Réducteurs épicycloïdaux - Introduction

Nous attirons néanmoins l'attention du lecteur sur le fait qu'il ne s'agit ici que d'un schéma didactique généralisé pour illustrer le fonctionnement d'un changement de vitesse épicycloïdal. Dans la pratique, les réalisations se sont souvent éloignées de ce schéma. Sur plusieurs constructions, par exemple, la couronne à denture intérieure est absente, ce qui entraîne l'utilisation d'un ensemble de deux pignons planétaires de différents diamètres au lieu d'un seul pignon par axe, comme sur le réducteur Bozier.
 

Le schéma que nous venons de décrire est, mutatis mutandis, commun à tous les réducteurs épicycloïdaux à simple train planétaire. Mais, comme déjà mentionné plus haut, la couronne à denture est absente sur plusieurs constructions, ce qui entraîne l'utilisation de deux jeux de pignons planétaires de diamètre différent et d'un deuxième pignon soleil de sortie. La commande est assurée ordinairement au moyen d'un frein à sangle pour bloquer la couronne et d'un embrayage pour accoupler les éléments du changement. Dans le cas des réducteurs dépourvus de couronne, le port-satellite prend souvent la forme d'un tambour que l'on peut immobiliser au moyen d'un frein à sangle (ci-contre, changement Bozier. Nous avons consacré un chapitre séparé au réducteur Bozier sur le site Austral, cliquez ici.).
 

En général, on employait deux types de changements qui se distinguent par leur situation de montage.

 

 

Le premier type est monté directement sur l'arbre moteur ou derrière le moteur, l'autre type est logé dans le moyeu de la roue arrière et est entraîné par la chaîne de transmission ou par courroie. En France, ce dernier type est représenté par le moyeu Rivierre qui dominait le marché conjointement avec le changement Bozier, le représentant classique d'une boîte montée sur le moteur. Assez encombrant, le Bozier fut surtout utilisé sur les tricycles, voitures et tricars. Pour les motocyclettes, on a utilisé en France aussi la boîte épicycloïdale NSU (lic. Friedrich Wilhelm Kupke), qui est beaucoup plus petite et légère que le réducteur Bozier.

 

Pour donner une petite impression de la diversité de construction des réducteurs épicycloïdaux à l'époque, nous en montrons quelques exemples.

En ce qui concerne les changements montés directement sur le moteur ou directement derrière celui-ci, nous avons déjà mentionné ailleurs les changements épicycloïdaux Fafnir et NSU à deux vitesses. La poulie NSU/Kupke était la plus petite du marché. Elle fonctionnait très bien et était facilement adaptable à un moteur quiconque en changeant la poulie (vers la description détaillée). 

 

 

Un autre représentant d'un changement épicycloïdal monté sur l'arbre moteur est la boîte anglaise "Fits all" ("adaptable à tout"). Nous nous arrêtons un instant sur ce réducteur, parce qu'il est un exemple typique d'une construction utilisant un porte-satellites en forme de tambour, que l'on peut immobiliser, au lieu d'une couronne à denture intérieure.
 

Changement de vitesse épicycloïdal "Fits all" monté sur le carter moteur.

Légende :

Main drive gear: roue soleil menant.
Face cam : came frontale.
High speed flasque plate : flasque d'embrayage pour la grande vitesse.
Slow speed band: frein à sangle pour la petite vitesse.
Crankcase : carter moteur.
Engine shaft : arbre moteur.
V-belt pulley : poulie pour courroie en V.
Drive belt: courroie de transmission.
Anchorage : fixation.

 

Sur l'arbre moteur A est clavetée une douille portant l'ensemble de l'engrenage. Solidaire de cette douille est un pignon menant qui joue le rôle du pignon soleil. Le pignon menant (roue soleil) qui est en prise avec les pignons planétaires entraîne l'ensemble qui tourne fou sur le dessin ci-dessus sans entraîner la poulie de transmission I. Lorsqu'on serre le frein à sangle G autour du tambour H formant le porte-satellites, celui-ci ne tourne plus, tandis que les pignons planétaires L tournent sur leurs axes et entraînent le pignon B qui, lui, est solidaire de la poulie de transmission. La poulie I, qui peut être remplacée au choix par un pignon de chaîne, tourne à une vitesse réduite par rapport à l'arbre moteur, car les pignons planétaires L qui sont en prise avec le pignon B de la poulie sont plus petits que celui-ci. C'est la petite vitesse.

