Brevet FR2566500A1 — publié le 19851227

Dispositif de transmission à variation continue notamment pour outils agricole. La présente invention se rapporte à un dispositif de transmission notamment destiné à un outil agricole par exemple un outil mixte, susceptible de faire office, à la fois de motobineuse, motoculteur, tondeuse, débrousailleuse, etc... pour transmettre le mouvement d'un arbre de commande entraîné par un moteur à un arbre récepteur en permettant une variation continue des vitesses relatives. Les habitués des travaux agricoles ou de jardinage connaissent bien l'intérêt de posséder un outil susceptible, à lui seul, d'avoir le maximum de fonctions. Or, il est en fait peu aisé d'obtenir ce type d'outil 'universel" à partir des dispositifs à boite de vitesses classiques existant sur le marché, étant donné, par exemple, qu'un outil pouvant faire office à la fois de motoculteur et de motobineuse devrait posséder une boite de vitesses à un très grand nombre de vitesses possibles, et dont le prix serait extrêmement élevé ; en effet, un motoculteur demande des vitesses très lentes, de l'ordre de 1,5 km par heure, tandis que l'emploi en motobineuse, avec ou sans roue avant motrice, peut atteindre des vitesses de l'ordre de 250 tours par minute. On a également proposé des dispositifs permettant de transformer les motobineuses en motoculteurs, mais les engins actuellement sur le marché ne disposent jamais des vitesses permettant de réaliser cette transformation dans de bonnes conditions, et on obtient, en fait, toujours de cette façon un mauvais motoculteur. La présente invention se propose de remédier å ces inconvénients en proposant un dispositif de transmission continue a' commande manuelle pouvant permettre d'obtenir pour un même engin un grand nombre de vitesses possibles, et ce, tout en permettant l'utilisation d'un carter beaucoup plus simple que celui d'une boite de vitesses classique et donc d'un prix de revient beaucoup moins élevé. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte un plateau oscillant par rapport a' l'arbre moteur, monté sur un axe perpendiculaire a' cet arbre et se composant d'une cage intérieure en rotation de l'arbre moteur ainsi que d'une cage extérieure fixe en rotation et montée sur la cage intér-ieure comme un roulement ou une butée à billes ainsi que des moyens de commande susceptibles de commander l'inclinaison du plateau oscillant et de transformer le mouvement de rotation de l'arbre moteur en un mouvement de va-et-vient de chaque point de la cage extérieure du plateau oscillant dont l'amplitude est fonction de l'angle d'inclinaison de ce plateau par rapport à l'arbre moteur et dont la fréquence est fonction de la vitesse de rotation de l'arbre moteur, et des moyens d'entraînement susceptibles de transformer ce mouvement de va-et-v-ient en un mouvement de rotation de l'arbre récepteur ou secondaire dont la vitesse est fonction, d'une part, de la vitesse de rotation de l'arbre moteur et d'autre part, de l'angle d'inclinaison du plateau oscillant par rapport à cet arbre. Ce dispositif, outre sa simplicité et donc son prix de revient très bas, offre l'avantage essentiel dans le domaine considéré, d'offrir une plage très importante de vitesses possibles associée 9 une transmission continue, c'est-a-dire sans a-coups. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande sont constitués par une butée montée libre en translation sur l'arbre motèur ainsi que par au moins une bielle de commande, dont une extrémité est montée sur la butée tandis que l'extrémité opposée est solidaire de la cage intérieure rotative du plateau oscillant, un déplacement de la butée par rapport à une position neutre dans laquelle le plateau est perpendiculaire a' l'arbre moteur entraînant une inclinaison de ce plateau par rapport a' cet arbre. Il est clair que, par suite de cette configuration, la cage intérieure du plateau oscillant qui est solidaire de l'arbre moteur est animée d'un mouvement de précession tandis que chaque point de la cage extérieure fixe, mais dont l'axe est solidaire de l'axe de la cage extérieure, est animé d'un mouvement de va-et-vient dont l'amplitude dépend de l'amplitude du mouvement de précession de la cage intérieure et donc de l'inclinaison du plateau oscillant et dont la fréquence