Brevet FR2525712A1 — publié le 19831028

"Mécanisme de sécurité pour engrenages de réduction " L'invention concerne un mécanisme de sécurité pour engrenages de réduction, dans lequel un arbre d'entrée en prise avec un moteur est monté dans l'axe d'un arbre de'sortie en prise avec un essieu Les engrenages de grand diamètre auxquels la puissance de l'arbre d'entrée est transmise avec réduction de vitesse, et les engrenages de petit diamètre transmettant la puissance à l'arbre de sortie, avec réduction de vitesse, sont reliés à des arbres de transmission intermédiaires, et un élément porteur destiné à supporter en rotation les arbres de transmission intermédiaires, est fixé à la botte de transmission. Dans les engrenages de réduction du type ci-dessus, une augmentation de la charge d'entraînement de l'essieu risque d'endommager le système de transmission. Pour cette raison, les arbres de transmission sont reliés les uns aux autres, à mi-course du système de transmission reliant l'arbre de sortie à l'essieu, par des tiges de cisaillement ou des moyens d'embrayage de sécurité permet- tant de libérer la transmission lorsque la charge appliquée dépasse une valeur de réglage prédéterminée. Dans les deux cas cependant, la variation de couple produite par les variations de charge de l'essieu, est faible, ce qui rend difficile le réglage d'une charge limite. L'invention a pour but de pallier les incon- vénients ci-dessus de l'art antérieur en créant un méca- nisme de sécurité pour engrenages de réduction comportant des moyens permettant de faciliter le réglage d'une charge limite en évitant ainsi d'endommager le système de trans- mission comme cela pourrait être le cas à la suite d'une augmentation de la charge d'entraînement de l'essieu. A cet effet l'invention concerne un méca- nisme de sécurité pour engrenages de réduction, comprenant un arbre d'entrée en prise avec un moteur; un arbre de sortie en prise avec un essieu et monté suivant le même axe que l'arbre d'entrée; des engrenages de grand dia- mètre recevant la puissance de l'arbre d'entrée avec réduc- tion de vitesse:; au moins deux engrenages de petit dia- mètre transmettant la puissance à l'arbre de sortie avec réduction de vitesse, ces engrenages de grand diamètre et de petit diamètre étant reliés ensemble de manière à tourner solidairement; et un élément porteur destiné à supporter en rotation les engrenages de grand diamètre et de petit diamètre, mécanisme caractérisé en ce que l'élément porteur est monté par frottement sur une botte de transmission, de manière à se mettre à tourner lorsque la charge appliquée à cet élément porteur dépasse une valeur prédéterminée. Ainsi, l'invention utilise une construction nouvelle permettant de faire tourner l'élément porteur lui-même des arbres de transmission des engrenages inter- médiaires du système de réduction Plus précisément, lors- que la charge dépasse une valeur prédéterminée, par suite d'une augmentation de la charge d'entraînement de l'essieu, l'élément porteur est conçu pour se mettre à tourner par rapport à la boite de transmission Cette disposition permet de régler une charge limite à l'endroit de l'élé- ment porteur de grand diamètre, c'est-à-dire dans une par- tie soumise à de grandes variations de charge par suite des variations de la charge d'entraînement de l'essieu. De plus, ce réglage de charge peut être grandement facilité. 25.25712 Il est ainsi possible de régler une limite de charge correspondant à l'interruption de la transmission de puissance au point critique pour lequel la charge d'en- trainement de l'essieu a tellement augmenté qu'elle risque d'endommager le système de transmission, Selon l'art antérieur, il était difficile de régler la charge limite de sorte que, pour plus de sécurité, cette charge limite était réglée à une valeur inférieure à la valeur nécessaire, ce qui conduisait à une interruption de la transmission de puissance alors qu'il n'y avait pas encore de risques d'endommager le système de transmission. L'invention permet, au contraire, d'éviter une telle interruption inutile du fonctionnement, tout