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Dispositif de transmission du couple moteur aux roues d'un véhicule.
Actuellement les dispositifs de transmission mécanique entre un organe menant et un organe mené et com- portant un changement de vitesse permettant de modifier le rapport de transmission présentent encore certains in- convénients inhérents à leur conception.
En général les changements de vitesses utilisés pour la transmission du couple moteur aux roues d'un vé- hicule tel qu'une motocyclette comportant des trains d'en-
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grenages parallèles reliés à un arbre menant par des engre- nages balladeurs permettant de sélectionner le rapport de transmission désiré. Dans ce genre de changement de vitesse, le dispositif de sélection présente une position neutre pour laquelle la liaison mécanique entre les organes menant et mené est interrompue.
Or, cette position est souvent mal définie de sorte que l'usager risque de lâcher l'organe de manoeuvre d'un embrayage interposé entre l'organe menant et le changement de vitesse, alors qu'une vitesse est encore engagée et provoquer ainsi un embrayage brusque qui peut être la cause d'un accident ou de la détérioration de cer- tains organes du changement de vitesse.
En outre, lorsque le véhicule circule et que l'usager désire changer le rapport de transmission, il est obligé d'interrompre la liaison mécanique entre l'organe menant et le changement de vitesse à l'aide de l'embrayage, puis de manoeuvrer le dispositif de sélection, or, il ne peut engager une vitesse aussi longtemps que les engrenages devant être mis en position d'engrènement ne tournent pas approxi- mativement à la même vitesse. Il s'ensuit une perte de temps qui peut obliger l'usager à reprendre en première vitesse.
Ceci est spécialement le cas lors du changement de vitesse en montée.
La présente invention a pour objet un dispositif de transmission du couple moteur aux roues d'un véhicule, spécialement à la roue d'une motocyclette, comportant un changement de vitesse muni d'un dispositif de sélection per- mettant de choisir le rapport de transmission désiré.
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Ce dispositif tend à obvier aux inconvénients cités par le fait qu'il comporte un dispositif de sélection consti- tué d'une part par un accouplement à un seul sens d'entraîne- ment interposé entre deux organes du plus petit rapport de transmission et d'autre part par des dispositifs d'engrène- ment individuels de chacun des autres rapports de transmis- sion, ces dispositifs d'engrènement étant actionnés par un organe de commande, de sorte qu'à chaque position de ce dernier correspond un rapport de transmission et par le fait qu'il comporte un seul point d'interruption de la liaison mécanique entre le moteur et la roue, réalisé par un embrayage dont les positions d'engagement et de dégagement sont com- mandées par un organe de manoeuvre.
Le changement de vitesse peut comporter trois rapports de transmission et chaque dispositif d'engrènement peut comporter des verrous logés dans des perçages radiaux d'un arbre principal et destinés à être engagés dans des logements correspondants d'un organe rotatif tournant libre- ment sur l'arbre principal.
Chaque verrou peut être soumis à l'action d'un ressort tendant à le maintenir, contre l'action de la force centrifuge, en position rétractée à l'intérieur de son loge- ment pratiqué dans l'arbre principal, et à le maintenir en contact avec un organe de commande coulissant à l'intérieur du dit arbre principal.
Les verrous peuvent être constitués chacun par une bille, tandis que l'organe de commande peut être consti- tué par une tige présentant des sections transversales cor-
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respondant au diamètre d'un perçage axial de l'arbre prin- cipal, reliées par des surfaces coniques à un tronçon de diamètre réduit.
Il peut présenter un dispositif de main- tient fixant les positions de l'organe de commande cor- respondant à chacun des rapports de transmission du change- ment de vitesse, et la position de l'organe de commande, correspondant au plus petit rapport de transmission, peut être située entre les deux autres positions correspondant au plus grand rapport de transmission et à un rapport de transmission intermédiaire de sorte que le passage de l'un à l'autre des rapports de transmission peut être effectué sans interrompre la liaison mécanique entre le changement de vitesse et le moteur.
