Brevet FR2008598A1 — publié le 19700123

L'invention concerne un changement de vitesse incorporé avec un embrayage et un engrenage dans un carter coznnnn. Les moteurs à combustion interne en ligne, notamment les moteurs de véhicules, de préférence de motocyclettes et de vélomoteurs, dont le changement de vitesses et le moteur sont placés dans un carter commun sont connus. Diverses formes de réalisation diffèrent dans la façon dont le problème posé par l'oscilla- tion des extrémités saillantes libres de l'arbre du moteur qui provoque des vibrations, du bruit et une usure rapide des raccords est résolu. La plus grande oscillation se produit sur les deux extrémités de l'arbre du moteur et celle-ci est provoquée par des pressions périodiques dirigées dans un seul sens et.qui sont la conséquence des explosions se produisant dans le cylindre du moteur et par l'action de forces massiquesdu système à manivelle. L'ordre de grandeur de l'oscillation dépend du type de moteur (à deux temps ou à quatre temps), du nombre de cylindres, de la disposition des masses et des paliers de l'arbre du moteur. Pour soulager 11 arbre du moteur et réduire l'influence de l'oscilla- tion de l'arbre sur la transmission principale, des constructiona ont été conçues dans lesquelles la transmission principale est réalisée au moyen d'une chape articulée ou d'une courroie à nervures, mais dans tous ces cas, l'embrayage est toujours placé sur l'arbre secondaire. Pour des motocyclettes ou des vélomoteurs, il faut en particulier tenir compte du fait que les moteurs sont petits et lé gers et que leur rendement dépend d'une plage très limitée des vitesses qui conviennent, dans laquelle le moteur fournit une puissance et un couple avantageux avec une consommation économique. Dans ce but, des essais ont été faits pour mettre au point des changements à quatre, cinq vitesses ou plus, et même quatorze dans des formes de réalisation de motocyclettes de course. Les changements mécaniques à plusieurs vitesses sont encombrants et leur logement nécessite l'agrandissement du carter, ou une disposition mieux adaptée des divers éléments, dans le moteur.L'augmentation de la dimension du carter constitue une possibilité cot- teuse et difficile à réaliser, car les cotes du moteur sont données à l'avance et, par conséquent, il convient mieux de placer l'embrayage sur l'arbre principal, c'est-à-dire, l'arbre du moteur. Dans les moteurs dont l'embrayage est placé sur ltextré- mité en saillie de l'rbre, l'oscillation de celui-ci est particulièrement forte. Dans ces modes de réalisation,- la transmission principale est formée de deux roues dentées placées dans le carter du moteur au voisinage du palier de l'arbre de celui-ci, c'està-dire, à proximité du centre du moteur. La roue dentée plus petite peut tourner sur I1 arbre du moteur et elle est fixée par sa surface latérale sur le tambour de l'embrayage à un seul disque ou à plusieurs disques. Le disque dlentra5nement de l'embrayage est fixé à l'extrémité en saillie de l'arbre du moteur où l'oscillation est maximale.Le débrayage est assuré par un mécanisme dont l'élément principal est un palier de butée tournant lors du débraya go tandis que la roue dentée primaire reste folle sur l'arbre tournant du moteur. L'inconvénient que présente ces constructions résiae dans le montage de la transmission primaire au voisinage des engrenages de l'arbre du moteur, ce qui a pour conséquence une mauvaise utilisation de l'espace disponible et un inconvénient supplémentaire réside dans le fait que l'oscillation de l'arbre du moteur s'ajoute au jeu de l'aaustage coulissant de la roue den tée sur l'arbre, qui provoque une rotation bruyante et mal synchronisée de la paire de roues dentées primaires, tandis que la rotation du palier de butée, lors des débrayages, provoque du bruit et une usure rapide des éléments mobiles. L'invention a pour objet une disposition permettant de réduire l'influence de l'oscillation de l'arbre du moteur sur la paire de roues dentées primaires1 de préférence d'un moteur h combustion interne à un seul cylindre à deux temps, gr ce à un montage de la roue dentée de transmission, de l'embrayage et du mécanisme de