en supprimant efficacement les risques de détérioration du système de transmission qui pourraient autrement résul- ter d'une augmentation de la charge d'entraînement de l'essieu Il est à remarquer que l'invention s'applique très largement aux machines de travail-, telles que les extirpateurs ou motoculteurs. L'invention sera décrite, en détail, au moyen des dessins joints dans lesquels la figure 1 est une vue générale de côté d'un motoculteur de type à main équipé d'un mécanisme de sécurité pour engrenages de réduction selon l'invention la figure 2 est une vue en coupe longi- tudinale des parties principales de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2, avec certaines parties éclatées; la figure 4 est une vue éclatée des principales parties de la poignée; la figure 5 est une vue de côté, avec certaines parties éclatées, des parties principales de la poignée; la figure 6 est une coupe longitudinale en élévation et de face, d'un autre exemple de mécanisme de sécurité pour engrenage de réduction selon l'invention; et la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne V Il-VII de la figure 6, avec certaines parties éclatées. La figure 1 représente un motoculteur à maire destiné à effectuer une opération de culture lorsqu'on avance en marchant, les griffes 4 a de ce moto- culteur ou extirpateur servant simultanément de roues motrices Dans ce motoculteur, une boite de transmission 2 est montée à la partie inférieure d'un moteur 1, un arbre de griffes d'extirpation 4 est fixé à un essieu 3 faisant saillie à la partie inférieure de la boite de transmission 2, un manche 5 partant vers l'arrière de la boîte de trans- mission 2, avec une tige de résistance 6. Un arbre d'entrée 7 en prise avec le moteur 1, est monté verticalement suivant le même axe qu'un arbre de sortie vertical 8 sur lequel est monté un premier arbre cylindrique 9 tournant solidairement de l'arbre de sortie 8 L'a'rbre d'entrée 7 est en prise avec un second arbre cylindrique 10 par l'intermédiaire d'un ensemble de réduc- tion 11 Le second arbre cylindrique 10 est en prise avec le premier arbre cylindrique par l'intermédiaire d'un embrayage à billes 12, et l'arbre de sortie 8 est en prise avec l'essieu 3 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'en- grenage conique 13 Cette disposition permet de trans- mettre la puissance du moteur 1 à l'essieu 3. L'ensemble de réduction 11 comprend un élément porteur annulaire 14 fixé à la boite de trans- mission 2, des arbres de transmission intermédiaires 15 décalés angulairement de 1800 et montés en rotation sur l'élément porteur 14, des engrenages de grand diamètre 16 fixés respectivement aux parties supérieures des arbres de transmission intermédiaires 15 de manière à tourner avec celles-ci, et des engrenages de petit diamètre 17 fixés respectivement aux parties inférieures des arbres de transmission intermédiaires 150 Les engrenages de grand diamètre 16 sont en prise avec un élément d'engrenage 7 a relié à la partie d'extrémité inférieure de l'arbre d'entrée 7, tandis que les engrenages de petit diamètre 17 sont en prise avec un élément d'engrenage 10 a relié au second arbre cylindrique 10, de façon que la puissance soit transmise de l'arbre d'entrée 7 à l'arbre de sortie 8 par un système de réduction à deux étages. lo L'élément porteur 14 est monté en rotation sur la botte de transmission 2 et sa circonférence exté- rieure comporte un certain nombre de parties concaves 18 décalées angulairement de 90 La paroi 2 a de la boite de transmission 2 comporte un certain nombre de billes 19 poussées par des ressorts 20 de manière à venir se loger respectivement dans les parties concaves 18 Quand la charge d'entraînement d'essieu dépasse une valeur préréglée, les billes 19 sont prévues pour sortir des parties concaves 18 en repoussant les ressorts 20, de manière à interrompre ainsi la transmission de puissance entre l'arbre d'entrée 7 et le second arbre cylindrique De cette façon il est ainsi constitué un mécanisme de sécurité ou limiteur de couple 21. La construction de ce mécanisme de sécurité 21 peut