Brevet FR2305651A1 — publié le 19761022

La présente invention a pour objet une transmission mécanique pour variateur continu de vitesse destinée à être utilisée en particulier pour l'avancement de motoculteur tracteurs, chasse-neige et machines analogues. Ainsi qutil est connu, on fait un vaste emploi dans l'agriculture de moyens mécaniques et en particulier de motoculteurs à deux roues surtout adaptés à la culture des terrains de petites dimensions, convenant à des cultures spécialisées entre autres. Tous les motoculteurs précités sont pourvus d'une prise de force à laquelle se trouvent appliqué les appareils de culture ( fraises, faucheuses et analogues ) et sont nunis d'un moteur à explosion unique qui assure, par l'intermédiaire de mécanismes cinématiques convenables, l'actionnement de la prise de force ainsi que des roues motrices. Pour adapter le mouvement du tracteur aux diverses situations qui peuvent survenir, il convient que le motoculteur soit doté d'un changement de vitesse et, en fait, les modèles actuellement en usage présentent un changement à deux, à trois vitesses et davantage. Dans tous les modèles, le changement de vitesse est placé en amont de la transmission du mouvement à la roue et à la prise de force, de sorte qu'en faisant varier la vitesse d'avancement du motoculteur, on fait également varier la vitesse de travail des instruments aratoires. L'agencement précité présente un grand défaut surtout lorsqu'on doit parvenir à une faible vitesse d'avancement, ainsi qu'il est souvent nécessaire dans le cas d'un travail sur terrain très accidenté, dans les vergers, pour chasser la neige et analogues. En outre, il n'est jamais possible de rendre optimale la vitesse d'avancement, en rapport avec la qualité du terrain. On doit en outre observer que dans les modèles actuellement disponibles sur le marché, en presence de terrains en pente, le moyen utilisé tend à s'accss érer en rendant le travail extremement pénible. En outre, pour des motifs de construction, il est évident que l'on ne peut pas disposer d'une grande variation de la vitesse étant donné précisément le nombre limité de rapports permis par le changement de vitesse. Le but principal de l'invention consiste à réaliser une transmission mécanique susceptible de pallier les inconvénients rencontrés dans les types actuellement en usage, en réalisant une transmission mécanique dans laquelle l'actionnement des roues motrices et celui de la prise de force sont rendus indépendants et, par suite, peuvent être différenciés. Un autre objectif d l'invention consiste à réaliser une transmission qui, autorise, quelles que soient les roues motrices, une variation continue du mouvement en permettant le chois d'une vitesse quelconque d'avancement, y compris une vitesse nulle, et également l'inversion de mouvement. Un autre objectif de l'invention consiste encore à realiser une transmission qui rende indépendante la vitesse d'avancement du moyen 'I de culture par rapport au régime de rotation du moteur. Un objectif supplémentaire de l'invention consiste à pouvoir faire fonctionner l'instrument de travail dans les conditions d'un nombre de tours optimal indépendamment des conditions de mouvement du moyen mécanique. Un objectif de l'invention, mais nullement le dernier, consiste enfin à réaliser une transmission permettant d'obtenir une sécurité de fonctionnement fiable, robuste et capable de supporter des sollicitations de travail sévères pendant de longues périodes. Les objectifs précités ainsi que d'autres, qui apparaitront mieux pour dans ce qui suit, sont atteints par une transmission mécanique/ variateur continu de vitesse en particulier pour l'avancement de motoculteurs, tracteurs et analogues, selon l'invention, caractérisée par le fait qu'elle comprend un premier arbre directement relié à un essieu moteur et actionnant un second arbre au moyen d'une transmission à rapport variable en continu, lesdits premier et second arbres étant reliés cinématiquement à un système différentiel connecté à un troisième arbre tournant à une vitesse proportionnelle à la différence des vitesses de rotation desdits premier et second arbres, ledit troisième arbre actionnant, par