La présente invention se rapporte à un dispositif de transmission de vitesse pour le déplacement d'un véhicule automobile ainsi qu'à un groupe motopropulseur utilisant ce dispositif de transmission de vitesse.

Elle vise plus particulièrement mais non exclusivement un véhicule motorisé de type deux-roues ou trois-roues.

Dans la demande de brevet français N° 14/54 987 du demandeur, ce dispositif de transmission comprend un arbre moteur portant deux roues dentées menantes, un arbre récepteur portant deux roues dentées menées et un arbre intermédiaire de transmission de mouvement portant des roues dentées fixes sur cet arbre et coopérant avec les roues dentées de l'arbre moteur et de l'arbre récepteur.

Dans ce dispositif de transmission, les roues dentées menantes sont portées, de manière folle, par l'arbre moteur en pouvant être reliées à cet arbre par un accouplement à commande contrôlée pour l'une des roues et par un accouplement automatique unidirectionnel pour l'autre des roues. Les roues dentées menées sont également portées de manière folle par l'arbre récepteur en pouvant être reliées à cet arbre par un accouplement à commande contrôlée pour l'une des roues et par un accouplement automatique unidirectionnel pour l'autre des roues. Lors du fonctionnement de cette transmission, il a pu être constaté que l'accouplement unidirectionnel, typiquement une roue libre, entre l'arbre moteur et la roue dentée menante pouvait atteindre une vitesse très élevée lorsque cette roue dentée menante était en mode roue libre.

Cette vitesse pouvait dépasser les 15 000 tr/mn, ce qui est en dehors de la limite de fonctionnement de la roue libre. En effet, lorsque l'accouplement à commande contrôlée de l'arbre moteur est engagé, l'arbre intermédiaire est entraîné et lui-même entraîne la roue dentée munie d'une roue libre se trouvant sur l'arbre moteur à une vitesse supérieure à celle de l'arbre moteur.

Suivant les rapports de réduction choisis, et lorsque le régime de l'arbre moteur est élevé, le régime de la roue libre peut alors être très élevé.

De ce fait, cette vitesse élevée risque de détériorer la roue libre en l'empêchant d'exercer par la suite sa fonction d'accouplement automatique unidirectionnel et, dans des cas extrêmes, d'entraîner un dysfonctionnement grave de la transmission, voire un arrêt total de la transmission de mouvement entre l'arbre moteur et les arbres intermédiaire et récepteur.

La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus grâce à un dispositif de transmission de vitesse de réalisation simple et peu coûteuse et qui préserve l'intégrité de la roue libre.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif de transmission pour véhicule automobile, notamment véhicule à au moins deux roues, comprenant un arbre moteur portant au moins deux roues dentées menantes, un arbre récepteur portant au moins deux roues dentées menées et un arbre intermédiaire de transmission de mouvement portant des roues dentées fixes, caractérisé en ce que le dispositif comprend une roue dentée montée folle sur l'arbre intermédiaire au travers d'un accouplement automatique unidirectionnel et coopérant avec une roue dentée menante.

L'une des roues dentées menantes peut être portée fixement par l'arbre moteur en coopérant avec la roue dentée montée folle sur l'arbre intermédiaire et l'autre des roues dentées menantes est portée de manière folle sur l'arbre moteur en étant associé à un accouplement à commande contrôlée pour sa liaison avec ledit arbre.

L'une des roues dentées menées peut être montée folle sur l'arbre récepteur en étant associé à un accouplement à commande contrôlée pour sa liaison avec ledit arbre et l'autre des roues dentées menées est montée folle sur l'arbre récepteur au travers d'un accouplement automatique unidirectionnel.

L'une des roues fixes portées par l'arbre intermédiaire peut coopérer avec l'une des roues menantes et l'une des roues menées, et l'autre des roues fixes portées par cet arbre peut être coopérer avec l'autre des roues menées.

Le dispositif peut comprendre une bande fermée sur elle-même reliant les roues dentées.

La bande fermée sur elle-même peut comprendre une chaîne.

La bande fermée sur elle-même peut comprendre une courroie. L'accouplement automatique unidirectionnel peut comprendre une roue libre.

L'accouplement à commande contrôlée peut comprendre un embrayage à disque. L'invention concerne également un groupe motopropulseur, notamment pour véhicule automobile à au moins deux roues, comprenant un moteur à combustion interne, un dispositif de transmission de vitesse et une voie motrice, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de transmission de vitesse tel que mentionné ci- dessus.

Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle est annexée la figure unique qui est un schéma montrant le dispositif de transmission de vitesse selon l'invention.

En considérant la figure unique, le dispositif de transmission de vitesse 10 comprend un arbre moteur 12, généralement relié à un moteur, en particulier un moteur à combustion interne, un arbre récepteur 14 qui transmet son mouvement de rotation, directement ou indirectement, aux roues du véhicule automobile, et un arbre intermédiaire 1 6.

L'arbre moteur 12 porte deux roues dentées 18 et 20 de diamètre différent et un accouplement à commande contrôlée 22 pour la roue 20.

La roue dentée 18 (dénommée petite roue dentée) est fixement placée de sur l'arbre moteur 12 alors que l'autre roue dentée 20 (ou grande roue dentée) est placée sur un fourreau 24 entourant l'arbre 12 en étant libre en rotation sur cet arbre mais fixe en translation. L'accouplement à commande contrôlée 22, qui peut être un embrayage à disque de friction ou un synchroniseur, permet de relier en rotation la roue 20 avec l'arbre moteur 12 au travers du fourreau 24.

Pour des raisons de simplification dans la suite de la description, les roues dentées 18 et 20 sont dénommées roues dentées menantes.

Comme illustré sur la figure à titre d'exemple, l'accouplement à commande contrôlée 22 est un embrayage à disque de friction. Cet embrayage comprend un plateau de réaction 26 fixe sur l'arbre moteur 12, un plateau de pression 28, libre en translation mais fixe en rotation avec le plateau de réaction en étant commandé en déplacement vers le plateau de réaction par tous moyens connus, comme des leviers 30, et un disque de friction 32 libre en translation sur le fourreau 24 mais fixe en rotation avec celui-ci en étant placé entre le plateau de pression et le plateau de réaction.

L'arbre récepteur 14 qui est sensiblement parallèlement à l'arbre moteur 12 porte, comme pour l'arbre moteur 12, deux roues dentées menées 34 et 36 de diamètre différent. La roue dentée 34 (petite roue dentée menée) est placée sur un fourreau 38 entourant l'arbre récepteur 14 en étant libre en rotation sur cet arbre mais fixe en translation. Cette roue dentée 34 a la possibilité d'être reliée en rotation à cet arbre récepteur par un accouplement à commande contrôlée 40, comme un embrayage à disque de friction ou un synchroniseur. Comme pour l'accouplement à commande contrôlée placé sur l'arbre moteur, l'accouplement à commande contrôlée 40 est ici un embrayage à friction avec un plateau de réaction 42 fixe sur l'arbre récepteur, un plateau de pression 44, libre en translation mais fixe en rotation avec le plateau de réaction, en étant commandé en déplacement vers le plateau de réaction par tous moyens connus, comme des leviers 46, et un disque de friction 48 libre en translation sur le fourreau 38 mais fixe en rotation avec celui-ci.

La roue dentée 36 (grande roue dentée menée) est placée sur l'arbre récepteur 14 au travers d'un accouplement automatique unidirectionnel 50, comme une roue libre.

Bien entendu, il est à la portée de l'homme du métier de prévoir des moyens connus, comme des actionneurs hydrauliques ou électriques ou mécaniques, pour actionner les leviers 30 et 46 en fonction du rapport de vitesse souhaité.

L'arbre intermédiaire de transmission de mouvement de rotation 1 6 est placé sensiblement parallèlement à l'arbre moteur 12 et à l'arbre récepteur 14. Cet arbre porte deux roues dentées intermédiaires fixes 52 et 54 de diamètre diffèrent et un roue dentée intermédiaire 56 montée folle sur cet arbre. Cette roue montée folle est associée à un accouplement automatique unidirectionnel 58, sous la forme d'une roue libre.

Il est à noter que les deux roues dentées intermédiaires fixes 52 et 54 peuvent être de même diamètre, ce qui est nécessaire c'est que le rapport de réduction entre la roue intermédiaire folle 56 et la petite roue menante 18 soit inférieur à celui entre la petite roue intermédiaire 54 et la grande roue menante 20.

