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DISPOSITIF DE COMMANDE DE CHANGEMENTS DE VITESSE A RAPPORTS MULTIPLES,
PARTICULIEREMENT POUR VEHICULES A MOTEUR.
La présente invention concerne un changement de vitesse à rapports multiples, particulièrement pour véhicules à moteur, j, comportant des paires de pignons toujours en prise,un des pignons de chaque paire étant de préférence monté fou sur son arbre, avec lequel il peut être accouplé par crabotage. On sait par expérience que lorsque ces changements de vitesse comportent un dispositif de commande continu, notamment pour motocyclettes, le passage au point mort est particulièrement délicat. Pour faciliter la recherche du point mort, on a déjà proposé de ne plus situer le point mort comme d'habitude entre la première et la deuxième vitesse,mais bien devant la première vitesse,ou encore d'exécuter le dispositif de façon à passer automatiquement au point mort en manoeuvrant le starter.
De plus, on a aussi proposé des dispositifs indicateurs, mécaniques ou électriques, dans le même buta
L'inconvénient de ces dispositifs est qu'ils indiquent seulement la position du point mort, mais sans faciliter le passage au point mort, ou bien ils nécessitent des.manettes supplémentaires, Lorsque, par exemple, le conducteur d'une motocyclette ainsi équipée;, s'arrête à un carrefour, il est obligé soit de manoeuvrer un levier spécial,, soit d'actionner le starter, avant de se trouver au point mort. En outre, les dispositifs de commande connus ne peuvent généralement être utilisés que pour des mécanismes à trois vitesses, du fait que pour quatre vitesses ils seraient trop compliqués, ou même pratiquement irréalisables.
Suivant la présente invention, on évite ces inconvénients essentiellement en prévoyant un organe d'enclenchement,par exemple une bille, qui établit une liaison de force entre un élément en rotation, avantageusement le pignon de sortie, et le dispositif de commande, et ce automatiquement pour une faible vitesse déterminée du véhicule,, cette liaison étant
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maintenue jusque ce que le passage au point mort soit réalisé. Un avantage essentiel de ce dispositif est que, aux basses vitesses de marche, le nombre de tours et les forces engendrées dans le changement de vitesse sont si faibles que le passage au point mort peut sefaire sans débrayer.
Pour faciliter encore le passage automatique au point morts on prévoit un organe élastique intermédiaire,comme par exemple un accouplement à ressort ou à friction sous forme d'une buselure coulissante ou d'une bague expansible, qui peut céder élastiquement lorsque la manoeuvre de passage au point mort n'est pas en synchronisme avec le nombre de tours du mécanisme, c'est-à-dire lorsque par exemple les crabots sont en regard l'un de l'autre. D'autre part le dispositif suivant l'invention est conçu de façon que l'organe d'enclenchement établissant la liaison de force entre l'élément entraîneur et l'élément entraîné, soit automatiquement déclenché lorsqu'on passe en première vitesse.
Les dessins annexés montrent plusieurs formes d'exécution du dispositif de commande suivant la présente invention.
Fige 1 et 2 montrent le dispositif de commande d'un changement de vitesse à arbre de commandeFig. 1 étant une vue en plan et Fig. 2 une coupe longitudinale partielle l'organe d'enclenchement étant, dans ce dispositif, déclenché cinématiquement en première vitesse;
Figs3 et 4 montrent une forme de réalisation semblable appliquée à un dispositif où le pignon appartenant au changement de vitesse tourne dans le même sens que l'arbre de commande,un pignon intermédiaire étant alors nécessaire entre ces deux organes.
Figso 5 et 6 montrent une forme d'exécution dans laquelle l'organe d'enclenchement n'est pas déclenché cinématiquement en première vites- se,l'engrènement du pignon monté sur l'arbre de commande avec le pignon intermédiaire étant alors évité au moyen d'évidements appropriés des dents;
Figs 7 à 10 montrent enfin une forme de réalisation-convenant particulièrement aux changements de vitesse à commande à tiroir d'enclen- chement
Dans le dispositif de commande suivant les Figs. 1 et 2, un pignon 2, par exemple en tôle estampée, est calé sur l'arbre d'embrayage
1 dont les crans d'arrêt servent aussi à caler le pignon. Un pignon 3 qui est monté fou sur un arbre rotatif- d'un changement de vitesse, par exemple sur le moyeu du pignon de sortie 4 et qui peut aussi être en tôle estampée, attaque le pignon 2.