débrayage tel que le volume du changement à plusieurs vitesses soit occupé utilement, que les deux roues dentée9 primaires tournent avec précision et sans bruit et que le mécanisme de débrayage fonctionne avec précision et ne s'use que d'une façon négligeable. Selon une particularité essentielle du groupe de l'invention comprenant un changement de vitesses, un embrayage, un ensemble de roues dentées et un mécanisme de débrayage, montés dans un boitier commun constitué par le carter du moteur, le moyeu du tambour de l'embrayage est solidarisé d'une partie de- l'arbre du moteur par un å eu de lamelles et fixé par un écrou et sur I'extrémité de l'arbre est fixé un manchon coulissant de manière que l'extrémité de l'arbre et le manchon coulissant pénètrent dans le moyeu cylindrique prolongé de la roue dentée menante et le côté extérieur de la partie cylindrique prolongée de ce moyeu comporte au niveau de ces deux éléments une rainure destinée aux disques de l'embraya- ge et une découpure destinée au boulon de la tige de traction. Cette dernière est guidée axialement et peut se déplacer dans un alésage central de la roue dentée, tandis que sur son autre extrémité est calé palier dont le rebord extérieur pénètre dans des parties découpées à angle droit de deux cames de débrayage, les deux cames étant montées dans un prolongement du carter du moteur et étant munies d'une commande Bowden. Dans la partie centrale du moyeu prolongé en forme de manchon, sont fixée deux coupelles permettant d'exercer la pression axiale sur les disques du tambour. Les coupelles sont déplacées par un boulon de la tige de traction qui pénètre dans la partie découpée correspondante de la coupelle voisine de l'embrayage-. L'ensemble du changement de vitesse est également caractérisé par le fait que l'arbre du jeu des pignons et la roue dentée menée ont leurs paliers disposés dans la partie inférieure du carter, parallèlement aux groupes décrits. Ainsi, la roue dentée menée engrène avec la roue menante dont le moyeu de l'arbre a son palier unilatéral disposé dans le prolongement du carter. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ce dessin la figure 1 est une coupe axiale d'un moteur à combustion interne à deux temps à un seul cylindre avec coupe partielle du carter; et la figure 2 montre une vue en plan du mécanisme de débrayage. La figure 1 montre l'ensemble de moteur 10, l'ensemble d'embrayage 20, le manchon coulissant 30, le mécanisme de commande 40, le changement de vitesses 50 et l'ensemble de la roue dentée menante 60. La figure 1 montre également l'enveloppe ou carter Il du moteur et l'arbre 12 du moteur qui est d'une façon connue fixé au vilebrequin 13 du piston. L'arbre du moteur tourne dans des paliers 14, 14' et les garnitures 15, 15' assurent l'étanchéité du carter 11 du moteur. Le carter 11 contient le-tåmbu̲r avec les disques, la roue dentée menante et un ensemble de changement de vitesse. Le carter 11 est fermé par un couvercle latéral 16 comportant un prolongement 16a. L'embrayage 20 comprend un tambour 21 qui est fixé d'une façon appropriée, par exemple soudé par brasage à un moyeu 22, qui est fixé par le ressort 23 à un écrou 24 vissé sur la partie filetée 12a de l'arbre 12. Les dents 25a des disques d'en traSnement 25 sont introduites dans des rainures du tambour 21. Entre ces disques d'entrainement, les disques entratnés 26 sont placés de façon que leurs dents 26a pénètrent dans la raire 64 du moyeu prolongé en forme de manchon 60b de la roue dentée menante 60. Du côté du piston du moteur, l'ensemble de disques est fixé par une bague de protection 27 introduite dans une rainure du moyeu prolongé. La roue dentée menante 60 présente un moyeu de section réduite, 60a destiné au palier 61 ayant son siège dans le prolongement 16a du carter et une partie en forme de manchon 60b ayant sur son côté externe la rainure axiale 64 mentionnée ci-des- sus,-suivle d'une partie découpée circulaire 63.La partie d'extrémité l2b de l'arbre du moteur s'détend dans la partie en forme de manchon 60b et présente un manchon glissant à deux côtés 30 fixé à celle-ci. Une coupelle 41 du mécanisme de commande appuie contre l'ensemble de disques