De même, les deux roues dentées menantes 18 et 20 peuvent être de même diamètre. Dans ce cas, il est important que le rapport de réduction entre la roue intermédiaire folle 56 et la petite roue menante 18 soit inférieur à celui entre la petite roue intermédiaire 54 et la grande roue menante 20. Comme mieux visible sur la figure, la roue dentée intermédiaire 56, montée folle, coopère avec la petite roue dentée menante fixe 18, la grande roue dentée intermédiaire fixe 52 coopère avec la petite roue dentée menée folle 34 et la petite roue dentée intermédiaire fixe 54 coopère avec la grande roue dentée menante folle 20 et la grande roue dentée menée folle 36.

Ceci permet de réaliser trois chemins de transmission de mouvement en rotation, un premier chemin A entre la petite roue dentée menante 18 et la roue dentée intermédiaire folle 56, un autre chemin B entre la grande roue dentée intermédiaire fixe 52 et la roue dentée menée folle 34 et enfin un dernier chemin C entre la grande roue dentée menante 20, la petite roue dentée intermédiaire 54 et la grande roue dentée menée 36.

Sur la figure, les différentes roues de chaque chemin de transmission de mouvement de rotation sont reliées entre elles par une bande fermée sur elle- même, comme une chaîne ou une courroie, de préférence crantée intérieurement et/ou extérieurement.

A titre d'exemple illustré sur la figure, il est prévu une chaîne 60 pour relier la grande roue dentée menante 20, la petite roue dentée intermédiaire 54 et la grande roue dentée menée 36, une chaîne 62 pour relier la grande roue dentée intermédiaire 52 et la petite roue menée 34 et une chaîne 64 pour relier la petite roue menante 18 et la roue dentée intermédiaire folle 56. Cela a pour effet de pouvoir modifier l'emplacement des arbres et de les placer à distance les uns des autres selon l'encombrement disponible tout en assurant la transmission du mouvement de rotation entre ces arbres.

Bien entendu et cela sans sortir du cadre de l'invention, il peut être prévu de se dispenser de chaîne et de faire coopérer les roues par engrènement mutuel.

Ce dispositif de transmission ainsi configuré permet de réaliser quatre rapports de vitesse. Dans un de ces rapports de vitesse, lors de la rotation de l'arbre moteur et dans la position débrayée des embrayages 22 et 40, la petite roue dentée menante 18 est entraînée en rotation par sa liaison avec l'arbre 12. Cette rotation de la roue 18 est ensuite transmise à la roue dentée intermédiaire folle 56 qui, sous l'effet de la roue libre 58, est reliée à l'arbre intermédiaire 1 6 en l'entraînant en rotation. La rotation de cet arbre est transmise aux roues dentées intermédiaires fixes 52 et 54.

Lors de cette rotation, la grande roue dentée intermédiaire 52 entraîne en rotation la petite roue dentée menée 34 alors que la petite roue dentée intermédiaire 54 entraîne en rotation la grande roue dentée menée 36. Cette grande roue menée retransmet cette rotation à l'arbre récepteur 14 grâce à l'action de la roue libre 50.

Bien entendu, comme les deux embrayages 22 et 40 sont inactifs, ni la grande roue menante 20, ni la petite roue menée 34 ne transmettent leur rotation à l'arbre moteur ou à l'arbre récepteur et tournent de manière folle sur ces arbres.

Dans un autre rapport de vitesse, l'arbre moteur est en rotation et l'embrayage 22 de l'arbre moteur est en position débrayée alors que l'embrayage 40 de l'arbre récepteur est en position embrayée. La petite roue dentée menante 18 est entraînée en rotation par sa liaison avec l'arbre 12. Cette rotation de la roue 18 est ensuite transmise à la roue dentée intermédiaire folle 56 qui, sous l'effet de la roue libre 58, est reliée à l'arbre intermédiaire 1 6 en l'entraînant en rotation. La rotation de cet arbre est transmise aux roues dentées intermédiaires fixes 52 et 54.

La rotation de la grande roue dentée intermédiaire 52 est alors transmise à la petite roue dentée menée 34. De par la liaison du fourreau 38 portant cette petite roue dentée menée avec l'arbre récepteur sous l'action de l'embrayage 40, la rotation de cette petite roue dentée est alors transmise à l'arbre récepteur 14.

La rotation de la petite roue intermédiaire 54 entraîne la rotation de la grande roue dentée menée 36. Cependant, compte tenu du différentiel de vitesses de rotation entre la roue menée 36 et l'arbre récepteur 14, ce dernier est désaccouplé de la roue menée par l'inaction de la roue libre 50.

