Titre de l'invention : Boîte de vitesses sans rupture de couple Domaine technique de l’invention

L’invention concerne une boîte de vitesses.

L’invention a notamment pour but d’améliorer le ressenti, les performances et la fiabilité des changements de rapport de vitesse en évitant les ruptures de couples, les coupures d’alimentation énergétique à la montée des vitesses, les risques de faux point mort, les casses de fourchettes et/ou de pignons dans la boîte de vitesses.

L’invention trouve une application particulière dans le domaine des boîtes de vitesses pour véhicules automobiles, à moteur thermique ou électrique. Néanmoins, l’invention peut également être avantageusement mise en oeuvre dans des véhicules à deux roues, motorisés ou non, ou encore dans des machines-outils.

Technique antérieure

Parmi les différents types de boîtes de vitesses existantes, on connait des boîtes de vitesses dites sans rupture de couple.

Une boîte de vitesses sans rupture de couple pour un véhicule motorisé est généralement une boîte de vitesse à double embrayage. Elle comporte classiquement un arbre primaire, relié à un moteur électrique ou thermique, et deux arbres secondaires coaxiaux reliés aux roues du véhicule. L’arbre primaire et les deux arbres secondaires sont reliés entre eux par l’intermédiaire d’engrenages formant les rapports de vitesse. Chaque engrenage comporte une roue dentée, liée fixement en rotation à l’arbre primaire, et un pignon fou monté sur un des arbres secondaires. Les pignons fous définissant les rapports de vitesse pairs sont portés par un des arbres secondaires, et ceux définissant les rapports de vitesse impairs sont portés par l’autre arbre secondaire. Les pignons fous sont en rotation libre vis-à-vis de leur arbre secondaire sauf lorsqu’un baladeur vient solidariser l’un des pignons fous avec leur arbre secondaire pour engager le rapport de vitesse correspondant. Les baladeurs sont liés chacun à une fourchette rigide, mobile en translation. Le mouvement de translation des fourchettes rigides est donné par un barillet de commande.

La boîte de vitesses comporte en outre un premier embrayage pour piloter un des arbres secondaires et un second embrayage pour piloter l’autre arbre secondaire. Une telle boîte de vitesses à double embrayage nécessite un système de synchronisation desdits embrayages pour réaliser les changements de vitesse. Lorsqu’une vitesse supérieure doit, par exemple, être engagée, le système de synchronisation débraie automatiquement l’arbre secondaire portant le pignon fou de l’engrenage correspondant à la vitesse inférieure.

Une telle boîte de vitesses est complexe.

Dans le cas d’une boîte de vitesses pour cycle, il n’est question ni de fourchettes, ni de baladeurs, ni d’embrayage tels que précédemment décrits. La boîte de vitesse comporte un arbre primaire, qui est aussi l’axe de pédalier, un seul arbre secondaire et un arbre tertiaire, le plus souvent coaxial de l’arbre primaire. Des cliquets radiaux sont montés dans l’arbre secondaire, sur un axe coaxial. Chaque cliquet vient solidariser respectivement un pignon fou avec l’arbre secondaire pour engager le rapport de vitesse correspondant. Lesdits cliquets sont pilotés par un mécanisme interne audit arbre secondaire.

Dans une telle boîte de vitesses, les points de prise de force dans la liaison pignon fou/cliquet sont limités, que ce soit en nombre (1 à 2 maximum), ou en diamètre du fait d’être interne audit arbre. De plus, le nombre de pièces, généralement de dimensions réduites, leur fragilité et la complexité de leur assemblage ont un impact non négligeable sur la fiabilité, le coût et la maintenance de la boîte de vitesses.

Présentation de l'invention

La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités.

Notamment, la présente invention propose une alternative aux boîtes de vitesses existantes sans rupture de couple.

La boîte de vitesses peut avantageusement être utilisée pour des véhicules automobiles, à moteur thermique ou électrique, tels que par exemple les karts, voitures, machines agricoles..., tout comme pour les véhicules à deux roues, motorisés ou non, tels que les cycles, motos ou encore vélos à assistance électrique, ou encore pour des machines-outils traditionnelles ou à commande numérique.

A cet effet, la boîte de vitesses selon l’invention comporte au moins deux arbres, dits arbre primaire et arbre secondaire, des engrenages formant les rapports de vitesse, des baladeurs assurant le changement des rapports de vitesse, des fourchettes et un barillet de commande.

Ledit arbre primaire et ledit arbre secondaire sont reliés entre eux par les engrenages. Chaque engrenage comporte une roue dentée, liée fixement en rotation d’un des deux arbres, et un pignon fou, monté sur l’autre arbre, qui s’engrènent entre eux. Chaque pignon fou comporte des crabots. Chaque baladeur est configuré pour coopérer avec un ou deux pignon(s) fou(s). Chaque baladeur est apte à se déplacer vers le ou les deux pignon(s) fou(s) associé(s) au moyen d’une fourchette. Chaque baladeur comporte des crabots complémentaires des crabots du ou des pignons fous avec le(s)quel(s) il coopère.

Chaque fourchette comporte un doigt de guidage. Ledit doigt de guidage d’une fourchette est solidaire de celle-ci. Ainsi, le doigt de guidage agit directement sur la fourchette, il l’entraine directement. Le doigt de guidage et la fourchette peuvent être réalisés sous la forme d’une pièce monobloc.

De préférence, une fourchette comporte une lame. La lame comprend préférentiellement un corps et deux branches reliées audit corps. Le doigt de guidage est solidaire de la lame de la fourchette, préférentiellement solidaire du corps de la fourchette.

Une fourchette munie d’un doigt de guidage permet avantageusement de réduire le nombre de pièces à assembler dans la boîte de vitesses, simplifiant le montage de la fourchette dans ladite boîte de vitesses et rendant ainsi la boîte de vitesses plus robuste.

Le barillet de commande comporte des organes de guidage, chaque organe de guidage étant configuré pour guider le doigt de guidage d’une fourchette.

L’ensemble des fourchettes, baladeurs, pignons fous et organes de guidage de la boîte de vitesses forme un système de sélection de vitesse. Une fourchette, un baladeur, le ou les deux pignon(s) fou(s) associé(s) et un organe de guidage associé à la fourchette forme les éléments d’un sous-ensemble dudit système de sélection de vitesse.

La boîte de vitesses selon l’invention se caractérise en ce qu’un élément de chaque sous-ensemble comporte un moyen de rappel élastique, ce moyen de rappel élastique étant notamment configuré pour, lorsqu’un nouveau rapport de vitesse est engagé, désaccoupler le baladeur du pignon fou de l’engrenage formant le rapport de vitesse précédemment engagé. De préférence, dans la boîte de vitesses, un seul élément de chaque sous- ensemble comporte un moyen de rappel élastique.

Un tel moyen de rappel élastique permet avantageusement, lors d’un changement de vitesse, de temporiser d’une part le crabotage d’un baladeur d’avec un pignon fou lors de l’engagement d’un rapport de vitesse et d’autre part le décrabotage d’un baladeur d’avec un pignon fou lors du désengagement d’un rapport de vitesse antérieur.

Par « crabotage >>, on entend la coopération d’un baladeur avec un pignon fou, engageant un rapport de vitesse formé par l’engrenage comprenant ledit pignon fou. Par « décrabotage >>, on entend l’extraction du baladeur d’avec un pignon fou, désengageant le rapport de vitesse formé par l’engrenage comprenant ledit pignon fou.

Dans des modes particuliers de réalisation, l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en oeuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.

De préférence, le déplacement du doigt de guidage entraîne directement la fourchette, c’est-à-dire le déplacement de la lame et donc du baladeur associé, indépendamment du moyen de rappel élastique.

De préférence, l’ensemble des roues dentées est lié fixement de l’arbre primaire et l’ensemble des pignons fous est monté sur l’arbre secondaire.

Dans cette configuration, la chaine cinématique est la suivante :

- la force motrice (pédalier ou moteur) agit sur l’arbre primaire entraînant en rotation les roues dentées des différents rapports de vitesse.

- les roues dentées entraînent par engrènement les différents pignons fous auxquels ils sont associés.

- chaque pignon fou entraine en rotation le baladeur avec lequel il est craboté.

- chaque baladeur, étant lié fixement en rotation avec l’arbre secondaire, entraine celui-ci pour assurer la sortie motrice de la boîte de vitesse.

Dans une autre configuration, où l’ensemble des pignons fous est monté sur l’arbre primaire, la situation des éléments menants / menés est inversé en regard de la configuration décrite précédemment.

Dans des modes particuliers de réalisation, la boîte de vitesses comporte un troisième arbre, dit arbre tertiaire. Les roues dentées et pignons fous sont répartis sur les trois arbres. L’ajout d’un arbre tertiaire peut être avantageux dans le cas d’un cycle, où l’arbre primaire serait l’axe de pédalier et l’arbre tertiaire serait l’arbre de sortie de la boîte de vitesses. L’arbre tertiaire permet de remettre le sens de rotation identique à celui de l’arbre primaire.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, lorsqu’un baladeur coopère avec un seul pignon fou, la boîte de vitesses peut comporter un nombre impair d’engrenages, donc un nombre impair de rapport de vitesses.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention lorsqu’un baladeur coopère avec deux pignons fous, ledit baladeur est interposé entre deux pignons fous consécutifs d’un même arbre. Le baladeur comporte deux faces latérales opposées, et comporte au niveau de chacune de ces faces latérales, des crabots destinés à coopérer avec les crabots du pignon fou en vis-à-vis.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, dans un sous-ensemble, la fourchette comporte le moyen de rappel élastique.

Dans des formes particulières de réalisation de l’invention, la fourchette comporte au moins une lame flexible. Ladite au moins une lame flexible forme le moyen de rappel élastique. La au moins une lame se déforme élastiquement.

Ainsi, pour engager d’un rapport de vitesse, un des baladeurs est déplacé, par la fourchette associée, vers le pignon fou de l’engrenage formant le rapport de vitesse souhaité, pour le craboter.

Lorsque les crabots dudit baladeur arrivent au niveau des crabots du pignon fou, si les crabots ne peuvent coopérer ensemble car ils ne sont pas en phase entre eux, la lame de la fourchette, grâce à son élasticité, peut fléchir temporairement et se retrouver sous contrainte. Dès que les crabots du baladeur et ceux du pignon fou sont en phase, la lame flexible de la fourchette, grâce à son élasticité, va revenir automatiquement à son état au repos, exerçant une force de pression sur le baladeur pour le pousser vers le pignon fou, venant les faire se craboter et engager le rapport de vitesse souhaité.

La lame flexible de la fourchette permet au baladeur qui doit être accouplé avec un pignon fou, d’attendre la mise en phase des différents crabots et ce, sans effort.

De même, pour désengager un rapport de vitesse précédent, le baladeur qui est craboté au pignon fou de l’engrenage formant ledit rapport de vitesse est déplacé, par la fourchette, pour le ramener dans une position neutre. Or, tant que le rapport de vitesse est enclenché, le pignon fou est sous pression et il est impossible de décraboter le baladeur dudit pignon fou. La lame flexible de la fourchette, grâce à son élasticité, peut fléchir temporairement et se retrouver sous contrainte. Dès que le rapport de vitesse supérieur est engagé, le pignon fou du rapport de vitesse précédent va se mettre à tourner moins vite que l’arbre portant ledit pignon fou et la pression sur le baladeur va alors se libérer. Les crabots dudit baladeur et les crabots du pignon fou se désaccouplent alors naturellement. La lame flexible de la fourchette, grâce à son élasticité, va alors revenir automatiquement à son état au repos, exerçant une force de rappel sur le baladeur pour le ramener dans sa position neutre après décrabotage d’avec le pignon fou. Ledit pignon fou redevient libre en rotation par rapport à l’arbre qui le porte.

La lame flexible de la fourchette permet ainsi au baladeur qui doit être désaccouplé du pignon fou pour retourner vers sa position neutre, d’attendre que la pression sur ledit pignon fou se libère, de façon douce, sans effort et naturellement.

Dans des formes particulières de réalisation de l’invention, dans un sous- ensemble, le doigt de guidage de la fourchette est un doigt de guidage dit oscillant, maintenu au neutre par des ressorts, le doigt de guidage oscillant et les ressorts formant le moyen de rappel élastique. Le doigt de guidage est logé en partie dans un noyau de la fourchette. Le noyau comprend un alésage traversant destiné à recevoir un axe de guidage de la fourchette. Dans ces formes particulières, la lame de la fourchette est une lame rigide. Le noyau comporte une lumière pour le passage dudit doigt de guidage.

Ainsi, pour engager un rapport de vitesse, un des baladeurs est déplacé, par la fourchette associée, vers le pignon fou de l’engrenage formant le rapport de vitesse souhaité, pour le craboter. Lorsque les crabots dudit baladeur arrivent au niveau des crabots du pignon fou, si les crabots ne peuvent coopérer ensemble car ils ne sont pas en phase entre eux, le déplacement dudit baladeur est bloqué, bloquant simultanément le déplacement de la fourchette et de son noyau sur l’axe de guidage. Le doigt de guidage de la fourchette continue de suivre le mouvement de la piste, se décalant dans la lumière du noyau, et comprimant l’un des ressorts dans ledit noyau, qui se retrouve alors temporairement sous contrainte. Dès que les crabots du baladeur et ceux du pignon fou sont en phase, le ressort comprimé, de par son élasticité, va revenir automatiquement à son état de repos, entraînant le déplacement du noyau de la fourchette le long de l’axe de guidage, donc le déplacement de la lame de la fourchette et du baladeur associé. Ledit baladeur est ainsi poussé vers le pignon fou, venant les faire se craboter et engager le rapport de vitesse souhaité. L’élasticité des ressorts permet au baladeur qui doit être accouplé avec un pignon fou, d’attendre la mise en phase des différents crabots et ce, sans effort.

De même, pour désengager un rapport de vitesse précédent, le baladeur qui est craboté au pignon fou de l’engrenage formant ledit rapport de vitesse est déplacé, par la fourchette, pour le ramener dans une position neutre. Or, tant que le rapport de vitesse est enclenché, le pignon fou est sous pression et il est impossible de décraboter le baladeur dudit pignon fou. Le doigt de guidage de la fourchette, qui continue de suivre la piste, se décale dans la lumière du noyau, et comprime l’un des ressorts dans ledit noyau, qui se retrouve alors temporairement sous contrainte. Dès que le rapport de vitesse supérieur est engagé, le pignon fou du rapport de vitesse précédent va se mettre à tourner moins vite que l’arbre portant ledit pignon fou et la pression sur le baladeur va alors se libérer. Les crabots dudit baladeur et les crabots du pignon fou se désaccouplent alors naturellement.