Pour enclencher la grande vitesse (prise directe), le frein à sangle G est desserré et le plateau de l'embrayage F est pressé fermement contre le tambour H. Par conséquent, l'ensemble entier est accouplé de manière rigide et la force se transmet directement de l'arbre moteur A à la poulie de transmission I.

 

Également répandus sur les motocyclettes et tricars étaient les changements épicycloïdaux montés dans le moyeu de la roue. Ce type de changement de vitesse est emprunté des bicyclettes, sur lesquelles il apparut dans la seconde moitié des années 1890 (p. ex. "The Hub", 1898).

 

 Moyeu Eadie à deux vitesses, pour bicyclettes.
 

Le représentant le plus connu en France pour motocyclettes et tricars est sans doute le moyeu Rivierre (ci-dessous). Ce moyeu très compact dispose d'un train planétaire classique comprenant un pignon soleil, un jeu de pignons planétaires et une couronne.

 

Vers le chapitre consacré au moyeu Rivierre
 

Très similaire à celui du changement anglais "Fits all" (voir plus haut) est le fonctionnement du moyeu américain Thiem qui équipait les motocyclettes de la même marque.
 

 Moyeu Thiem, partiellement démonté pour montrer le mécanisme

Au lieu d'une couronne, il y a deux jeux de pignons planétaires de différents diamètres lesquels engrènent avec deux pignons soleil, dont l'un (le plus petit) est claveté sur l'axe de la roue, tandis que l'autre est solidaire du moyeu. Un tambour renferme le train planétaire et porte la grande poulie de transmission, laquelle est fixée au tambour par des rayons ordinaires. De l'autre côté de la roue est disposé un tambour portant deux freins à sangle, dont l'intérieur (celui qui est plus proche de la roue) est le frein de service qui freine le moyeu indépendamment de l'engrenage. Le frein extérieur sert à enclencher la petite vitesse. En le serrant, le tambour et l'axe qui le porte sont immobilisés. Les pignons planétaires qui tournent sur leurs axes entraînent à une vitesse réduite la partie intérieure du moyeu. La grande vitesse (prise directe) est enclenchée au moyen d'un cône coulissant qui actionne un embrayage en forme d'un frein à segments extensibles à l'intérieur du tambour. Cet embrayage retient tout l'ensemble de sorte qu'il tourne avec l'axe de la roue. La mise en marche du moteur se faisait par une manivelle placée sur l'axe de la roue.

 

Assez populaire en Allemagne et en Angleterre était le réducteur Vindec Special (V.S.)  logé dans le moyeu de la roue arrière. Ce changement utilise également deux jeux de pignons planétaires au lieu d'un seul jeu de pignons planétaires et une couronne à denture intérieure. Lorsque l'un des deux jeux de pignons est immobilisé par le frein désigné à cette fin, on obtient une réduction de 2 : 1 (50 %). En prise directe (grande vitesse), le carter du moyeu est couplé avec la roue arrière au moyen d'un embrayage à dents.
 

Le changement de vitesse est actionné par un grand levier disposé à côté gauche du réservoir (ci-dessus). La position centrale du levier correspond au point mort. En tirant le levier lentement vers soi, le conducteur enclenche progressivement la petite vitesse. Pour enclencher la grande vitesse, il faut pousser le levier complètement en avant et actionner en même temps le lève-soupape afin de réduire un peu la puissance du moteur. Une fois l'embrayage à dents complètement embrayé, on peut laisser tomber la soupape d'échappement et la machine atteint la vitesse maximale.

Nous terminons ce tour d'horizon nécessairement incomplet avec le moyeu Georgia Knap qui équipait la tri-voiturette G. Knap, fabriquée par la Construction Liégeoise d'Automobiles (Liège).

 

 Moyeu Georgia Knap
 

 La particularité de cette construction, dont le lecteur trouve une description exhaustive ici, réside dans le fait que tous les composants d'un changement épicycloïdal sont placés en double exemplaire sur les deux côtés de la roue arrière et renfermés dans un carter en tôle. On a donc deux pignons soleils de diamètres différents Z, Y, deux pignons planétaires O (seulement un par jeu), deux couronnes A, B, deux freins à sangle et deux embrayages à cône Q, R.