L'embrayage peut être constitué par un embrayage à disques monté sur la face frontale d'une roue dentée dis- posée en regard du changement de vitesse et réaliser la liaison mécanique entre cette roue dentée et un arbre prin- cipal sur lequel elle tourne librement. Cette roue dentée peut être déplaçable axialement le long du dit arbre prin- cipal, et ses positions peuvent être définies par un organe d'actionnement relié mécaniquement à un organe de manoeuvre.
La roue dentée peut comporter un moyeu sur lequel est taillé un pignon relié, par une chaîne d'organes de transmission comportant un accouplement à un seul sens d'en- traînement, à un organe de lancement du moteur.
Le dessin annexé montre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif de trans- mission, objet de l'invention.
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La fig. 1 en est une vue en coupe, l'embrayage étant en position débrayée et les organes du changement de vitesse dans une position donnant le plus petit rapport de transmission.
La fig. 2 est une vue semblable à celle de la fig.
1, l'embrayage étant en position engagée et les organes du changement de vitesse dans une position correspondant à un rapport de transmission moyen.
Les figures 3 à 5 sont des vues de détail.
Dans la forme d'exécution représentée au dessin, le dispositif de transmission comporte un organe menant 1 relié au moteur (non représenté) et un organe mené 2 relié à la roue du véhicule (non représentée). Cet organe 2 est constitué par un pignon relié à la roue motrice par une chaîne.
L'organe menant 1 constitué par un arbre moteur, porte un pignon engrenant avec une roue dentée 3 tournant librement sur un arbre principal 4. Ce dernier est relié mécaniquement d'une part à la roue dentée 3 par un embrayage et d'autre part à l'organe mené 2 par un changement de vitesse.
L'embrayage comporte des disques 5, 6 présentant sur leur pourtour des encoches 7 engagées dans des nervures 8 d'une pièce d'entraînement 9 fixée rigidement sur la face f de la roue dentée 3 située en regard du changement de vi- tesse.
Des disques 10 présentant un perçage axial muni d'entailles 11, sont engagés sur une partie de l'arbre prin- cipal 4 pourvue de nervures 12. Des ressorts 13 prenant
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appui sur les fonds de logement 14 pratiqués dans la roue dentée tendent d'une part à maintenir le disque 6 en contact avec une butée à billes 15 prenant appui sur un épaulement de l'arbre principal 4, et d'autre part à maintenir les dis- ques 5, 6 et 10 appliqués les uns contre les autres, grâce à un flasque 16 solidaire de la pièce d'entraînement 9.
L'engagement et le dégagement des deux parties de l'embrayage, sont réalisés par des déplacements axiaux de la roue dentée 3 commandés par un organe de manoeuvre 17.
A cet effet, l'extrémité de l'arbre principal 4 porte un or- gane d'actionnement 18 pivoté par l'intermédiaire d'un roule- ment 19, pouvant coulisser sur le dit arbre 4.
Cet organe d'actionnement prend appui sur la face frontale du moyeu 20 de la roue dentée par l'intermédiaire d'une butée à billes 21. Les déplacements de l'organe d'ac- tionnement sont commandés par un levier de commande 22 pivoté en 23 sur une partie fixe et dont l'une des extrémi- tés est reliée par un câble 24 à l'organe de manoeuvre 17.
Ce dernier est constitué par une manette pivotée en 25 sur une partie fixe. Cet organe de manoeuvre comporte une béquil- le 26 pivotée par l'une de ses extrémités, et destinée à prendre appui sur un organe d'appui 27 solidaire d'une partie fixe.
Le changement de vitesse représenté schématiquement au dessin comporte trois vitesses, c'est-à-dire trois liaisons mécaniques présentant des rapports de transmission différents et reliant l'arbre 4 à l'organe mené 2. Un dispositif de sélection permet de choisir le rapport de transmission désiré,
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c'est-à-dire de transmettre le couple moteur à travers la liaison mécanique désirée.
Ce dispositif de sélection comporte: a) Un accouplement à un seul sens d'entraînement in- séré entre deux des organes de la liaison mécanique présentant le plus petit rapport de transmission. b) Des dispositifs d'engrènement individuel de chacune des autres liaisons mécaniques, dont les positions sont définies par les déplacements d'un organe de commande.