l'intermédiaire d'une liaison cinématique, les roues motrices et ledit premier arbre actionnant, par l'intermédiaire d'une chaîne cinématique, une prise de force. Dlautres caractéristiques et avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée suivanted'une forme de réalisation p9U préférée mais non exclusive, d'une transmission mécanique/ variateur continu de vitesse en particulier pour l'avancement de motoculteurs, tracteurs et analogues, illustrée à titre indicatif et non limitatif dans le dessin annexé dans lequel la Fig. - unique représente une vue schématique de la transmission mécanique de l'invention. En se référant à la figure unique, on peut voir que la transmission mécanique de l'invention comprend un premier arbre 1 supporté de façon à pouvoir tourner dans un carter 2 et relié par l'interposition d'un embrayage 3 à l'essieu 4 d'un moteur 5. Sur ledit premier arbre 1 est calée une première roue dentée 6 engrenant sur une seconde roue dentée 7 calée sur un arbre auxiliaire 8 supporté de façon à pouvoir tourner, par interposition de paliers à roulement à l'intérieur dudit carter 2. Sur ledit arbre auxiliaire 8 est prévue une première poulie 9 à diamètre variable, qui est mise en rotation par ledit arbre auxiliaire 8. Ladite première poulie 9 est composée d'une joue fixe 9a et d'une joue mobile 9b associé à une commande à levier 10, de préférence mais non exclusivement de type manuel, qui permet d'obtenir la translation, relativement à l'arbre 8, de la joue . mobile 9b par rapport à la joue fixe 9a. Ladite première poulie 9 est reliée par l'intermédiaire d'une courroie trapézoidale Il à une seconde poulie 12 à diamètre variable, associée à un second arbre3 et composée d'une joue fixe 12a et d'une jouemobile 12b à un commande autoréglable par/ressort 14 ayant pour fonction de maintenir sensiblement constante la tension sur la courroie Il, indépendamment de la position relative entre la jcue mobile 9b et la pue fixe 9a de la première poulie 9. Ledit second arbre 13 est également supporté de façon à pouvoir tourner par interposition de paliers de roulement, dans ledit carter 2, et s'étend sensiblement de façon parallèle au premier arbre 1. La transmission mécanique de l'invention comprend encore un système différentiel indiqué dans son ensemble par le repère 15 et transmet à un troisième arbre 16 supporté de fagon à pouvoir tourner dans ledit carter par l'intermédiaire de paliers de roulement, un mouvement proportionnel à la différence entre le mouvement dudit premier arbre 1 et dudit second arbre 13. Ledit troisieme arbre 16 se trouve placé, de préférence, en alignement avec ledit second arbre 13. Ledit système différentiel 15 est constitué par un porte satellites 17 coaxial et solidement associé audit second arbre 13. Ledit porte satellites 17 supporte, de façon pivotante autour d'un axe parallèle et excentrique par rapport audit second arbre 13 et par conséquent audit troisième arbre 16, au moins un premier satellite 18 et au moins un second satellite 19 coaxiaux et solidarisés entre eux. De préférence, pour des raisons d'équilibrage, il est prévu au moins un autre premier satellite 18 et un autre second satellite 19 qui sont uniformément distribués sur ledit porte satellites 17. Chacun desdites premiers satellites 18 engrène sur un planétaire menant 20i coaxial et solidarisé à une roue dentée menante 21 engrenant sur un pignon 22 prévu sur ledit premier arbre 1. Ledit planétaire menant 20 et ladite roue dentée menante 21 se trouvent disposés coaxialement et extérieurement par rapport audit troisième arbre 16 c'est-à-dire que le troisième arbre 16 passe à l'intérieur du planétaire menant 20 et de la roue dentée 21 sans toutefois leur transmettre le mouvement. Le second satellite 19 engrène sur un planétaire mené 23 calé sur ledit troisième arbre 16. Toujours sur le troisième arbre 16 et extérieurement à la zone intéressée par le système différentiel globalement indiqué par 15, est calée une première roue dentée menée 24, engrenant sur une seconde roue dentée 25, montée librement sur ledit premier arbre 1, de manière à ne recevoir ni à transmettre aucun-mouvement du premier arbre l. Pour