Au Coin du Tricar

La Poulie NSU-Kupke


Gera, manège vélocipédique Fr. Kupke
lithographie environ 1898

Le réducteur planétaire à deux vitesses et embrayage que l'on connaît comme "changement NSU" ou "poulie NSU" est, non seulement en France, tellement associé à la marque de Neckarsulm que son inventeur est peu connu.
Kupke, mandrins à serrage rapideLedit changement fut breveté (D. R. P. 187236, demandé le 26 octobre 1905) par Friedrich Wilhelm Kupke, qui était originaire de Gera / Reuss (Thuringe), où la famille possédait dès 1887 une fabrique d'outillage. Kupke a accordé des licences entre autres à NSU, mais il fabriquait aussi lui-même la "poulie Kupke" dans l'usine de Gera. La poulie NSU et la poulie Kupke, qui figure dans des catalogues français de fourniture pour cycles et autos (p. ex. celui de M. Thunn), sont donc pratiquement identiques.

Friedrich ("Fritz") W. Kupke était membre du comité de la Fédération Cycliste Allemande dans le district de Thuringe en 1898 et exploitait jusqu'à la Première Guerre mondiale un magasin de bicyclettes au 13, Rossplatz, ainsi qu'un manège vélocipédique au 22, Waldstrasse à Gera (voir la lithographie ci-dessus). Dans les années vingt et trente la fabrique d'outillage produisait surtout des changements de vitesse et les célèbres mandrins de perçage à serrage rapide brevetés par Fritz Kupke (ci-contre). En 1945, la fabrique Kupke fut démontée et l'arsenal technique et les machines furent emportés par les Russes en guise de réparation. 
 
Gera, l'usine Kupke
Friedrich W. Kupke Werkzeugfabrik (fabrique d'outillage), 1938

 
Le changement planétaire NSU / Kupke

Le brevet français de F. W. Kupke. Nº 366.992, Mécanisme de commande à vitesses variables pour cycles et automobiles. (Cliquez sur les imagettes pour les agrandir).
 
 Friedrich Kupke, brevet pour changement de vitesse, 1905

          
 
Le changement épicycloïdal Kupke à deux vitesses et embrayage offrait le grand avantage d'être facilement adaptable à un moteur quiconque en changeant la poulie de transmission, à condition, toutefois, que la longueur de l'arbre moteur (distance a - a, dessin ci-dessous) et son cône soient appropriés. Afin que cette condition soit remplie, le client était prié d'envoyer au fabricant la poulie originale avec contre-écrou ou un croquis exact de l'arbre moteur permettant de faire la poulie NSU / Kupke sur mesure.
Étant le changement planétaire le plus petit sur le marché, il fut employé surtout sur des motocyclettes, grâce à sa taille très réduite et son poids additionnel insignifiant, mais il équipa aussi les tricars NSU à partir de 1905. Le rapport de réduction est de 3 : 2 environ (35 % environ).
 
Description de la version réalisée par N.S.U. d'après le brevet de Kupke
 
Sur ce changement planétaire, on obtient la petite vitesse en immobilisant la roue centrale (roue soleil) et la grande vitesse en accouplant la roue centrale avec le porte-satellites au moyen d'un embrayage sous forme d'un disque à friction étant sous la pression d'un ressort.
 
