je vous présente ici une boite de vitesses séquentielle à 6 vitesses auxquelles s’ajoutent le neutre et la marche arrière.
Vous trouverez ci-dessous un sommaire des points évoqués :
I) Historique et cahier des charges du projet
II) Les pièces utilisées
III) Quelques réflexions
IV) Les vitesses en elles-mêmes
V) Les changements de vitesses
VI) La vidéo
VII) Les limites et pistes inexploitées
VIII) Conclusion
I) Historique et cahier des charges du projet
la notion de boite séquentielle est relativement ancienne en Technic. A ma connaissance la première fois qu’une telle boite est apparue et bien c’était à la maison !
.gif "8)")
topic6787.htmlDepuis le principe a été décliné sous de nombreuses formes et puis, … et puis la Chiron est sortie et avec elle le changeover catch rotary orange et la 20T folle bleue.
Enorme potentiel qui rendait la BV séquentielle plus simple à réaliser. Oui mais voilà, s’il est aisé de trouver sur le net des BV séquentielle à 4 vitesses, voire à 8, j’ai été très surpris de ne pas (ou peu) trouver de « vraie » BV, c’est-à-dire avec marche arrière et position neutre, qui soit simple.
D’où l’idée de se frotter au sujet avec le cahier des charges suivant :
• une BV séquentielle
• 6 vitesses + N + R
• construction simple et compacte
• motorisable ?
II) Les pièces utilisées
•
le rotary catch, la pièce qui permet de créer un changement de vitesse par rotation d’un 1/4 de tour. Elle n’est pas aussi simple à utiliser que je l'imaginais à cause de sa taille (en gros la taille d’une 20T) et de son cycle immuable à base 4 (il n’est ainsi pas possible de l’utiliser tel quel pour 6 vitesses) 
.•
la 20t folle, elle se passe de commentaires.•
le driving ring 2L, le vieux driving ring quoi. Pourquoi le préférer au plus récent driving ring 3L ? Si historiquement le 2L était moins pratique à intégrer dans une BV de par son nombre pair de tenons qui imposait un décalage d’1/2 tenon du changeover catch classique, avec le rotary catch il suffit d’utiliser un 1/2 bush pour le décalage. Quitte à l’utiliser sur un connecteur 2L ce driving ring fait alors le même boulot qu’un 3L mais en 1 tenon de moins. Au final on récupère 2 tenons en longueur, soit 10 %, ce qui n’est pas négligeable pour la compacité du modèle! •
la vieille 16T folle, c’est surtout la seule 16T folle qui puisse s’associer au différentiel ci-après, la nouvelle rouge étant trop large autour de l’axe. Elle s'accompagne de son driving ring extension de la même génération.•
le différentiel 16t/24T. Probablement la pièce ayant le plus de potentiel .gif ":)")
. Ce n’est pas son aspect différentiel qui est utilisé ici mais son triple aspect 16T folle/24T folle/connectable à un driving ring.•
roue hero factory (je sais la couleur n’est pas très Technic, je l’ai piqué à un mammouth très moche de mon fils 
) : utilisée avec 2 pins rotules ca fait un knob à 2 dents.III) Quelques réflexions
En creusant un peu le sujet est apparu relativement complexe, principalement à cause du neutre, de la marche arrière et de leur séquençage (R puis N puis les 6 vitesses classiques)
.Traditionnellement les BV utilisent 2 driving ring, placés simultanément sur 2 des 4 côtés d’un rotary catch, ce qui fait qu’il y a ainsi toujours un driving ring engagé. Un driving ring doit donc être perçu presque tout le temps comme ayant 2 positions (et non 3). Par ailleurs il faut voir le N comme une vitesse à part entière : un driving ring engagé sur un axe sans roue folle et donc qui n’entraîne rien du tout.
Notre BV doit ainsi avoir 8 vitesses au total. Soit 2 tours complets de rotary catch.
