La présente invention concerne le domaine des cycles et assimilés, c'est-à-dire des véhicules légers à deux ou trois roues dont la propulsion est au moins en partie réalisée par la force humaine.

Il est connu d'utiliser une boîte de vitesses sur un cycle afin de permettre à l'utilisateur de pouvoir choisir différents rapports de transmission et ainsi pouvoir adapter son effort à la topologie du terrain et aux conditions environnementales notamment.

Les boîtes de vitesses permettent également, de part la protection de leur mécanisme, de limiter l’entretien nécessaire à leur fonctionnement par rapport à des systèmes à dérailleurs.

De plus, dans le cas de vélos à assistance électrique, les avantages de la boîte de vitesses peuvent être utilisés en combinaison avec l'assistance électrique.

Cependant, avec les boîtes de vitesse de l'état de la technique, la géométrie de la boîte de vitesses limite souvent les possibilités de couplage avec le moteur électrique ce qui aboutit généralement à une géométrie complexe rendant l’ensemble coûteux et peu fiable.

Ainsi, la présente invention vise à résoudre ces inconvénients en proposant un ensemble de transmission combinant une boîte de vitesses et un moteur électrique avec des moyens de couplage fiables et dont le coût est limité.

A cet effet, la présente invention concerne une boîte de vitesses pour cycles comprenant :

- au moins un premier et un deuxième trains épicycloïdaux, un train épicycloïdal comprenant :

- une pluralité de pignons planétaires et,

- une pluralité de pignons satellites associée à chaque pignon planétaire, lesdites pluralités de pignons satellites étant montées sur un porte-satellite et,

- une couronne périphérique configurée pour engrener sur les pignons satellites associés à un pignon planétaire,

dans laquelle les pignons planétaires peuvent respectivement être couplés en rotation à un ensemble sélecteur de transmission via un ensemble de cliquets,

dans lequel le porte-satellite est commun au premier et au deuxième trains épicycloïdaux, la boîte de vitesses comprend également un dispositif d'embrayage disposé entre le premier et le deuxième trains épicycloïdaux dans lequel un pignon d'embrayage est couplé en rotation au porte- satellite et est configuré pour être mobile axialement entre une première position d’engagement dans laquelle il est lié par crabotage à un pignon planétaire du premier train épicycloïdal et une deuxième position d'engagement dans laquelle il est lié par crabotage à un pignon planétaire du deuxième train épicycloïdal, le pignon d’embrayage étant également configuré pour être dans une position intermédiaire de désengagement.

Selon un autre aspect de la présente invention, la boîte de vitesses comprend un sélecteur s'étendant selon un axe central de la boîte de vitesses, ledit sélecteur comprenant un ensemble de cames configurées pour permettre ou non l'engagement des cliquets avec les pignons planétaires.

Selon un autre aspect de la présente invention, le sélecteur comprend également une rainure de guidage dans laquelle vient se positionner un pion lié au dispositif d'embrayage pour permettre le déplacement axial du pignon d’embrayage.

Selon un autre aspect de la présente invention, le sélecteur est entraîné en rotation via un dispositif comprenant une commande manuelle à cables ou un dispositif commandé électriquement

Selon un autre aspect de la présente invention, le sélecteur est associé à un dispositif d’indexation angulaire.

Selon un autre aspect de la présente invention, la boîte de vitesses comprend un troisième train épicycloïdal dont le porte-satellite correspond à la couronne périphérique du deuxième train épicycloïdal.

Selon un autre aspect de la présente invention, les trains épicycloïdaux comprennent chacun deux pignons planétaires. Selon un autre aspect de la présente invention, la boîte de vitesses est configurée pour être disposée autour d'un axe de pédalier d'un cycle, sur cadre, le sélecteur étant concentrique avec ledit axe de pédalier, la couronne périphérique du premier train épicycloïdal étant solidaire en rotation du pédalier et la couronne périphérique du troisième train épicycloïdal étant solidaire en rotation d’un plateau de transmission destiné à propulser une roue motrice via une liaison souple (chaîne ou courroie) ou rigide (arbre) de transmission.

Selon un autre aspect de la présente invention, la boîte de vitesses est configurée pour être disposée au niveau d'un moyeu d'une roue avant motrice d'un cycle, la couronne périphérique du premier train épicycloïdal étant solidaire en rotation du pédalier et la couronne périphérique du troisième train épicycloïdal étant couplé à la partie motrice de la roue avant via un dispositif de roue libre.

Selon un autre aspect de la présente invention, la boîte de vitesse est configurée pour être disposée autour d'un axe de rotation d'une roue arrière d'un cycle, le sélecteur étant concentrique avec ledit axe de rotation de la roue arrière, la couronne périphérique du premier train épicycloïdal étant solidaire en rotation d’un pignon de transmission relié par une chaîne à un plateau de transmission couplé en rotation au pédalier.

La présente invention concerne également un cycle comprenant une boîte de vitesses telle que décrite précédemment.

Selon un autre aspect de la présente invention, le cycle comprend également un moteur électrique couplé à la boîte de vitesses au niveau de la couronne périphérique du troisième train épicycloïdal.