Ce pignon 3 est pourvu d'une ouvertu- re oblongue, ce qui lui permet de coulisser dans un plan perpendiculaire à l'arbre, un ressort 5 le repoussant en direction du pignon 2. Derrière le pignon 3 se trouve une bague fendue expansible 9 venant en prise à friction par l'intérieur ou l'extérieur avec le pignon 4 et percée d'un trou oblique par rapport à l'axe, dans lequel est logé un ressort 8 agis- sant sur une bille 7. Le pignon 3 est également pourvu d'une encoche 6 dont le fond est oblique par rapport à l'axe et dont les dimensions sont telles qu'en position coaxiale, la bille 7 sortant de son trou puisse s'en- gager dans cette encoche et établir ainsi une liaison cinématique entre la bague expansible 9 et le pignon 3.
Le pignon-2 comporte quelques entre- dents moins profonds 10, de sorte que lorsque le pignon 3 engrène avec ces entredents 10 il coulisse, grâce à son ouverture oblongue, sous l'effet de l'augmentation de l'écartement des deux axes des pignons., ce qui est re- présenté sur la partie supérieure de la figo 1. Ces entredents moins pro- fonds 10 sont disposés de façon à repousser le pignon 3 lorsque l'arbre de commande est au point mort ou en première vitesse. Par contre, en deuxiè- me, troisième, et éventuellement en quatrième vitesses., le pignon 3 engrè- ne avec les entredents normaux du pignon 2 sous l'action du ressort 5, ce que montre la partie inférieure de la Fig. 1.
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Ce dispositif de commande fonctionne comme suit :
Au démarrage en première vitesse, le pignon 3 est repoussé contre l'action du ressort dans la position d'écartement maximum des axes, par les entredents peu profonds 10 du pignon 2. Dans cette position, la bille 7 est refoulée de l'encoche oblique 6 du pignon 2, contre l'action du ressort 8. Cette bille n'agit ainsi plus en tant qu'organe d'enclenchement, ce qui supprime la liaison cinématique entre l'arbre de commande 1 et le pignon 4. Quand on passe en deuxième vitesse,le pignon 3 est rappelé, sous l'action du ressort 5, dans la position d'écartement normal des axes, le pignon 3 engrènant alors avec les entredents normaux du pignon 2.
Le pignon 4 entraîne par friction, par l'intermédiaire de la bague expansible 9, la bille d'enclenchement 7 qui, par suite de la grande vitesse du pignon 4, roule sur le pignon 3 sans pénétrer dans l'encoche 6. Ceci se passe également en troisième ou en quatrième vitesse, aussi longtemps que le véhicule se déplace rapidement. La sollicitation exercée axialement sur la bille 7 par le ressort 8 lorsque la rotation du pignon 4 est lente, diminue de plus en plus avec l'augmentation de la vitesse, du fait que la force centrifuge influençant la bille,engendre dans le trou oblique une composante axiale agissant contre le ressort, de sorte que, à vitesse élevée,la force du ressort diminue ou devient nulle.
Par contre, lorsque la vitesse du véhicule diminue fortement, et par conséquent aussi celle du changement de vitesse, comme par exemple peu avant l'arrêta le ressort agit de nouveau au maximum et refoule la bille dans l'encoche oblique 6 du pignon 3 qui est ainsi mis en liaison cinématique avec le pignon 4 par l'intermédiaire de la bague expansible 9 agissant comme accouplement à friction. Le mouvement de rotation est ainsi transmis par l'intermédiaire du pignon 2 à l'arbre de commande 1, qui tourne alors en sens inverse pour venir occuper la position du point mort.
Si la rotation de l'arbre de commande 1 ne correspond pas à celle du pignon 4, par exemple lorsque les crabots sont en regard l'un de l'autre, la bague expansible permet aux organes accouplés par l'organe d'enclenchement d'effectuer un mouvement angulaire relatif, jusqu'à ce que les crabots entrent dans les creux correspondants. Cette rotation de quelques degrés seulement, peut aussi être obtenue par un autre moyen, par exemple un élément élastique. Lorsque l'arbre de commande a atteint, sous l'action du pignon 4, la position de point mort, le pignon 3 est repoussé dans la position d'écartement maximum des axes par l'effet des entredents moins profonds 10 du pignon 2, la bille 7 est alors refoulée hors de l'encoche 6 du pignon 3, et l'accouplement cinématique entre le pignon 4 et l'arbre de commande 1, est interrompu.