Le ressort comprimé, de par son élasticité, va revenir automatiquement à son état de repos, entraînant le déplacement du noyau de la fourchette le long de l’axe de guidage, donc le déplacement de la lame de la fourchette et du baladeur associé. Ledit baladeur est ainsi écarté latéralement du pignon fou et ramené dans sa position neutre après décrabotage d’avec le pignon fou. Ledit pignon fou redevient libre en rotation par rapport à l’arbre qui le porte.

L’élasticité du ressort permet ainsi au baladeur qui doit être désaccouplé du pignon fou pour retourner vers sa position neutre, d’attendre que la pression sur ledit pignon fou se libère, de façon douce, sans effort et naturellement.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, dans un sous-ensemble, le ou les deux pignon(s) fou(s) comporte(nt) le moyen de rappel élastique.

Dans des formes particulières de réalisation de l’invention, lorsque le ou les deux pignon(s) fou(s) comporte(nt) le moyen de rappel élastique, chaque pignon fou comporte une partie externe, comportant une face latérale d’appui, et une partie centrale destinée à être insérée dans la partie externe, ladite partie centrale étant munie des crabots, ladite partie centrale étant liée en rotation à la partie externe mais libre en translation. Le moyen de rappel élastique se présente sous la forme d’un ressort positionné entre la face latérale d’appui de la partie externe et la partie centrale. De préférence, le ressort est maintenu fixement à une extrémité de la partie externe et à une autre extrémité à la partie centrale. Dans ces formes particulières, la lame de la fourchette est une lame rigide.

Ainsi, pour engager un rapport de vitesse, un des baladeurs est déplacé, par la fourchette associée, vers le pignon fou de l’engrenage formant le rapport de vitesse souhaité, pour le craboter.

Lorsque les crabots dudit baladeur arrivent au niveau des crabots du pignon fou, si les crabots ne peuvent coopérer ensemble car ils ne sont pas en phase entre eux, la partie centrale du pignon fou est poussée par le baladeur vers l’intérieur de la partie externe du pignon fou, comprimant le ressort. Ledit ressort se retrouve alors comprimé, donc sous contrainte. Dès que les crabots du baladeur et ceux du pignon fou sont en phase, le ressort va revenir à son état au repos, exerçant une force sur la partie centrale pour la pousser vers le baladeur, venant les faire se craboter et engager le rapport de vitesse souhaité.

L’élasticité du ressort permet au baladeur qui doit être accouplé avec un pignon fou, d’attendre la mise en phase des différents crabots et ce, sans effort.

De même, pour désengager un rapport de vitesse précédent, le baladeur qui est craboté au pignon fou de l’engrenage formant ledit rapport de vitesse est déplacé, par la fourchette, pour le ramener dans une position neutre. Or, tant que le rapport de vitesse est enclenché, le pignon fou est sous pression et il est impossible de décraboter le baladeur dudit pignon fou. La partie centrale du pignon fou est entrainé avec le baladeur, provoquant un léger étirement du ressort.

Dès que le rapport de vitesse supérieur est engagé, le pignon fou du rapport de vitesse précédent va se mettre à tourner moins vite que l’arbre portant ledit pignon fou et la pression, négative (tension grâce à l’ancrage des extrémités du ressort), sur le baladeur va alors se libérer. Les crabots dudit baladeur et les crabots du pignon fou se désaccouplent alors naturellement. Le ressort va revenir à son état au repos, exerçant une force de rappel sur la partie centrale dudit pignon fou pour l’écarter du baladeur et la ramener dans la partie externe dudit pignon fou. Le pignon fou redevient libre en rotation par rapport à l’arbre qui le porte.

L’élasticité du ressort permet ainsi au baladeur qui doit être désaccouplé du pignon fou pour retourner vers sa position neutre, d’attendre que la pression négative sur ledit pignon fou se libère, de façon douce, sans effort et naturellement.

Dans une variante particulière de réalisation de l’invention, dans un sous- ensemble, de manière comparable au pignon fou, le baladeur comporte le moyen de rappel élastique. Le baladeur comporte une partie externe, comportant une face latérale d’appui, et une partie centrale destinée à être insérée dans la partie externe, ladite partie centrale étant munie des crabots, ladite partie centrale étant liée en rotation à la partie externe mais libre en translation. Le moyen de rappel élastique se présente sous la forme d’un ressort positionné entre la face latérale d’appui de la partie externe et la partie centrale. De préférence, le ressort est maintenu fixement à une extrémité de la partie externe et à une autre extrémité à la partie centrale. Dans ces formes particulières, la lame de la fourchette est une lame rigide.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, dans un sous-ensemble, l’organe de guidage comporte le moyen de rappel élastique.

Dans des formes particulières de réalisation de l’invention, l’organe de guidage comporte :

- une pièce annulaire rapportée sur le barillet de commande, reliée fixement en rotation dudit barillet de commande mais mobile en translation selon un axe de barillet et sur une distance prédéfinie, ladite pièce annulaire comportant une piste s’étendant sur une surface circonférentielle de celle- ci,

- au moins un ressort disposé contre ladite pièce annulaire, au niveau d’au moins une face latérale de ladite pièce annulaire, ledit au moins un ressort étant relié, par une extrémité, à ladite pièce annulaire et, par une autre extrémité, à une butée fixe sur le barillet de commande, le au moins un ressort formant le moyen de rappel élastique.

Dans ces formes particulières de réalisation, la lame de la fourchette est préférentiellement une lame rigide.

Dans un exemple préféré de réalisation, l’organe de guidage comporte deux ressorts, chaque ressort étant disposé de part et d’autre de la pièce annulaire, au niveau de faces latérales opposées de ladite pièce annulaire. Chaque ressort est relié, par une extrémité, à ladite pièce annulaire et, par une autre extrémité, à une butée fixe sur le barillet de commande. Lesdits deux ressorts forment le moyen de rappel élastique. Ainsi, pour engager un rapport de vitesse, un des baladeurs est déplacé, par la fourchette associée, vers le pignon fou de l’engrenage formant le rapport de vitesse souhaité, pour le craboter.

Lorsque les crabots dudit baladeur arrivent au niveau des crabots du pignon fou, si les crabots ne peuvent coopérer ensemble car ils ne sont pas en phase entre eux, la translation du baladeur est bloquée, bloquant simultanément la translation de la fourchette. Le doigt de guidage de la fourchette, continuant de suivre la piste de l’organe de guidage, entraine un décalage latéral de la pièce annulaire, comprimant ou étirant le au moins un ressort, selon le positionnement de chaque ressort par rapport à la pièce annulaire. Ledit au moins un ressort se retrouve alors sous contrainte. Dès que les crabots du baladeur et ceux du pignon fou sont en phase, le ressort va revenir à son état au repos, entraînant le déplacement de la pièce annulaire sur le barillet de commande, et en conséquence entraînant le déplacement de la fourchette, donc le déplacement du baladeur associé. Le baladeur est ainsi poussé vers le pignon fou, venant les faire se craboter et engager le rapport de vitesse souhaité.

L’élasticité du au moins un ressort permet au baladeur qui doit être accouplé avec un pignon fou, d’attendre la mise en phase des différents crabots et ce, sans effort.

De même, pour désengager un rapport de vitesse précédent, le baladeur qui est craboté au pignon fou de l’engrenage formant ledit rapport de vitesse est déplacé, par la fourchette, pour le ramener dans une position neutre. Or, tant que le rapport de vitesse est enclenché, le pignon fou est sous pression et il est impossible de décraboter le baladeur dudit pignon fou. Le déplacement du baladeur est temporairement bloqué, bloquant simultanément le déplacement de la fourchette. Le doigt de guidage de la fourchette, continuant de suivre la piste de l’organe de guidage associé, entraine un décalage de la pièce annulaire, étirant ou comprimant le au moins un ressort. Le au moins un ressort se retrouve alors temporairement sous contrainte.

Dès que le rapport de vitesse supérieur est engagé, le pignon fou du rapport de vitesse précédent va se mettre à tourner moins vite que l’arbre portant ledit pignon fou et la pression sur le baladeur va alors se libérer. Les crabots dudit baladeur et les crabots du pignon fou se désaccouplent alors naturellement.

Le au moins un ressort, de par son élasticité, va revenir automatiquement à son état de repos, entraînant le déplacement de la pièce annulaire sur le barillet de commande, et en conséquence entraînant la fourchette, donc le déplacement du baladeur associé. Ledit baladeur est ainsi écarté du pignon fou. Ledit pignon fou redevient libre en rotation par rapport à l’arbre qui le porte.

L’élasticité du au moins un ressort permet ainsi au baladeur qui doit être désaccouplé du pignon fou pour retourner vers sa position neutre, d’attendre que la pression négative sur ledit pignon fou se libère, de façon douce, sans effort et naturellement.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les crabots des baladeurs et des pignons fous du système de sélection de vitesse sont des crabots de type à dents de loup complémentaires.

Les dents de loup se présentent sous la forme globale de dents de scie ayant deux côtés adjacents faisant entre eux un angle inférieur ou égal à 90°.

Les dents de loup d’un baladeur sont configurées d’une part pour accrocher les dents de loup du pignon fou avec lequel il coopère, provoquant l’entraînement en rotation de l’arbre portant ledit pignon fou et d’autre part pour échapper dans le sens contraire, comme des cliquets de roue libre.

Les crabots de type à dents de loup sont préférentiellement adaptés pour une boîte de vitesses destinée à une utilisation sur des cycles munis d’un pédalier, avec ou sans moteur électrique.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les crabots des baladeurs et des pignons fous du système de sélection de vitesse se présentent sous la forme de tenons, préférentiellement à section trapézoïdale.

Les crabots à tenon sont préférentiellement adaptés pour une boîte de vitesses destinée à une utilisation sur des véhicules munis d’un moteur thermique et utilisant un frein moteur.

Dans des formes particulières de réalisation de l’invention, le ou les deux pignon(s) fou(s) d’un sous-ensemble comporte(nt), entre les crabots à tenon, des éléments en relief. De tels éléments en relief permettent avantageusement de contribuer à l’éjection du baladeur du pignon fou après décrabotage.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, la boîte de vitesses comporte un système de blocage anti-point mort. Un tel système de blocage antipoint mort permet avantageusement de bloquer le passage du premier rapport de vitesse vers le point mort et réciproquement. Le déblocage n’étant possible que par une action volontaire d’un utilisateur.

Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, afin d’améliorer la fiabilité et la sécurité de la boîte de vitesses, ladite boîte de vitesses comporte, lorsqu’un baladeur coopère avec un ou deux pignons fous, des éléments intercalaires de maintien de l’écartement entre lesdits pignons fous. De tels éléments intercalaires de maintien remplacent avantageusement les gorges de clip, et donc les clips ou circlips, classiquement utilisées. Les gorges de clip, réalisées par retrait de matière dans l’arbre portant les pignons fous, sont la source d’amorce de rupture, fragilisant ledit arbre.

Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures suivantes : [Fig. 1] la figure 1 illustre un vélo à assistance électrique muni d’une boîte de vitesses de l’invention selon une première version, la boîte de vitesse étant dissimulée dans un boîtier de protection,

[Fig. 2] la figure 2 représente le vélo à assistance électrique de la figure 1 , avec la boîte de vitesses apparente,

[Fig. 3] la figure 3 représente une vue agrandie de la boîte de vitesses de la figure 2,

[Fig. 4] la figure 4 représente une vue de dessus de la boîte de vitesses de la figure 3,

[Fig. 5] la figure 5 représente une vue en coupe transversale de la boîte de vitesses de la figure 4 selon la ligne AA,

[Fig. 6] la figure 6 représente une vue en perspective d’un baladeur d’un sous- ensemble de la boîte de vitesses,

[Fig. 7] la figure 7 représente une vue en perspective d’une lame d’une fourchette d’un sous-ensemble de la boîte de vitesses,

[Fig. 8] la figure 8 représente une vue de face d’un barillet et son développé des pistes,

[Fig. 9] la figure 9 représente une vue en perspective d’une variante de réalisation d’une fourchette d’un sous-ensemble de la boîte de vitesses,

[Fig. 10] la figure 10 représente une vue de côté de la fourchette de la figure 9, [Fig. 11] la figure 11 représente une vue en perspective d’une autre variante de réalisation d’une fourchette d’un sous-ensemble de la boîte de vitesses,

[Fig. 12] la figure 12 représente une vue de côté de la fourchette de la figure 11 ,

[Fig. 13] la figure 13 représente une vue arrière de la fourchette de la figure 11 ,

[Fig. 14] la figure 14 représente une vue en coupe transversale de la fourchette de la figure 13 selon la ligne AA,

[Fig. 15] la figure 15 représente une vue en perspective d’une variante de réalisation d’un pignon fou d’un sous-ensemble de la boîte de vitesses,

[Fig. 16] la figure 16 représente une vue en éclatée du pignon fou de la figure 15, [Fig. 17] la figure 17 représente une vue en perspective de la boîte de vitesses selon l’invention, selon une deuxième version,

[Fig. 18] la figure 18 représente une vue % avant de la boîte de vitesses de la figure 17, dissimulée dans ses carters de protection,

[Fig. 19] la figure 19 représente une vue de dessus de la boîte de vitesses de la figure 18, avec les carters de protection,

[Fig. 20] la figure 20 représente une vue de côté de de la boîte de vitesses de la figure 18, avec les carters de protection,

[Fig. 21] la figure 21 représente une vue en coupe transversale de la boîte de vitesses, avec les carters de protection de la figure 20 selon la ligne AA,

[Fig. 22] la figure 22 représente une vue en coupe transversale de la boîte de vitesses, avec les carters de protection de la figure 20 selon la ligne BB,

[Fig. 23] la figure 23 représente une vue en coupe transversale de la boîte de vitesses, avec les carters de protection de la figure 20 selon la ligne CC,

[Fig. 24] la figure 24 représente une variante de réalisation d’une fourchette d’un sous-ensemble de la boîte de vitesses de la figure 17,

[Fig. 25] la figure 25 représente une vue en perspective d’une variante de réalisation d’un pignon fou d’un sous-ensemble de la boîte de vitesses de la figure 17,

[Fig. 26] la figure 26 représente une vue de côté du pignon fou de la figure 25,

[Fig. 27] la figure 27 représente une vue en perspective d’un baladeur adapté à s’accoupler avec le pignon fou de la figure 25.

Dans ces figures, des références numériques identiques d’une figure à l’autre désignent des éléments identiques ou analogues. Par ailleurs, pour des raisons de clarté, les dessins ne sont pas à l’échelle, sauf mention contraire. Description des modes de réalisation

Une boîte de vitesses 1 selon l’invention est à présent décrite selon deux versions de réalisation. Quelle que soit la version de réalisation, la boîte de vitesses 1 selon l’invention permet avantageusement des changements de rapport de vitesses sans rupture de couple, que ce soit à l’accélération, par un changement de vitesse à la vitesse supérieure, ou à la décélération, par un changement de vitesse à la vitesse inférieure et/ou rétrogradage avec un frein moteur.