Selon un autre aspect de la présente invention, le couplage entre le moteur électrique et la couronne périphérique du troisième train épicycloïdal est réalisé via un cône de renvoi d'angle.

Selon un autre aspect de la présente invention, le moteur électrique est disposé dans un tube de cadre du cycle, notamment un tube diagonal.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d’exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 représente une vue schématique en coupe d’une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de la présente invention,

- la figure 2 représente une vue schématique éclatée d’une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de la présente invention,

- la figure 3 représente une vue schématique en coupe et simplifiée de la structure de la boîte de vitesses selon un mode de réalisation de la présente invention,

- la figure 4 représente une vue schématique en coupe selon l’axe A-A de la figure 1 ,

- la figure 5 représente une vue schématique en coupe selon l’axe B-B de la figure 1 ,

- la figure 6 représente une vue schématique en coupe selon l’axe D-D de la figure 1,

- la figure 7 représente une vue schématique en coupe selon l’axe E-E de la figure 1,

- la figure 8 représente une vue schématique en coupe selon l'axe F-F de la figure 1,

- la figure 9 représente une vue schématique en coupe selon l’axe G-G de la figure 1,

- la figure 10 représente une vue schématique en coupe selon l’axe H-H de la figure 1,

- la figure 11 représente une vue schématique en coupe selon l’axe I-I de la figure 1 ,

- la figure 12 représente une vue schématique du dispositif d’embrayage,

- la figure 13 représente une vue schématique en coupe selon l'axe C-C de la figure 1,

- la figure 14 représente un tableau de l'engagement des cliquets et du dispositif d'embrayage en fonction du rapport sélectionné,

- la figure 15 représente une courbe du rapport d'engrenage obtenu en fonction de la vitesse engagée,

- la figure 16 représente un schéma d'un cycle selon un mode de réalisation de la présente invention,

- la figure 17 représente un schéma partiel d’un cycle électrique comprenant une boîte de vitesses selon un premier mode de réalisation de la présente invention, - la figure 18 représente un schéma d'une boîte de vitesses selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention,

- la figure 19 représente un schéma partiel d’un cycle électrique comprenant une boîte de vitesses selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention,

- la figure 20 représente un schéma partiel d’un cycle électrique comprenant une boîte de vitesses selon un troisième mode de réalisation de la présente invention,

- la figure 21 représente une vue schématique en perspective d’une rainure de guidage d’un sélecteur selon un mode de réalisation de la présente invention.

Sur toutes les figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.

La présente invention concerne notamment une boîte de vitesses pour cycles comprenant au moins deux trains épicycloïdaux comprenant chacun au moins deux pignons planétaires (aussi appelé pignons solaires dans certains cas) de taille différente et un dispositif d’embrayage commun à deux trains épicycloïdaux et configuré pour permettre une transmission avec un rapport unitaire de l’un ou l’autre des trains épicycloïdaux.

La présente invention concerne également un ensemble de transmission comprenant une boîte de vitesses couplée à un moteur électrique.

Les figures 1 à 3 représentent un mode de réalisation d'une boîte de vitesses 1 comprenant trois trains épicycloïdaux notés Tl, T2 et T3. Les trains épicycloïdaux sont configurés pour être rotatif autour d'un ensemble sélecteur de transmission 3 qui est concentrique avec un axe de rotation D correspondant par exemple à un axe de pédalier 2 sur lequel sont montées les manivelles 4 comme sur les figures 1 et 2 ou à l'axe d'une roue arrière d'un cycle. L'axe de rotation D correspond également à l'axe central de la boîte de vitesses 1.