Dans le texte qui suit, les chiffres font référence au dessin à gauche et les lettres désignent les mêmes composants dans le dessin ci-dessous. (Agrandir le dessin).
changement planétaire NSUSur l'arbre moteur est fixé au moyen d'une clavette (d) le cône 3a (a) formant la partie finale d'une douille et qui est rivetée au corps 3b (b) à denture intérieure. Dans un coussinet à billes tourne folle sur le cône 3a (a) la poulie 1 (e) qui est boulonné sur le porte-satellites 9 (f) et sécurisée par un contre-écrou 2. Les quatre pignons satellites 5 (h), qui sont logés sur les axes 7 (g), engrènent à la fois avec la denture intérieure du corps 3b (b) et avec la roue soleil 4 (k), laquelle est reliée de manière séparable au cône à friction 10 (m) par un accouplement à griffes (l). À l'intérieur du cône à friction 10 (m) se trouve un manchon 13 (q) qui est maintenu en place par un disque 14 (o). Celui-ci est maintenu par ses languettes dans les fraisures "n" pratiquées dans le cône à friction 10 (m) au moyen d'une rondelle de blocage 15 qui est logée dans une rainure usinée dans le cône 10 (m). À l'intérieur du manchon 13 (q) est mis sous tension le ressort 17 (s) dont la fonction est d'exercer une pression permanente sur les anneaux 16 (t) et 18 (u). L'anneau 18 (u) se maintient en place en s'accolant à l'anneau "u1", qui est muni d'évidements et qui est emboîté sur la douille du cône 3 (a) de manière non rotative. Les deux anneaux sont maintenus en place par la douille filetée 20 (u2).
Le cône 3 (a) et avec lui l'ensemble du changement est maintenue sur l'arbre conique du moteur par l'écrou prolongé 22.
L'ensemble est enfermé dans la boîte 21 (v) qui est traversée sur les deux côtés par les méplats rectangulaires "q1" du manchon 13 (q). Sur la partie frontale de la boîte 21 (v) se trouve un étrier 29 (w). Les extrémités inférieures de cet étrier sont coupées sur un angle, de manière à former deux surfaces inclinées "w1" en forme de coins qui entrent en engagement avec les deux chevilles 31 (r) disposées latéralement sur deux méplats rectangulaires du manchon 13 (q). La face arrière 32 de l'étrier est accolée à des évidements verticaux de la boîte 21 (v). L'étrier 29 (w) se termine en un écrou à filet carré qui porte la vis 28 (y). Celle-ci est munie d'un tenon 30 (z) qui traverse la boîte 21 (v) et qui saille dans un évidement dans la douille 13 (q).
 
changement planétaire NSU, dénommé "Neckarsulmer Doppelübersetzung"
(agrandir)
 
Le changement est commandé par une longue manivelle surnommée "Pfeffermühle" (moulin à poivre) qui est fixée sur le tube horizontal du cadre. La rotation de cette manivelle fait subir et baisser l'étrier 29 (w) grâce au filetage à pas rapide de la tige 28 (y). En la tournant vers l'avant, comme sur la photo, le conducteur enclenche la grande vitesse, la position médiane correspond au point mort et la rotation de la manivelle vers l'arrière enclenche la petite vitesse.
 
Grande vitesse : avec la manivelle tournée vers l'avant, l'étrier 29 (w) se trouve dans sa position la plus basse, de sorte que les chevilles 31 (r) se trouvent eux aussi assez bas sur les deux surfaces inclinées "w1" de l'étrier 29 (w). Par conséquent, le manchon 13 (q) s'éloigne de l'anneau 16 (t) et celui-ci presse au moyen du ressort 17 (s) le cône 10 (m) dans le cône femelle du porte-satellites 9 (f). Il s'ensuit que la roue soleil 4 (k) est rigidement solidaire du porte-satellites 9 (f) et que les pièces 10 (m) et 9 (f) ont la même vitesse de rotation. De cette façon, l'arbre moteur (c) et les pièces 3 (a) / 3 (b), la poulie 1 (e), le porte-satellites 9 (f), les pignons satellites 5 (h) , le cône 10 (m) et la roue soleil 4 (k) forment un ensemble rigide et, comme les pignons planétaires sont aussi immobilisés, la poulie 1 (e) tourne à la même vitesse de rotation que l'arbre moteur. Outre les pièces déjà mentionnées, les pièces 17 (s), les anneaux 16 (t), 18 (u), 19 (u1), la douille filetée 20 (u2) et l'écrou prolongé 22 tournent aussi à la même vitesse ; seulement le manchon 13 (q), la boîte 21 (v) et l'étrier 29 (w) sont à l'arrêt. Les chevilles 31 (r) se trouvant au point le plus bas des surfaces inclinées de l'étrier 29 (w), la douille 13 (q) ne subit aucune tension ni pression.
 
Point mort : quand on tourne la manivelle de commande à droite, en position "point mort", le boulon fileté 28 (y) exerce une pression sur la boîte 21 (v), l'étrier se relève et ses surfaces inclinées "w1" agissent sur les chevilles 31 (r) du manchon 13 (q) en le déplaçant vers la gauche. Le manchon 13 (q) agit sur l'anneau 16 (t), le ressort 17 (s) se comprime. En conséquence, le cône 10 (m) est soulagé et est donc libre de se mouvoir conjointement avec la roue soleil 4 (k). La poulie 1 (e) ainsi que le porte-satellite 9 (f) s'immobilisent ; l'arbre moteur et la couronne à denture intérieure 3 (b) tournent sans transmission de puissance.
 
