WO2024120815A1 - Transmission variable avec galets coniques ou tronconiques et une couronne - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une transmission variable (1) mettant en œuvre au moins un galet conique ou tronconique d'entrée (6), un galet conique ou tronconique de sortie (10) et une couronne (8) coopérant avec les galets coniques ou tronconiques et se déplaçant axialement pour varier le rapport de transmission. Pour l'invention, la génératrice (18, 19) de chaque galet (6, 10) en contact avec la couronne (8) est parallèle aux arbres d'entrée (2) et de sortie (14) de la transmission variable (1).

Description

TRANSMISSION VARIABLE AVEC GALETS CONIQUES OU TRONCONIQUES ET UNE COURONNE

Domaine technique

La présente invention concerne le domaine des transmissions variables, notamment pour véhicule. En particulier, la présente invention concerne une transmission variable pour véhicule terrestre à assistance électrique.

Depuis quelques années, les véhicules à assistance électrique sont de plus en plus utilisés, tant pour les véhicules automobiles, que pour les véhicules associés aux mobilités dites douces telles que les deux-roues, les bicyclettes, les tandems, les triporteurs, les tricycles, les vélo cargos, les trottinettes, etc., ainsi que pour le transport de marchandise (par exemple les chariots motorisés ou les remorques à assistance électrique). Cette assistance électrique joue un rôle important dans la diminution des émissions polluantes et sonores, dans la facilité d’utilisation de ces véhicules, tout en assurant une réduction de l’impact environnemental des utilisateurs.

Par exemple, les véhicules deux-roues, telles que les bicyclettes, les scooters, etc., peuvent être équipés d’au moins une machine électrique qui délivre un couple supplémentaire d’assistance pour l’entraînement du véhicule. Dans le cadre des bicyclettes, la machine électrique peut être associée au pédalier, ou directement associée à la roue entraînée de manière à assister le cycliste dans ces déplacements.

Pour ces véhicules à assistance électrique, le choix d’une transmission adaptée est un point important. En effet, une transmission inadaptée peut générer des difficultés d’utilisation du véhicule. En particulier pour les bicyclettes, dans la grande majorité des cas, le système de changement de rapport de transmission est classique avec l’utilisation d’un système à dérailleur. La maîtrise de ce système n’est pas simple et n’est pas intuitive. L’arrivée des vélos à assistance électrique VAE a permis à un grand nombre d’accéder à ce mode de transport. Malheureusement, la transmission reste la plupart du temps très mal utilisée, et la machine électrique compense cela, avec comme résultat l’utilisation de la transmission dans des conditions anormales (rapport long en permanence), ce qui provoque des usures prématurées et des casses de ces transmissions. De plus, les cyclistes préfèrent que leur fréquence de pédalage reste constante, quelles que soient les conditions, ce que ne permettent pas les transmissions à rapports discrets. De plus, les transmissions variables peuvent avoir des applications dans d’autres domaines tels que la production d’énergie, l’industrie, etc.

Technique antérieure

Il existe différents types de transmission pour les véhicules, notamment :

Les boîtes de vitesses, formées généralement d’un ensemble d’engrenages et utilisées habituellement pour les véhicules automobiles, elles présentent l’inconvénient principal de ne pas permettre une variation continue des rapports de réduction (rapports de réduction fixes et discrets),

Les transmissions à variation continue CVT (de l’anglais « continuously variable transmission ») sont des boîtes de vitesses automatiques qui ne comportent pas un nombre prédéfini de rapports, au contraire, le rapport de transmission de telles transmissions reste positif et varie continûment sur toute une plage de fonctionnement à l’intérieur d’une plage définie, les transmissions à variation continue CVT ont une ouverture limitée (valeur limitée entre le rapport de transmission le plus long et le rapport de transmission le plus court),

Les transmissions infiniment variables IVT (de l’anglais « infinitly variable transmission ») sont des transmissions assurant une plage de variation infinie, qui permettent de passer des rapports de transmission négatifs (pour une marche arrière par exemple) à des rapports de transmission positifs (pour une marche avant par exemple) de façon continue, en passant par le rapport de transmission nul (qui correspond au point mort, rapport qui ne permet plus à l’élément moteur de transmettre de couple au véhicule).

Ces deux derniers types de transmission sont appelés transmissions variables dans la suite de la demande, elles sont particulièrement adaptées pour une variation continue du rapport de transmission, ce qui favorise leur utilisation au sein des véhicules ou pour tous types d’applications.

Ces transmissions variables CVT et IVT peuvent notamment être obtenues mécaniquement (par exemple en mettant en oeuvre un train épicycloïdal), pneumatiquement, hydrauliquement, ou électriquement.

Une possibilité de concevoir une transmission IVT mécanique est d’associer l’utilisation d’une CVT type variateur toroïdal par exemple à un train épicycloïdal, tel que mis en oeuvre dans la transmission IVT commercialisée notamment par la société Torotrack (Grande-Bretagne), et telle que décrite notamment dans les demandes de brevet EP1042624, EP1 155248, EP1846672, EP2882982.