Ceci se produit aussi bien à partir de la quatrième, de la troisième ou de la deuxième vitesse. La moitié supérieure de la Figo 2 montre la bille dans la position de repos qui correspond à celle de la moitié supérieure de la Fig. 1. c'est-à-dire les deux pignons écartés au maximum l'un de l'autre et la bille refoulée hors de l'encoche oblique 6 du pignon 3. Les moitiés inférieures des Figs. 1 et 2 montrent la bille dans la position qu'elle occupe dans l'encoche 6 du pignon 3, l'écartement des axes des deux pignons étant alors normal.
Le dispositif de commande suivant l'invention, montré sur les Figs. 3 et 4, est lui aussi destiné à un changement de vitesse à arbre de commande,mais ici le pignon destiné à entraîner l'arbre de commande ne tourne pas en sens inverse de celui de cet arbre, comme c'est le cas dans le dispositif suivant les Figs. 1 et 2, les deux arbres tournant dans le même sens. Dans ce cas, il faut monter un pignon inverseur 11' entre les pignons 2' et 3', ce qui a pour effet d'empêcher le changement d'écartement des axes, obtenus dans la forme de réalisation suivant les Figs. 1 et 2.
Pour que dans la forme d'exécution suivant les Figs. 3 et 4, il soit également possible de mettre hors de prise l'organe d'enclenchement dans la position de point mort de l'arbre de commande, on prévoit une came de relevage fixe 12', fixée au carter et faisant saillie dans l'espace annulaire libre entre le pignon 3' et le pignon 4' de sorte que la bille 7' servant d'organe d'enclenchement peut, dans la position de point mort de l'arbre de
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commande, être dégagée du pignon 3' comme le montre la partie supérieure des Figs.3 et 4. Le fonctionnement est, pour le reste y semblable celui du dispositif suivant les Figso 1 et 2 décrit ci-dessus.
Les Figs. 5 et 6 montrent une autre façon d'interrompre l'accouplement cinématique entre l'élément en rotation du changement de vitesse et le dispositif de commande. A cet effet les dents du pignon 2" monté sur l'arbre de commande 1" sont supprimées dans la région du point mort et de la première vitesse, tout comme, dans les dispositifs de starter connus, de sorte que sur un certain angle, les pignons 2" et 3" n'engrènent pas et l'arbre de commande reste donc au point mort. Une bille 7" servant d'organe d'enclenchement et qui s'engage dans un évidement 6" du pignon 3" agit, comme déjà dit,pour entraîner le pignon 2", depuis le pignon 4". Au dé- marrage le pignon 3" tourne à la même vitesse que le pignon 4".
La force centrifuge refoulant la bille 7" vers l'extérieur, celle-ci sort de l'évidement et interrompt l'accouplement cinématique. Lorsqu'on passe ensuite en deuxième ou en troisième et quatrième vitesses, le pignon 2" engrène de nouveau avec le pignon inverseur 11", mais comme l'organe d'enclenchement est libéré, l'arbre de commande peut tourner quelle que soit la vitesse du pignon 4". Lorsque cette vitesse diminue, l'àction de la force centrifuge sur la bille faiblit, jusqu'à ce que celle-ci s'engage de nouveau dans l'évidement 6", peu avant l'arrêt du véhicule, la commande s'opérant alors automatiquement jusqu'au moment où la position de point mort est atteinte.
Les Figs. 7 à 10 montrent une forme de réalisation du dispositif de commande suivant l'invention, qui convient pour un changement devitesse à enclenchement par arbre à tiroir. Dans ce cas, le moment de rotation pour le retour de l'arbre à tiroir au point mort est dérivé de l'arbre principal. A cet effet, il est prévu un manchon 15 à rainure hélicoïdale logé dans l'arbre principal creux 14 auquel il est accouplé par friction, et qui retient dans la position de point mort l'arbre à tiroir 19 venant de la position de deuxième, troisième ou quatrième vitesse, à l'aide d'une bille 18 qui sous l'action d'un ressort s'engage dans la rainure hélicoïdale 16, lorsque la vitesse de l'arbre tombe à une faible valeur déterminée.