Ensemble sélecteur de transmission 3

L'ensemble sélecteur de transmission 3 (voir fig.2) comprend par exemple trois parties cylindriques concentriques entre elles. Une partie interne appelé sélecteur 31 comprenant un ensemble de cames 311 et une rainure de guidage 313. Les cames 311 sont ici représentées par des ouvertures configurées pour recevoir l’extrémité d’un cliquet 331 mais selon un mode de réalisation alternatif, les cames 311 peuvent également être réalisées par des protubérances configurées pour appuyer sur l’extrémité d’un cliquet 331. Une partie intermédiaire 33 autour de laquelle est disposé un ensemble de cliquets 331 destinés à interagir respectivement avec l'ensemble de cames 311 et une partie externe 35 configurée pour maintenir la partie intermédiaire 33 et les cliquets 311 en position. La partie intermédiaire 33 comprend par exemple des découpes permettant de former des lamelles élastiques en regard des cliquets 311. Ces lamelles élastiques permettent de créer un effet de ressort et sont configurées pour contraindre les cliquets 311 de manière à rapprocher leur première extrémité destinée à interagir avec les cames 311 du sélecteur 31. Une telle configuration provoque le basculement du cliquet 311 lorsque sa première extrémité est en regard d’une came 311, la deuxième extrémité venant alors dans un logement d’un pignon associé de manière à bloquer ledit pignon en rotation comme cela sera décrit plus en détails dans la suite de la description. La partie externe 35 correspond à un boîtier de pédalier et est destinée à être monté fixe par rapport au cadre du cycle et à recevoir une paire de roulements 5 formant des paliers configurés pour guider l’axe de pédalier 2 en rotation. Les roulements 5 sont par exemple des roulements à billes. La partie intermédiaire 33 peut être réalisée à partir d'un feuillet ou feuillard notamment métallique flexible configuré pour être enroulé et venir se positionner à l'intérieur de la partie externe 35. La partie externe 35 comprend un ensemble d'ouvertures 351 destinées à recevoir respectivement l'ensemble de cliquets 331 de la partie intermédiaire 33. La partie intermédiaire 33 est destinée à être fixe par rapport à la partie externe 35. Le sélecteur 31 est configuré pour être mobile en rotation par rapport aux deux autres parties 33 et 35. La rotation du sélecteur 31 est par exemple contrôlée par un dispositif de commande (non représenté) comprenant une commande manuelle, telle qu’une poignée tournante, et un ensemble de câbles, par exemple un premier câble configuré pour permettre la rotation du sélecteur 31 selon un premier sens de rotation et un deuxième câble configuré pour permettre la rotation du sélecteur 31 dans le sens opposé. La figure 4 représente une vue en coupe au niveau de l'encoche 315 destiné à recevoir les câbles. Cependant, d'autres dispositifs de commande notamment électriques peuvent également être utilisés. De plus, un dispositif d'indexation angulaire 7 est également utilisé pour définir une pluralité de positions angulaires, douze dans le cas présent, correspondant aux différents rapports de la boîte de vitesses 1. Ce dispositif d'indexation 7 est réalisé par exemple par une surface cannelée 71 ménagée sur le sélecteur 31 et une bille 9 (visible sur la figure 5) destinée à venir se positionner dans les cannelures de la surface cannelée 71 pour fournir un retour haptique à l'utilisateur sur la position du sélecteur 31. Le dispositif d'indexation 7 comprend également un ressort 10 (visible sur la figure 5) fixé sur la partie externe 35 et configuré pour contraindre la bille 9 contre la surface cannelée 71 de sorte que lors de l'actionnement des câbles pour provoquer la rotation du sélecteur 31, la bille 9 est contrainte de passer d'une cannelure à une autre et définit ainsi les positions d’indexation. Alternativement, le ressort peut être fixé sur le sélecteur 31 et la surface cannelée ménagée dans la partie externe 75. Ainsi, l’ensemble sélecteur de transmission 3 permet la sélection d'une vitesse (aussi appelée rapport) et la reprise du couple lors d'une transmission de puissance via l'axe de pédalier 2.

Trains épicvcloïdaux Tl, T2 et T3

Le premier train épicycloïdal noté Tl comprend un premier pignon planétaire 11 (aussi appelé pignon solaire dans certains cas), comprenant un premier nombre prédéterminé de dents et un deuxième pignon planétaire 12 comprenant un deuxième nombre prédéterminé de dents différent du premier nombre prédéterminé de dents. Une première série de trois premiers pignons satellites 13 (aussi appelés pignons planétaires lorsque l'on utilise la dénomination pignons solaires) est associée au premier pignon planétaire 11 et une deuxième série de trois deuxièmes pignons satellites 14 est associée au deuxième pignon planétaire 12. Les figures 6 et 7 représentent des vues en coupe au niveau respectivement du premier pignon planétaire 11 et du deuxième pignon planétaire 12 de ce premier train épicycloïdal Tl (coupe D-D et E-E sur la figure 1). Les premiers 13 et deuxièmes 14 pignons satellites sont montés rotatifs sur un porte-satellite 15 et sont destinés à être disposés autour du pignon planétaire associé 11, 12 de manière à être engrené avec ledit pignon planétaire associé 11, 12. De plus, les pignons satellites associés aux différents pignons planétaires d’un train épicycloïdal Tl, T2, T3 sont couplés en rotation par paire (trois paires dans le cas présent). Les deux pignons satellites d’une paire ont donc un nombre de dents différents et peuvent être réalisés d’une seule pièce. Par ailleurs, le nombre de pignons satellites associés à un pignon planétaire peut être différent de trois.

Le premier train épicycloïdal Tl comprend également une couronne périphérique 16 appelée couronne d'entrée 16 correspondant à l'élément d'entrée de la boîte de vitesses 1, c'est- à-dire l’élément par lequel le couple fourni par l'utilisateur est transmis à la boîte de vitesses 1. La couronne périphérique 16 vient s’engrener sur les premiers pignons satellites 13 associés au premier pignon planétaire 11. Le premier train épicycloïdal Tl est également appelé train d’entrée.