Dans une première version de réalisation, la boîte de vitesses 1 est adaptée pour une utilisation sur des cycles munis d’un pédalier, avec ou sans moteur électrique (du type vélo à assistance électrique, connu sous l’acronyme VAE). Les figures 1 à 16 illustrent, de manière non limitative, l’utilisation de la boîte de vitesses 1 pour un vélo à assistance électrique.

Dans une deuxième version, la boîte de vitesses 1 est adaptée pour une utilisation sur des véhicules munis d’un moteur thermique et utilisant un frein moteur, tels que par exemple un kart, une moto, une voiture. Les figures 17 à 27 illustrent, de manière non limitative, l’utilisation de la boîte de vitesses 1 pour un moteur de kart.

Dans les deux versions de réalisation qui vont être décrites, la boîte de vitesses 1 est une boîte de vitesses à six rapports. Néanmoins, le nombre de rapports de vitesses n’est pas limitatif de l’invention. Ainsi, il est possible d’adapter la boîte de vitesses au nombre de rapports de vitesse souhaité, que ce nombre soit pair ou impair.

Première version de la boîte de vitesses

Les figures 1 et 2 représentent un vélo à assistance électrique 900, plus précisément la partie arrière de celui-ci, sur lequel est installée la boîte de vitesses 1 selon l’invention.

La boîte de vitesses 1 est destinée à être positionnée entre une roue arrière 901 et un moteur électrique 902, en lien avec un pédalier 903.

Sur cette figure 1 , la boîte de vitesses 1 est dissimulée dans un boîtier de protection 904. Sur la figure 2, le boîtier de protection 904 a été retiré pour rendre apparente ladite boîte de vitesses.

La boîte de vitesses 1 est illustrée de manière détaillée sur les figures 3 à 5. La figure 3 représente une vue agrandie de la boîte de vitesses de la figure 2. La figure 4 représente une vue de dessus de la boîte de vitesses de la figure 3. La figure 5 représente une vue en coupe transversale de la boîte de vitesses de la figure 4 selon la ligne AA.

La boîte de vitesses 1 comporte un premier arbre, dit arbre primaire 10. L’arbre primaire 10 a pour axe de rotation, un axe dit premier axe de rotation 11. L’arbre primaire 10 s’étend selon ledit premier axe de rotation. L’arbre primaire 10 est configuré pour être entrainé en rotation autour dudit premier axe de rotation.

L’arbre primaire 10 est préférentiellement guidé en rotation autour dudit premier axe de rotation par des paliers à billes 13 et/ou des paliers à aiguilles 14, disposés par exemple aux deux extrémités longitudinales de l’arbre primaire.

Dans cette première version, l’arbre primaire 10 est destiné à et configuré pour être relié à la sortie moteur, le plus souvent coaxial au pédalier 903, du vélo à assistance électrique 900, via un engrenage conique à renvoi d’angle. L’engrenage conique à renvoi d’angle est formé par exemple par une couronne à denture conique 12a et un pignon à denture conique 12b, d’axes sensiblement perpendiculaires, en prise l’un avec l’autre.

Dans un exemple de réalisation, le pignon à denture conique 12b entraîne l’arbre primaire 10 dans le sens des aiguilles d’une montre, lorsque l’on regarde dans la direction d’avancement du vélo à assistance électrique.

Préférentiellement, le jeu de l’entre-dent de l’engrenage conique à renvoi d’angle peut être minutieusement réglé au moyen d’une butée à aiguilles 15 positionnée précisément par l’appui d’une vis 16 à pas fin, comme illustré sur la figure 5.

La boîte de vitesses 1 comporte en outre un deuxième arbre, dit arbre secondaire 20. L’arbre secondaire 20 a pour axe de rotation, un axe dit deuxième axe de rotation 21. L’arbre secondaire 20 s’étend selon ledit deuxième axe de rotation. L’arbre secondaire 20 est configuré pour être entraîné en rotation autour du deuxième axe de rotation 21. Ledit deuxième axe de rotation est préférentiellement distinct du premier axe de rotation 11 . L’arbre secondaire 20 est ainsi parallèle à l’arbre primaire 10, et non coaxial.

L’arbre secondaire 20 est préférentiellement guidé en rotation autour dudit deuxième axe de rotation par des paliers à billes 13 et/ou des paliers à aiguilles 14, disposés par exemple aux deux extrémités longitudinales de l’arbre secondaire 20.

Dans cette première version de boîte de vitesses, l’arbre secondaire 20 est destiné à et configuré pour être relié à la roue arrière 901 du vélo à assistance électrique 900. Un arbre de transmission 905 et un engrenage conique à renvoi d’angle (visible sur la figure 2) permettent par exemple d’assurer la liaison entre l’arbre secondaire 20 et la roue arrière 901 , comme illustré sur la figure 1. Dans l’exemple de la figure 1 , l’arbre secondaire 20 est relié directement à l’arbre de transmission 905 et celui-ci est relié à la roue arrière 901 par l’engrenage conique à renvoi d’angle.

Dans un autre exemple de réalisation, l’arbre secondaire peut être relié à un pignon coopérant avec une chaine ou une courroie, crantée ou non.

L’arbre secondaire 20 est configuré pour tourner dans le sens contraire de celui de l’arbre primaire 10.

L’arbre primaire 10 et l’arbre secondaire 20 sont reliés entre eux par l’intermédiaire d’engrenages E1 , E2, E3, E4, E5, E6 formant des rapports de vitesse distincts.

De préférence, le nombre d’engrenages est pair.

De préférence, la boîte de vitesses 1 comporte au moins quatre engrenages.

Dans les exemples illustrés sur les figures, mais non limitatifs de l’invention, l’arbre primaire 10 et l’arbre secondaire 20 sont reliés entre eux par six engrenages successifs E1 , E2, E3, E4, E5, E6, formant six rapports de vitesse distincts.

Chaque engrenage E1 , E2, E3, E4, E5, E6 est formé par une roue, dentée, P1 , P2, P3, P4, P5, P6, entraînée en rotation par un des deux arbres, et un pignon fou S1 , S2, S3, S4, S5, S6, monté sur l’autre arbre, qui s’engrènent entre eux.

Les roues P1 , P2, P3, P4, P5, P6 sont alignées les unes à côté des autres sur une partie de la longueur de l’arbre qui les porte. Les roues P1 , P2, P3, P4, P5, P6 engrènent chacune avec un des pignons fous S1 , S2, S3, S4, S5, S6 alignés en correspondance sur une partie de la longueur de l’arbre portant lesdits pignons fous. Chaque roue P1 , P2, P3, P4, P5, P6 est en prise constante avec le pignon fou associé S1 , S2, S3, S4, S5, S6.

Chaque roue P1 , P2, P3, P4, P5, P6 est liée fixement en rotation et en translation de l’arbre qui le porte.

Chaque pignon fou S1 , S2, S3, S4, S5, S6 est lié fixement en translation et monté libre en rotation sur l’arbre qui le porte.

Dans l’exemple de réalisation décrit, et sans que cela soit restrictif de l’invention, toutes les roues P1 , P2, P3, P4, P5, P6 sont disposées sur l’arbre primaire 10 et tous les pignons fous S1 , S2, S3, S4, S5, S6 sont disposés sur l’arbre secondaire 20.

Dans un exemple de réalisation, illustré sur les figures 3 et 4, mais non restrictif de l’invention, les roues et pignons fous sont à denture droite.

Dans un autre exemple de réalisation, et sans se départir du cadre de l’invention, les roues dentées et les pignons fous sont à denture hélicoïdale ou épicycloïdale... Dans un exemple de réalisation, des circlips 39 permettent la tenue latérale des pignons fous sur l’arbre secondaire 20.

Chaque engrenage E1 , E2, E3, E4, E5, E6 définit un rapport de vitesse avec un rapport de démultiplication propre.

Ainsi, par exemple, et comme illustré sur la figure 3, le premier rapport de vitesse présente le rapport de démultiplication le plus faible. Il est formé par une première roue P1 et un premier pignon fou S1. La première roue P1 possède le diamètre primitif le plus petit parmi la pluralité des roues et le premier pignon fou S1 possède le diamètre primitif le plus grand parmi la pluralité des pignons fous. Le deuxième rapport de vitesse présente un rapport de démultiplication supérieur au premier rapport, et est formé par une deuxième roue P2 et un deuxième pignon fou S2. Le troisième rapport de vitesse présente un rapport de démultiplication supérieur au deuxième rapport, et est formé par une troisième roue P3 et un troisième pignon fou S3. Le quatrième rapport de vitesse présente un rapport de démultiplication supérieur au troisième rapport, et est formé par une quatrième roue P4 et un quatrième pignon fou S4. Le cinquième rapport de vitesse présente un rapport de démultiplication supérieur au quatrième rapport, et est formé par une cinquième roue P5 et un cinquième pignon fou S5. Enfin, le sixième rapport de vitesse, qui présente le rapport de démultiplication le plus élevé et qui est formé par une sixième roue P6 et un sixième pignon fou S6. La sixième roue P6 possède le diamètre primitif le plus grand parmi la pluralité des roues et le sixième pignon fou S6 possède le diamètre primitif le plus petit parmi la pluralité des pignons fous.

Chaque pignon fou S1 , S2, S3, S4, S5, S6 comporte au niveau d’une de ses faces latérales 32, des crabots 31 .

Dans un exemple de réalisation, les crabots 31 sont réalisés sur une face latérale de l’élément annulaire 30 formant ledit pignon fou. Une telle réalisation est visible sur les figures 4 et 5 pour les premier, deuxième, troisième et quatrième pignons fous SI , S2, S3, S4. Dans un autre exemple de réalisation, pour s’affranchir des diamètres réduits des pignons fous, les crabots 31 sont réalisés sur une joue 33 fixée sur une face latérale 32 de l’élément annulaire 30 formant ledit pignon fou. Une telle réalisation est visible sur les figures 4 et 5 pour les cinquième et sixième pignons fous S5, S6.

Dans une forme préférée de réalisation des crabots, comme illustré sur la figure 15, les crabots 31 se présentent sous la forme de dents de loup.

Les dents de loup se présentent sous la forme globale de dents de scie ayant deux côtés adjacents faisant entre eux un angle inférieur ou égal à 90°.

La boîte de vitesses 1 comporte en outre des baladeurs C1 , C2, C3 et des fourchettes F1 , F2, F3, adaptés pour participer au changement des rapports de vitesse.

Il y a autant de baladeurs que de fourchettes dans la boîte de vitesses.

Un baladeur C1 , C2, C3 est configuré pour venir lier mécaniquement en rotation un pignon fou S1 , S2, S3, S4, S5, S6 à l’arbre qui le porte, lors de l’engagement d’un rapport de vitesse.

Un baladeur C1 , C2, C3 est lié fixement en rotation à l’arbre qui le porte et mobile en translation sur ledit arbre, suivant l’axe de rotation dudit arbre, pour permettre son accrochage avec le pignon fou adjacent. On utilisera par la suite le terme « craboter >> lorsqu’un baladeur est en coopération avec un pignon fou de sorte qu’un rapport de vitesse est engagé. On utilisera le terme « décraboter >> lorsqu’un baladeur est dégagé du pignon fou de sorte que le rapport de vitesse est désengagé.

De manière préférentielle, chaque baladeur C1 , C2, C3 est configuré pour être associable avec deux pignons fous consécutifs d’un même arbre.

Chaque baladeur C1 , C2, C3 est ainsi lié en rotation à l’arbre portant les deux pignons fous, dans l’exemple à l’arbre secondaire 20, et mobile en translation sur ledit arbre secondaire, suivant le deuxième axe de rotation, selon deux directions.

En d’autres termes, les rapports de vitesse sont rassemblés par paire avec un baladeur C1 , C2, C3 qui engage d’une part l’un des deux pignons fous associés par déplacement dans une direction et d’autre part l’autre pignon fou par déplacement dans l’autre direction.

Ces paires de pignons fous sont préférentiellement agencées d’une manière permettant d’engager deux rapports de vitesse numériquement successifs avec des baladeurs différents.

Dans un premier exemple de réalisation d’agencement des engrenages, non limitatif de l’invention, et tel qu’illustré sur les figures 3 à 5, les pignons fous sont montés successivement sur l’arbre secondaire dans l’ordre suivant : S1 , S3, S2, S5, S4, S6. De même, les roues sont fixées successivement sur l’arbre primaire dans l’ordre suivant : P1 , P3, P2, P5, P4, P6. Les rapports de vitesse sont donc dans l’ordre suivant : 1 ^ère , 3 ^ème , 2 ^ème , 5 ^ème , 4 ^ème , 6 ^ème . Grace à cet agencement, il est possible d’engager temporairement deux vitesses successives en même temps, afin de ne pas avoir de rupture de couple dans la transmission du mouvement moteur.

Ainsi, les baladeurs 01 , C2, C3 sont au nombre de trois dans cet exemple et dénommés premier, deuxième et troisième baladeur. Ils sont tous montés sur l’arbre secondaire 20 et sont respectivement positionnés entre les premier et troisième pignons fous S1 , S3, les deuxième et cinquième pignons fous S2, S5 et les quatrième et sixième pignons fous S4, S6. Les baladeurs 01 , C2 et C3 permettent respectivement d’enclencher les rapports de 1 ^ère et de 3 ^ème , les rapports de 2 ^ème et de 5 ^ème , et les rapports de 4 ^ème et de 6 ^ème .

Chaque baladeur C1 , 02, 03 comporte un élément annulaire 40 présentant une périphérie interne 41 et une périphérie externe 42.

Dans un exemple de réalisation, illustré sur la figure 6, chaque baladeur comporte, au niveau de la périphérie interne 41 , des cannelures longitudinales 41 1 régulièrement réparties sur la circonférence de ladite périphérie interne. Ces cannelures longitudinales 41 1 sont destinées à coopérer avec des cannelures longitudinales complémentaires (non représentées) régulièrement réparties sur la circonférence d’une surface extérieure de l’arbre secondaire 20, au moins au niveau d’une zone de déplacement dudit baladeur.

Ces cannelures longitudinales 41 1 autorisent avantageusement la translation mais bloquent la rotation du baladeur C1 , 02, 03 par rapport à l’arbre secondaire 20 auquel il est associé.

Chaque baladeur comporte, au niveau de la périphérie externe 42, une gorge circulaire 421 destinée à recevoir une fourchette.

Chaque baladeur comporte, au niveau de faces latérales 43, des crabots 44. Les crabots 44 d’une face latérale 43 d’un baladeur sont complémentaires des crabots 31 du pignon fou situé en vis-à-vis de ladite face latérale et sont destinés à entrer en coopération avec lesdits crabots dudit pignon fou.