Les transmissions variables CVT et IVT mettant en oeuvre un train épicycloïdal sont notées respectivement CVP pour train planétaire continûment variable (de l’anglais « continuously variable planetary »), et IVP pour train planétaire infiniment variable (de l’anglais « infinitly variable planetary »). Parmi les transmissions variables mécaniques, des trains épicycloïdaux utilisant des galets coniques ou tronconiques en tant que satellites ont été développés. Pour cette technologie, la variation du diamètre des galets coniques ou tronconiques est utilisée pour faire varier continûment le rapport de transmission.

La demande de brevet dont le numéro de dépôt est FR21/11 .388 concerne une transmission variable comprenant un train épicycloïdal avec des satellites sous la forme de galets coniques ou tronconiques, ainsi que deux planétaires intérieurs et un porte-satellite. Toutefois, l’utilisation d’un train épicycloïdal rend la conception plus complexe.

De plus, les demandes de brevet CN10371 1854 et CN103807394 décrivent des transmissions variables avec des galets tronconiques et une couronne. L’implémentation de ces galets coniques et de la couronne nécessite un mouvement complexe de la couronne qui n’est pas parallèle aux axes des arbres d’entrée et de sortie, ce qui implique une complexité d’assemblage et de mise en oeuvre. De plus, une telle couronne n’a pas une position naturellement stable ; elle doit être maintenue en place par des éléments extérieurs.

Résumé de l’invention

L’invention a pour but de concevoir une transmission continûment variable compacte et simple (notamment pour la variation du rapport de transmission et pour l’assemblage), afin de faciliter son utilisation au sein d’un véhicule. Pour cela, la présente invention concerne une transmission variable mettant en oeuvre au moins un galet conique ou tronconique d’entrée, un galet conique ou tronconique de sortie et une couronne coopérant avec les galets coniques ou tronconiques et se déplaçant axialement pour varier le rapport de transmission. Pour l’invention, la génératrice de chaque galet en contact avec la couronne est parallèle aux arbres d’entrée et de sortie de la transmission variable. Ainsi, le déplacement de la couronne est parallèle aux arbres d’entrée et de sortie, ce qui permet une conception simple et compacte du système de variation du rapport de transmission.

L’invention concerne en outre un véhicule terrestre mettant en oeuvre une telle transmission variable. L’invention concerne une transmission variable, notamment pour véhicule, comprenant un arbre d’entrée, au moins un galet d’entrée conique ou tronconique entraîné par un axe de galet d’entrée coopérant avec ledit arbre d’entrée au moyen d’un premier engrenage, un arbre de sortie, au moins un galet de sortie conique ou tronconique entraînant un axe de galet de sortie coopérant avec ledit arbre de sortie au moyen d’un deuxième engrenage et une couronne coopérant par friction avec chaque galet d’entrée et chaque galet de sortie. Ladite couronne coopère avec chaque galet d’entrée et chaque galet de sortie au niveau d’une génératrice parallèle audit arbre d’entrée et audit arbre de sortie, et en ce que ladite transmission variable comprend un moyen de déplacement de ladite couronne parallèlement audit arbre d’entrée et audit arbre de sortie.

Selon un mode de réalisation, chaque galet d’entrée et chaque galet de sortie sont agencés dans la direction axiale de ladite couronne, de telle sorte que le plus petit diamètre de chaque galet d’entrée fait sensiblement face au plus grand diamètre du galet de sortie et que le plus grand diamètre de chaque galet d’entrée fait sensiblement face au plus petit diamètre du galet de sortie.

Conformément à une mise en oeuvre, ledit moyen de déplacement de la couronne comprend au moins un actionneur de réglage ou au moins une fourchette pour déplacer axialement ladite couronne.

Selon un aspect, chaque galet d’entrée et/ou chaque galet de sortie comprend un mécanisme à rampe pour ajuster la pression de contact avec ladite couronne.

Selon une option de réalisation, ledit arbre d’entrée est coaxial audit arbre de sortie.

Selon une configuration, ledit arbre d’entrée et/ou ledit arbre de sortie est coaxial avec ladite couronne.

Conformément à un mode de réalisation, ledit arbre d’entrée et/ou ledit arbre de sortie est à l’extérieur de ladite couronne.

En outre, l’invention concerne un véhicule terrestre, de préférence à assistance électrique, comprenant au moins une roue, une première source d’entraînement, éventuellement une machine électrique connectée à une batterie électrique, et une transmission variable selon l’une des caractéristiques précédentes pour transmettre une rotation entre ladite première source d’entraînement et/ou éventuellement la machine électrique et ladite au moins une roue.

Selon une mise en oeuvre, ladite première source d’entraînement est un pédalier, et la transmission variable est agencée dans ledit pédalier. Avantageusement, ledit véhicule terrestre est un deux-roues ou un tricycle, notamment une bicyclette.

Selon un aspect, ledit véhicule terrestre est à assistance électrique, comprenant un groupe motopropulseur formé par ladite machine électrique et ladite transmission variable.