être modifiée dans la mesure o l'élément porteur 14 est fixé par frottement à la botte de transmission 2 pour pouvoir tourner lorsqu'une charge dépassant une valeur prédéterminée est appliquée à l'élément porteur 14 Par exemple, l'élément porteur 14 peut être maintenu sur son pourtour par une paire de plaques dont l'une est équipée d'un ressort ou autre destiné à fournir une force de maintien prédéterminée. Le manche 5 comporte un premier élément a du côté de la boite de transmission 2 et un second élément 5 b du côté de la poignée 22 Le second élément b peut être tourné de manière à modifier la hauteur du manche suivant les caractéristiques physiques de l'opérateur, de la manière décrite ci-après. Comme indiqué aux figures 4 et 5, le second élément 5 b est fixé, par sa partie inférieure, à une paire de consoles 23 entre lesquelles est monté un arbre de pivot 24 Chacune des consoles 23 comporte une rainure de guidage 26 formant un arc de cercle autour de l'arbre de pivot ou de point d'appui 24 et présentant trois parties d'engagement 25. Le premier élément Sa comporte, à son extré- mité supérieure, une partie concave 27 dans laquelle peut engager et dégager l'arbre de pivot ou de point d'appui 24. En desserrant le boulon de fixation 29, le second élément 5 b peut être rapproché ou écarté du premier élément Sa grade aux fentes 28, et l'arbre de point d'appui 24 s'engage dans l'une ou l'autre des parties concaves 27 et 27 a Dans ce cas, il est possible de faire basculer verticalement le second élément 5 b et choisir l'une des parties 25 d'engagement du boulon de fixation Le boulon 29 est ensuite serré pour fixer le-second élément 5 b au premier élément Sa Cela permet ainsi de régler, dans son ensemble, la hauteur et la position du manche 5 suivant six positions possibles. Les figures 6 et 7 représentent un autre exemple de réalisation de l'invention dans lequel l'engre- nage de réduction 11 utilisant le mécanisme de sécurité ci-dessus, est partiellement modifiée L'engrenage de réduction 11 ' représenté aux figures 6 et 7 comprend un élément porteur annulaire 114 fixé à la boite de transmission 2, des arbres de support 114 a décalés angulairement de 1200 et se fixant à l'élément porteur 114, des arbres de transmission inter- médiaires 115 montés en rotation sur les arbres de support respectifs 114 a, des engrenages de grand diamètre 116 respectivement fixés aux parties supérieures des arbres de transmission intermédiaires 115 de manière à tourner solidairement de ceux-ci, et des engrenages de petit diamètre 117 respectivement fixés aux parties inférieures des arbres de transmission intermédiaires l 115 Les engre- nages de grand diamètre 116 sont en prise avec l'élément d'engrenage 7 a, tandis que les engrenages de petit diamètre 117 sont en prise avec un élément d'engrenage ll Oa relié à un second arbre cylindrique 110, de manière à trans- mettre la puissance avec une réduction de vitesse en deux étages, entre l'arbre d'entrée 7 et l'arbre de sortie 8. Avec cette disposition, le rapport de réduction de la transmission de puissance entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie peut être modifié, en changeant les éléments d'engrenage à dents extérieures, tels que les engrenages de grand diamètre ou de petit diamètre Plus précisément, il est utilisé des engrenages à dents extérieures facilement usinables, comme éléments d'engrenage permettant de modifier le rapport de réduction de la transmission Les coûts de fabrication de ces engre- nages sont donc réduits, ce qui permet de faire varier économiquement le rapport de réduction de la transmission. L'élément porteur 114 est monté en rotation sur la boite de transmission 2 et porte sur sa circonférence extérieure des parties concaves 118 décalées angulairement de 900 La paroi 2 a de la boîte de transmission 2 comporte les billes 19 poussées par les ressorts 20 de manière à venir se loger dans les parties concaves respectives 118. Quand la charge d'entraînement de l'essieu dépasse une valeur préréglée, il est prévu que les billes 19 sortent des parties concaves 118 en