Chaque baladeur C1 , C2, C3 est avantageusement apte à prendre au moins trois positions différentes : une position neutre et deux positions crabotées.

Dans la position neutre, le baladeur est positionné entre les deux pignons fous adjacents associés de telle sorte qu’il est dégagé des rapports de vitesse. Les crabots 44 de chaque face latérale 43 du baladeur sont positionnés à distance des crabots 31 de chaque pignon fou en vis-à-vis.

Dans une position crabotée, le baladeur est craboté à l’un des deux pignons fous associés, de sorte à engager le rapport de vitesse associé.

Dans l’autre position crabotée, le baladeur est craboté à l’autre pignon fou associé de sorte à engager le rapport de vitesse associé.

Dans un exemple de réalisation, illustré sur les figures 3 à 5, le premier baladeur C1 est en position crabotée avec le premier pignon fou S1. Les deuxième et troisième baladeurs C2, C3 sont en position neutre. Le 1 ^er rapport de vitesse est ainsi enclenché.

Dans une forme préférée de réalisation de crabots d’un baladeur, les crabots 44 se présentent sous la forme de dents de loup propres à coopérer avec les dents de loup du pignon fou associé.

Les dents de loup 44 d’une face latérale 43 d’un baladeur sont donc complémentaires des dents de loup 31 du pignon fou associé. Les dents de loup 44 d’une face latérale 43 d’un baladeur sont inclinées de manière à réaliser un accouplement unidirectionnel à roue libre. Les dents de loup 31 du pignon fou accrochent les dents de loup 44 d’une face latérale 43 d’un baladeur associé, provoquant l’entraînement en rotation dudit arbre secondaire et échappent dans le sens contraire, comme des cliquets de roue libre.

Les dents de loup d’un baladeur ou d’un pignon fou se présentent sous la forme globale de dents de scie ayant deux côtés adjacents faisant entre eux un angle inférieur à 90° et un angle a (illustré sur la figure 15 pour le pignon fou et sur la figure 6 pour le baladeur) entre la face latérale (référencée 32 pour le pignon fou et 43 pour le baladeur) et une perpendiculaire au deuxième axe de rotation 21 , inférieur ou égal à 90°, préférentiellement inferieur. Cet angle a détermine avantageusement la force de liaison d’accouplement d’un pignon fou avec un baladeur.

Les fourchettes F1 , F2, F3 assurent quant à elles les déplacements en translation des baladeurs C1 , C2, C3, une fourchette coopérant avec un baladeur. Ainsi, une première fourchette F1 coopère avec le premier baladeur C1 , une deuxième fourchette F2 coopère avec le deuxième baladeur C2, une troisième fourchette F3 coopère avec le troisième baladeur C3.

Les fourchettes F1 , F2, F3 sont configurées pour coulisser en translation sur un axe de guidage 55. Ledit axe de guidage est préférentiellement parallèle aux arbres primaire 10 et secondaire 20, de manière non coaxiale. Ledit axe de guidage peut être par exemple un profilé tel qu’une tige de section transversale circulaire, comme illustré sur la figure 3.

Chaque fourchette F1 , F2, F3 comporte préférentiellement, comme illustrée sur la figure 7, une lame 50 comprenant un corps 51 et deux branches 52 reliées audit corps. Le corps 51 de chaque fourchette F1 , F2, F3 comporte, dans son épaisseur, un orifice traversant 511 au travers duquel l’axe de guidage 55 peut traverser. Les deux branches 52 présentent des extrémités libres 521 destinées à s’engager, avec un jeu, dans la gorge circulaire 421 du baladeur associé C1 , C2, C3.

Chaque fourchette F1 , F2, F3 comporte en outre un noyau 53 comprenant un alésage traversant 531 destiné à recevoir l’axe de guidage 55. Ledit noyau et le corps 51 de ladite lame sont liés fixement entre eux.

L’orifice traversant 511 comporte avantageusement, comme illustré sur la figure 7, un détrompeur 512 permettant de faciliter l’assemblage de la lame et du noyau pour garantir leur positionnement relatif et en conséquence leur positionnement correct dans la boîte de vitesses.

Chaque fourchette F1 , F2, F3 comporte en outre un doigt de guidage 54 destiné à être en liaison avec un barillet de commande 60. De préférence, et comme illustré sur les figures 3 et 4, ledit doigt de guidage d’une fourchette F1 , F2, F3 est lié fixement au noyau 53. Dans une autre forme de réalisation, le doigt de guidage 54 et le noyau 53 forme un ensemble monobloc.

Les fourchettes F1 , F2, F3 sont entraînées en translation le long de l’axe de guidage 55, via les doigts de guidage 54, par le barillet de commande 60.

Le barillet de commande 60, ou plus simplement barillet, est par exemple, comme illustré sur les figures 3 et 8, un élément de forme générale cylindrique, de section transversale circulaire. Le barillet 60 est guidé en rotation autour d’un axe dit axe de barillet 61. Ledit axe du barillet est, de préférence, parallèle à l’axe de guidage 55 des fourchettes F1 , F2, F3.

Le barillet 60 comporte des organes de guidage. Chaque organe de guidage est configuré pour guider un doigt de guidage 54 d’une fourchette F1 , F2, F3.

Dans un exemple de réalisation, les organes de guidage sont des pistes T1 , T2, T3. Chaque piste T1 , T2, T3 est configurée pour recevoir un doigt de guidage 54 d’une fourchette F1 , F2, F3.

Chaque piste T1 , T2, T3 s’étendant globalement sur une surface circonférentielle du barillet 60.

Dans une forme de réalisation préférée, chaque piste T1 , T2, T3 se présente sous la forme d’une rainure pratiquée dans le barillet, s’étendant depuis la surface circonférentielle du barillet 60.

Dans un autre exemple de réalisation, illustré sur les figures 3-5, 8, les organes de guidage comportent des pièces, dites pièces annulaires A1 , A2, A3, rapportées sur le barillet. Ces pièces annulaires A1 , A2, A3 sont liés fixement ou non, voir monobloc, du barillet 60. Les pièces annulaires illustré sur les figures 3-5, 8 sont indépendantes les unes des autres. Chaque pièce annulaire A1 , A2, A3 se présente par exemple sous la forme d’un élément annulaire disposé autour du barillet. Chaque pièce annulaire A1 , A2, A3 comporte une piste T1 , T2, T3.

Chaque piste T1 , T2, T3 s’étend globalement sur une surface circonférentielle de la pièce annulaire A1 , A2, A3 associée.

Dans une forme de réalisation préférée, chaque piste T1 , T2, T3 se présente sous la forme d’une rainure pratiquée dans la pièce annulaire A1 , A2, A3 associée, s’étendant depuis la surface circonférentielle de ladite pièce annulaire.

Dans l’exemple illustré sur les figures 3-5, 8, le barillet 60 comporte trois pièces annulaires A1 , A2, A3, chaque pièce annulaire A1 , A2, A3 comportant une piste. Les pièces annulaires A1 , A2, A3 sont reliées fixement au barillet 60.

Dans l’exemple illustré des figures 3-5, 8, le barillet 60 comporte trois pistes, une piste par doigt de guidage 54 d’une fourchette. Une première piste T1 est ainsi associée à la première fourchette F1 , une deuxième piste T2 à la deuxième fourchette F2 et une troisième piste T3 à la troisième fourchette T3.

Chaque piste T1 , T2, T3 est constituée de différentes sections. Certaines sections, dites droites 62, s’étendent dans un plan perpendiculaire à l’axe de barillet 61 , tandis que d’autres sections, dites à rampe ou à came 63, s’étendent dans un plan incliné par rapport à l’axe de barillet 61 . Chacune des pistes T1 , T2, T3 constitue avantageusement un guide pour le doigt de guidage 64 de la fourchette associée F1 , F2, F3. En d’autres termes, ce sont les pistes T1 , T2, T3 qui dirigent le mouvement des doigts de guidage 54 des fourchettes F1 , F2, F3, donc le déplacement des fourchettes F1 , F2, F3 le long de l’axe de guidage et par conséquent le déplacement des baladeurs associés C1 , C2, C3.

La rotation du barillet 60 autour de l’axe de barillet 61 est effectuée par exemple par des moyens de manoeuvre disposés sur le barillet.

Ces moyens de manoeuvre sont par exemple, et comme illustré sur les figures 3, 4 et 8, une poulie 68, faisant office de cabestan, qui reçoit une paire de câbles 69 mobiles dans les deux sens. Les câbles 69 sont de préférentiellement reliés à un sélecteur de vitesse (non représenté sur les figures) disposé au niveau d’un guidon du vélo à assistance électrique 900, par exemple.

Dans cet exemple, les moyens de manoeuvre permettent avantageusement de faire tourner le barillet 60 autour de l’axe de barillet 61 , dans les deux sens de rotation, avec une seule commande

La rotation dudit barillet 60 autour de l’axe de barillet 61 amène simultanément chaque doigt de guidage 54 de fourchette dans une section de la piste associée. Quand un doigt de guidage 54 d’une fourchette F1 , F2, F3 se situe dans une section droite 62, la rotation du barillet 60 n’impose aucun mouvement de translation du doigt de guidage 54, et donc aucune translation de ladite fourchette le long de son axe de guidage. Quand un doigt de guidage 54 d’une fourchette F1 , F2, F3 se situe dans une section à rampe 63, la rotation du barillet 60, par un effet de came, entraîne une translation du doigt de guidage 54 et en conséquence une translation de ladite fourchette le long de son axe de guidage 12.

La figure 8 représente, à titre illustratif, un barillet 60 et le développé à plat des pistes T1 , T2, T3 pour une boîte de vitesses 1 dont les engrenages sont disposés successivement comme sur les figures 2 à 4, à savoir E1 , E3, E2, E5, E4 et E6.

L’agencement des pistes T1 , T2, T3 du barillet 60 permet d’obtenir les 6 rapports de vitesse.

La première piste T1 (la piste la plus à gauche sur la figure 8) permet le déplacement en translation de la première fourchette F1 , via son doigt de guidage 54, et du premier baladeur C1 associé, de sorte à enclencher les rapports de 1 ^ère ou de 3 ^ème vitesse. La deuxième piste T2 permet le déplacement en translation de la deuxième fourchette F2, via son doigt de guidage, et du deuxième baladeur C2 associé, de sorte à enclencher les rapports de 2 ^ème ou de 5 ^ème vitesse. La troisième piste T3 permet le déplacement en translation de la troisième fourchette F3, via son doigt de guidage, et du troisième baladeur C3 associé, de sorte à enclencher les rapports de 4 ^ème ou de 6 ^ème vitesse.

1 ^er rapport de vitesse (correspondant au positionnement des sections des pistes telles que représentées par une première ligne horizontale H1 sur la figure 8) :

- la section droite 62 de la première piste T1 est décalée transversalement (vers la gauche sur la figure) par rapport à une position médiane (représentée par une première ligne verticale V1 sur la figure 8) de la première piste T1 : cela signifie que le premier baladeur C1 est en position crabotée avec le premier pignon fou S1 ; le troisième pignon fou S3 est libre en rotation autour de l’arbre secondaire 20,

- la section droite 62 de la deuxième piste T2 est située au niveau d’une position médiane (représentée par une deuxième ligne verticale V2 sur la figure 8) de la deuxième piste T2 : le deuxième baladeur C2 est en position neutre ; les deuxième et cinquième pignons fous S2, S5 sont libres en rotation autour de l’arbre secondaire 20,

- la section droite 62 de la troisième piste T3 est située au niveau d’une position médiane (représentée par une troisième ligne verticale V3 sur la figure 8) de la troisième piste T3 : le troisième baladeur C3 est en position neutre ; les quatrième et sixième pignons fous S4, S6 sont donc libres en rotation autour de l’arbre secondaire 20.

2 ^ème rapport de vitesse (correspondant au positionnement des sections de pistes telles que représentées par une deuxième ligne horizontale H2 sur la figure 8) :

- les sections droites 62 des première et troisième pistes T1 , T3 sont situées au niveau de la position médiane de leurs pistes respectives : les premier et troisième baladeurs C1 , C3 sont en position neutre ; les premier, troisième, quatrième et sixième pignons fou S1 , S3, S4, S6 sont donc libres en rotation autour de l’arbre secondaire 20,

- la section droite 62 de la deuxième piste T2 est décalée transversalement (vers la gauche sur la figure) par rapport à la position médiane de la deuxième piste T2 : le deuxième baladeur C2 est craboté avec le deuxième pignon fou S2 ; le cinquième pignon fou S5 est libre en rotation autour de l’arbre secondaire.

On remarque, sur le développé à plat de la figure 8, qu’entre le 1 ^er et le 2 ^ème rapport de vitesse (c'est-à-dire entre la première et la deuxième ligne horizontale H1 , H2), une section à rampe 63 est intercalée entre les deux sections droites 62 de la première piste T1 , venant décaler latéralement le doigt de guidage 54 de la première fourchette F1 et par conséquent entraînant le déplacement de ladite première fourchette F1 et du premier baladeur C1 vers sa position neutre. De manière équivalente, une section à rampe 63 est intercalée entre les deux sections droites 62 de la deuxième piste T2, venant décaler latéralement le doigt de guidage 54 de la deuxième fourchette F2 et par conséquent entraînant le déplacement de ladite deuxième fourchette F2 et du deuxième baladeur C2 vers une position crabotée, ici avec le deuxième pignon fou S2.

3 ^ème rapport de vitesse (correspondant au positionnement des sections de pistes telles que représentées par une troisième ligne horizontale H3 sur la figure 8) :

- la section droite 62 de la première piste T1 est décalée transversalement (vers la droite sur la figure) par rapport à la position médiane de la première piste T1 : le premier baladeur C1 est craboté avec le troisième pignon fou S3 ; le premier pignon fou S1 est libre en rotation autour de l’arbre secondaire 20,

- les sections droites 62 des deuxième et troisièmes pistes T2, T3 sont situées au niveau de la position médiane de leurs pistes respectives : les deuxième et troisième baladeurs C2, C3 sont en position neutre ; les deuxième, quatrième, cinquième et sixième pignons fous S2, S4, S5, S6 sont donc libres en rotation autour de l’arbre secondaire 20.

4 ^ème rapport de vitesse (correspondant au positionnement des sections de pistes telles que représentées par une quatrième ligne horizontale H4 sur la figure 8) :

- les sections droites 62 des première et deuxième pistes T1 , T2 sont situées au niveau de la position médiane de leurs pistes respectives : les premier et deuxième baladeurs C1 , C2 sont en position neutre ; les premier, deuxième, troisième et cinquième pignons fous S1 , S2, S3, S5 sont donc libres en rotation autour de l’arbre secondaire 20,

- la section droite 62 de la troisième piste T3 est décalée transversalement (vers la gauche sur la figure) par rapport à la position médiane de la troisième piste T3 : le troisième baladeur C3 est craboté avec le quatrième pignon fou S4 ; le sixième pignon fou S6 est libre en rotation autour de l’arbre secondaire.