D'autres caractéristiques et avantages du système selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.

Liste des figures

La figure 1 illustre une vue en coupe d’une transmission variable selon un premier mode de réalisation de l’invention.

Les figures 2A à 2D illustrent différentes variantes de réalisation d’une transmission variable selon l’invention.

Les figures 3A à 3C illustrent différentes variantes de réalisation d’une transmission variable selon l’invention.

Les figures 4A à 4D illustrent différentes variantes de réalisation d’une transmission variable selon l’invention.

Les figures 5A et 5B illustrent différentes variantes de réalisation d’une transmission variable selon l’invention.

Description des modes de réalisation

La présente invention concerne une transmission variable. En d’autres termes, la présente invention concerne une transmission du type transmission à variation continue CVT ou transmission infiniment variable IVT.

Selon l’invention, la transmission comporte :

Un arbre d’entrée, apte à être connecté à un entraînement par exemple une machine électrique ou un pédalier,

- Au moins un galet d’entrée conique ou tronconique, chaque galet d’entrée est entraîné par un axe de galet d’entrée (chaque galet d’entrée est monté sur un axe de galet d’entrée), et chaque axe de galet d’entrée coopère avec l’arbre d’entrée au moyen d’un engrenage (appelé engrenage d’entrée),

Un arbre de sortie, apte à entraîner directement ou indirectement une charge, par exemple une roue d’un véhicule,

- Au moins un galet de sortie conique ou tronconique, chaque galet de sortie entraîne un axe de galet de sortie (chaque galet de sortie est monté sur un axe de galet de sortie), et chaque axe de galet de sortie coopère avec l’arbre de sortie au moyen d’un engrenage (appelé engrenage de sortie), et

Une couronne qui coopère par friction avec chaque galet d’entrée et chaque galet de sortie, la couronne entourant les galets d’entrée et de sortie (on parle de couronne, car c’est la partie intérieure de la couronne qui coopère avec chaque galet d’entrée et chaque galet de sortie).

Grâce à cette configuration, une transmission est réalisée entre l’arbre d’entrée et l’arbre de sortie. Le mouvement est transmis successivement de l’arbre d’entrée, à l’axe de galet d’entrée et donc au galet d’entrée, puis à la couronne, puis au galet de sortie et donc à l’axe de galet de sortie, et finalement à l’arbre de sortie. Cette transmission met donc en oeuvre deux engrenages et deux coopérations par friction. Cette transmission est rendue variable par déplacement de la couronne le long des génératrices des galets d’entrée et de sortie. En effet, la forme conique ou tronconique des galets d’entrée et de sortie permet de faire varier la distance entre l’axe des galets d’entrée et le point de contact du galet d’entrée avec la couronne, ainsi qu’entre l’axe des galets de sortie et le point de contact du galet de sortie avec la couronne et par conséquent de faire varier le rapport de transmission entre chaque galet d’entrée et la couronne, et entre la couronne et chaque galet de sortie.

Selon l’invention, la couronne coopère avec chaque galet d’entrée et chaque galet de sortie au niveau d’une génératrice de chaque galet d’entrée et de chaque galet de sortie, cette génératrice étant parallèle aux arbres d’entrée et de sortie de la transmission variable. En d’autres termes, la force de contact entre la couronne et chaque galet est perpendiculaire à l’arbre d’entrée et à l’arbre de sortie. Pour cela, l’axe de chaque galet d’entrée et l’axe de chaque galet de sortie est incliné par rapport à une parallèle aux arbres d’entrée et de sortie de la transmission variable. Ainsi, les galets d’entrée et de sortie sont agencés de telle sorte que leurs génératrices externes, en contact avec la couronne, sont parallèles entre elles et sont parallèles à l’axe de rotation de la couronne. Cela permet d’avoir un maintien automatique naturel de la couronne dans sa position axiale.

De plus, la couronne se déplace axialement parallèlement auxdits arbres d’entrée et de sortie. Pour ce déplacement, la transmission variable comprend un moyen de déplacement de la couronne. Ce mouvement de déplacement axial est une translation, qui permet la variation du rapport de transmission. Ainsi, la conception de la transmission variable est simplifiée : le déplacement de la couronne n’est pas dans une direction différente à celle de l’arbre d’entrée et l’arbre de sortie. De plus, en raison de ce parallélisme, la transmission variable est compacte.

De manière avantageuse, le nombre de galet d’entrée peut être différent ou égal au nombre de galet de sortie. Additionnellement ou alternativement, la somme du nombre de galet d’entrée et du nombre de galet de sortie peut être compris entre 2 et 8, voire plus si les dimensions de la transmission le permettent. Une pluralité de galets d’entrée et/ou de sortie permet une meilleure répartition des efforts au sein de la transmission.