est fonction de la fréquence du mouvement de rotation l'arbre moteur. C'est ce mouvement de va-et-vient fonction des deux paramètres précités qui va, ensuite, être transmis par les moyens d'entraînement à l'arbre récepteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est en fait prévu deux bielles de commande montée en deux points diamètralement opposés de la butée d'une part, et au même point de la cage intérieure du plateau oscillant d'autre part, ces deux bielles servent a' maintenir assemblées les différentes parties dela butée. Par ailleurs, une masse d'équilibrage est montée sur le plateau à l'opposé des bielles. Selon une autre caractéristique de l'invention, le déplacement de la butée sur l'arbre moteur est commandé par l'intermédiaire d'un levier de commande rotatif dont la partie inférieure, en forme de V, porte l'axe de rota tion et les extrémités s'appuient sur la butée. L'extrémité de ce levier opposée à la butée est selon l'invention, prolongée à l'extérieur du carter du dispositif où elle peut être manoeuvrée par l'opérateur. La commande de ce levier s'effectue par exemple au moyen d'un câble et d'une poignée tournante similaire à une poignée d'accélérateur de moto montée sur les mancherons de l'outil. Selon une autre caractéristique de l'invention, le levier de commande est muni d'un dispositif de sécurité constitué par une tige filetée dont le palier se trouve sur le carter ainsi que par un ressort dont la tension peut être réglée notamment au moyen d'un volant. Ce système permet d'éviter de caler le moteur et d'amortir les chocs ; en effet, lorsque l'effort ou les chocs deviennent trop importants7 le levier comprime le ressort par l'intermédiaire de bielles, ce qui entraine un retour de l'ensemble en position débrayée. Le rôle du volant est de sensibiliser cette sécurité pour l'adapter au travail à effectuer. Selon une autre caractéristique de l'invention, la cage extérieure du plateau oscillant est munie d'une goupille susceptible de coulisser dans une rainure prévue à cet effet dans le carter du dispositif et empêchant -) toute rotation de cette cage. La présence de cette goupille a pour objet de permettre le mouvement de va-et-vient de la cage extérieure du plateau oscillant tout en empêchant sa rotation avec la cage intérieure. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'entraînement sont constitués par deux bielles d'entraînement montées, d'une part, respectivement sur deux rotules diamètralement opposées prévues à cet effet sur la périphérie de la cage extérieure du plateau oscillant, et d'autre part, sur un dispositif de roues libres montées sur l'arbre récepteur. Le montage de ces deux bielles est tel qu'elles sont alternativement motrices, de manière à éviter les temps morts dans la transmission. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de roues libres se compose de deux roues libres placées de part et d'autre de l'arbre moteur et dont chacune porte, sur sa cage extérieure, une couronne recevant l'extrémité de l'une des bielles d'entraînement montée sur un roulement à billes ou à aiguilles. a combinaison de ces deux bielles, montées dans des positions opposées, sur le dispositif de roues libres, permet à l'arbre récepteur d'être entraîné d'un mouvement continu et régulier fonction d'une part de la vitesse de rotation de l'arbre moteur et d'autre part, de l'inclinaison du plateau oscillant. Ainsi, l'invention propose un dispositif permettant d'équiper un outil agricole d'une transmission permettant de faire varier, de manière continue, les vitesses, dans une plage très large ; on obtient ainsi un véritable robot des travaux agricoles permettant de travailler toujours dans une position idéale, donc de réduire au maximum la fatigue de l'utilisateur. De plus, l'utilisation de ce dispositif ne demande pas de démontage très long, sinon impossible, comme sur beaucoup d'appareils. De plus, ce dispositif présente l'avantage de ne comporter ni embrayage ni pignon ou chaîne. Toute la transmission est portée par l'arbre moteur, ce qui permet de diminuer notablement le prix de revient du carter. Le dispositif, qui fait l'objet de l'invention sera décrit plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de profil schématique de ce dispositif, - la figure 2 représente la mise en place des