5 ^ème rapport de vitesse (correspondant au positionnement des sections de pistes telles que représentées par une cinquième ligne horizontale H5 sur la figure 8) :

- les sections droites 62 des première et troisième pistes T1 , T3 sont situées au niveau de la position médiane de leurs pistes respectives : les premier et troisième baladeurs C1 , C3 sont en position neutre ; les premier, troisième, quatrième et sixième pignons fous S1 , S3, S4, S6 sont donc libres en rotation autour de l’arbre secondaire 20,

- la section droite 62 de la deuxième piste T2 est décalée transversalement (vers la droite sur la figure) par rapport à la position médiane de ladite deuxième piste T2 : le deuxième baladeur C2 est craboté avec le cinquième pignon fou S5 ; le deuxième pignon fou S2 est libre en rotation autour de l’arbre secondaire.

6 ^ème rapport de vitesse (correspondant au positionnement des sections de pistes telles que représentées par une sixième ligne horizontale H6 sur la figure 8) :

- les sections droites 62 des première et deuxième pistes T1 , T2 sont situées au niveau de la position médiane de leurs pistes respectives : les premier et deuxième baladeurs C1 , C2 sont en position neutre ; les premier, deuxième, troisième et cinquième pignons fous S1 , S2, S3 et S5 sont donc libres en rotation autour de l’arbre secondaire 20,

- la section droite 62 de la troisième piste T3 est décalée transversalement (vers la droite sur la figure) par rapport à la position médiane de ladite troisième piste T3 : le troisième baladeur C3 est craboté avec le sixième pignon fou S6 ; le quatrième pignon fou S4 est libre en rotation autour de l’arbre secondaire.

On observe, sur le développé à plat de la figure 8, entre chaque ligne horizontale (H1 -H6) représentant un changement de vitesse, une zone de léger chevauchement des sections à came sur deux rapports de vitesse consécutifs. Cet agencement des pistes permet également de ne pas avoir de rupture de couple lors d’un changement de vitesse.

Dans un exemple amélioré de réalisation du barillet 60, illustré sur les figures 3, 4 et 8, ledit barillet comporte, au niveau de la surface circonférentielle, une roue d’indexation 64. Cette roue d’indexation 64 comporte des portions évidées 65 Tl régulièrement espacées sur la circonférence dudit barillet. On nommera ces portions évidées, crans d’indexation 65. Il y a autant de crans d’indexation 65 que de rapports de vitesses de la boîte de vitesses 1. Ces crans d’indexation 65 permettent de positionner de manière précise chaque fourchette F1 , F2, F3, et donc le baladeur associé C1 , C2, C3, pour enclencher le rapport de vitesse ou le mettre au neutre.

La boîte de vitesses 1 peut également comporter, outre les rapports de vitesses, un point mort. Ce point mort se caractérise par un positionnement au neutre de tous les baladeurs C1 , C2, C3.

La roue d’indexation 64 du barillet 60 comporte sur la circonférence dudit barillet, outre les crans d’indexation 65 pour chaque vitesse de la boîte de vitesses, un cran d’indexation supplémentaire pour un positionnement au point mort. Ce cran d’indexation supplémentaire est préférentiellement réalisé entre le cran d’indexation pour la 1 ^ère vitesse et le cran d’indexation pour la 6 ^ème vitesse. Ainsi le programme de vitesses s’établit comme suit : 0, 1 ^ère , 2 ^ème , 3 ^ème , 4 ^ème , 5 ^ème , 6 ^ème .

Ces crans d’indexation 65 sont destinés à coopérer, par exemple, avec un doigt d’indexation 66 poussé par un ressort 66b (visible sur la figure 4) comprimé par un bouchon 67, réglable ou non, comme par exemple illustré sur les figures 3 et 4.

Dans un exemple de réalisation, illustré sur la figure 4, le doigt d’indexation 66 est muni d’un galet à billes 66a permettant avantageusement d’optimiser la douceur et la précision de l’indexation du barillet 60.

Dans un mode particulier de réalisation de la boîte de vitesses, non illustré sur les figures, ladite boîte de vitesses comporte un moyen de blocage en rotation du barillet 60. Ce moyen de blocage en rotation permet avantageusement de bloquer la rotation du barillet sur le cran d’indexation associé au point mort. Ainsi, au point mort, le pédalier tourne dans le vide. Un tel moyen de blocage forme un dispositif anti-vol pour le vélo.

Dans une forme de réalisation, ce moyen de blocage est un système mécanique, préférentiellement actionné par une clé.

Dans d’autres formes de réalisation, ce moyen de blocage est un système mécatronique, préférentiellement actionné par une télécommande ou un smartphone.

L’ensemble des fourchettes F1 , F2, F3, des baladeurs C1 , C2, C3, des pignons fous S1 , S2, S3, S4, S5, S6 et des organes de guidage du barillet de la boîte de vitesses telle que précédemment décrite forme un système de sélection de vitesses. Ce système de sélection de vitesses assure activement le changement des rapports de vitesse.

On définira par sous-ensemble du système de sélection de vitesse, ou simplement sous-ensemble, une fourchette, le baladeur, les deux pignons fous et l’organe de guidage associés.

Dans le cas où un baladeur est destiné à ne coopérer qu’avec un seul pignon fou, un sous-ensemble est formé par une fourchette, le baladeur, le pignon fou et l’organe de guidage associés.

Selon l’invention, un des éléments de chaque sous-ensemble comporte un moyen de rappel élastique. Un tel moyen de rappel élastique permet avantageusement de temporiser l’opération de crabotage d’un rapport de vitesse et l’opération de décrabotage d’un autre rapport de vitesse, lors d’un changement de vitesse.

Dans un premier mode de réalisation, dans un sous-ensemble, la fourchette F1 , F2, F3 comporte le moyen de rappel élastique.

De préférence, dans tous les sous-ensembles, la fourchette F1 , F2, F3 comporte le moyen de rappel élastique.

Dans une première configuration de fourchette, la lame 50 de la fourchette forme le moyen de rappel élastique. Ladite lame est ainsi configurée pour se déformer élastiquement.

Ladite lame est par exemple une lame flexible. Au repos, c'est-à-dire sans contrainte exercée sur elle, la lame 50 de la fourchette F1 , F2, F3 s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe de guidage 55. Sous contrainte, la lame 50 fléchit de sorte qu’elle ne s’étende plus dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe de guidage.

Ladite lame flexible peut par exemple être réalisée dans un matériau en tôle d’acier à ressort.

Dans un exemple amélioré de réalisation, la lame flexible de la fourchette F1 , F2, F3 peut présenter, sur chacune des faces 56 de la lame flexible, et au niveau des extrémités libres 521 de chaque branche 52, une protubérance 522, par exemple en forme de dôme hémisphérique. Ces protubérances 522 permettent avantageusement de réduire la zone de contact de la fourchette avec des parois 422 de la gorge circulaire 421 du baladeur associé, sur lesquelles ladite fourchette peut exercer momentanément une pression latérale.

La lame flexible, du fait de son élasticité, permet avantageusement de temporiser le crabotage ou le décrabotage d’un baladeur d’avec un pignon fou lors d’un changement de vitesse, comme il sera expliqué ultérieurement dans un exemple de fonctionnement.

Dans une variante améliorée de la première configuration de fourchette, comme illustré sur les figures 9 et 10, une fourchette F1 , F2, F3 peut comporter deux lames 50 flexibles, sensiblement identiques et parallèles, qui font ensemble office de moyen de rappel élastique.

Une telle fourchette F1 , F2, F3 permet avantageusement de différencier plus facilement la force d’introduction du baladeur C1 , C2, C3 associé dans le pignon fou et la force d’extraction dudit baladeur d’avec le pignon fou.

Les deux lames 50 flexibles sont préférentiellement espacées par un élément d’entretoise 57, comme illustré sur la figure 10.

Dans un exemple amélioré de réalisation, chaque lame 50 flexible de la fourchette F1 , F2, F3 peut présenter, sur une face 56 en regard d’une des parois 422 de la gorge circulaire 421 du baladeur associé, et au niveau des extrémités libres 521 de chaque branche 52, une protubérance 522, par exemple en forme de dôme hémisphérique.

Une telle fourchette peut être mécano-assemblée de la façon suivante : le noyau 53, une rondelle 58, une première lame flexible 50, l’élément d’entretoise 57, une deuxième lame flexible 50, une autre rondelle 58 puis un écrou 59 configuré pour serrer toutes les pièces formant la fourchette F1 , F2, F3 entre elles. Chacune desdites pièces comporte un orifice pour le passage de l’axe de guidage.

De préférence, les rondelles 58 sont des rondelles à oreille. Les rondelles à oreilles permettent avantageusement de pouvoir différencier la force élastique pour l’introduction du baladeur associé dans le pignon fou et la force élastique d’extraction dudit baladeur du pignon fou. La longueur et la forme desdites oreilles d’une rondelle ont une influence sur la qualité d’élasticité de la fourchette.

Dans cette première configuration de fourchette, l’organe de guidage est soit une piste T1 , T2, T3 s’étendant sur la surface circonférentielle du barillet soit une pièce annulaire A1 , A2, A3 comportant une piste T1 , T2, T3 s’étendant sur la surface circonférentielle de la pièce annulaire A1 , A2, A3, ladite pièce annulaire étant relié fixement au barillet, ou monobloc avec le barillet. Dans cette première configuration de fourchette, le déplacement du doigt de guidage entraîne directement la fourchette, notamment la lame 50, indépendamment du moyen de rappel élastique.

Exemple de fonctionnement de la boîte de vitesses pour cette première configuration de fourchette

Dans cet exemple de réalisation, le moyen de rappel élastique, pour chaque sous- ensemble, est une lame 50 flexible de la fourchette. Il est clair que le fonctionnement de la boîte de vitesses 1 décrit ci-après est transposable à tout autre moyen de rappel élastique. De même, le moyen de rappel élastique utilisé dans chaque sous-ensemble, peut être différent. Dans cet exemple, le baladeur coopère avec deux pignons fous.

La boîte de vitesses 1 est par exemple en 1 ^ère vitesse. En d’autres termes, comme décrit précédemment et illustré sur les figures 3 à 5, le premier baladeur C1 est craboté avec le premier pignon fou S1 , et les deuxième et troisième baladeurs C2, C3 sont en position neutre.

Pour effectuer un changement de vitesse de la 1 ^ère à la 2 ^ème vitesse, le cycliste manipule le sélecteur, situé au niveau du guidon. Le sélecteur agit sur le barillet 60, via les moyens de manoeuvre. Le barillet 60 tourne alors en rotation jusqu’à ce que le doigt d’indexation 66 vienne se positionner dans un cran d’indexation 65 de la roue d’indexation 64 du barillet 60 correspondant à la 2 ^ème vitesse.

Tous les doigts de guidage 54 se déplacent alors simultanément en suivant les mouvements imposés de leurs pistes respectives (voir développé à plat) :

- le doigt de guidage 54 de la deuxième fourchette F2 suit la deuxième piste T2, déplaçant en translation ladite deuxième fourchette F2 sur l’axe de guidage 55, pour déplacer en translation le deuxième baladeur C2 vers le deuxième pignon fou S2 jusqu’au crabotage,

- le doigt de guidage 54 de la première fourchette F1 suit la première piste T1 , déplaçant en translation ladite première fourchette F1 sur l’axe de guidage, pour déplacer en translation le premier baladeur C1 et le ramener au neutre,

- le doigt de guidage 54 de la troisième fourchette F3 suit la troisième piste T3, ne déplaçant pas en translation la troisième fourchette F3, ni le troisième baladeur C3 ; le troisième baladeur C3 reste en position neutre. a) engagement de la 2 ^ème vitesse

Le deuxième baladeur C2 est déplacé en translation vers le deuxième pignon fou S2. Le deuxième baladeur C2, solidaire de l’arbre secondaire 20, tourne en rotation, même pendant son déplacement.

Dans l'ensemble de la description, par deux pièces solidaires ou deux pièces liées/reliées solidairement, on entend deux pièces liées mécaniquement autorisant au moins un degré de liberté.

Or, si, lorsque les crabots 44 du deuxième baladeur C2 arrivent au niveau des crabots 31 complémentaires du deuxième pignon fou S2, les crabots dudit deuxième baladeur C2 ne peuvent coopérer avec les crabots 31 complémentaires dudit deuxième pignon fou S2, car les crabots 44 du deuxième baladeur C2 ne sont pas en phase avec les crabots 31 complémentaires du deuxième pignon fou S2, la lame 50 de la deuxième fourchette F2, grâce à son élasticité, va fléchir temporairement et se retrouver sous contrainte.

Dès que le deuxième baladeur C2 a effectué une rotation suffisante avec l’arbre secondaire 20 en mouvement, permettant que ses crabots 44 viennent se loger dans les crabots 31 complémentaires du deuxième pignon fou S2, la lame 50 de la deuxième fourchette F2, de par son élasticité, va revenir automatiquement à son état au repos, exerçant une force de pression sur le deuxième baladeur C2 pour le pousser latéralement vers le deuxième pignon fou S2, venant faire craboter le deuxième baladeur C2 avec le deuxième pignon fou S2 et engager la 2 ^ème vitesse.

L’élasticité de la lame de la deuxième fourchette F2 permet ainsi au deuxième baladeur C2 qui doit être accouplé avec le deuxième pignon fou S2, d’attendre la mise en phase des différents crabots et ce, sans effort. b) désengagement de la 1 ^ère vitesse

Le doigt de guidage 54 de la première fourchette F1 est déplacé en translation, entraînant en translation ladite première fourchette pour déplacer en translation le premier baladeur C1 vers sa position neutre.

Or, tant que la 1 ^ère vitesse est enclenchée, le premier pignon fou S1 est sous pression et il est impossible de décraboter le premier baladeur C1 dudit premier pignon fou S1 .

La lame 50 de la première fourchette F1 , grâce à son élasticité, va fléchir et se retrouver sous contrainte. Dès l’instant où la 2 ^ème vitesse est engagée, le pignon fou de la 1 ^ère vitesse va se mettre à tourner moins vite que l’arbre secondaire 20 qui le porte et la pression sur le premier baladeur S1 va alors se libérer. Les crabots 44 dudit premier baladeur C1 et les crabots 31 du premier pignon fou S1 se désaccouplent alors naturellement.

La lame 50 de la première fourchette F1 , grâce à son élasticité, va alors revenir automatiquement à son état au repos, exerçant une force de rappel sur le premier baladeur C1 pour le ramener dans sa position neutre après décrabotage d’avec le premier pignon fou S1 .