Le deuxième train épicycloïdal T2 comprend un premier pignon planétaire 17 comprenant un troisième nombre prédéterminé de dents et un deuxième pignon planétaire 18 comprenant un quatrième nombre prédéterminé de dents différent du troisième nombre prédéterminé. Une troisième série de trois troisièmes pignons satellites 19 est associée au premier pignon planétaire 17 et une quatrième série de trois quatrièmes pignons satellites 20 est associée au deuxième pignon planétaire 18. Les figures 8 et 9 représentent des vues en coupe au niveau respectivement du premier pignon planétaire 17 et du deuxième pignon planétaire 18 de ce deuxième train épicycloïdal T2 (coupe F-F et G-G sur la figure 1). Les troisièmes 19 et quatrièmes 20 pignons satellites sont montés rotatifs sur un porte-satellite 15 et sont disposés autour du pignon planétaire associé 17, 18 de manière à être engrenés avec ledit pignon planétaire associé 17, 18. Dans le cas présent, les porte-satellites 15 du premier Tl et du deuxième T2 trains épicycloïdaux sont réalisés par une pièce unique.

Le deuxième train épicycloïdal T2 comprend également une couronne périphérique 21 appelée couronne intermédiaire 21. La couronne intermédiaire 21 vient s'engrener sur les quatrièmes pignons satellites 20 associés au quatrième pignon planétaire 18. Le troisième train épicycloïdal T3 comprend un premier pignon planétaire 22 comprenant un cinquième nombre prédéterminé de dents et un deuxième pignon planétaire 23 comprenant un sixième nombre prédéterminé de dents. Une cinquième série de trois cinquièmes pignons satellites 24 est associée au premier pignon planétaire 22 et une sixième série de trois sixièmes pignons satellites 25 est associée au deuxième pignon planétaire 23. Les figures 10 et 11 représentent des vues en coupe au niveau respectivement du premier pignon planétaire 22 et du deuxième pignon planétaire 23 de ce troisième train épicycloïdal T3 (coupe H-H et I-I sur la figure 1). Les cinquièmes 24 et sixièmes 25 pignons satellites sont montés rotatifs sur un porte-satellite 26 et sont disposés autour du pignon planétaire associé 22, 23 de manière à être engrené avec ledit pignon planétaire associé 22, 23. Dans le cas présent, le porte-satellite 26 du troisième train épicycloïdal T3 et la couronne périphérique 21 du deuxième train épicycloïdal T2, ou couronne intermédiaire 21, sont réalisés par une pièce unique.

Le troisième train épicycloïdal T3 comprend également une couronne périphérique 27 appelée couronne de sortie 27. La couronne de sortie 27 vient engrener sur les sixièmes pignons satellites 25 associés au sixième pignon planétaire 23. La couronne de sortie 27 est montée rotative par rapport à un boîtier de protection 50 via un premier roulement 52 et un deuxième roulement 54. Dans le mode de réalisation présenté précédemment, notamment à partir des figures 1 à 3, la couronne de sortie 27 est couplé en rotation à un plateau de transmission 28 destiné à recevoir une chaîne configurée pour transmettre le couple à un pignon disposé au niveau de la roue arrière. Alternativement, un disque de transmission configuré pour recevoir une courroie de transmission peut être utilisé en lieu et place du plateau de transmission. Un capot de protection 29 comprenant au moins une ouverture configurée pour laisser passer la chaîne peut être disposé autour du plateau de transmission. Le train épicycloïdal T3 est également appelé train de sortie.

Dans le cas d'une transmission par courroie, une ouverture ou un dispositif d'ouverture pourra être ménagé dans le capot de protection 29 pour permettre le passage de la courroie. La boîte de vitesses 1 comprend également un carter de protection 50 de forme cylindrique configuré pour venir se placer autour des trains épicycloïdaux Tl, T2, T3.

Dispositif d'embrayage 40 La boîte de vitesses 1 comprend également un dispositif d'embrayage 40 (mieux visible sur la figure 12 configuré pour permettre de bloquer la rotation entre un pignon planétaire et ses pignons satellites associés produisant alors un rapport de transmission unitaire au niveau du train épicycloïdal du pignon planétaire concerné.