Avantageusement, lorsque la transmission variable comporte plusieurs galets d’entrée, ces galets d’entrée peuvent être répartis régulièrement ou non autour de l’axe de la couronne (c’est-à-dire l’axe de rotation et de déplacement axial de la couronne). Additionnellement ou alternativement, lorsque la transmission variable comporte plusieurs galets de sortie, ces galets de sortie peuvent être répartis régulièrement ou non autour de l’axe de la couronne. Additionnellement ou alternativement, lorsque la transmission variable comporte plusieurs galets d’entrée et plusieurs galets de sortie, ces galets d’entrée et de sortie peuvent être répartis alternativement (en d’autres termes un galet d’entrée est situé entre deux galets de sorties et réciproquement) ou non autour de l’axe de la couronne.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les galets d’entrée et de sortie peuvent être agencés dans une direction axiale de la couronne de telle sorte que le plus petit diamètre de chaque galet d’entrée fait face au plus grand diamètre de chaque galet de sortie, et de telle sorte que le plus grand diamètre de chaque galet d’entrée fait face au plus petit diamètre de chaque galet de sortie. En d’autres termes, les galets d’entrée et de sortie sont agencés tête bêche, ou exprimé autrement en sens inverse. Ainsi, lorsque la couronne est en contact avec le plus grand diamètre du galet d’entrée, la couronne est en contact avec le plus petit diamètre du galet de sortie et inversement. Cette construction permet une variation du rapport de transmission, tout en conservant une compacité de la transmission variable.

Conformément à une mise en oeuvre de l’invention, le moyen de déplacement de la couronne peut comprendre au moins un actionneur de réglage ou au moins une fourchette pour le déplacement axial de la couronne. L’actionneur de réglage peut être également appelé galet de réglage, qui peut être un galet entraînant la couronne en déplacement axial, le galet étant monté en coulissement sur un axe parallèle à l’arbre d’entrée et à l’arbre de sortie. Une fourchette peut être telle que celle utilisée au sein d’une boîte de vitesses. Ces systèmes de déplacement de la couronne sont simples et compacts. Avantageusement, la transmission variable peut comprendre une pluralité d’actionneurs de réglage agencés autour de la couronne pour faciliter le déplacement de la couronne.

De manière avantageuse, la transmission variable peut comprendre des moyens de commande, apte à commander la position de l’actionneur de réglage ou de la fourchette. Ces moyens de commande peuvent notamment être électriques, pneumatiques, hydrauliques ou mécaniques.

Selon un aspect de l’invention, chaque galet d’entrée et/ou chaque galet de sortie peut comprendre un mécanisme à rampe pour ajuster la pression de contact entre le galet et la couronne. La pression de contact peut avantageusement être ajustée en fonction du couple à transmettre. Ce dispositif permet sous l’effet du couple transmis, d’induire un léger déplacement du galet d’entrée ou du galet de sortie selon son axe, provoquant ainsi un effet de coincement dans la couronne. Cet effet de coincement a pour résultat d’augmenter la pression de contact entre la couronne et le galet d’entrée ou le galet de sortie. On obtient ainsi une modulation de la pression de contact en fonction du couple transmis.

Conformément à une option de réalisation, l’arbre d’entrée peut être coaxial à l’arbre de sortie. Cette coaxialité permet notamment une simplification de la transmission variable, et permet le cas échant l’installation au sein d’un pédalier. Pour cette option de réalisation, l’arbre de sortie peut être en liaison pivot par rapport à l’arbre d’entrée. Alternativement, les arbres d’entrée et de sortie peuvent ne pas être coaxiaux (mais sont parallèles). Cette mise en oeuvre permet d’éviter d’avoir à gérer des guidages concentriques, et peut permettre, le cas échéant, d’implémenter différemment le plateau de sortie.

Selon un aspect, l’arbre d’entrée peut être coaxial à la couronne, permettant le cas échéant l’installation au sein d’un pédalier. En variante, l’arbre d’entrée peut ne pas être coaxial à la couronne (mais ils sont parallèles). Cette variante permet de limiter la garde au sol de la transmission. De plus, lorsque l’arbre d’entrée n’est pas coaxial à la couronne, il peut être à l’intérieur de la couronne (en d’autres termes, l’arbre d’entrée traverse la couronne), minimisant ainsi l’encombrement radial de la transmission variable, et permet le cas échéant l’installation au sein d’un pédalier. Alternativement, lorsque l’arbre d’entrée n’est pas coaxial à la couronne, il peut être à l’extérieur de la couronne. En d’autres termes, l’arbre d’entrée ne traverse pas la couronne. Cette mise en oeuvre permet d’éviter d’avoir à gérer des guidages concentriques, de limiter la garde au sol de la transmission, et peut permettre, le cas échéant, d’implémenter différemment le plateau de sortie.