L’élasticité de la lame 50 de la première fourchette F1 permet ainsi au premier baladeur C1 qui doit être désaccouplé du premier pignon fou S1 pour retourner vers sa position neutre, d’attendre que la pression sur ledit premier pignon fou S1 se libère, de façon douce, sans effort et naturellement.

Une telle boîte de vitesses 1 selon l’invention, via l’élasticité de la lame 50 des fourchettes F1 , F2, F3, permet avantageusement de programmer simultanément l’engagement d’une vitesse et le désengagement de l’autre vitesse.

La boîte de vitesses 1 selon l’invention, grâce à l’élasticité de la lame 50 des fourchettes, permet avantageusement, pendant un très court instant, de l’ordre d’un millième de seconde par exemple, l’engagement simultané de deux vitesses successives.

Dans une deuxième configuration de fourchette, comme illustré sur les figures 11 à 14, le doigt de guidage 54 associé à des ressorts 541 forment le moyen de rappel élastique.

Le doigt de guidage 54 oscille autour d’un axe dit axe pivot 542, axe perpendiculaire à l’axe de guidage 55. L’axe de guidage s’étend préférentiellement dans un plan sensiblement formé par la lame 50 de la fourchette, lorsque le baladeur associé est en position neutre.

Le doigt de guidage 54, dit oscillant, est préférentiellement logé en partie dans le noyau 53 de la fourchette. Le noyau 53 sert ainsi avantageusement de support audit axe pivot.

Le noyau 53 comporte en outre une lumière 532 pour le passage du doigt de guidage 54. Ladite lumière présente une dimension supérieure à la dimension, en section transversale, du doigt de guidage 54 pour permettre le déplacement dudit doigt de guidage dans ladite lumière. De part et d’autre du doigt de guidage 54, dans le noyau 53, sont disposés les ressorts 541. Au repos, ou en état de contrainte minimale, les ressorts 541 maintiennent le doigt de guidage 54 centré dans la lumière 532 du noyau.

Le doigt de guidage 54 coopère avec la fourchette F1 , F2, F3, le pivotement du doigt de guidage entraînant le déplacement latéral de la fourchette.

Dans cette deuxième configuration de fourchette, la lame 50 de ladite fourchette est une lame rigide. La lame 50 peut être monobloc avec le noyau 53 ou être reliée fixement du noyau 53.

Dans cette deuxième configuration de fourchette, l’organe de guidage est soit une piste T1 , T2, T3 s’étendant sur la surface circonférentielle du barillet soit une pièce annulaire A1 , A2, A3 comportant une piste T1 , T2, T3 s’étendant sur la surface circonférentielle de la pièce annulaire A1 , A2, A3, ladite pièce annulaire étant liée fixement, ou monobloc, au barillet.

Exemple de fonctionnement de la boîte de vitesses pour cette deuxième configuration de fourchette

Dans cet exemple, le moyen de rappel élastique est le même pour chaque sous- ensemble. De même, le moyen de rappel élastique utilisé dans chaque sous- ensemble, peut être différent.

Dans cet exemple, pour chaque sous-ensemble, le baladeur coopère avec deux pignons fous. Le baladeur et les deux pignons fous ne comportent pas de moyens de rappel élastique.

La boîte de vitesses 1 est par exemple en 2 ^ème vitesse. En d’autres termes, comme décrit précédemment et illustré sur les figures 3 à 5, le deuxième baladeur C2 est craboté avec le premier pignon fou S2, et les premier et troisième baladeurs C1 , C3 sont en position neutre.

Pour effectuer un changement de vitesse de la 2 ^ème à la 3 ^ème vitesse, le cycliste manipule le sélecteur, situé au niveau du guidon. Le sélecteur agit sur le barillet 60, via les moyens de manoeuvre. Le barillet 60 tourne alors en rotation jusqu’à ce que le doigt d’indexation 66 vienne se positionner dans un cran d’indexation 65 de la roue d’indexation 64 du barillet correspondant à la 3 ^ème vitesse.

Tous les doigts de guidage 54 se déplacent alors simultanément en suivant les mouvements imposés de leurs pistes respectives (voir développé à plat) :

- le doigt de guidage 54 de la première fourchette F1 suit la première piste T1 , déplaçant en translation la première fourchette F1 , et son noyau 53, sur son axe de guidage 55, pour déplacer en translation le premier baladeur C1 vers le troisième pignon fou S3 jusqu’au crabotage,

- le doigt de guidage 54 de la deuxième fourchette F2 suit la deuxième piste T2, déplaçant en translation la deuxième fourchette F2, et son noyau 53, sur l’axe de guidage 55, pour déplacer en translation le deuxième baladeur C2 et le ramener au neutre,

- le doigt de guidage 54 de la troisième fourchette F3 suit la troisième piste T3, ne déplaçant pas en translation la troisième fourchette F3, ni le troisième baladeur C3 ; le troisième baladeur C3 reste en position neutre. a) engagement de la 3 ^ème vitesse

Le premier baladeur C1 est déplacé en translation vers le troisième pignon fou S3. Le premier baladeur C1 , solidaire de l’arbre secondaire 20, tourne en rotation, même pendant son déplacement.

Or, si, lorsque les crabots 44 du premier baladeur C1 arrivent au niveau des crabots 31 complémentaires du troisième pignon fou S3, les crabots 44 dudit premier baladeur C1 ne peuvent coopérer avec les crabots 31 complémentaires dudit premier pignon fou S1 , car les crabots du premier baladeur C1 ne sont pas en phase avec les crabots complémentaires du premier pignon fou S1 , la translation du premier baladeur C1 est bloquée, bloquant simultanément la translation de la première fourchette F1 et de son noyau 53 sur l’axe de guidage 55. Le doigt de guidage 54 de la première fourchette F1 continue de suivre la première piste T1 , se décalant dans la lumière 532 du noyau 53, et comprimant l’un des ressorts 541 dans ledit noyau, qui se retrouve alors temporairement sous contrainte.

Dès que le premier baladeur C1 a effectué une rotation suffisante avec l’arbre secondaire 20 en mouvement, permettant que ses crabots 44 viennent se loger dans les crabots 31 complémentaires du troisième pignon fou S3, le ressort comprimé, de par son élasticité, va revenir automatiquement à son état de repos, entraînant le déplacement du noyau 53 de la première fourchette F1 le long de l’axe de guidage 55, donc le déplacement de la lame 50 de la première fourchette F1 et du premier baladeur C1 associé. Le premier baladeur C1 est ainsi poussé latéralement vers le troisième pignon fou S3, venant faire craboter le premier baladeur C1 avec le troisième pignon fou S3 et engager la 3 ^ème vitesse. b) désengagement de la 2 ^ème vitesse Le doigt de guidage 54 de la deuxième fourchette F2 est déplacé en translation, entraînant en translation ladite fourchette pour déplacer en translation le deuxième baladeur C2 vers sa position neutre.

Or, tant que la 2 ^ème vitesse est enclenchée, le deuxième pignon fou S2 est sous pression et il est impossible de décraboter le deuxième baladeur C2 du deuxième pignon fou S2.

La translation du deuxième baladeur C2 est temporairement bloquée, bloquant simultanément la translation de la deuxième fourchette F2 et de son noyau 53 sur l’axe de guidage 55. Le doigt de guidage 54 de la deuxième fourchette F2, qui continue de suivre la deuxième piste T2, se décalant dans la lumière 532 du noyau 53, et comprimant l’un des ressorts 541 dans ledit noyau, qui se retrouve alors temporairement sous contrainte.

Dès l’instant où la 3 ^ème vitesse est engagée, le pignon fou de la 2 ^ème vitesse va se mettre à tourner moins vite que l’arbre secondaire 20 qui le porte et la pression sur le deuxième baladeur S2 va alors se libérer. Les crabots du deuxième baladeur C2 et ceux du deuxième pignon fou S2 se désaccouplent alors naturellement.

Le ressort comprimé, de par son élasticité, va revenir automatiquement à son état de repos, entraînant le déplacement du noyau 53 de la deuxième fourchette F2 le long de l’axe de guidage 55, donc le déplacement de la lame 50 de la deuxième fourchette F2 et du deuxième baladeur C2 associé. Le deuxième baladeur C2 est ainsi écarté latéralement du deuxième pignon fou S2 et ramené dans sa position neutre après décrabotage d’avec le deuxième pignon fou S2.

L’élasticité du ressort dans le noyau de la deuxième fourchette F2 permet ainsi au deuxième baladeur C2 qui doit être désaccouplé du deuxième pignon fou S2 pour retourner vers sa position neutre, d’attendre que la pression sur ledit deuxième pignon fou S1 se libère, de façon douce, sans effort et naturellement.

Dans un deuxième mode de réalisation, dans un sous-ensemble, chaque pignon fou S1 , S2, S3, S4, S5, S6 comporte le moyen de rappel élastique.

De préférence, dans tous les sous-ensembles, chaque pignon fou comporte le moyen de rappel élastique.

Un pignon fou comporte, comme illustré sur les figures 15 et 16 :

- une partie externe 35, sous la forme d’un élément annulaire, comportant une périphérie interne 351 , une périphérie externe 352, et une face latérale dite d’appui 353,

- une partie centrale 34 destinée à être insérée dans la partie externe 35,

- un ressort 36 destiné à s’intercaler entre la partie centrale 34 et la face d’appui 353.

Sur la périphérie externe 352 de la partie externe 35, on retrouve la denture droite du pignon fou, pour l’engrenage avec la denture droite de la roue associée.

La périphérie interne 351 de la partie externe 35 comporte des rainures longitudinales 354.

La partie centrale 34 comporte, au niveau d’une périphérie externe 342, des rainures longitudinales 344 complémentaires aux rainures longitudinales 354 de la périphérie interne 351 de la partie externe 35, pour assurer avantageusement la liaison en rotation de ladite partie centrale avec la partie externe, tout en autorisant un mouvement de translation de ladite partie centrale dans/hors de la partie externe, selon le deuxième axe de rotation 21 .

La partie centrale 34 comporte, au niveau d’une périphérie interne 341 , un palier lisse recevant l’arbre secondaire 20 et permettant audit pignon fou de tourner librement sur ledit arbre secondaire.

La partie centrale 34 comporte, au niveau d’une face latérale, les crabots 31 .

Le ressort 36 forme le moyen de rappel élastique.

Le ressort 36 est préférentiellement un ressort travaillant en traction ou en compression, selon les sollicitations. Le ressort 36 peut être lié fixement par une extrémité à la partie externe 35, préférentiellement à la face latérale d’appui 353, et par une extrémité opposée, à la partie centrale 34.

Lorsque le ressort 36 est au repos, la partie centrale 34 est insérée dans la partie externe 35 de telle sorte que seuls les crabots 31 ressortent. La figure 15 est une vue en perspective du pignon fou assemblé, dans sa situation au repos ou lorsqu’il est craboté avant un baladeur.

Lorsque le ressort 36 est comprimé, la partie centrale 34 est insérée dans la partie externe 35 de telle sorte que les crabots ne ressortent plus.

Des éléments de retenue (non représentés) sont configurés pour empêcher le déplacement latéral de la partie centrale 34 hors de la partie externe 35. De tels éléments de retenue sont par exemple positionnés entre la partie externe 34 et la partie centrale 34 ou entre la partie centrale 34 et l’arbre secondaire 11 .

Dans une variante (non illustrée par une figure) du deuxième mode de réalisation, dans un sous-ensemble, chaque baladeur C1 , C2, C3 comporte le moyen de rappel élastique en lieu et place du pignon fou.

Par analogie avec un pignon fou, le baladeur comporte une partie externe, une partie centrale destinée à être insérée dans la partie externe et un ressort destiné à s’intercaler entre la partie centrale et une face d’appui de la partie externe.

Dans ce deuxième mode de réalisation et sa variante, la lame 50 de ladite fourchette est une lame rigide. La lame 50 peut être monobloc avec le noyau 53 ou être relié fixement du noyau 53. Le doigt de guidage 54 n’est pas un doigt de guidage oscillant.

Dans ce deuxième mode de réalisation et sa variante, l’organe de guidage est soit une piste T1 , T2, T3 s’étendant sur la surface circonférentielle du barillet soit une pièce annulaire A1 , A2, A3 comportant une piste T1 , T2, T3 s’étendant sur la surface circonférentielle de la pièce annulaire A1 , A2, A3, ladite pièce annulaire étant liée fixement, ou monobloc, au barillet 60.

Dans ce deuxième mode de réalisation et sa variante, le déplacement du doigt de guidage entraîne directement la fourchette, notamment la lame 50, indépendamment du moyen de rappel élastique.

Exemple de fonctionnement de la boîte de vitesses pour le deuxième mode de réalisation (cas où les pignons fous comportent le moyen de rappel élastique) Dans cet exemple, le moyen de rappel élastique est le même pour chaque sous- ensemble. Cependant, le moyen de rappel élastique utilisé dans chaque sous- ensemble peut être différent.

Dans cet exemple, pour chaque sous-ensemble, le baladeur coopère avec deux pignons fous. Le baladeur et les deux pignons fous ne comportent pas de moyens de rappel élastique.

Cet exemple de fonctionnement est transposable au cas où c’est le baladeur qui comporte le moyen de rappel élastique.

La boîte de vitesses 1 est par exemple en 3 ^ème vitesse.

Pour effectuer un changement de vitesse de la 3 ^ème à la 4 ^ème vitesse, le cycliste manipule le sélecteur, situé au niveau du guidon. Le sélecteur agit sur le barillet 60, via les moyens de manoeuvre. Le barillet 60 tourne alors en rotation jusqu’à ce que le doigt d’indexation 66 vienne se positionner dans un cran d’indexation 65 de la roue d’indexation 64 du barillet correspondant à la 4 ^ème vitesse.

Tous les doigts de guidage 54 se déplacent alors simultanément en suivant les mouvements imposés de leurs pistes respectives (voir développé à plat) :

- le doigt de guidage 54 de la troisième fourchette F3 suit la troisième piste T3, déplaçant en translation la troisième fourchette F3 sur son axe de guidage 55, pour déplacer en translation le troisième baladeur C3 vers le quatrième pignon fou S4 jusqu’au crabotage,

- le doigt de guidage 54 de la première fourchette F1 suit la première piste T1 , déplaçant en translation la première fourchette F1 sur l’axe de guidage 55, pour déplacer en translation le premier baladeur C1 et le ramener au neutre,

- le doigt de guidage 54 de la deuxième fourchette F2 suit la deuxième piste T2, ne déplaçant pas en translation la deuxième fourchette F2, ni le deuxième baladeur C2 ; le deuxième baladeur C2 reste en position neutre. a) engagement de la 4 ^ème vitesse

Le troisième baladeur C3 est déplacé en translation vers le quatrième pignon fou S4. Le troisième baladeur C3, solidaire de l’arbre secondaire 20, tourne en rotation, même pendant son déplacement.