Dans le cas présent, le dispositif d’embrayage 40 est placé entre le premier Tl et le deuxième T2 trains épicycloïdaux et comprend un pignon d’embrayage 41 formé notamment d’un premier demi-pignon d’embrayage 43 adjacent au deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl et un deuxième demi-pignon d’embrayage 45 adjacent au premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal. Les deux demi-pignons d’embrayage 43 et 45 sont couplés en rotation au porte-satellite 15 commun au premier Tl et au deuxième T2 trains épicycloïdaux. Les deux demi-pignons 43 et 45 sont destinés à être disposés dans une gorge annulaire d'un support central 47, les deux demi-pignons d’embrayage 43 et 45 étant montés mobiles en rotation sur ledit support central 47. Une rondelle élastique 49 est disposée axialement entre les deux demi-pignons 43 et 45 et est configurée pour éloigner les deux demi-pignons 43 et 45 l'un de l'autre. Le support central 47 est monté mobile axialement en translation par rapport à l’ensemble sélecteur de transmission 3. De plus, le dispositif d'embrayage 40 comprend un pion 51 (visible sur la figure 13) destiné à venir se positionner dans un logement radial du support central 47 et configuré pour faire saillie dans la rainure de guidage 313 ménagée dans le sélecteur 31 de l'ensemble sélecteur de transmission 3. Le déplacement en translation axiale selon l’axe de rotation D du pignon d'embrayage 41 est ainsi guidé par la forme de la rainure de guidage 313 dans laquelle le pion 51 vient en saillie lors de la rotation du sélecteur 31. La figure 21 représente une vue en perspective de la rainure de guidage 313. La rainure de guidage 313 présente au moins trois zones distinctes zl, z2 et z3. La zone centrale z2 s’étend perpendiculairement à Taxe de rotation D du sélecteur 31 de sorte que lorsque le pion 51 est positionné dans cette zone centrale z2, la rotation du sélecteur 31 ne provoque pas de déplacement axial du pion 51. La zone zl située d’un premier côté de la zone centrale z2 présente un angle de déviation (inférieur à 90°, par exemple 20°) prédéfini par rapport à la zone centrale z2 selon une première direction de sorte que lorsque le pion 51 est positionné dans cette zone zl, la rotation du sélecteur 51 provoque le déplacement axial du pion 51 dans une première direction axiale. La zone z3 située d’un deuxième côté, opposé au premier côté, de la zone centrale z2 présente un angle de déviation (inférieur à 90°, par exemple 20°) prédéfini par rapport à la zone centrale z2 selon une deuxième direction de sorte que lorsque le pion 51 est positionné dans cette zone z3, la rotation du sélecteur 51 provoque le déplacement axial du pion 51 dans la deuxième direction axiale opposée à la première direction axiale. Des zones zl’ et z3’ parallèles à la zone centrale z2 peuvent être ménagées dans le prolongement respectif des zones zl et z3. Ainsi, la rotation du sélecteur 31 permet le passage d'une position à une autre du pignon d’embrayage 41 via l’interaction entre la rainure de guidage 313 et le pion 51.

Le premier demi-pignon 43 comprend une première série de dents située sur une face en regard avec le deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl et le deuxième demi-pignon 45 comprend une deuxième série de dents sur la face en regard avec le premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2. La première série de dents est destinée à être couplée en rotation par crabotage avec une série de dents complémentaire disposée sur le deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal T1. La deuxième série de dents est destinée à être couplée en rotation par crabotage avec une série de dents complémentaire disposée sur le premier pignon planétaire 17 du deuxième épicycloïdal T2. Ainsi, le pignon d'embrayage 41 formé par le support central 47, les deux demi-pignons 43 et 45 et la rondelle élastique 49 est mobile en translation entre une première position d’engagement dans laquelle le premier demi-pignon 43 est couplé en rotation par crabotage avec le deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl et une deuxième position d'engagement dans laquelle le deuxième demi-pignon 45 est couplé en rotation par crabotage avec le premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2 . Le pignon d’embrayage 41 peut également être dans une position intermédiaire dans laquelle il est désengagé, c'est-à-dire qu'il n'est couplé en rotation avec aucun pignon planétaire.

Fonctionnement

La configuration de la boîte de vitesses 1 présentée précédemment permet d’obtenir douze rapports. Ces rapports sont obtenus par l'engagement ou non des différents cliquets 331 au niveau des cames 311 de l'ensemble sélecteur de transmission 3 et par la position axiale du pignon d'embrayage 41. Ces différents rapports vont maintenant être décrits à partir du tableau de la figure 14. La référence 331 désigne un cliquet au sens général et les références 331-1, 331-2...331-6 désigne un cliquet particulier parmi les six cliquets 331.

La figure 14 représente un tableau comprenant une première colonne indiquant les différents rapports, une deuxième colonne indiquant la position (engagé ou non dans une came 311) du premier cliquet 331-1 (le cliquet 331 associé au premier pignon planétaire 11 du premier train épicycloïdal Tl) pour les différents rapports, une troisième colonne indiquant la position du deuxième cliquet 331-2 (le cliquet 331 associé au deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl) pour les différents rapports, une quatrième colonne indiquant la position du pignon d'embrayage 41 par rapport au deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl, une cinquième colonne indiquant la position du pignon d'embrayage 41 par rapport au premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2, une sixième colonne indiquant la position du troisième cliquet 331-3 (le cliquet 331 associé au premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2) pour les différents rapports, une septième colonne indiquant la position du quatrième cliquet 331-4 (le cliquet associé au deuxième pignon planétaire 18 du deuxième train épicycloïdal T2) pour les différents rapports, une huitième colonne indiquant la position du cinquième cliquet 331-5 (le cliquet associé au premier pignon planétaire 22 du troisième train épicycloïdal T3) pour les différents rapports, une neuvième colonne indiquant la position du sixième cliquet 331-6 (le cliquet associé au deuxième pignon planétaire 23 du troisième train épicycloïdal T3) pour les différents rapports, une dixième colonne indiquant le rapport de réduction du premier train épicycloïdal Tl pour les différents rapports, une onzième colonne indiquant le rapport de réduction du deuxième train épicycloïdal T2 pour les différents rapports, une douzième colonne indiquant le rapport de réduction du troisième train épicycloïdal T3 pour les différents rapports et une treizième colonne indiquant le rapport de réduction global (en combinant les rapports des trois trains épicycloïdaux) pour les différents rapports.