Alternativement ou cumulativement, l’arbre de sortie peut être coaxial à la couronne, permettant le cas échéant l’installation au sein d’un pédalier. En variante l’arbre de sortie peut ne pas être coaxial à la couronne (mais ils sont parallèles). Cette variante permet de limiter la garde au sol de la transmission. De plus, lorsque l’arbre de sortie n’est pas coaxial à la couronne, il peut être à l’intérieur de la couronne (en d’autres termes, l’arbre de sortie traverse la couronne), minimisant ainsi l’encombrement radial de la transmission variable et permettant le cas échéant l’installation au sein d’un pédalier. Alternativement, lorsque l’arbre de sortie n’est pas coaxial à la couronne, il peut être à l’extérieur de la couronne. En d’autres termes, l’arbre de sortie ne traverse pas la couronne. Cette mise en oeuvre permet d’éviter d’avoir à gérer des guidages concentriques, de limiter la garde au sol de la transmission, et peut permettre, le cas échéant, d’implémenter différemment le plateau de sortie.

Ainsi, selon une configuration de l’invention, les arbres d’entrée, de sortie et la couronne peuvent être coaxiaux. Ainsi, les arbres d’entrée et de sortie sont agencés au centre de la couronne. Cette configuration de l’invention permet un diamètre compact de la transmission variable.

Selon une caractéristique, les deux engrenages, respectivement engrenage d’entrée et engrenage de sortie, peuvent être des engrenages coniques, afin de faciliter leur entraînement étant donné l’inclinaison de l’axe des galets d’entrée et de sortie par rapport aux arbres d’entrée et de sortie. En outre, les engrenages peuvent être des engrenages externes ou des engrenages internes (c’est-à-dire avec dentures externes ou internes), de préférence des engrenages externes pour limiter l’encombrement radial.

Selon un mode de réalisation, chaque engrenage peut être situé du côté de chaque galet d’entrée ou de sortie ayant le plus grand diamètre. Cette configuration peut être préférée si un faible rapport de multiplication est utilisé entre l’arbre d’entrée et le galet d’entrée. Alternativement, chaque engrenage peut être situé du côté de chaque galet d’entrée ou de sortie ayant le plus petit diamètre. Cette configuration peut être préférée si un fort rapport de multiplication est utilisé entre l’arbre d’entrée et le galet d’entrée.

Conformément à une mise en oeuvre, un rapport de multiplication élevé peut être prévu entre l’arbre d’entrée et le galet d’entrée (au niveau de l’engrenage entre ces deux éléments) dans le but d’augmenter le régime du galet d’entrée. Cela permet de diminuer le couple à transmettre entre le galet d’entrée et la couronne.

Selon un exemple de réalisation, la transmission variable peut être montée dans un carter (par exemple, dans le cadre d’une bicyclette : au niveau du pédalier, ou dans un carter d’un groupe motopropulseur comprenant une machine électrique et la transmission variable). Dans ce cas, les arbres d’entrée et de sortie ainsi que les axes des galets d’entrée et de sortie peuvent être en liaison pivot par rapport au carter, et la couronne peut être en mouvement pivot-glissant par rapport au carter.

Selon un mode de réalisation, chaque galet d’entrée peut être identique (forme et dimensions) à chaque galet de sortie, ce qui favorise le montage ainsi que la fabrication (un seul type de galet conique ou tronconique est alors fabriqué).

Les différentes liaisons (pivot, pivot-glissant, translation) au sein de la transmission variable peuvent être réalisées par tout moyen, notamment par des roulements à billes, glissières à billes, roulements à rouleaux, paliers, etc.

La figure 1 illustre, schématiquement et de manière non limitative, une transmission variable

1 selon un mode de réalisation de l’invention. La figure 1 est une vue selon la direction axiale (du type section dont le plan de coupe passe par les axes d’entrée et de sortie) de la transmission variable. La transmission variable est agencée au sein d’un carter 16. La transmission variable 1 comprend un arbre d’entrée 2. Pour le mode de réalisation illustré, l’arbre d’entrée 2 est un arbre d’un pédalier 17. Toutefois, l’arbre d’entrée 2 peut être entraîné par d’autres mécanismes tels qu’une machine électrique (non représentée). L’arbre d’entrée