Or, si, lorsque les crabots 44 du troisième baladeur C3 arrivent au niveau des crabots 31 complémentaires du quatrième pignon fou S4, les crabots 44 dudit troisième baladeur C3 ne peuvent coopérer avec les crabots 31 complémentaires dudit quatrième pignon fou S4, car les crabots 44 du troisième baladeur C3 ne sont pas en phase avec les crabots 31 complémentaires du quatrième pignon fou S4, la partie centrale 34 du quatrième pignon fou S4 est poussée latéralement par le troisième baladeur C3 vers l’intérieur de la partie externe 35 du quatrième pignon fou S4, dans le sens de la flèche Sx comme illustré sur la figure 16, comprimant le ressort 36. Ledit ressort se retrouve alors sous contrainte.

Dès que le troisième baladeur C3 a effectué une rotation suffisante avec l’arbre secondaire 20 en mouvement, permettant que ses crabots 44 se retrouvent en phase et puissent venir se loger dans les crabots 31 complémentaires du pignon fou S4, le ressort 36 va revenir à son état au repos, exerçant une force sur la partie centrale 34 pour la pousser latéralement vers le troisième baladeur C3, venant faire craboter ledit troisième baladeur C3 avec ledit quatrième pignon fou S4 et engager la 4 ^ème vitesse. b) désengagement de la 3 ^ème vitesse

Le doigt de guidage 54 de la première fourchette F1 est déplacé en translation, entrainant en translation ladite première fourchette F1 pour déplacer en translation le premier baladeur C1 vers sa position neutre.

Or, tant que la 3 ^ème vitesse est enclenchée, le troisième pignon fou S3 est sous pression et il est impossible de décraboter le premier baladeur C1 du troisième pignon fou S3.

La partie centrale 54 du troisième pignon fou S3 est entraînée latéralement avec le premier baladeur C1 , entraînant un léger étirement du ressort 36.

Dès l’instant où la 4 ^ème vitesse est engagée, le pignon fou de la 3 ^ème vitesse va se mettre à tourner moins vite que l’arbre secondaire 20 le portant et la pression sur le premier baladeur C1 va alors se libérer. Les crabots 44 du premier baladeur C1 et ceux du troisième pignon fou S3 se désaccouplent alors naturellement.

Le ressort 36 va alors revenir automatiquement à son état au repos, exerçant une force de rappel sur la partie centrale 34 du troisième pignon fou S3 pour l’écarter du premier baladeur C1 et la ramener dans la partie externe 35 dudit troisième pignon fou S3. Le premier baladeur redevient libre en rotation par rapport à l’arbre secondaire.

Dans un troisième mode de réalisation, dans un sous-ensemble, l’organe de guidage comporte le moyen de rappel élastique.

De préférence, dans tous les sous-ensembles, chaque organe de guidage comporte le moyen de rappel élastique.

Dans ce troisième mode de réalisation (non représenté sur les figures), l’organe de guidage comporte une pièce annulaire A1 , A2, A3 rapportée sur le barillet 60. La pièce annulaire A1 , A2, A3 comporte une piste T1 , T2, T3 s’étendant sur la surface circonférentielle de ladite pièce annulaire. Ladite pièce annulaire est uniquement liée en rotation du barillet 60 et libre en translation sur une distance prédéfinie. L’organe de guidage comporte un ressort (non représenté sur les figures) disposé contre la pièce annulaire A1 , A2, A3, au niveau d’une face latérale. Ledit ressort est par exemple, relié, par une extrémité, à la pièce annulaire et, par une autre extrémité, à une butée, reliée fixement du barillet.

Le ressort forme le moyen de rappel élastique.

Au repos, ou en état de contrainte minimale, le ressort maintient la pièce annulaire dans une position telle que les sections droites de la piste sont disposées de sorte que le baladeur est soit en position neutre, soit craboté avec l’un des pignons fous.

Dans ce troisième mode de réalisation et sa variante, la lame 50 de ladite fourchette est une lame rigide. La lame 50 peut être monobloc avec le noyau 53 ou être liée fixement du noyau 53. Le doigt de guidage 54 n’est pas un doigt de guidage oscillant.

De préférence, l’organe de guidage comporte au moins deux ressorts. Chaque ressort est disposé de part et d’autre de la pièce annulaire, au niveau de faces latérales opposées de ladite pièce annulaire. Chaque ressort est relié, par une extrémité, à ladite pièce annulaire et, par une autre extrémité, à une butée fixe sur le barillet 60. Lesdits au moins deux ressorts forment le moyen de rappel élastique.

Dans ce troisième mode de réalisation, le déplacement du doigt de guidage entraîne directement la fourchette, notamment la lame 50, indépendamment du moyen de rappel élastique.

Exemple de fonctionnement de la boîte de vitesses pour ce troisième mode de réalisation

Dans cet exemple, le moyen de rappel élastique est le même pour chaque sous- ensemble. De même, le moyen de rappel élastique utilisé dans chaque sous- ensemble, peut être différent.

Dans cet exemple, dans chaque sous-ensemble, le baladeur coopère avec deux pignons fous. Le baladeur et les deux pignons fous ne comportent pas de moyens de rappel élastique.

La boîte de vitesses 1 est par exemple en 2 ^ème vitesse. En d’autres termes, comme décrit précédemment et illustré sur les figures 3 à 5, le deuxième baladeur C2 est craboté avec le premier pignon fou S2, et les premier et troisième baladeurs C1 , C3 sont en position neutre.

Pour effectuer un changement de vitesse de la 2 ^ème à la 3 ^ème vitesse, le cycliste manipule le sélecteur, situé au niveau du guidon. Le sélecteur agit sur le barillet 60, via les moyens de manoeuvre. Le barillet 60 tourne alors en rotation jusqu’à ce que le doigt d’indexation 66 vienne se positionner dans un cran d’indexation 65 de la roue d’indexation 64 du barillet correspondant à la 3 ^ème vitesse.

Tous les doigts de guidage 54 se déplacent alors simultanément en suivant les mouvements imposés de leurs pistes respectives (voir développé à plat) :

- le doigt de guidage 54 de la première fourchette F1 suit la première piste T1 , déplaçant en translation la première fourchette F1 , et son noyau 53, sur son axe de guidage 55, pour déplacer en translation le premier baladeur C1 vers le troisième pignon fou S3 jusqu’au crabotage,

- le doigt de guidage 54 de la deuxième fourchette F2 suit la deuxième piste T2, déplaçant en translation la deuxième fourchette F2, et son noyau 53, sur l’axe de guidage 55, pour déplacer en translation le deuxième baladeur C2 et le ramener au neutre,

- le doigt de guidage 54 de la troisième fourchette F3 suit la troisième piste T3, ne déplaçant pas en translation la troisième fourchette F3, ni le troisième baladeur C3 ; le troisième baladeur C3 reste en position neutre. a) engagement de la 3 ^ème vitesse

Le premier baladeur C1 est déplacé en translation vers le troisième pignon fou S3. Le premier baladeur C1 , solidaire de l’arbre secondaire 20, tourne en rotation, même pendant son déplacement.

Or, si, lorsque les crabots 44 du premier baladeur C1 arrivent au niveau des crabots 31 complémentaires du troisième pignon fou S3, les crabots 44 dudit premier baladeur C1 ne peuvent coopérer avec les crabots 31 complémentaires dudit premier pignon fou S1 , car les crabots du premier baladeur C1 ne sont pas en phase avec les crabots complémentaires du premier pignon fou S1 , la translation du premier baladeur C1 est bloquée, bloquant simultanément la translation de la première fourchette F1 et de son noyau 53 sur l’axe de guidage 55. Le doigt de guidage 54 de la première fourchette F1 , continuant de suivre la première piste T1 , entraine un décalage latéral de la pièce annulaire A1 , soit comprimant soit étirant le ressort, selon le positionnement du ressort par rapport à la pièce annulaire. Ledit ressort se retrouve alors sous contrainte.

Dès que le premier baladeur C1 a effectué une rotation suffisante avec l’arbre secondaire 20 en mouvement, permettant que ses crabots 44 viennent se loger dans les crabots 31 complémentaires du troisième pignon fou S3, le ressort comprimé ou étiré, de par son élasticité, va revenir automatiquement à son état de repos, entraînant le déplacement de la pièce annulaire A1 sur le barillet, le long de l’axe de barillet, et en conséquence entraînant le déplacement du noyau 53 de la première fourchette F1 le long de l’axe de guidage 55, donc le déplacement de la lame 50 de la première fourchette F1 et du premier baladeur C1 associé. Le premier baladeur C1 est ainsi poussé latéralement vers le troisième pignon fou S3, venant faire craboter le premier baladeur C1 avec le troisième pignon fou S3 et engager la 3 ^ème vitesse. b) désengagement de la 2 ^ème vitesse

Le doigt de guidage 54 de la deuxième fourchette F2 est déplacé en translation, entraînant en translation ladite fourchette pour déplacer en translation le deuxième baladeur C2 vers sa position neutre.

Or, tant que la 2 ^ème vitesse est enclenchée, le deuxième pignon fou S2 est sous pression et il est impossible de décraboter le deuxième baladeur C2 du deuxième pignon fou S2.

La translation du deuxième baladeur C2 est temporairement bloquée, bloquant simultanément la translation de la deuxième fourchette F2 et de son noyau 53 sur l’axe de guidage 55. Le doigt de guidage 54 de la deuxième fourchette F2, continuant de suivre la deuxième piste T2, entraine un décalage de la pièce annulaire A2, soit étirant soit comprimant le ressort. Ledit ressort se retrouve alors temporairement sous contrainte.

Dès l’instant où la 3 ^ème vitesse est engagée, le pignon fou de la 2 ^ème vitesse va se mettre à tourner moins vite que l’arbre secondaire 20 qui le porte et la pression sur le deuxième baladeur S2 va alors se libérer. Les crabots du deuxième baladeur C2 et ceux du deuxième pignon fou S2 se désaccouplent alors naturellement.

Le ressort, de par son élasticité, va revenir automatiquement à son état de repos, entraînant le déplacement de la pièce annulaire A2 sur le barillet 60, selon l’axe de barillet, et en conséquence entraînant le noyau 53 de la deuxième fourchette F2 le long de l’axe de guidage 55, donc le déplacement de la lame 50 de la deuxième fourchette F2 et du deuxième baladeur C2 associé. Le deuxième baladeur C2 est ainsi écarté latéralement du deuxième pignon fou S2 et ramené dans sa position neutre après décrabotage d’avec le deuxième pignon fou S2.

L’élasticité du ressort dans le noyau de la deuxième fourchette F2 permet ainsi au deuxième baladeur C2 qui doit être désaccouplé du deuxième pignon fou S2 pour retourner vers sa position neutre, d’attendre que la pression sur ledit deuxième pignon fou S1 se libère, de façon douce, sans effort et naturellement.

Deuxième version de la boîte de vitesses

Les figures 17 à 27 représentent la boîte de vitesses 1 adaptée pour une utilisation sur un véhicule muni d’un moteur thermique où le frein moteur est utilisé. Dans l’exemple décrit, ce véhicule est un kart.

La figure 17 représente une vue en perspective de ladite boîte de vitesses.

Comme pour la première version de la boîte de vitesses, celle-ci comporte les mêmes éléments :

- l’arbre primaire 10, entrainé en rotation autour de son premier axe de rotation 11 ,

- l’arbre secondaire 20, entrainé en rotation autour de son deuxième axe de rotation 21 ,

- les engrenages E1 , E2, E3, E4, E5, E6, comprenant les roues dentées P1 , P2, P3, P4, P5, P6 liées fixement, en rotation et en translation, à l’arbre primaire 10 et les pignons fous S1 , S2, S3, S4, S5, S6 liés fixement, en translation, à l’arbre secondaire 20 ; dans l’exemple, les engrenages sont également au nombre de 6,

- Les baladeurs C1 , C2, C3, solidaires en rotation autour de l’arbre secondaire 20 mais mobiles en translation ; dans l’exemple les baladeurs sont au nombre de 3,

- Les fourchettes F1 , F2, F3, une fourchette par baladeur, mobiles en translation sur l’axe de guidage 55 ; dans l’exemple les fourchettes sont au nombre de 3 ; chaque fourchette comportant un doigt de guidage 54,

- Le barillet 60 comportant les organes de guidage avec ses pistes T1 , T2, T3 et sa roue d’indexation 64 ; chaque organe de guidage est soit une piste s’étendant sur la surface circonférentielle du barillet soit une pièce annulaire A1 , A2, A3 comportant une piste T1 , T2, T3 s’étendant sur la surface circonférentielle de la pièce annulaire, ladite pièce annulaire étant liée fixement, ou monobloc, du barillet ; les doigts de guidage 54 des fourchettes F1 , F2, F3 s’insèrent chacun respectivement dans une des pistes T1 , T2, T3.

Le positionnement des différents éléments précités entre eux est sensiblement identique à celui de la première version de la boîte de vitesses.

Dans cette deuxième version, l’arbre primaire 10 est destiné à et configuré pour être relié à un système d’embrayage (non représenté).

Dans un exemple préféré de réalisation d’agencement des engrenages, et tel qu’illustré sur les figures 17, 21 à 23, pour la deuxième version de la boîte de vitesses, les pignons fous sont cette fois-ci montés successivement sur l’arbre secondaire dans l’ordre suivant : S1 , S4, S5, S3, S6, S2. De même, les roues sont fixées successivement sur l’arbre primaire dans l’ordre suivant : P1 , P4, P5, P3, P6, P2. Les rapports de vitesse sont donc dans l’ordre suivant : 1 ^ère , 4 ^ème , 5 ^ème , 3 ^ème , 6 ^ème , 2 ^ème . La disposition non continue des numéros des engrenages des vitesses, bien que différente de celle de la première version de la boîte de vitesses, permet toujours d’engager temporairement deux vitesses successives en même temps, afin de ne pas avoir de rupture de couple dans la transmission du mouvement moteur.

Ainsi, les baladeurs C1 , C2, C3 sont à présent respectivement positionnés entre les premier et quatrième pignons fous S1 , S4, les cinquième et troisième pignons fous S5, S3 et les sixième et deuxième pignons fous S6, S2. Les premier, deuxième et troisième baladeurs C1 , C2, C3 permettent respectivement d’enclencher les rapports de 1 ^ère et de 4 ^ème , les rapports de 5 ^ème et de 3 ^ème , et les rapports de 6 ^ème et de 2 ^ème .

Les figures 18 à 23 représentent les carters 80 de protection d’un bas moteur de kart à l’intérieur desquelles est installée la boîte de vitesses 1 selon la deuxième version.