Les rapports des quatre dernières colonnes correspondent à des rapport obtenus avec un premier train épicycloïdal Tl comprenant une couronne périphérique 16 de 100 dents, un premier pignon planétaire 11 de 79 dents associé à des pignons satellites 13 de 17 dents, un deuxième pignon planétaire 12 de 83 dents associé à des pignons satellites 14 de 13 dents, un deuxième train épicycloïdal T2 comprenant une couronne périphérique 21 de 113 dents, un premier pignon planétaire 17 de 72 dents associé à des pignons satellites 19 de 12 dents, un deuxième pignon planétaire 18 de 59 dents associé à des pignons satellites 20 de 25 dents et une troisième train épicycloïdal T3 comprenant une couronne périphérique 27 de 109 dents, un premier pignon planétaire 22 de 56 dents associé à des pignons satellites 24 de 22 dents, un deuxième pignon planétaire 23 de 65 dents associé à des pignons satellites 25 de 13 dents.

Les différents rapports de la boîte de vitesses 1 vont maintenant être décrits plus en détails

Premier

Le premier rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- le pignon d’embrayage 41 couplé par crabotage sur le deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl conduisant à un rapport unitaire du premier train épicycloïdal

Tl,

- le troisième cliquet 331-3 est engagé (dans une came 311) provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal T2 est de 0,42 et,

- le sixième cliquet 331-6 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 23 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 1,56.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d’embrayage 41 et d'engagement des cliquets 331 dans une première position d'indexation du sélecteur 31.

Deuxième rapport :

Le deuxième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- le pignon d'embrayage 41 couplé par crabotage sur le deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl conduisant à un rapport unitaire du premier train épicycloïdal

Tl, - le troisième cliquet 331-3 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal T2 est de 0,42 et,

- le cinquième cliquet 331-5 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 22 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal est de 2,1.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d'embrayage 41 et d'engagement des cliquets 331 dans une deuxième position d'indexation du sélecteur 31.

Troisième

Le troisième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- un pignon d'embrayage 41 couplé par crabotage sur le deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl conduisant à un rapport unitaire du premier train épicycloïdal

Tl,

- le quatrième cliquet 331-4 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 18 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal T2 est de 0,65 et,

- le sixième cliquet 331-6 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 23 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 1,56.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d'embrayage 41 et d'engagement des cliquets 331 dans une troisième position d'indexation du sélecteur 31.

Quatrième rapport :

Le quatrième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes : - le premier cliquet 331-1 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 11 du premier train épicycloïdal Tl de sorte que le rapport du premier train épicycloïdal Tl est de 1,7,

- le troisième cliquet 331-3 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal T2 est de 0,42 et,

- le sixième cliquet 331-6 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 23 du troisième train épicycloïdal T, 3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 1,56.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d'embrayage 41 et d'engagement des cliquets 311 dans une quatrième position d'indexation du sélecteur 31.

Cinquième rapport :

Le cinquième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- le deuxième cliquet 331-2 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 11 du premier train épicycloïdal Tl de sorte que le rapport du premier train épicycloïdal Tl est de 1,96,

- le troisième cliquet 331-3 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal T2 est de 0,42 et,

- le sixième cliquet 331-6 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 23 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 1,56.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d'embrayage 41 et d'engagement des cliquets 311 dans une cinquième position d'indexation du sélecteur 31.

Sixième rapport : Le sixième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- le premier cliquet 331-1 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 11 du premier train épicycloïdal Tl de sorte que le rapport du premier train épicycloïdal Tl est de 1,7,

- le troisième cliquet 331-3 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal est de 0,42 et,

- le cinquième cliquet 331-5 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 22 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 2,1.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d'embrayage 41 et d'engagement des cliquets 311 dans une sixième position d'indexation du sélecteur 31.

Septième rapport :

Le septième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- le deuxième cliquet 331-2 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl de sorte que le rapport du premier train épicycloïdal est de 1,96,

- le troisième cliquet 331-3 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal T2 est de 0,42 et,

- le cinquième cliquet 331-5 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 22 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 2,1.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d'embrayage 41 et d'engagement des cliquets 311 dans une septième position d'indexation du sélecteur 31. Huitième rapport :

Le huitième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- le deuxième cliquet 331-2 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl de sorte que le rapport du premier train épicycloïdal Tl est de 1,96,

- le quatrième cliquet 331-4 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 18 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal est de 0,65 et,

- le sixième cliquet 331-6 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 23 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 1,56.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d'embrayage 41 et d'engagement des cliquets 311 dans une huitième position d'indexation du sélecteur 31.