2 est en liaison pivot par rapport au carter 16. L’arbre d’entrée 2 entraîne une roue dentée 3. La roue dentée 3 entraîne une roue dentée 4 qui est fixée sur un axe de galet d’entrée 5. L’axe de galet d’entrée 5 est en liaison pivot par rapport au carter 16. L’axe de galet d’entrée 5 entraîne un galet d’entrée 6 qui est tronconique. Pour le mode de réalisation illustrée, la roue dentée 4 est du côté du plus grand diamètre du galet d’entrée 6. Le galet d’entrée 6 possède une génératrice 18 qui est parallèle à l’arbre d’entrée 2. De plus, un mécanisme à rampe 7 est prévu sur le galet d’entrée 6. La génératrice 18 du galet d’entrée 6 coopère par friction avec la surface intérieure d’une couronne 8. La couronne 8 est déplacée axialement (double flèche) par un actionneur de réglage 9 qui est coulissant sur un axe 20, pour faire varier le rapport de transmission de la transmission variable. L’axe 20 est parallèle à l’arbre d’entrée 2 et est fixé dans le carter 16. La couronne 8 coopère également avec une génératrice 19 d’un galet de sortie 10 tronconique. Le galet de sortie 10 peut être identique en termes de dimensions et de forme au galet d’entrée 6. De plus, le galet de sortie 10 est agencé tête bêche par rapport au galet d’entrée 6 (sur la figure, le plus grand diamètre du galet d’entrée 6 est du même côté du carter 16 que le plus petit diamètre du galet de sortie 10, alors qu’à l’opposée sont agencés le plus grand diamètre du galet de sortie 10 et le plus petit diamètre du galet d’entrée 6). Le galet de sortie 10 entraîne un axe de galet de sortie 11 . L’axe de galet de sortie 1 1 est en liaison pivot au sein du carter 16. L’axe de galet de sortie 11 comprend une roue dentée 12 qui coopère avec une roue dentée 13. Pour le mode de réalisation illustré, la roue dentée 12 est du plus grand côté du galet de sortie 10. La roue dentée 13 est fixée sur l’arbre de sortie 14 de la transmission. L’arbre de sortie 14 est en liaison pivot par rapport au carter 16 et en liaison pivot par rapport à l’arbre d’entrée 2. La génératrice 19 du galet de sortie 10 est parallèle à l’arbre d’entrée 2 et à l’arbre de sortie 14 de la transmission. Pour le mode de réalisation illustré, l’arbre de sortie 14 de la transmission comprend une roue dentée 15 pour entraîner indirectement (par exemple au moyen d’une courroie ou d’une chaîne) une roue d’un véhicule. Pour le mode de réalisation illustrée, l’arbre d’entrée 2, l’arbre de sortie 14 et la couronne 8 sont coaxiaux. Toutefois, l’arbre de sortie 14 peut être entraîné par d’autres mécanismes tels qu’une machine électrique (non représentée)

Les figures 2 à 5 illustrent, schématiquement et de manière non limitative, différentes variantes de réalisation de l’invention. Ces figures sont des coupes partielles (tous les composants ne sont pas représentés) selon la coupe AA de la figure 1 . Sur ces figures, les galets d’entrée et de sortie ne sont pas circulaires, car ils sont dans le plan de coupe AA qui n’est pas perpendiculaire à leurs axes respectifs.

Les figures 2A à 2D illustrent quatre configurations des galets d’entrée et de sortie selon des variantes de réalisation de l’invention. Sur ces figures, seuls la couronne 8, les galets d’entrée 6 et de sortie 10 et leurs axes 5 et 11 sont représentés.

Pour la variante de la figure 2A, la transmission variable comprend un galet d’entrée 6 et un galet de sortie 10. Pour cette variante, le galet d’entrée 6 est diamétralement opposé au galet de sortie 10 au sein de la couronne 8.

Pour la variante de la figure 2B, la transmission variable comprend un galet d’entrée 6 et un galet de sortie 10. Pour cette variante, le galet de sortie 10 est décalé par rapport au diamètre qui passe par le galet d’entrée 6.

Pour la variante de la figure 2C, la transmission variable comprend deux galets d’entrée 6 et deux galets de sortie 10. Pour cette variante, chaque galet d’entrée 6 est diamétralement opposé à un galet de sortie 10.

Pour la variante de la figure 2D, la transmission variable comprend deux galets d’entrée 6 et deux galets de sortie 10. Pour cette variante, les galets d’entrée 6 sont diamétralement opposés entre eux et les galets de sortie 10 sont diamétralement opposés entre eux.

Les figures 3A à 3C illustrent trois configurations de l’actionneur de réglage. Sur ces figures, seuls la couronne 8, les galets d’entrée 6 et de sortie 10, leurs axes 5 et 11 et les galets de réglage 9 sont représentés. Les variantes des figures 3A à 3C sont illustrées avec un galet d’entrée 6 et un galet de sortie 10, conformément à la variante de la figure 2A. Toutefois, les variantes des figures 3A à 3C peuvent être combinées aux variantes de réalisation des figures 2A à 2D.

Pour la variante de la figure 3A, la transmission comprend un actionneur de réglage 9 qui est agencé sur la partie extérieure de la couronne 8 en vis-à-vis du galet d’entrée 6.

Pour la variante de la figure 3B, la transmission comprend un actionneur de réglage 9 qui est agencé sur la partie extérieure de la couronne 8 dans une position décalée par rapport au galet d’entrée 6 et au galet de sortie 10.

Pour la variante de la figure 3C, la transmission comprend trois actionneurs de réglage 9 qui sont agencés sur la partie extérieure de la couronne. Un des actionneurs de réglage 9 est agencé en vis-à-vis du galet d’entrée 6. Les deux autres actionneurs sont dans des positions décalées par rapport au galet d’entrée 6 et au galet de sortie 10. La position et le nombre de galets n’est pas limitée aux variantes représentées figure 3.