L'accouplement à un seul sens d'entraînement re- présenté à titre d'exemple au dessin annexé, comporte des organes de coincement 28 constitués par des rouleaux roulant sur un axe auxiliaire 29 pivoté par l'une de ses extrémités dans un palier 30. Ces rouleaux sont placés dans des logements 31 (fig. 5) aménagés dans un pignon 32 engrenant avec un pignon 33 taillé sur l'arbre 4. Ces logements s'ouvrent sur le perçage intérieur du pignon 32 et présentent une pro- fondeur variable, leur fond 34 étant constitué par une portion de cylindre non concentrique à l'axe du pignon 32. L'axe auxi- liaire 29 porte un pignon 35 fixé rigidement sur lui et engrenant avec un engrenage 36 tournant librement sur l'arbre principal 4. Cet engrenage 36 porte un moyeu prolongé 37 pivoté dans un palier 38.
Des butées axiales peuvent encore être prévues, afin de fixer la position axiale de l'engrenage 36 par rapport à l'arbre 4. Enfin l'organe mené 2 est fixé rigidement sur l'extrémité du moyeu 37.
Le dispositif d'engrènement de la liaison mécanique
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présentant un rapport de transmission moyen comporte d'une part des verrous constitués par des billes 38 logées dans des perçages radiaux 39 de l'arbre 4 et d'autre part deslo- gements 40 pratiqués radialement dans un pignon 41 tournant librement sur l'arbre 4. Ces logements s'ouvrent sur le per- çage central du dit pignon 41 et sont disposés dans des po- sitions relatives correspondant aux positions relatives des perçages radiaux 39.
Dans la forme d'exécution représentée, le dispositif d'engrènement comporte deux billes 38 logées dans des per- çages situés sur un même diamètre. Ces billes 38 sont mainte- nues en position de retrait à l'intérieur de-l'arbre 4 et en contact avec un organe de commande 43 par un ressort 42 (fig. 3 et 4).
Le pignon 41 engrène avec un pignon 44 fixé rigi- dement sur l'axe auxiliaire 29 qui lui-même est relié mécani- quement à l'organe mené 2 comme décrit plus haut.
Le dispositif d'engrènement de la liaison mécanique présentant le plus grand rapport de transmission est sembla- ble à celui décrit ce-dessus et comporte des billes 45 placées dans des perçages radiaux 46 pratiqués dans l'arbre 4, des logements 47 pratiqués dans le pignon 36 et un ressort 42.
L'organe de commande 43 est constitué par une tige reliée mécaniquement à un organe de manoeuvre (non représenté) et coulissant dans un perçage axial 48 pratiqué dans l'arbre 4. Cette tige présente un tronçon 49 de plus petit diamètre et de longueur suffisante pour que les billes 38 et 45 des deux dispositifs d'engrènement puissent être simultanément
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en contact avec lui. Le diamètre de ce tronçon est tel que la somme des diamètres de deux billes et du tronçon 49 soit inférieure au diamètre de l'arbre 4. A chaque extrémité de ce tronçon 49. la tige 43 comporte des parties coniques 50, 51 et à son extrémité elle présente deux gorges évasées 52, 53.
Enfin sa face frontale extrême 54 est en forme de cône. Ces gorges 52, 53 et cette face frontale 54 sont des- tinées à coopérer avec un pointeau 55 coulissant dans un per- çage radial de l'arbre 4 et soumis à l'action d'un ressort annulaire 56. Ces gorges et cette face frontale constituent avec le pointeau un dispositif de maintien fixant les posi- tions de l'organe de commande 43 correspondant à chacun des différents rapports de transmission entre l'arbre 4 et l'organe mené 2.
Le fonctionnement du dispositif de transmission décrit est le suivant:
En agissant sur l'organe de manoeuvre 17 et en l'amenant dans la position représentée à la fig. 1, l'usager provoque un déplacement axial de la roue dentée 3 contre l'action des ressorts 13. Les disques 5, 6 et 10 n'étant plus serrés les uns contre les autres, peuvent alors être déplacés angulairement les uns par rapport aux autres. Ainsi pour cette position de l'organe de manoeuvre 17, l'embrayage est en posi- tion débrayée, de sorte que l'arbre principal 4 ne peut être entraîné par l'organe menant 1. L'usager a la possibilité de fixer cette position de l'organe de manoeuvre en faisant re- poser la béquille 26 sur l'appui 27, (position représentée en traits pleins à la fig. 1).