A ce moment l'arbre à tiroir ne peut plus tourner avec l'arbre principal du fait qu'une bille 28 agissant comme organe d'enclenchement s'engage dans la rainure 24 d'un manchon fixe 22, le manchon 15 étant alors entraîné par l'arbre 14 qui continue à tourner lentement et provoquant ainsi le déplacement de l'arbre à tiroir dans la position de point mort. L'arbre à tiroir 19 repoussant de façon connue les billes d'enclenchement 20, est pourvu à son extrémité postérieure d'un porte-bille 21 tournant dans le manchon fixe 22 monté axialement dans un guidage 23 destiné à transmettre l'effort de commande à l'arbre à tiroir. Dans le manchon 22 est aménagée une rainure ex- térieure 24 suffisamment large pour qu'un coin 25,fixé dans le guidage 23,puisse s'y engager lorsque le manchon se déplace.
Ce coin a le même effet que l'encoche oblique 6 ou 6' des formes de réalisation représentées sur les Figso 1 à 4. Lorsque l'arbre à tiroir est dans la position de point mort, (voir fig. 9), le coin 25 repousse la bille 28 dans le portebille, en interrompant ainsi la liaison entre cet arbre et le manchon 22; il en est de même dans la position de première vitesse, (voir fig. 7).
Quand on passe en deuxième, troisième et quatrième vitesses, (voir Fig. 10), la bille ne peut tomber dans la rainure à cause de la grande vitesse de rotation et elle n'agit donc pas comme organe d'enclenchement. Par con- tre, lorsque peu avant l'arrêt du véhicule, la vitesse descend en dessous d'une valeur déterminée, la bille tombe du porte-bille 21 dans la rainure
24, accouplant ainsi l'arbre à tiroir au manchon fixe, ce qui arrête la rotation de l'arbre à tiroir. Mais, comme l'arbre principal continue à tour- ner, le manchon 15 est entraîné par friction et sa rainure hélicoïdale
16 exerce une poussée axiale sur une des deux billes 18 qu'un ressort 17 repousse hors du trou transversal de l'arbre à tiroir et fait pénétrer dans la rainure. L'arbre à tiroir est ainsi amené dans la position de point mort.
Directement avant d'atteindre cette position, ou dans celle- ci,le coin 25 chasse la bille 28 de la rainure 24 et l'arbre à tiroir li-
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béré peut de nouveau tourner. Pour retenir l'arbre à tiroir dans les positions correspondant aux différentes vitesses,on peut prévoir en outre dans le manchon 15 des rainures d'arrêt concentriques 27 destinées à recevoir la paire de billes 18, comme le montrent les Figs. 7, 9, et 10. Le manchon 15 accouplé par friction à l'arbre principal creux agit simultanément comme protecteur de surcharge, d'une façon semblable à la bague expansible 9 de la Fig. 2; on peut toutefois utiliser à cet effet un organe élastique intermédiaire du type connu.
Un autre but de l'invention est de débrayer l'embrayage principal dans chaque position d'enclenchement de l'arbre à tiroir, par un faible déplacement axial de l'arbre principal du changement de vitesse. A cet effet, dans un dispositif de commande suivant les Figs. 7 à 10, le guidage fixe 23, ensemble avec l'arbre 14 et l'arbre à tiroir qui y est logé, est déplacé vers l'embrayage principal dansune mesure telle que l'embrayage est débrayé. Pour que l'arbre principal puisse coulisser ainsi axialement à l'intérieur des pignons non déplaçables axialement du changement de vitesse, il est fait usage de moyens connus, montrés sur la Fig. 7.
REVENDICATIONS. ;
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1. - Dispositif de commande de changement de vitesse à rapports multiples particulièrement pour véhicules à môteur, comportant des pignons toujours en prise et leurs accouplements, caractérisé en ce qu'un organe d'enclenchement, par exemple une bille, établit automatiquement une liaison cinématique entre un élément en rotation du changement de vitesse, de préférence le pignon de sortie, et le dispositif de commande, lorsque la vitesse atteint un minimum déterminé, cette liaison étant màintenue jusqu'au moment où le dispositif de commande a été amené par l'élément en rotation du changement de vitesse, dans la position de point mort.