Les figures 4A à 4D, 5A et 5B illustrent six configurations des arbres d’entrée et de sortie de la transmission variable par rapport à la couronne. Sur ces figures, seuls la couronne 8, les galets d’entrée 6 et de sortie 10, leurs axes 5 et 11 , l’arbre d’entrée 2, et les roues dentées 3, 4, 12 et 13 sont représentés. Les variantes des figures 4A à 4D, 5A et 5B sont illustrées avec un galet d’entrée 6 et un galet de sortie 10, conformément à la variante de la figure 2A. Toutefois, les variantes de réalisation des figures 2A à 2D et 3A à 3C peuvent être combinées aux variantes de réalisations des figures 4A à 4D, 5A et 5B.

Pour la variante de la figure 4A, l’arbre d’entrée 2, l’arbre de sortie (non représenté mais lié à la roue dentée 13) et la couronne 8 sont coaxiaux. Ainsi, les arbres d’entrée 2 et de sortie et leurs roues dentées 3 et 13 sont au centre de la couronne 8.

Pour la variante de la figure 4B, l’arbre d’entrée 2 et l’arbre de sortie (non représenté mais lié à la roue dentée 13) sont coaxiaux, à l’intérieur de la couronne mais sans être coaxial avec la couronne 8.

Pour la variante de la figure 4C, il n’y a aucune coaxialité entre l’arbre d’entrée 2, l’arbre de sortie (non représenté mais lié à la roue dentée 13) et la couronne 8. De plus, les arbres d’entrée 2 et de sortie sont à l’intérieur de la couronne 8.

Pour la variante de la figure 4D, il n’y a aucune coaxialité entre l’arbre d’entrée 2, l’arbre de sortie (non représenté mais lié à la roue dentée 13) et la couronne 8. De plus, l’arbre d’entrée 2 est à l’extérieur de la couronne 8, alors que l’arbre de sortie est à l’intérieur de la couronne 8. Pour la variante de la figure 5A, il n’y a aucune coaxialité entre l’arbre d’entrée 2, l’arbre de sortie (non représenté mais lié à la roue dentée 13) et la couronne 8. De plus, l’arbre d’entrée 2 est à l’extérieur de la couronne 8, et l’arbre de sortie est à l’extérieur de la couronne 8.

Pour la variante de la figure 5B, il n’y a aucune coaxialité entre l’arbre d’entrée 2, l’arbre de sortie (non représenté mais lié à la roue dentée 13) et la couronne 8. De plus, l’arbre d’entrée 2 est à l’intérieur de la couronne 8, et l’arbre de sortie est à l’extérieur de la couronne 8.

La présente invention concerne également un véhicule terrestre, de préférence à assistance électrique. Le véhicule terrestre comprend au moins une roue, et peut être de tout type en particulier un véhicule automobile, un deux-roues, une bicyclette, un tandem, un triporteur, un tricycle, un vélo cargo, une trottinette, une remorque, un chariot de transport, etc. Le cas échéant, le véhicule est dit à assistance électrique, car le véhicule comprend une première source d’entraînement assurant la traction du véhicule, notamment par entraînement d’au moins une roue du véhicule, ainsi qu’une machine électrique assurant une aide à l’entrainement (la machine électrique est considérée comme une deuxième source d’entraînement).

La première source d’entraînement peut être de tout type, un moteur à combustion interne, un pédalier, une manivelle, une poignée, un système hydraulique, un système pneumatique, etc.

De préférence, l’invention concerne un deux-roues, une bicyclette, un vélo-cargo, un tricycle, une remorque, telle qu’une remorque pour bicyclette. En effet, l’invention est particulièrement adaptée à ce type de véhicule. De manière très préférée, l’invention concerne une bicyclette à assistance électrique, un vélo-cargo, ou une bicyclette tirant une remorque. En effet, l’invention s’intégre bien sur ce type de véhicule et permet une assistance optimisée au niveau du pédalier du véhicule. Pour cette mise en oeuvre préférée, la première source d’entrainement peut être un pédalier actionné par un utilisateur (cycliste). De plus, la machine électrique peut être placée dans le moyeu du pédalier, ce qui facilite son intégration. En variante, la machine électrique peut être placée sur la roue entraînée ou sur une roue non entraînée, ce qui permet de limiter l’encombrement au niveau du pédalier. En outre, pour cette mise en oeuvre, la transmission peut être implantée au niveau du pédalier ou au niveau de la roue ou sein d’un groupe motopropulseur.

Ainsi, le véhicule terrestre comporte :

Au moins une roue,

Une première source d’entraînement, et Une transmission variable selon l’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes décrites ci-dessus, pour transmettre un couple entre la première source d’entraînement et l’au moins une roue.

De plus, le véhicule terrestre à assistance électrique comporte :

Au moins une roue,

Une première source d’entraînement,

Une machine électrique connectée par une batterie électrique (pour l’alimentation électrique voire pour la récupération d’énergie), et

Une transmission variable selon l’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes décrites ci-dessus, pour transmettre un couple entre la première source d’entraînement et/ou la machine électrique et l’au moins une roue.