tandis qu'une coupelle symétriquement inverse 41' est fixée auvmoyeu prolongé 60b, de sorte qu'un ressort 42 écarte de façon permanente les deux coupelles. La coupelle 41 peut fléchir sous la force du ressort et transmettre la poussée axiale à l'ensemble de disques de l'embrayage. Un boulon 44 fixé à demeure à la tige de-traction 43 qui glisse dans un alésage de la roue dentée 60 traverse une partie-découpée correspondante de la coupelle voisine du groupe 41 de disques d'embrayage.A l'extrémité opposée de la tige est fixé un palier 45 dont le rebord périphérique pénètre dans des parties découpées sous un angle de 900, 46a et 46au, des cames. 46 et 46' qui sont guidées dans des alésage ges correspondants du prolongement 16a du couvercle 16. L'arbre secondaire 54 est monté dans la partie inférieure du couvercle 16 à l'aide de paliers 51, 51' et supporte un ensemble 52 de pignons de changement de vitesse et une grande couronne dentée primaire de transmission 53 engrenant avec la roue dentée 60. Les détails du mécanisme de commande ou des cames, respectivement, sont évidents à partir de la figure 2 qui montre les leviers de cames 49, 49' à travers lesquels passe la commande Bowden 47. Parallèlement à cette dernière est ajusté le ressort de rappel 48. A côté des deux cames 46, 461 la figure montre également la tige de traction 43 avec son palier 45. Le fonctionnement des ensembles du groupe a déjà été décrit en partie lorsqu'on décrit des éléments individuels -de ce dernier. Les disques entraSnés 26 sont guidés dans la rainure correspondante du moyeu prolongé 60b, tandis que les disques d'entraine- ment 25 pénètrent dans les rainures correspondantés du tambour 21 de l'embrayage. Les disques d'embrayage reposent sur la bague de protection 27 introduite dans le moyeu prolongé 60b,tandis que sur l'autre côté, une poussée axiale est fournie sur les disques par le ressort 42 placé entre les deux coupelles 41,41(. Le boulon 44 de la tige de traction 43, qui est mobile axialement dans l'alésage de la roue dentée 60, pénètre dans la partie découpée de la coupelle 41 pouvant se déplacer sur le moyeu prolongé 60b. L'extrémité antérieure de la tige 43 présente un palier à billes 45 fixé à demeure et sur la périphérie externe duquel appuient deux parties découpées sous un angle de 900, 46a, 46å' des cames 46, 46'. Lorsqu'on débraye, le mouvement de la pédale ou de la commande Bowden 47 est transmis sur les cames 46,46', de sorte que la force est divisée uniformément entre les deux cames en raison du fait qu'elles ne reposent que sur le roulement 45. La pression équilibrée s'exerçant sur les deux côtés du roulement 45 empêche les forces radiales d'agir sur la tige 43 et garantit un mouvement axial libre. Le ressort de rappel 48 tend la commande Bowden 47 et ramène les cames 46, 46' lors d'un débrayage. A cet instant, lorsque le mouvement du levier de l'embrayage, de la commande Bowden 47, des cames 46, 46' et de la tige de traction 43 est transmis par l'intermédiaire du boulon 44 à la coupelle 41, le ressort 42 est chargé et la pression s'exerçant sur le disque d'embrayage diminue. Le tambour 21- de l'embrayage supportant les disques d'entrainement 25 continue à tourner avec l'arbre 1? du moteur, tandis que les disques26 entratnés avec la roue dentée 60, la couronne de transmission-53, l'arbre de transmission 54, l'ensemble 52 de pignons de transmission et le palier 45 de la tige 43 restent à l'arrêt. La solution sus-mentionnée du problème technique posé présente ltavantage que ltem brayage est disposé dans le carter, au voisinage du centre du moteur, tandis que la transmission primaire comprenant les roues dentées 60 et 53 est-disposée au voisinage du couvercle 16 du moteur. Ainsi, la roue dentée 60 et le tambour 21 de l'embrayage sont séparés et prévus chacun dans son propre palier- le tambour de I'embrayage en même temps que l'arbre 12 du moteur étant disposés dans les paliers 14,14' et la roue dentée 60 disposée dans le palier 61 étant placée dans le prolongement 16a. L'extrémité en saillie 12b de l'arbre 12 du moteur pénètre par un manchon 30 coulissant des deux côtés dans le moyeu prolongé en forme de manchon 60b de façon que