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Le moteur étant en marche, l'organe menant est en- traîné en rotation de sorte que pour démarrer il suffit à l'usager:
1) de placer l'organe de commande dans la position représentée à la fig. 1 correspondant à la plus petite vitesse d'entraînement de l'organe mené 2;
2) de relâcher progressivement l'organe de manoeuvre
17 afin de provoquer l'engagement progressif des disques 5, 6 et 10.
On voit que cet embrayage entraîne alors l'arbre 4 qui entraîne l'organe mené par l'intermédiaire des pignons 33 et 32, de l'accouplement à un seul sens d'entraînement, de l'axe auxiliaire et des pignons 35 et 36. En effet, un déplace- ment angulaire du pignon 32 dans le sens de la flèche (fig. 5) provoque le coincement des rouleaux 28 entre le fond 34 des logements 31 et la surface périphérique de l'axe auxiliaire et donc l'entraînement de ce dernier. L'organe de commande 43 est maintenu en position axiale par le pointeau 55 engagé dans la gorge 53. Pour cette position de l'organe de commande les billes 38 et 45 des dispositifs d'engrènement des deux autres vitesses sont en position éclipsée ou rétractée à l'intérieur de l'arbre 4. Elles sont maintenues dans cette position contre l'action de la force centrifuge par les ressorts 42.
Pour passer en seconde vitesse ou vitesse moyenne, il suffit de déplacer l'organe de commande vers la gauche du dessin jusque dans la position représentée à la fig. 2 et dé- finie par le pointeau 55 coopérant avec la face 54.
Lorsque le véhicule est en mouvement et qu'un couple
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est transmis de l'arbre menant 1 sur l'organe mené 2 par l'intermédiaire du pignon 32 et de l'axe auxiliaire 29, le pignon 41 tourne plus lentement que l'axe 4. Il s'ensuit qu'au début du déplacement de l'organe 43 les billes 38 sont poussées par la face conique 50 contre la paroi interne du moyeu du pignon 41. Puis, dès que les logements 40, par suite du dépla- cement angulaire relatif entre ce pignon 41 et l'arbre 4, sont situés dans le prolongement des perçages 39, les billes 38 sont poussées à l'intérieur des logements 40 et solidarisent le pignon 41 avec l'axe 4. Dès lors, le couple est transmis au pignon d'entraînement ± par l'intermédiaire des pignons 41 et 44, de l'axe auxiliaire 29, des pignons 35 et 36 et enfin du moyeu 37.
L'axe 29 entraîné par le pignon 44 tourne plus rapidement que le pignon 32 entraîné par le pignon 33.
Le déplacement relatif entre ce dernier et l'axe 29 provoque alors la libération des organes de coincement 28 et donc l'interruption de la liaison mécanique entre le pignon 32 et l'axe auxiliaire 29.
Pour passer en troisième vitesse, pour laquelle l'organe mené 2 est entraîné à la vitesse la plus grande, il suffit de déplacer l'organe de commande 43 vers la droite du dessin au delà de la position représentée à la fig. 1. Au cours de la première partie de ce déplacement, les billes 38 sont ramenées à l'intérieur de l'axe 4 par leurs ressorts de rappel 42 qui tendent à les maintenir en contact avec l'organe de com- mande 43 contre l'action de la force centrifuge. Lorsque le pointeau 55 tombe dans la gorge 53, les éléments du changement de vitesse occupent les positions relatives représentées à la
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fig. 1 et qui correspondent au plus petit rapport de transmis- sion ; puis au cours de la seconde partie du déplacement de l'organe de commande 43, la paroi conique 51 tend à écarter les billes 45.
Le pignon 36 tournant plus lentement que l'axe 4,, lorsque les logements 47 pratiqués radialement dans son per- çage axial sont situés en regard des perçages radiaux 46, les billes 45 sont poussées dans ces logements et réalisent la so- lidarisation de l'arbre 4 avec le pignon 36.
L'organe mené 2 est alors entraîné à la même vitesse que l'arbre 4. L'organe 43 est assuré dans sa position axiale par le pointeau 55 engagé dans la gorge 52.