Ainsi, un rapport de transmission/multiplication d’une transmission qui varie continûment est possible entre la machine électrique et/ou la première source d’entraînement et l’au moins une roue. De plus, la transmission selon l’invention permet d’avoir un rapport de transmission/multiplication variable pour une source d’entraînement et un rapport de transmission/multiplication fixe pour l’autre source d’entraînement. Pour une application aux bicyclettes, la transmission variable apporte la possibilité de contrôler et maintenir une fréquence de pédalage constante du cycliste quel que soit le profil de la route ou du chemin emprunté par la bicyclette. Ainsi, pour le cycliste, l’utilisation du système de transmission est simplifiée.

Avantageusement, le véhicule terrestre peut comporter en outre un contrôleur qui commande la transmission variable et/ou la machine électrique.

Conformément une mise en oeuvre de l’invention, la transmission variable peut être montée dans le moyeu de la roue entraînée. Par exemple, le carter de la transmission variable peut constituer le moyeu de la roue (et dans le cas d’une bicyclette, ce moyeu peut porter les rayons de la roue).

Alternativement, la transmission variable peut être montée dans la première source d’entraînement. Le cas échéant, la transmission variable peut être montée dans le pédalier du véhicule terrestre. Dans ce cas, l’arbre d’entrée de la transmission variable peut être l’axe du pédalier, par exemple conformément à la mise en oeuvre de la figure 1. En variante, la transmission variable et la machine électrique peuvent par exemple être montées dans le même carter formant ainsi un groupe motopropulseur. Pour ce mode de réalisation, l’arbre d’entrée de la transmission variable peut être l’arbre de la machine électrique. En variante, pour cette réalisation, la transmission variable et la machine électrique peuvent être montées dans des carters différents. Alternativement, une machine électrique peut être associée à l’arbre de sortie. Cette configuration permet de limiter le dimensionnement de la transmission variable en réservant cette transmission variable à la puissance musculaire du cycliste. Comme il va de soi, l’invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de la transmission variable et du véhicule décrits ci-dessus à titre d’exemple, elle embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Claims

Revendications

1 . Transmission variable, notamment pour véhicule, comprenant un arbre d’entrée (2), au moins un galet d’entrée conique ou tronconique (6) entraîné par un axe de galet d’entrée (5) coopérant avec ledit arbre d’entrée (2) au moyen d’un premier engrenage (3, 4), un arbre de sortie (14), au moins un galet de sortie conique ou tronconique (10) entraînant un axe de galet de sortie (11 ) coopérant avec ledit arbre de sortie au moyen d’un deuxième engrenage (12, 13) et une couronne (8) coopérant par friction avec chaque galet d’entrée (6) et chaque galet de sortie (10), caractérisée en ce que ladite couronne (8) coopère avec chaque galet d’entrée (6) et chaque galet de sortie (10) au niveau d’une génératrice (18, 19) parallèle audit arbre d’entrée (2) et audit arbre de sortie (14), et en ce que ladite transmission variable (1 ) comprend un moyen de déplacement (9) de ladite couronne (8) parallèlement audit arbre d’entrée (2) et audit arbre de sortie (14).

2. T ransmission variable selon la revendication 1 , dans laquelle chaque galet d’entrée (6) et chaque galet de sortie (10) sont agencés dans la direction axiale de ladite couronne

(8), de telle sorte que le plus petit diamètre de chaque galet d’entrée (6) fait sensiblement face au plus grand diamètre du galet de sortie (10) et que le plus grand diamètre de chaque galet d’entrée (6) fait sensiblement face au plus petit diamètre du galet de sortie (10).

3. Transmission variable selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle ledit moyen de déplacement de la couronne comprend au moins un actionneur de réglage

(9) ou au moins une fourchette pour déplacer axialement ladite couronne.

4. Transmission variable selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chaque galet d’entrée (6) et/ou chaque galet de sortie (10) comprend un mécanisme à rampe (7) pour ajuster la pression de contact avec ladite couronne (8).

5. Transmission variable selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle ledit arbre d’entrée (2) est coaxial audit arbre de sortie (14).

6. Transmission variable selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle ledit arbre d’entrée (2) et/ou ledit arbre de sortie (14) est coaxial avec ladite couronne (8).

7. Transmission variable selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle ledit arbre d’entrée (2) et/ou ledit arbre de sortie (14) est à l’extérieur de ladite couronne (8).

8. Véhicule terrestre, de préférence à assistance électrique, comprenant au moins une roue, une première source d’entraînement, éventuellement une machine électrique connectée à une batterie électrique, et une transmission variable (1 ) selon l’une des revendications précédentes pour transmettre une rotation entre ladite première source d’entraînement et/ou éventuellement la machine électrique et ladite au moins une roue. Véhicule terrestre selon la revendication 8, dans lequel ladite première source d’entraînement est un pédalier (17), et dans lequel la transmission variable (1) est agencée dans ledit pédalier. Véhicule terrestre selon l’une des revendications 8 ou 9, dans lequel ledit véhicule terrestre est un deux-roues ou un tricycle, notamment une bicyclette. Véhicule terrestre selon l’une des revendication 8 à 10 à assistance électrique, comprenant un groupe motopropulseur formé par ladite machine électrique et ladite transmission variable.