Neuvième rapport :

Le neuvième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- le premier cliquet 331-1 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 11 du premier train épicycloïdal Tl de sorte que le rapport du premier train épicycloïdal Tl est de 1,7,

- le quatrième cliquet 331-4 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 18 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal T2 est de 0,65 et,

- le cinquième cliquet 331-5 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 22 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 2,1.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d'embrayage 41 et d'engagement des cliquets 311 dans une neuvième position d'indexation du sélecteur 31. Dixième rapport :

Le dixième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- le deuxième cliquet 331-2 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl de sorte que le rapport du premier train épicycloïdal Tl est de 1,96,

- le quatrième cliquet 331-4 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 18 du deuxième train épicycloïdal T2 de sorte que le rapport du deuxième train épicycloïdal T2 est de 0,65 et,

- le cinquième cliquet 331-5 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 22 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 2,1.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d'embrayage 41 et d'engagement des cliquets 311 dans une dixième position d'indexation du sélecteur 31.

Onzième

Le huitième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- un pignon d’embrayage 41 couplé par crabotage sur le premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2 conduisant à un rapport unitaire du deuxième train épicycloïdal T2,

- le deuxième cliquet 331-2 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 12 du premier train épicycloïdal Tl de sorte que le rapport du premier train épicycloïdal Tl est de 1,96,

- le sixième cliquet 331-6 est engagé provoquant le blocage en rotation du deuxième pignon planétaire 23 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 1,56. Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d’embrayage 41 et d’engagement des cliquets 311 dans une onzième position d’indexation du sélecteur 31.

Douzième rapport :

Le douzième rapport est obtenu en appliquant les commandes suivantes :

- un pignon d'embrayage 41 couplé par crabotage sur le premier pignon planétaire 17 du deuxième train épicycloïdal T2 conduisant à un rapport unitaire du deuxième train épicycloïdal T2,

- le premier cliquet 331-1 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 11 du premier train épicycloïdal Tl de sorte que le rapport du premier train épicycloïdal Tl est de 1,7,

- le cinquième cliquet 331-5 est engagé provoquant le blocage en rotation du premier pignon planétaire 22 du troisième train épicycloïdal T3 de sorte que le rapport du troisième train épicycloïdal T3 est de 2,1.

Les cames 311 et la rainure 313 du sélecteur 31 sont donc configurées pour obtenir ces conditions de placement du pignon d’embrayage 41 et d’engagement des cliquets 311 dans une douzième position d'indexation du sélecteur 31.

Ces différents rapports permettent d’obtenir les rapports de vitesses suivants : 0,66-0,88-1,01- 1,12-1,29-1,5-1,73-1,98-2,32-2,67-3,06-3,57.

Cela permet d'obtenir un ratio de 540 % entre le premier et le dernier rapport ainsi qu'une bonne linéarité dans la progression entre les rapports comme représenté sur la figure 15 qui représente une courbe de l’évolution des rapports en fonction du numéro du rapport engagé. Cette linéarité procure un confort accru pour l'utilisateur.

La présente invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit précédemment mais s'étend à d'autres variantes. Les variantes concernent notamment un nombre de pignons planétaires différent de deux pour les trains épicycloïdaux, un nombre de pignons planétaires différent entre les différents trains épicycloïdaux, un nombre de trains épicycloïdaux différent, par exemple seulement deux trains épicycloïdaux, un dispositif d'embrayage supplémentaire associé au troisième train épicycloïdal, etc. De plus, le nombre de rapports de la boîte de vitesses 1 peut être différent de 12.

De plus, selon un deuxième mode de réalisation, la boîte de vitesses 1 peut être disposée au niveau d'un axe de rotation d'une roue arrière. Dans ce cas, la boîte de vitesses 1 comprend également un dispositif de roue libre comme représenté sur la figure 18. Dans ce cas, la couronne d’entrée 16 est couplée en rotation à un pignon de transmission destiné à être couplé avec un plateau de transmission situé au niveau du pédalier via une chaîne ou une courroie. De plus, le boîtier de protection 50 est monté mobile en rotation par rapport au cadre du vélo et réalise la fonction de flasques du moyeu de sorte que les rayons de la roue sont fixés sur ledit boîtier de protection 50 et permettent l’entraînement en rotation de la roue. Le boîtier de protection est alors couplé en rotation à la couronne de sortie 27.

Selon un troisième mode de réalisation, la boîte de vitesses 1 peut être disposée au niveau d’un axe de roue avant motrice qui est aussi l’axe de pédalier 2 (le pédalier étant destiné à être monté sur l’axe de rotation de la roue avant). Dans ce cas, comme pour le deuxième mode de réalisation, le boîtier de protection 50 est monté mobile en rotation par rapport au cadre du vélo et réalise la fonction de flasques du moyeu de sorte que les rayons de la roue sont fixés sur ledit boîtier de protection 50 et permettent l’entraînement en rotation de la roue. Le boîtier de protection est alors couplé en rotation à la couronne de sortie 27. De plus, la boîte de vitesses comprend un dispositif de roue libre.

La présente invention concerne également un cycle 100 comprenant une boîte de vitesses 1 selon l'un des modes de réalisation présentés précédemment.