Comme dit précédemment avec 2 driving ring et un rotary catch on obtient 4 vitesses. Si on y ajoute un driving ring on double le nombre théorique de possibilités, soit 8 vitesses, mais celles-ci sont alors de même « type » (seule la vitesse angulaire change).
Or R tourne dans l’autre sens ce qui nécessite un jeu de pignons spécifique et donc au moins un driving ring supplémentaire.
On obtient ainsi un minimum absolu de 4 driving rings.
Une position de driving ring engagé sur du vide pour le N ne peut être dédoublée plus loin dans le mécanisme et donc un driving ring supplémentaire est probablement nécessaire (ce n’est pas prouvé théoriquement mais à moins d’une très grosse ruse ca semble vrai).
On obtient ainsi un minimum réaliste de 5 driving rings.
Si j’ai réussi à faire un truc avec effectivement 5 driving ring (et 2 rotary catch) la pignonnerie était fouillis, les frottements étaient conséquents et le MOC globalement très gros
.Quant à lui le modèle finalement proposé utilise 6 driving ring (et 4 rotary catch!) ce qui n’est donc pas si mal.
Il mesure ainsi 20 tenons de long, 11 de large pour 5 de haut. Sans être très compact le résultat semble acceptable u vu des contraintes ci-dessus (et notamment la faible hauteur qui facilitera l’intégration).
IV) Les vitesses en elles-mêmes
Commençons par nommer les axes qui vont être utilisés.
Les axes A et B sont les axes classiques de BV, l’axe C est classiquement l’axe de sortie, il devient ici un axe intermédiaire avant le D qui est le réel axe de sortie.
Les axes U et V sont les axes des rotary catchs, l’axe (W) est l’axe de transmission partiel du mouvement de U vers V. Les axes sont tous situés classiquement à 3 tenons de distance de leurs voisins.
Dans la suite on nomme -1 la marche arrière et 0 le neutre.
je suis parti d’une base classique de mini-BV 4 vitesses (comme la première partie de celle de Didumos, présentée ici) avec des vitesses qui fonctionnent par paire (en l’occurrence 1 – 2 & 3 - 4).
L’idée est alors d’utiliser ses axes A et B avec 2 mini-BVs à 4 vitesses mises bout à bout. Et donc avec, pour chacune, 2 driving ring et 1 rotary catch.
L’entrée est l’axe A qui alimente aussi l’axe B via le lien 16T/20T puis 8T/8T pour rattraper le tenon de décalage crée par le lien précédent. Ainsi le ratio entre les axes A et B est 16:20*8:8=1:1,25. C’est une réduction volontairement faible, permettant ainsi d'avoir 6 ratios différents en un seul jeu d'engrenages .
Sont ensuite utilisés différents jeu d’engrenages pour aller sur l’axe C.
Pour les vitesses 1 et 2 :
Jeu de 16T/16T/16T qui ne donne aucune réduction supplémentaire des ratios des axes B et A, soit des ratios globaux de respectivement 1:1,25 et 1:1.
Pour les vitesses 3 et 4 :
Jeu de 20T/20T/12T qui rajoute un facteur 20:12 supplémentaire aux ratios des axes B et A, soit des ratios globaux de respectivement 20:12*16:20*8:8=1:0,75 et 20:12*1:1=1:0,6.
Utilisation du différentiel :
Les 2 paires de vitesses 5 - 6 et -1 - 0 utilisent toutes les 2 le différentiel 16T/24T placé sur l’axe A ce qui imposait deux choses :
• le placer de manière centrale entre les deux mini-BVs
• de mettre telle ou telle paire de vitesses dans telle ou telle mini-BV.
On a ainsi la mini-BV 3 – 4 & 5 – 6 « en bas » et la mini-BV -1 – 0 & 1 – 2 en haut.
pour les vitesses 5 et 6 :
Côté 16T du différentiel jeu de 16T/16T comme pour les vitesses 1 et 2 et côté 24T du différentiel on ajoute sur l’axe C une 8T puis une 16T (pour transmettre le mouvement vers l’axe D).