Sur ces figures, sont visibles une partie d’extrémité de l’arbre primaire 10, une partie d’extrémité de l’arbre secondaire 20, le bouchon 67 (figure 18) associé à la roue d’indexation 64 du barillet 60. Sont également représentés sur ces figures, un levier d’embrayage 81 et son axe, dit axe de débrayage 82, destinés à commander une tige d’embrayage (non représentée) qui traverse l’arbre primaire 10. L’axe de débrayage 82 du levier d’embrayage 81 comporte, de manière classique, à son extrémité inférieure, une came qui pousse la tige d’embrayage, permettant avantageusement l’écartement de disques d’embrayage (non représentés).

Les figures 21 à 23 représentent respectivement une vue en coupe transversale de la boîte de vitesses, entourée de ses carters de protection 80, de la figure 20 selon la ligne AA, BB et CC.

Sur la figure 17, et également visible sur la figure 21 , des pièces d’entretoise 83 sont disposées entre les roues des engrenages. Ces pièces d’entretoise 83, au nombre de trois, sont disposées respectivement entre les première et quatrième roues P1 , P4, les cinquième et troisième roues P5, P3, et les sixième et deuxième roues P6, P2. Ces pièces d’entretoise 83 permettent avantageusement d’espacer les roues, afin qu’elles puissent être en regard des pignons fous associés, pignons fous espacés pour le déplacement des baladeurs C1 , C2, C3.

Sur la figure 21 , on devine les paliers à billes 13 des arbres primaire 10 et secondaire 20 pour les guider respectivement en rotation autour de leurs premier et deuxième axes de rotation 11 , 21. Ces paliers à billes 13 sont préférentiellement logés en butée dans les carters de protection. Des rondelles de calage épaulées 84 sont également visibles aux deux extrémités de l’arbre secondaire 20. Les rondelles de calage 84 peuvent être concentriques d’un jonc (non représenté).

Dans une forme de réalisation d’un pignon fou, et comme illustré sur la figure 21 par les pignons S1 , S2, S3, S4 et S5 ou sur la figure 22 pour le pignon S6, le pignon fou est un élément annulaire 30 comportant, sur une face latérale, une butée à aiguilles 85 et au niveau de sa périphérie interne, un palier à aiguilles 14 qui tourne sur un palier 86 épaulé pour retenir latéralement le pignon fou côté baladeur. Ledit palier est préférentiellement lisse à l’extérieur et cannelé à l’intérieur. Ledit palier comporte en outre des logements, par ex trois logements repartis tous les 120°, destinés à recevoir les extrémités d’aiguilles cylindriques 86a. Ces aiguilles cylindriques 86a sont par exemple noyées dans certaines cannelures longitudinales de l’arbre secondaire 20. Les aiguilles cylindriques 86a permettent avantageusement de contrôler l’écartement précis entre deux pignons fous partageant un même baladeur qui coulisse donc sur ces aiguilles cylindriques 86a. Ces aiguilles cylindriques forment des éléments intercalaires de maintien de l’écartement entre lesdits deux pignons fous. Lesdites aiguilles cylindriques remplacent avantageusement les gorges de clip classiquement utilisées, provoquant des amorces de rupture, facteurs de risque de casse de l’arbre portant les pignons fous, ici l’arbre secondaire.

La chaine de cote de l’empilage, sur l’arbre secondaire 20, des rondelles de calage 84, paliers 86, et aiguilles cylindriques 86a permet un jeu minimum, voir nul, avec les paliers à billes 13 situés aux extrémités dudit arbre secondaire.

Dans une forme simplifiée de réalisation d’un pignon fou, et comme illustré sur la figure 21 par le sixième pignon S6 ou sur la figure 25, la butée à aiguilles 85 et le palier à aiguilles 14 sont remplacées par un simple palier à billes 13.

Dans un mode de réalisation d’un pignon fou, comme illustré sur la figure 26, les crabots 31 sont des ergots de type tenon. De préférence, les tenons présentent une section trapézoïdale, avec la petite base des tenons situées du côté de la face latérale 32 du pignon fou.

Les crabots 31 du pignon fou comportent :

- un premier coté 311 formant un angle £, par rapport à la face latérale 32 du pignon fou, aigu pour garantir la parfaite tenue de la liaison motrice avec le baladeur avec lequel il coopère pour définir un rapport de vitesse ; de préférence, cet angle P est de l’ordre de 85°± 5°,

- un deuxième côté 312 formant un angle 0, par rapport à la face latérale 32 du pignon fou, de préférence compris entre 85° et 165°, plus préférentiellement de l’ordre de 90°, défini pour optimiser la force de frein moteur acceptable.

La grande base du crabot 31 du pignon fou permet avantageusement de garantir l’éjection du baladeur coopérant avec ledit pignon fou, lors d’un changement de vitesse, pour le rapport de vitesse éjecté.

Dans un exemple préféré de réalisation, comme illustré sur la figure 25, des éléments en reliefs 38 sont disposés de manière concentrique, entre les crabots 31 du pignon fou. De tels éléments en reliefs 38 peuvent être de hauteur sensiblement identique ou inférieur à la hauteur des crabots 31 du pignon fou. Ces éléments en reliefs 38 se présentent sous la forme globale d’un toit en V, symétrique ou non, ayant deux côtés adjacents faisant entre eux un angle supérieur à 90°. Les côtés adjacents permettent avantageusement d’aider la lame 50 de la fourchette à éjecter le baladeur lors d’un changement de vitesse.

Dans une variante de réalisation, ces éléments en reliefs peuvent être positionnés sur le baladeur C1 , C2, C3 au lieu du pignon fou.

Dans un mode de réalisation d’un baladeur, comme illustré sur la figure 27, les crabots 44 dudit baladeur C1 , C2, C3 présentent des premier 441 et deuxième cotés 442 présentant une forme complémentaire respectivement aux premier 311 et deuxième 312 côtés des crabots 31 du pignon fou avec lequel il coopère. Sur cette figure 27, on remarque également que certaines parties en saillie des cannelures longitudinales 411 , ont disparues et sont remplacées par trois logements 45, longitudinaux creux, destinés à permettre le passage des aiguilles cylindriques 86a. Ces logements 45, au nombre de trois sur la figure 27, sont préférentiellement réalisés par un retrait de matière. Comme illustré sur la figure 22, le barillet 60 est guidé en rotation autour de son axe de barillet 61 par des paliers à billes 13, dans l’exemple situés aux deux extrémités du barillet.

Dans cette deuxième version de la boîte de vitesses, l’axe de barillet 61 est configuré pour recevoir un mécanisme adapté pour coopérer avec un levier manuel ou pédestre du sélecteur de vitesse du kart.

La boîte de vitesses 1 comporte avantageusement, outre les 6 rapports de vitesses, un point mort. Ce point mort se caractérise par un positionnement au neutre de tous les baladeurs C1 , C2, C3.

La roue d’indexation 64 du barillet comporte sur la circonférence dudit barillet, outre les crans d’indexation 65 pour chaque vitesse de la boîte de vitesses, un cran d’indexation supplémentaire pour le positionnement au point mort. Ce cran d’indexation supplémentaire est préférentiellement réalisé entre le cran d’indexation pour la 1 ^ère vitesse et le cran d’indexation pour la 6 ^ème vitesse. Ainsi le programme de vitesses s’établit comme suit : 0, 1 ^ère , 2 ^ème , 3 ^ème , 4 ^ème , 5 ^ème , 6 ^ème .

Comme pour la première version de la boîte de vitesses, tous les crans d’indexation 65 coopèrent, préférentiellement, avec un doigt d’indexation 66 poussé par un ressort comprimé par un bouchon, comme par exemple illustré sur la figure 24.

Dans un mode particulier de réalisation de la boîte de vitesses, comme illustré sur la figure 17, ladite boîte de vitesses comporte un système de blocage anti-point mort 70.

Le système de blocage anti-point mort 70 comporte une tige de blocage 71 , comme illustré sur la figure 17. La tige de blocage est préférentiellement poussée par un ressort 72 contre une came (sorte de vrille) réalisée dans l’axe 82 de débrayage. Cette came supplémentaire en regard de la came classique qui actionne la tige d’embrayage, permet avantageusement de faire remonter ladite tige de blocage 71 sous l’action dudit ressort. Ainsi, lorsque le pilote actionne sa manette (ou sa pédale) d’embrayage, la tige de blocage 71 est suffisamment remontée pour qu’un bossage 89, réalisé sur le barillet 60, puisse passer sous ladite tige de blocage afin de permettre la rotation du barillet 60 pour aller chercher la position de point mort. Lorsque le bossage 89 est franchi, le point mort est sélectionné en relâchant l’embrayage, la tige de blocage 71 redescend derrière le bossage 89 ce qui interdit en conséquence de passer en 1 ^ère vitesse (ou tout autre vitesse) par erreur.

Le fait que la boîte de vitesses puisse permettre de monter ou de descendre autant de vitesse que l’on désire, moteur en marche ou moteur arrêté sans avoir besoin de faire coïncider les différentes zones de crabotage, se trouve sécurisé grâce à ce système de blocage anti-point mort 70, qui empêche inopinément de se retrouver au point mort ou de passer du point mort à une vitesse supérieure.

Dans une variante de réalisation (non représentée) du système de blocage antipoint mort, le levier d’embrayage 81 actionne un câble relié au doigt d’indexation 66. Lorsque le pilote débraye, ledit câble tire sur le doigt d’indexation, ce qui le fait sortir d’une zone plus profonde dans le cran de la 1 ^ère vitesse et qui bloque sa rotation uniquement vers le point mort, pour ensuite quand le point mort est sélectionné, retomber dans un cran d’indexation analogue à celui de la 1 ^ère vitesse pour bloquer le point mort, sauf à ce que le pilote débraye.

Dans les deux variantes de réalisation précédentes, le système de blocage antipoint mort 70 est un système mécanique. Il est possible, sans se départir du cadre de l’invention de réaliser un système de blocage anti-point mort en tout ou partie mécanique, hydraulique, pneumatique, électro magnétique... et qui est actionnable de façon synchronisée et donc simultanée avec le système d’embrayage (manette, pédale, levier...), ou totalement indépendant dudit système d’embrayage.

Pour cette deuxième version de boîte de vitesses, le système de sélection de vitesses est toujours formé par l’ensemble des fourchettes, baladeurs, pignons fous et organes de guidage du barillet de la boîte de vitesses, comme pour la première version. De même, un sous-ensemble est formé par une fourchette, le baladeur, les deux pignons fous et l’organe de guidage associés.

Dans le cas où un baladeur est destiné à ne coopérer qu’avec un seul pignon fou, un sous-ensemble est formé par une fourchette, le baladeur, le pignon fou et l’organe de guidage associés.

De préférence, dans cette deuxième version de boîte de vitesses, la lame 50 de la fourchette d’un sous-ensemble forme le moyen de rappel élastique. La lame est ainsi configurée pour se déformer élastiquement.

Comme pour la première version de la boîte de vitesses, ladite lame est par exemple une lame flexible. Au repos, c'est-à-dire sans contrainte exercée sur elle, la lame 50 de la fourchette F1 , F2, F3 s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe de guidage 55. Sous contrainte, la lame 50 fléchit de sorte qu’elle ne s’étende plus dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe de guidage 55.

Ladite lame flexible peut par exemple être réalisée dans un matériau en tôle d’acier à ressort. Elle peut également être réalisée dans un matériau composite, tel que par exemple le carbone, ou tout autre matériau présentant une limite élastique relativement élevée. Dans un exemple de réalisation, la lame flexible est réalisée dans un matériau présentant une flexion dans la limite élastique correspondant sensiblement à une hauteur des crabots plus un millimètre minimum.

De manière préférentielle, comme illustré sur la figure 24, les extrémités libres 521 des branches 52 de la lame 50 d’une fourchette comportent chacune une chape 523. Chaque chape 523 peut être fixée au niveau de l’extrémité libre 521 d’une branche 52 par un élément de vissage 524, tel que par exemple une vis ou un rivet. Chaque chape 523 comporte un alésage 526 de réception d’un patin de friction 525. Ledit patin de friction peut tourner librement en rotation autour d’un axe longitudinal de l’alésage 526 de la chape. Le patin de friction 525 est destiné à coopérer avec la gorge circulaire 421 du baladeur associé C1 , C2, C3.

Dans un exemple de réalisation, le patin de friction 525 peut présenter, en section dans un plan sensiblement radial par rapport au baladeur associé, une forme de cuvette dont les flancs latéraux 525a viennent en contact de frottement avec les parois 422 correspondantes de la gorge circulaire 421 du baladeur associé.

Le noyau 53 de la fourchette F1 , F2, F3 peut indifféremment porter, directement ou de manière rapportée, le doigt de guidage 54 destiné à coopérer avec une des pistes T1 , T2, T3 du barillet 60. Le serrage de la lame flexible 50 sur le noyau 53 peut être réalisé par un écrou.

Une telle réalisation de fourchette F1 , F2, F3 est parfaitement adaptée pour les boîtes de vitesses 1 utilisées sur des véhicules munis d’un moteur thermique, dont les arbres primaire 10 et secondaire 20 tournent à des régimes de vitesse bien supérieurs à ceux d’un vélo classique et d’un vélo à assistance électrique.

Il est bien évidemment que les différents moyens de rappel élastiques décrits pour la première version de la boîte de vitesses sont également applicables pour cette deuxième version de boîte de vitesse, sans se départir du cadre de l’invention. Le fonctionnement de cette deuxième version de boîte de vitesses est identique à celui de la première version.

La courbe de vitesse d’un véhicule équipé de la boite de vitesses selon l’invention, quelle que soit la version réalisée, présente avantageusement à chaque changement de rapport supérieur une crête positive (qui se traduit par une augmentation de vitesse) due à la récupération de l’énergie cinétique inertielle du moteur, alors qu’avec une boîte de vitesses traditionnelle, cette crête est négative (qui se traduit par une légère perte de vitesse).

La boîte de vitesses, quelle que soit la version réalisée, peut répondre avantageusement aux contraintes d’intégration dans les carters existants, notamment en termes d’encombrement, de dimensionnement (par exemple, l’entraxe entre le premier axe de rotation et le deuxième axe de rotation). Ainsi, il est envisageable d’installer une telle boîte de vitesses en première monte sur un véhicule, mais également en remplacement d’une boîte de vitesses existante sur un véhicule, qu’elle soit traditionnelle ou sans rupture de couple. Une telle boîte de vitesses peut ainsi être vendue comme un accessoire en remplacement d’une boîte de vitesse traditionnelle, préférentiellement sur les motos et les karts. Cette possibilité de remplacement s’avère particulièrement intéressante dans les disciplines sportives ou les carters sont homologués pour plusieurs années.