l'accouplement décrit ci-dessus, le troisième arbre 16 se trouve soumis à un mouvement de rotation qui est proportionnel à la différence des vitesses de rotation du premier arbre 1 et du second arbre 13, cette différence étant automatiquement obtenue par l'accouplement réalisé précisément par le système différentiel 15. Ladite roue dentée menée 25 engrène sur un premier engrenage 26, supporté de façon à pouvoir être entrainé par un arbre secondaire 27 sur lequel est monté fixe un second engrenage 28. Pour la transmission du mouvement aux roues est prévue une troisième roue menée associée avec une possibilité de translation par ltintermédiaire d'une commande ( non illustrée dans le dessin ) à un arbre cannelé 30, qui est supporté de façon à pouvoir tourner par des paliers de roulement et qui présente à l'une de ses extrémités un pignon conique 31 engrenant sur une couronne conique 32 reliée à un groupe différentiel 33 ( de type connu en soi ), qui transmet le mouvement aux roues motrices qui ne sont pas représentées dans le dessin annexé. Ladite troisième roue menée 29 peut, d'une manière différente, engrener directement sur la seconde roue menée 25, ou dans le cas où l'on désire effectuer une inversion soudaine du mouvement, engrener sur le second engrenage 28. Sur le premier arbre 1 est calé un pignon 40 de la prise de mouvement qui engrène sur une roue dentée 41 de la prise de mouvement et met en rotation la prise de mouvement indiquée schématiquement par 42 dans le dessin annexé. Pour des raisons de construction, la roue dentée 41 se trouve disposée coaxialement audit arbre cannelé 30 dont l'autre extrémité libre est montée par l'interposition de paliers de roulement, dans la partie centrale de la roue dentée 41. Pour compléter la description, on peut encore ajouter qu'il est possible de prévoir un dispositif de calage différentiel 33 pour rendre solidaire les deux demi-essieux des roues motrices du tracteur sur lesquels est appliquée la transmission mécanique décrite, et il est en outre également possible de prévoir une paire de freins agissant directement sur les roues. Le fonctionnement de la transmission mécanique de l'invention a lieu de façon suivante. le mouvement est transmis à la prise de- force 42, comme déjà décrit ci-dessus, par l'intermédiaire de la roue dentée 41 de la prise de mouvement engrenant sur le pignon 40 de la prise de mouvement calé sur le premier arbre 1. Le mouvement rotatif de la prise de force se trouve par suite uniquement déterminé en fonction de la vitesse de rotation du premier arbre 1 et par conséquent de l'essieu moteur 4 qui est relié à arbre 1 par l'intermédiaire de l'embrayage 3, et l'on n'observe par contre aucune dépendance entre le mouvement qui est transmis aux roues du tracteur et par suite aucune dépendance de la vitesse d'avancement dudit tracteur.On peut par suite choisir le mouvement désiré en agissant sur le moteur de façon à rendre optimal le fonctionnement de l'instrument aratoire employé. Le mouvement est transmis aux roues par le différentiel 33 qui regoit le mouvement par la seconde robre menée 25, directement ou indirectement au fur et à mesure que la troisième roue dentée menée 29 engrène sur le second engrenage 28 ou directement Sur la seconde roue menée 25, et ceci par la menee liaison avec la première roue dentée /2a directement par le troisième arbre 16.Ledit troisième arbre 16 est animé d'un mouvement rotatif egal à la différence entre le mouvement rotatif reçu par le planétaire menant 20 qui, par l'intermédiaire de la roue dentée menante 21, se trouve directement relié au premier arbre 1, et le mouvement variable reçu par le porte satellites 17, par l'intermédiaire du second arbre 13, dû à la position prédéterminée des poulies 9 et 12 à diamètresvariables En faisant varier le diamètre des poulies 9 et en conséquence de la poulie 12, on peut alors faire varier à volonté et de façon continue, le mouvement qui est alors transmis aux roues motrices du tracteur.A titre d1 exemple, pour une vitesse intermédiaire du mouvement rotatif variable reçu par le porte satellites 17 et égal au mouvement rotatif reçu par le planétaire menant 20 on obtient alors un mouvement