On ajoute alors un ratio supplémentaire 3:1 aux axes B et A soit pour la 5ème vitesse un ratio total 3:1*16:20*8:8=1:0,417 et pour la 6ème un ratio total de 3:1*1:1=1:0,333.
Pour la vitesse -1 :
Une 20T folle en B vient faire tourner la 24T du différentiel qui transmet le mouvement à la 16T du différentiel et enfin à la 16T folle de l’axe C. Il y a ainsi entre l’axe A et le C un pignon supplémentaire par rapport aux autres vitesses, le ratio global est alors -16:20*8:8*20/24*16/16=-1:1,5.
Enfin pour la vitesse 0 :
Il suffit de mettre un driving ring extension sur l’axe B avec la 20T et de ne rien mettre sur l’axe A avec le différentiel (symbolisé par le bush rouge sur la photo).
En résumé on a les ratios suivants :
• pour la vitesse -1, ratio -1:1,5 ;
• pour la vitesse 0, ratio 0 ;
• pour la vitesse 1, ratio 1:1,25 ;
• pour la vitesse 2, ratio 1:1 ;
• pour la vitesse 3, ratio 1:0,75 ;
• pour la vitesse 4, ratio 1:0,6 ;
• pour la vitesse 5, ratio 1:0,417 ;
• pour la vitesse 6, ratio 1:0,333 .
Tout baigne !
V) Les changements de vitesses
Une fois toutes les vitesses crées il faut bien ordonner le séquençage des driving ring.
C’est l’axe U qui reçoit la commande de changement de vitesse, les 2 rotary catch qui y sont fixés sont exactement dans la même position ce qui fait qu’il y a toujours 2 vitesses d’embrayées une par mini-BV (-1 et 3, 0 et 4,1 et 5 et enfin 2 et 6).
Via des roues libres le mouvement est transmis depuis U jusqu’à l’axe (W) où la combinaison roue hero factory + 2 pins à rotule(retiré de l'axe (W) pour la photo) fait office de knob à 2 dents pour actionner l’axe V. Ainsi V tourne d’un quart de tour tous les demi-tours de U soit un tour complet avec 2 tours de l’axe U et donc avec 8 vitesses.
Sur cet axe V sont à nouveau fixés 2 rotary catch mais cette fois-ci avec les vagues inversées et un décalage d’un 1/4 de tour. Ils viennent commander les deux driving ring de l’axe D. La position particulière des rotary catch assure à la fois qu’il y a une et une seule roue libre embrayée sur l’axe D et à la fois que les roues se lient à l’axe D dans le bon ordre.
A noter que cela n’a rien d’intuitif à cause de l’utilisation du différentiel : la sortie des vitesses 5 – 6 de la mini-BV du bas est ainsi au niveau de la mini-BV du haut tandis que la sortie des vitesses -1 – 0 de la mini-BV du haut est ainsi au niveau de la mini-BV du bas.
Pour assurer le bon ancrage des axes U et V tous les 1/4 de tour je me suis inspiré de mécanismes de Charbel (encore un Techlugien!!), par exemple ici. Il utilise cette pièce-ci
en lieu et place d’élastiques et ca a clairement ma préférence. en revanche j’ai du modifier son mécanisme pour avoir un blocage plus fort.On commence par le blocage sur l’axe U, je pense que la photo se suffit à elle-même.
photo11 by TechToth, sur FlickrEt on poursuit avec celui de l’axe V. Sur la photo l’axe de 3 avec stop et les 2 liftarm de 2 à 180° sert de frein, c’est une sous-partie du mécanisme à droite.
photo12 by TechToth, sur FlickrDernier point : une butée est fixée en bout d’axe V pour éviter de passer de la -1 à la 6 et inversement. La seule spécificité à préciser ici est l’ajout d’un pin 1/2 pour bloquer la 6ème vitesse, sans cela le jeu inhérent aux différents engrenages depuis l’axe U permettrait de passer quasiment une demie-vitesse, ca la fout mal
.
photo13 by TechToth, sur FlickrVI) La vidéo
VII) Les limites et pistes inexploitées
Cette boite de vitesses n’est évidemment pas exempte de défauts.