repoussant les ressorts 20, de manière à interrompre ainsi automatiquement la trans- mission de puissance entre l'arbre d'entrée 7 et le second arbre cylindrique 10 Il est ainsi obtenu un mécanisme de sécurité ou limiteur de couple 21 '. Ce limiteur de couple 21 ' peut présenter différentes variantes de réalisation, dans la mesure o l'élément porteur 114 est relié par frottement à la boîte de transmission 2 de manière à se mettre en rotation lorsque la charge appliquée à cet élément porteur 114 dépasse une valeur préréglée Par exemple, l'élément porteur 114 peut être maintenu, sur son pourtour, par une paire de plaques dont l'une porte un ressort d'appli- cation d'une force de maintien prédéterminée. Pour modifier le rapport de réduction de la transmission de puissance entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie, les arbres de transmissions inter- médiaires 115 auxquels sont fixés les engrenages de grand diamètre 116 ou de petit diamètre 117, peuvent être montés sur l'élément porteur 114 dans des positions diamétrale- ment opposées à celles de l'exemple décrit ci-dessus. Ceci permet de fabriquer différents types de ces ensembles et les remplacer convenablement suivant les besoins. L'élément porteur 114 peut comporter des fentes inclinées par rapport à la direction radiale de cet élément porteur 114, de façon qu'il soit possible de modifier radialement les positions de fixation des arbres de support 114 a Des engrenages de grand diamètre 116 et de petit diamètre 117 présentant des rapports diamétraux différents, peuvent être montés sur les arbres de transmission intermédiaires 115, et il est encore possible de remplacer le second arbre cylindrique 110 par un arbre équipé d'un élément d'engrenage 110 a pré- sentant un diamètre différent. De plus, les arbres de transmission inter- médiaires 115 peuvent être au nombre de deux, quatre, ou plus. Les arbres de support 114 a peuvent être montés en rotation sur l'élément porteur 114, et des engre- nages de grand diamètre 116 et de petit diamètre 117 peuvent être fixés sur ces arbres de support 114 a de manière à tourner avec eux, ces arbres de support 114 a constituant ainsi les arbres de transmission intermédiaires 115, R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Mécanisme de sécurité pour engrenages - de réduction, comprenant -un arbre d'entrée ( 7) en prise avec un moteur ( 1); un arbre de sortie ( 8) en prise avec un essieu ( 3) et monté suivant le même axe que l'arbre d'entrée ( 7); des engrenages de grand diamètre ( 16, 116) recevant la puissance de l'arbre d'entrée ( 7) avec réduc- tion de vitesse; au moins deux engrenages de petit dia- mètre ( 17, 117) transmettant la puissance à l'arbre de Sort e (à) avec réduction de vitesse, ces engrenages de grand diamètre et de petit diamètre ( 16, 116) ( 17, 117). étant reliés ensemble de manière à tourner solidairement; et un élément porteur ( 14, 114) destiné à supporter en rotation les engrenages de grand diamètre et de petit diamètre ( 16, 116) ( 17, 117), mécanisme caractérisé en ce que l'élément porteur ( 14, 114) est monté par frottement sur une botte de transmission ( 2) de manière à se mettre à tourner lorsque la charge appliquée à cet élément porteur dépasse une valeur pr 4 déter Ainéeo 2 ) Mécanisme de sécurité selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les engrenages de grand diamètrei( 16) et de petit diamètre ( 17) sont fixés à des arbres de-transmission intermédiaires ( 15) montés en rotationlsur l'élément porteur ( 14)o 3 ) Mécanisme de sécurité selon la reven- dicationil, caractérisé en ce que les engrenages de grand diamètrel( 116) et de petit diamètre ( 117) sont supportés en rotation et font corps avec des arbres de support ( 114 a) fixés à l'élément porteur ( 114). 40 ) Mécanisme de sécurité selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément porteur ( 14, 114) comporte, sur sa circonférence extérieure, un-certain nombre de parties concaves dans lesquelles viennent se loger respectivement des billes ( 19) poussées par des ressorts ( 20) de la boite de trans- mission ( 2) o