nul sur le troisième arbre 16 et par suite, en définitive, aux roues. Au-dessus et au-dessous de ladite vitesse intermédiaire, on obtient en fait un mouvement progressif ou rétrograde de l'arbre 16 variable de façon continue et par conséquent une variation du mouvement aux roues. De fagon évidente, d'après la description précitée, on peut voir que la vitesse d'avancement peut être variable en continu soit dans un sens soit dans le sens opposé indépendam ment du mouvement qui est transmis à la prise de mouvement 42. D'après la description précitée, on peut voir que l'invention permet de satisfaire les objectifs proposés et qu'en effet on a rendu indépendant le mouvement d'actionnement des roues motrices par rapport au mouvement d'actionnement de la prise de force en obtenant de même la possibilité d'effectuer des variations continues tant dans le sens positif que négatif du mouvement transmis aux roues motrices. Avec la transmission de l'invention on peut par suite fixer la vitesse de rotation du moteur en rendant optimal le fonctionnement de l'instrument aratoire et, par suite, entrainer le moyen mécanique à une vitesse quelconque selon les caractéristiques de travail particulières. Bien évidemment, en se basant sur le schéma cinématique de l'invention précitée, l'invention peut être mise en oeuvre avec de nombreuses modifications et variantes, sans pour autant s'écarter de son cadre et de son esprit, suivant la machine ou la puissance qu'on désire employer. Par ailleurs, les matériaux employés, les dimensions et la disposition des divers organes peuvent être quelconques selon les exigences. R E Y E N-D I C A T I O N pour 1) Transmission mécanique / variateur continu de vitesse en particulier pour l'avancement de motoculteurs, tracteurs et analogues, caractérisée par le fait qu'elle comprend un premier arbre directement relié à un essieu moteur et actionnant un second arbre au moyen d'une transmission à rapport variable en continu, lesdits premier et second arbres étant reliés cinématiquement à un système différentiel connecté à un troisième arbre tournant à une vitesse proportionnelle-à la différence des vitesses de rotation desdits premier et second arbres, ledit troisième arbre actionnant par l'intermédiaire d'une liaison cinématique, les roues motrices et ledit premier arbre actionnant par l'intermédiaire d'une channe cinématique -une prise de force. 2) Transmission mécanique selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la transmission à rapport variable en continu entre ledit premier arbre et ledit second arbre est constituée par une courroie trapézoidale se dérodant sur une première et une seconde poulie à diamètre variable constituées chacune par deux joues dont l'un auXmoins est mobile axialement, la position desditEs joues étant contrôlée par une commande d' actionnement de préférence manuéfle, ladite première poulie étant associée à un arbre auxiliaire mis en rotation par le premier arbre et la seconde poulie étant associée au second arbre. 3) Transmission mécanique selon la revendication 1, - caractérisée par le fait que le système différentiel comprend un porte satellites solidarisé et coaxial au second arbre, ledit porte satellites supportant, de façon à pouvoirtourner, au moins un premier et au moins un second satellites coaxiaux et solidarisés entre eux, associés de façon à pouvoir tourner surs aspe parallèle et excentrique par rapport au second arbre, au moins un premier satellite engrenant sur un planétaire menant, supporté de façon a pouvoir tourner, par le troisième arbre et solidarisé à une roue dentée menante engrenant sur un pignon calé sur ledit premier arbre, le second satellite engrenant sur un planétaire mené calé sur ledit troisième arbre, une première roue dentée menée étant en outre calée de fagon à être reliée cinématiquement aux roues motrices. 4) Transmission mécanique selon la revendication j, caractérisée par le fait que la prise de mouvement est reliée directement à l'essieu moteur par rapport à une roue dentée de la prise de mouvement coaxialement calée sur l'axe de la prise de mouvement et engrenant sur un pignon de la prise de mouvement calé sur le premier arbre.