• Elle utilise ainsi à deux endroits différents des 8T qui semblent fragiles (si quelqu’un peut me donner des infos sur ca, je prends!) surtout en imaginant une motorisation de véhicule intégrant une telle boite.
• Il faut une certaine force pour changer les vitesses car les 2 mécanismes de blocage de mouvement à 90° des axes de rotary catch U et V freinent beaucoup. Il faudrait créer un stepper idoine pour l’utiliser dans une supercar.
• la BV a tendance à accrocher au passage 3 – 2 lorsque le driving ring se lie avec le différentiel, ca fait des bruits très moches et ca peut bloquer le mécanisme. C’est intrinsèque au mécanisme car à ce changement là le driving ring de l’axe A embraye sur le différentiel qui tourne dans l’autre sens. Une solution consisterait à créer un embrayage.
Un autre MOC à créer plus tard
.Par ailleurs j’ai eu plusieurs idées qui n’ont pas abouti ou n’ont été finalement nécessaires et qui peuvent peut-être inspirer d’autres MOCeurs.
• le différentiel 16T/24T : on peut utiliser un driving ring de chaque côté et/ou utiliser les satellites internes. En partant du principe que la vitesse angulaire V_c de la couronne et la moyenne de chaque vitesse angulaire latérale V_a et V_b (soit V_c=(V_a+V_b)/2 qu’on peut réécrire V_b=2V_c-V_a) on peut imaginer alors des choses intéressantes.
◦ Si V_c=0 (ou plus largement V_c<1/2 V_a) V_b et V_a sont de signe opposé, c'est pratique pour créer une marche arrière.
◦ Si l’entrée est en a on peut avoir un driving en b et 2 positions donnant V_b=V_a (driving ring lié au diff) ou V_b=0 (driving ring lié à un arbre fixe) on a alors V_c=V_a et V_c=V_a/2. Sachant qu’en c il y a une 16T et une 24T on a alors 4 vitesses dans peu de place. Bon le hic c’est que le diff avec satellites présente du jeu sur l’alignement des axes a et b qui nécessite une rigidification forte autour du diff…
• utiliser une roue folle 16T rouge (ou une 20T folle) avec liaisons drivig ring des 2 côtés. En utilisant 2 rotary catch en ligne on peut ainsi imaginer un séquençage de vitesses qui utilise 2 fois de suite cette même roue. A voir.
VIII) Conclusion
Je suis plutôt satisfait de ce MOC, les trois premiers points du cdc ont été atteints, et cette combinaison n’allait pas forcèment de soit. Au final la logique pour obtenir ces 8 vitesses est assez simple et la pignonnerie reste raisonnable. Les vitesses utilisent d’ailleurs toutes le même nombre d’engrenages (+1 pignon pour R) ce qui limite les frottements.
Je n’ai pas pris le temps de tester l’aspect motorisable et je ne sais pas quelle puissance peut accepter la boite avant de craquer ou de casser. S’il s’avérait que c’était exploitable sur un véhicule type supercar ce serait un plus indéniable (même si ce n’est pas trop mon truc) notamment avec l’appli Lego à venir. J'imagine une interface avec bouton de changement de vitesse "au volant" et affichage de la vitesse utilisée, la classe
.J’espère que ce MOC vous plaira tout autant qu’il m’a satisfait, en tous cas j’ai pris énormément de plaisir à dompter le sujet.
Merci de votre lecture.
et j'ai laissé tomber !
Avec les changeover catchs classiques c'est clair que le 3L est plus simple mais avec le rotary ...
)... et c'est bien plus galère que ce à quoi je m'attendais pour tout aligner et tout et tout. 