le manchon coulissant 30 serve de jonction articulée.Les flexions de l'arbre du moteur qui se manifestent pendant l'oscillation de son extrémité ne sont pas complètement transmises à la roue dentée 60, mais seulement la fraction dépassant le jeu du- manehon 30. Bes oscillations transmises sont réduites linéairement vers le palier 61 du couvercle 16 du moteur. L'influence de cette oscillation sur cette roue dentée, qui est disposée au voisinage du palier, est très faible, ce qui entraîne une rotation silencieuse, précise et parfaite des roues dentées 60 et 53. Etant donné que le tambour 21 est fixé à l'arbre 12, tous les autres éléments de l'embrayage sont disposés sur le c8- té entraSné et par conséquent, ne peuvent pas tourner lors d'un débrayage. La tige de traction 43 écarte les deux cames 46,46' qui ne reposent que sur le roulement 45. Ainsi, l'influence de forces radiales agissant sur les mouvements axiaux de la tige est empêchée, ce qui amène un fonctionnement libre du mécanisme de débrayage. La transmission primaire, qui comprend les roues dentées 60 et 53, étant disposée à proximité du carter 16 du moteur, il subsiste un espace suffisant dans le changement de vitesse pour y placer plusieurs pignons. 3ien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et est.susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de ltinven- tion. REVENDICÂT IONS 1. Changement de vitesse comprenant un embrayage et un engrenage installés dans le carter d'un moteur, caractérisé par le fait que le tambour de 11 embrayage est disposé sur l'arbre du moteur, à proximité du palier et sur pignon menant logé dans un prolongement du couvercle et supporté unilatéralement,comporte un prolongement du moyeu de section réduite, en forme de manchon qui supporte librement l'extrémité de l'arbre du moteur munie d'un ;;manchon coulissant dans les deux sens et qui supporte également un ensemble de disques, un alésage central dudit pignon guidant une tige rotative de traction supportée d'un seul côté et tminie d'un boulon permettant le débrayage et la partie inférieure du couvercle formant le logement d'un arbre rotatif supportant un groupe de pignons et une couronne dentée de transmission engrenant avec ledit pignon menant. 2. Changement de vitesse selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyeu de l'embrayage, sur lequel un tambour est rapporté de manière convenable, par exemple soudé par brasage, est fixe à l'arbre du moteur par une clavette et retenu sur la. partie filetée de l'arbre par un écrou de sécurité. 3. Changement de vitesse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'un embrayage monté à proximité du centre du moteur comporte des disques dlentraSnement dont les dents pénètrent dans le tambour et qui tournent avec l'arbre du moteur, les disques entraînés étant guidés dans une rainure dudit prolongement en forme de manchon du moyeu dudit pignon menant et restant immobiles avec la couronne dentée menée de l'arbre de transmission en cas de débrayage. 4. Changement de vitesse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'une extrémité du mécanisme de commande consiste en deux coupelles entre lesquelles est intercalé un ressort de rappel, ces coupelles étant montées dans une gorge dudit prolongement du moyeu en forme de manchon du pignon menant et l'une des coupelles comportant une rainure dans laquelle pénètre un boulon de ladite tige de traction lors d'un débrayage. 5. Changement de vitesse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le côté opposé du mécanisme de commande consiste en deux cames entre lesquelles un ressort est t monté perpendiculairement à l'axe de la tige de traction et dont les extrémités sont reliées parallèlement au ressort, à une commande par cible Bowden, les cames comportant des entailles à angle droit dans lesquelles pénètre le rebord extérieur du roulement de la tige de traction mobile axialement, de manière que lors d'un débrayage, les forces de la pédale mobile ou du levier de l'embrayage sont équilibrées par la commande 13owden sur les deux côtés du roulement en empêchant ainsi l'influence de forces radiales et en assurant un mouvement axial libre de cette tige.