De ce qui précède et de l'examen du dessin, on voit que pour passer d'une vitesse à l'autre, il n'est pas néces- saire de débrayer, ce qui permet d'effectuer le changement de vitesse extrêmement aisément et rapidement. En effet, le passage d'une vitesse supérieure à une vitesse inférieure peut être réalisé à tout instant et instantanément. Dans le dispositif de transmission décrit, il n'est pas nécessaire, comme dans les dispositifs généralement utilisés, d'attendre ou de faire en sorte que deux organes dentés du changement de vitesse tournent en synchronisme pour permettre leur engrène- ment.
Ainsi le passage d'une vitesse à l'autre est extrê- mement rapide et peut être effectué sans perte de temps.
De plus, au point de vue constructif, le dispositif de transmission décrit est de conception extrêmement simple, de sorte que son prix de revient est très bas. A chacune des trois positions de l'organe de commande 43 correspond un
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rapport de transmission entre l'arbre menant 1 et l'organe mené 2. L'organe d'actionnement de l'organe de commande 43 ne comporte donc pas de position neutre ou point mort pour laquelle la liaison entre l'organe menant et l'organe mené serait interrompue, comme c'est le cas dans les dispositifs de transmission connus. Cette interruption est rendue inutile, par l'emploi d'un accouplement à un seul sens d'entraînement inséré entre deux organes du plus petit rapport de transmis- sion. Il s'ensuit que le dispositif de transmission décrit ne comporte qu'un seul point d'interruption réalisé par l'em- brayage.
Cette disposition permet de simplifier la construction, en ce sens que les disques d'embrayage 5, 6 et 10 peuvent être montés sur le côté de la roue dentée 3 sur lequel sont placés les organes du changement de vitesse permettant de modifier- le rapport de transmission entre l'organe menant 1 et l'organe mené 2, de sorte que le côté opposé de cette roue dentée peut, comme représenté au dessin, présenter un pignon 57, taillé sur le moyeu 20 et engrenant avec un pignon 58 relié à un arbre d'actionnement 59 portant un levier de lancement de moteur (non représenté). La liaison mécanique entre le pignon 58 et l'arbre 59 est réalisée au moyen d'un accouplement à un seul sens d'entraînement comportant des organes de coincement 60.
Cet accouplement à un seul sens d'entraînement est en tous points semblable à celui réalisant la liaison mécanique entre le pignon 28 et l'axe auxiliaire 29. Ainsi, pour lancer le moteur, l'usager actionne l'arbre 59 à l'aide d'un organe de manoeuvre (non représenté) ce qui provoque automatiquement la solidarisation de cet arbre 59 avec le pignon 58 par
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coincement des rouleaux 60. Ce pignon 58 entraîne directement l'organe menant 1 par l'intermédiaire de la roue dentée 3.
Dès que l'organe menant est entraîné par le moteur 1, celui- ci entraîne le pignon 58 à une vitesse plus grande que celle que peut lui imprimer l'usager au moyen de la manivelle de lancement. En conséquence, le déplacement relatif entre ce pignon 58 et l'arbre 59 provoque le dégagement automatique des organes de coincement 60 et l'interruption de la liaison mé- canique entre la manivelle de lancement et la roue dentée 3.
Cette disposition des organes de lancement du moteur est fort avantageuse, car elle permet une construction simple et bon marché tout en assurant une complète sécurité de fonctionnement.
Une forme d'exécution du dispositif de transmission a été décrite ici à titre d'exemple et en référence au dessin schématique annexé, mais il est évident que tous les organes et éléments décrits peuvent sans autre être remplacés par leurs équivalents mécaniques. Ainsi, les accouplements à un seul sens d'entraînement pourraient aussi être constitués par des cliquets coopérant avec une roue à rochets. Les billes 38 et 45 pourraient aussi être remplacées par des organes coulissant dans leur logement et actionnés par l'organe de commande contre l'action de ressorts de rappel. On pourrait aussi prévoir une commande positive des verrous des dispositifs d'engrènement, c'est-à-dire de les relier à l'organe de comman- de de manière que ce dernier leur impose leurs déplacements dans les deux sens.