Petite vitesse : quand on tourne encore plus le boulon fileté 28 (y) — la manivelle étant en position "petite vitesse" — les surfaces inclinées "w1" se déplacent vers le haut et le manchon 13 (q) est poussé encore plus à gauche, jusqu'à ce que le disque à friction 14 (o) soit coincé entre elle et la boîte 21 (v), et empêche la rotation du manchon 13 (q). Étant donné que ce disque 14 (o), comme déjà mentionné, est relié aussi au cône 10 (m) et donc également à la roue soleil 4 (k), celle-ci est aussi immobilisée. La couronne à denture intérieure 3 (b) tourne donc avec l'arbre moteur à la même vitesse, comme dans la position "point mort", mais comme la roue soleil 4 (k) est immobilisée, les pignons planétaires 5 (h) se déroulent sur elle, de sorte que la vitesse de rotation est réduite de 3 : 2 environ.
 
La rotation de la manivelle étant limitée vers la droite et vers la gauche, le changement de vitesse n'exige aucune attention particulière. Mais, comme sur chaque embrayage à friction, il faut prendre soin de faire passer la manivelle lentement du centre (point mort) en arrière ou en avant pour éviter que les disques à friction n'exercent pas de secousses soudaines sur le moteur.
 

Nouvelle version du changement planétaire Kupke / NSU
 
Probablement entre 1911 et 1913 apparut une nouvelle version du réducteur épicycloïdal Kupke / NSU. La principale différence avec la version antérieure concerne le mécanisme de commande.
 
changement planétaire Kupke / NSU
 
Le manchon à l'intérieur de la douille du cône à friction n'est plus déplacé à l'aide d'un étrier, mais au moyen d'un mécanisme fixé en appui rotatif sur une tige qui est disposée transversalement sur le front du changement. Cette modification, qui est plus simple et moins sujette aux pannes, permet l'utilisation de différentes modes de commandes. Le changement peut être désormais commandé soit par une manivelle, soit par une pédale, soit par un levier à main.
 
Kupke, poulie à changement de vitesse et débrayage, 1914, catalogue Thunn
 La poulie Kupke ("Hupke" est un erreur typographique)

Pour side-cars et cyclecars, ce changement pouvait être muni d'un embrayage de la petite vitesse à disques multiples au lieu de l'embrayage monodisque de la version standard. Également disponible était une version à roue dentée pour transmission à chaîne. 
 
 moteur Lurquin-Coudert et levier de commande de la poulie Kupke / NSU
À gauche : le monocylindre Lurquin-Coudert à soupapes latérales présenté au Salon 1913 est muni d'une poulie NSU commandée par pédale. À droite : nouveau levier à main breveté par NSU.
 
Un levier à main destiné à remplacer la manivelle de commande fut breveté en 1912/1913 par N.S.U. 
Le levier (f), qui se déplace sur un secteur à dents (k), porte à son extrémité inférieure un excentrique (f1) qui s'appuie sur une boule (i) et une tige (h) fixée dans sa position. Cette tige sert de guidage d'un tube "d" qui peut coulisser en longueur. Quand le levier est poussé vers la gauche, la came de l'excentrique (f1) s'appuie sur la boule (i) et la tige (h) de manière que le tube "d" est relevé et avec lui aussi la griffe "c". Par conséquent, la surface inclinée de la griffe "c", qui est fixée en appui rotatif sur le boulon "b", déplace la pièce d'accouplement "a". Le levier est fixé dans la position choisie au moyen d'un cliquet de verrouillage (f2) qui vient en prise avec les dents du secteur "k.
 
 changement planétaire Kupke, reclame
(agrandir)


La publicité ci-dessus, qui date des années 1920, montre une version supplémentaire du changement épicycloïdal Kupke (en bas et ci-contre). À l'intérieur de la poulie proprement dite se trouve un engrenage réducteur pour diminuer la vitesse de rotation d'entrée (= régime du moteur). La grande vitesse n'est donc plus en prise directe, ce qui permet de réduire le diamètre de la poulie de transmission finale. 

Démarrage : pour démarrer, on place la moto sur la béquille de manière que la roue arrière soit soulevée et on lance le moteur avec le changement en position grande vitesse. Ensuite, on débraye et actionne le frein arrière pour immobiliser la roue arrière. La béquille relevée, on part en petite vitesse.









Chapitre créé le 18 décembre 2020
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