La présente invention concerne également un ensemble de transmission 200 comprenant une boîte de vitesses 1, l' couplée à un moteur électrique 110 comme représenté sur la figures 17, 19 et 20. La boîte de vitesses 1 comprend au moins un premier train épicycloïdal correspondant au train d’entrée et un deuxième train épicycloïdal correspondant au train de sortie. Ainsi, la boîte de vitesses 1 peut correspondre à une boîte de vitesses 1 telle que décrite précédemment comme représenté sur les figures 17 et 19 mais peut également être une boîte de vitesses 1 sans dispositif d'embrayage 40 comme représenté sur la figure 20. De plus le couplage entre l'arbre de sortie du moteur électrique 110 et la boîte de vitesse 1 est réalisé au niveau de la couronne périphérique du train de sortie. La boîte de vitesses 1 est par exemple disposée au veau de l'axe de pédalier d'un cycle 100.

Selon un premier mode de réalisation de l'ensemble de transmission 200 représenté sur la figure 17, le moteur électrique 110 est disposé de sorte que l’arbre de sortie 112 du moteur électrique 110 s'étendent de manière perpendiculaire à l'axe D de la boîte de vitesses 1.

Le moteur électrique 110 peut être disposé dans un tube du cadre du cycle, par exemple le tube diagonal 111 comme représenté sur la figure 16 ou le tube de selle. Le couplage entre l’arbre de sortie 112 du moteur électrique 110 et la boîte de vitesses 1 peut être réalisé par un cône de renvoi d'angle 116 permettant de transférer le couple entre l'arbre de sortie 112 et la couronne de sortie 27 de la boîte de vitesse 1. De plus, une roue libre 118 peut aussi être disposée entre l’arbre de sortie 112 et la couronne de sortie 27. Le moteur électrique 110 peut également comprendre un dispositif réducteur 120 au niveau de son arbre de sortie 112. Le mécanisme réducteur 120 permet d'adapter la plage de fonctionnement du moteur électrique 110. Une batterie 114 associée au moteur électrique 110 peut également être disposée dans un tube du cadre du cycle tel que le tube diagonal 111 comme représenté sur la figure 16. La batterie 114 peut être fixe ou amovible.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'ensemble de transmission 200 représenté sur la figure 19, le moteur électrique 110 est disposé de sorte que l’arbre de sortie 112 du moteur électrique 110 s'étendent de manière parallèle à l'axe D de la boîte de vitesses 1. Le couplage entre l'arbre de sortie 112 du moteur électrique 110 est par exemple réalisé par un mécanisme réducteur 120’. Le mécanisme réducteur 120’ est par exemple un réducteur à deux étages (le premier étage étant engrené sur un pignon couplé en rotation à l’arbre de sortie 112 du moteur électrique 110 et le deuxième étage étant engrené sur la couronne de sortie 27) et peut comprendre une roue libre. De plus, dans ce mode de réalisation le moteur électrique 110 peut être disposé dans un carter 50' qui est commun avec la boîte de vitesses 1. Les autres aspects de l’ensemble de transmission 200 sont similaires au premier mode de réalisation représenté sur la figure 17.

Selon un troisième mode de réalisation de l'ensemble de transmission 200 représenté sur la figure 20, la boîte de vitesse 1 est un boîte de vitesses G sans dispositif d’embrayage 40. Le fonctionnement reste par ailleurs similaire au mode de réalisation présenté précédemment. La boîte de vitesses G comprend par exemple un premier train épicycloïdal TG dit train d'entrée et un deuxième train épicycloïdal T2' dit train de sortie. Le premier train TG comprend par exemple 4 pignons planétaires et le deuxième train T2' comprend par exemple 2 pignons planétaires. De plus, l’ensemble sélecteur de transmission 3 de la boîte de vitesses G peut être configuré pour fournir une boîte de vitesses G à 7 rapports correspondant aux rapports 4 à 10 présentés précédemment (c'est-à-dire les rapports de la boîte de vitesses 1 dans lequel le crabot n'est pas engagé). Un nombre de trains épicycloïdaux différents ainsi qu'un nombre de pignons planétaires différents pour chacun des trains épicycloïdaux sont envisageables. De plus, le nombre de rapports de la boîte de vitesses G peut être différent de 7.

Les autres aspects de la boîte de vitesses G sont similaires à la boîte de vitesse 1.

L’ensemble de transmission 200 comprend également un moteur électrique 110 couplé à la boîte de vitesses G au niveau de la couronne périphérique 27 du train de sortie T2. Le couplage entre le moteur électrique 110 et la couronne de sortie 27 peut être similaire au premier mode de réalisation (axe du moteur électrique 110 perpendiculaire à l’axe de la boîte de vitesses G) comme représenté sur la figure 20 mais peut également être similaire au deuxième mode de réalisation (axe du moteur électrique 110 parallèle à l’axe de la boîte de vitesses G). Les autres aspects sont similaires aux deux premiers modes de réalisation décrits précédemment à partir des figures 17 et 19.

La présente invention concerne également un cycle 100 tel que représenté sur la figure 16 comprenant un ensemble 200 tel que décrit précédemment. Le moteur électrique 110 et la batterie 114 sont par exemple disposés dans le tube diagonal 111 du cycle 100. Les différents modes de réalisation de la boîte de vitesses 1 et de l'ensemble de transmission 200 peuvent également être montés sur des cycles de type couchés ou des tricycles.