante et pivotante sur le moyeu (8).
3. Boîte de vitesses selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couronne comporte trois organes d'appui (40) disposés sensiblement à 120° et agencés pour coopérer chacun avec une première et une deuxième surfaces d'appui (59).
4. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la première et la deuxième surfaces d'appui sont formées par une rampe (59) ménagée sur un doigt (58) faisant saille axialement vers l'organe d'écartement (33) depuis un premier manchon (55), respectivement un deuxième manchon (56) montés sur le moyeu (8) de part et d'autre du support central (19).
5. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'organe d'appui de l'organe d'écartement (33) comprend un galet (40) d'axe (39) sensiblement radial, disposé dans un logement (36) axial ouvert à ses deux extrémités axiales, logement (36) dans lequel les surfaces d'appui (59) peuvent être engagées.
6. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens d'écartement comprennent un levier (45) qui, monté sur le support central (19) de façon pivotante autour d'un axe transversal (69), sans possibilité de translation par rapport audit support (19), est associé à l'organe d'écartement (33), ledit levier (45) étant agencé pour pivoter par rapport audit support (19) lorsque les moyens de sélection sont actionnés pour passer d'une vitesse à une autre et provoquer le pivotement de l'organe d'écartement (33) vers la position débrayée.
7. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'organe d'écartement (33) est sollicité vers la position embrayée par des moyens de rappel (54).
8. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'organe d'écartement (33) comprend des moyens de retenue (41, 42) formant des butées axiales qui, lorsque l'organe d'écartement (33) est en position embrayée, coopèrent avec les éléments (55, 56) sur lesquels sont ménagées les première et deuxième surfaces d'appui (59) pour empêcher récartement intempestif des plateaux (10, 11).
9. Boîte de vitesses selon la revendication 8, caractérisée en ce que, en position embrayée, un jeu radial (j) est ménagé entre l'organe d'appui (40) de l'organe d'écartement (33) et d'une part la première surface d'appui (59) et d'autre part la deuxième surface d'appui (59), ledit jeu radial (j) étant suffisant pour permettre un faible pivotement de l'organe d'écartement (33) vers la position débrayée, afin que les éléments (55, 56) sur lesquels sont ménagées les première et deuxième surfaces d'appui (59) soient dégagés des moyens de retenue (41 , 42).
10. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les moyens de sélection d'une vitesse comprennent un moyen actionnable par un cycliste, tel qu'une tige, un câble, un vérin ou équivalent, permettant de manœuvrer en rotation un secteur cranté (30) coopérant avec le levier (45).
11. Boîte de vitesses selon la revendication 10 caractérisée en ce que le secteur cranté (30) forme des logements courbes entre deux crans adjacents, et en ce que le levier (45) comporte un cylindre (53) monté rotatif autour de son axe, et apte à coopérer avec un desdits logements du secteur cranté (30).
12. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisée en ce qu'une bague en polyuréthane (29) est interposée entre chaque pignon (28) et le basculeur (20, 21) correspondant.
13. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le ou chaque dispositif de transmission de mouvement entre les plateaux comporte deux pignons (28) engrenant entre eux, chaque pignon (28) étant apte à engrener avec l'une des dentures (12) du plateau (10, 11) en regard duquel il est disposé.
14. Boîte de vitesses selon la revendication 13, caractérisée en ce que le deuxième plateau forme le plateau récepteur (11) et en ce qu'il est solidaire du boîtier (6) en translation axiale.
15. Boîte de vitesses selon la revendication 13 ou 14, caractérisée en ce qu'elle comprend un basculeur de commande (20) portant deux pignons (28), apte à être mis en rotation par les moyens de sélection d'une vitesse, et N basculeurs (21) portant chacun deux pignons (28), N étant compris entre 1 et 5, chaque basculeur étant lié en rotation aux basculeurs adjacents.
16. Boîte de vitesses selon la revendication 15, caractérisée en ce que chaque basculeur (20, 21) est lié en en rotation aux basculeurs adjacents par un cardan (27).
17. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisée en ce qu'elle comprend un disque moteur (14) destiné à être entraîné en rotation par l'arbre (3) du pédalier du cycle (1), le disque moteur (14) étant mobile en rotation par rapport au boîtier (6) et relié au plateau moteur (10) par au moins deux organes élastiques (16) agencés pour solidariser en rotation le disque moteur (14) et le plateau moteur (10) et solliciter le plateau moteur (10) vers le plateau récepteur (11) tout en permettant la translation axiale dudit plateau moteur (10) par rapport au disque moteur (14).
18. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le ou chaque dispositif de transmission de mouvement entre les plateaux comporte un unique pignon (28) apte à engrener avec l'une des dentures (12) de chacun des plateaux (10, 11 ).
19. Boîte de vitesses selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe d'actionnement (76) monté sur le moyeu de façon coulissante le long de l'axe transversal (9) par rapport au support central (19) et portant radialement à sa périphérie des pièces de liaison (80) engagées chacune dans un basculeur (20, 21) et agencées pour faire pivoter les basculeurs (20, 21) par rapport au support central (19) lorsque l'organe d'actionnement (77) est déplacé le long de l'axe transversal (9) par les moyens de sélection d'une vitesse.
20. Cycle comprenant deux boîtes de vitesses (2a, 2b) selon la revendication 18 ou 19, montée l'une sur le pédalier, l'autre sur l'axe de la roue arrière, et associées au moyen de la chaîne (5), caractérisé en ce qu'il comprend, monté sur le cadre (7), un dispositif de commande (89) comportant : - un support (90) présentant un axe transversal (92) ; un câble d'entrée (93) longitudinal traversant le support (90) et sur lequel sont fixés deux galets (94a, 94b) d'axe transversal ; un sélecteur avant (95a) et un sélecteur arrière (95b) montés pivotants autour de l'axe transversal (92) du support (90), comportant chacun un chemin de déplacement (97) en ligne brisée dans lequel est engagé l'un des galets (94a, 94b), et solidaires chacun d'un levier (99a, 99b) associé à un câble de sortie (100a, 100b) relié l'un à la boîte de vitesses avant (2a) et l'autre à la boîte de vitesses arrière (2b).
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