La rotation de cette petite roue intermédiaire 54 entraîne la rotation de la grande roue dentée menante 20 mais, compte tenu de la position débrayée de l'embrayage 20, la grande roue menante 20 liée au fourreau 24 tourne de manière folle sur l'arbre moteur 12.

Pour un autre rapport de vitesse, l'arbre moteur est en rotation et l'embrayage 22 de l'arbre moteur est en position embrayée alors que l'embrayage 40 de l'arbre récepteur est en position débrayée. La grande roue menante 20 est alors entraînée en rotation par l'arbre moteur par l'action de l'embrayage 22 et la petite roue menante 18 est également entraînée en rotation de par sa liaison fixe avec l'arbre moteur.

La rotation de la grande roue menante 20 est communiquée à l'arbre intermédiaire 16 par la grande petite roue intermédiaire 54 qui la transmet à la grande roue menée 36. Compte tenu du différentiel de vitesses de rotation entre la grande roue menée et l'arbre récepteur 14, cette roue est accouplée à cet arbre par la roue libre en lui transmettant son mouvement de rotation.

La rotation de l'arbre intermédiaire entraîne également la rotation de la grande roue intermédiaire fixe 52, mais étant donné que l'embrayage 40 est en position débrayée cette rotation n'a aucun effet sur l'arbre récepteur.

De plus, compte tenu du différentiel de vitesses de rotation entre la roue intermédiaire folle 56 et l'arbre intermédiaire 1 6, la roue libre est inactive, la roue intermédiaire 56 tourne alors de manière folle sur l'arbre intermédiaire 1 6.

En considérant les deux rapports de réduction R1 et R2, respectivement entre la roue intermédiaire folle 56 et la roue menante 18, et entre la roue intermédiaire 54 et la grande roue menante 20, avec R1 <R2. Dans le cas de la demande français N°14/54 987 de l'art antérieur mentionné ci-dessus, le différentiel de vitesses vu par la roue libre sur l'arbre moteur est de R2/R1 , alors que, dans le cas de la présente invention, le différentiel de vitesses vu par la roue libre 58 sur l'arbre intermédiaire 1 6 est de R2 ^* R1 . De ce fait, le différentiel de vitesses dans le cas de l'invention est plus faible que dans le cas de l'art antérieur précité.

Enfin pour le dernier rapport, les deux embrayages 22 et 40 sont en position embrayée et l'arbre moteur est en rotation. La rotation de cet arbre moteur 12 est transmise, par l'action de l'embrayage 22, à la grande roue menante 20 qui la transmet à la petite roue dentée intermédiaire fixe 54 de l'arbre intermédiaire 1 6. La rotation de ce dernier est transmise à la petite roue menée 34 par l'intermédiaire de la grande roue dentée intermédiaire fixe 52. L'arbre récepteur 14 est alors entraîné en rotation par l'action de l'embrayage 40 qui relie la petite roue dentée menée à cet arbre.

Dans cette configuration, la rotation de l'arbre intermédiaire 1 6 entraîne également, par l'entremise de la roue dentée intermédiaires 54, la rotation la grande roue dentée menée 36. Comme déjà mentionné, compte tenu du différentiel de vitesses de rotation entre la grande roue menée 36 et l'arbre récepteur 14, et entre l'arbre intermédiaire 1 6 et la roue dentée intermédiaire folle 56 entraînée en rotation par la petite roue menante 18, ces roues 36 et 56 sont désaccouplées respectivement de l'arbre récepteur et de l'arbre intermédiaire.

Ainsi, le dispositif de transmission tel que décrit ci-dessus permet de réaliser quatre rapports de vitesse avec l'avantage de disposer d'une roue libre associée à une roue dentée sur l'arbre intermédiaire pour éviter une vitesse de rotation élevée de cette roue libre.

Comme précédemment mentionné ce dispositif de transmission de vitesse 10 peut être appliqué à un groupe motopropulseur de véhicule automobile, notamment un véhicule à au moins deux roues.

Ce groupe comprend donc un moteur de propulsion, ici un moteur à combustion interne (non représenté) relié directement ou indirectement à l'arbre moteur 12, le dispositif de transmission de vitesse 10 décrit ci-dessus et une voie motrice du véhicule connectée directement ou indirectement à l'arbre récepteur 14.

A titre d'exemple, pour un véhicule à deux ou trois roues, cet arbre récepteur sera relié à la roue motrice (ou aux roues motrices) directement au travers d'une chaîne, d'une courroie ou d'un train d'engrenages ou indirectement par un essieu moteur portant les roues motrices.