bielles de commande sur la butée, - la figure 3 représente le dispositif de roues libres. Selon la figure 1, le dispositif de transmission, objet de l'invention qui est plus spécialement destiné à un outil agricole, a pour but de transmettre le mouvement de rotation d'un arbre de commande ou arbre moteur 1 entraîné par un moteur 2 représenté schématiquement à un arbre récepteur 3 en permettant une variation continue des vitesses relatives. L'élément principal de ce dispositif est constitué par un plateau 4 monté oscillant sur un axe d'oscillation 5 perpendiculaire à l'arbre moteur 1. Le plateau 4 comporte une cage intérieure 6 solidaire en rotation de l'arbre moteur ainsi qu'une cage extérieure 7 montée sur la cage intérieure 6 comme un rouleaux à billes ou rouleaux ou une butée à billes 8. La cage extérieure 7 du plateau oscillant 4 comporte, sur sa périphérie, une goupille 9 susceptible de coulisser dans une rainure 10 représentée en pointillés prévue à cet effet dans le carter 11 du dispositif. Par suite de la présence de la goupille 9, la cage extérieure 8 du plateau oscillant 4 est fixe en rotation. Selon la figure 1, le plateau oscillant 4 est représenté en position neutre, c'est-à-dire perpendiculairement à l'arbre moteur 1. Comme on le verra plus en détail dans la suite de cet exposé, l'angle d'inclinaison de son axe x-x' avec l'arbre moteur 1 détermine la vitesse de rotaiton de l'arbre récepteur 3. Pour commander le pivotement du plateau oscillant 4 de l'angle Selon les figures 1 et 2, cette butée 12 porte deux bielles de commande 13 et 14 montées en deux points diamètralement opposés de la butée 12. Les extrémités 15 des bielles de commande 13 et 14 opposées à la butée 12, se réjoignent en un même point de la cage intérieure rotative 6 du plateau oscillant 4. Par suite de cette configuration, le mouvement de rotation de ra cage intérieure 6 est transmis à la butée 12. Pour des raisons de robustesse, il est préférable que les bielles de commande 13 et 14 travaillent en pression et non en compression comme indiqué sur les figures. En plus de leur rôle moteur, ces deux bielles 13 et 14 servent à maintenir assemblées les différentes parties de la butée 12 et du plateau oscillant 4 ; si nécessaire, elles peuvent par ailleurs être associées à une masse d'équilibrage 31 prévue sur le plateau 4 à l'opposé de leurs extrémités 15. Le coulissement de la butée 12 sur l'arbre moteur 1 est commandé par l'intermédiaire d'un levier de commande 16 dont la partie inférieure, en forme de V, porte l'axe de rotation 17 tandis que les deux extrémités 18, de part et d'autre de la butée, s'appuient sur la butée 12. L'extrémité 19 du levier 16 opposée à l'extrémité 18 est prolongée en dehors du carter 11 du dispositif et permet la commande manuelle. Selon la figure 1, la rotation selon la flèche A du levier 16 est commandée par l'intermédiaire d'une tige filetée 40 dont le palier 32 se trouve sur le carter. Cette tige filetée 40 est associée à un ressort 33 dont la tension peut être réglée au moyen d'un volant 340 Ce système constitue en fait une sécurité permettant d'éviter de caler le moteur et d'amortir les chocs. En effet, lorsque l'ef- fort devient trop important, ou les chocs, le levier 16, par l'intermédiaire des bielles 13 et 14 (transmission) comprime le ressort 33, ce qui provoque un retour à la position débrayée. Compte tenu de ce qui précède, une rotation du levier de commande selon la flèche A entraîne une translation selon la flèche B de la butée 12 qui, par l'intermé- diaire des leviers 13 et 14, entraîne à son tour un pivotement du plateau oscillant 4 dont l'axe x-x' vient prendre la position représentée en pointillés dans laquelle il fait un angle i avec l'arbre moteur 1. Dans cette position, il est clair que la cage intérieure rotative 6 du plateau oscillant 4 est soumise à un mouvement de précession, tandis que tous les points de la cage extérieure du plateau 4 qui est fixe en rotation sont soumis à un mouvement de va-et-vient représenté schématiquement par la flèche C, dont l'amplitude est fonction de l'angle d'inclinaison du plateau 4 par rapport à l'arbre moteur 1 et dont la fréquence est fonction de la vitesse de rotation de l'arbre moteur 1. Selon les figures 1 et 3, pour transformer le mouvement de va-et-vient schématisé par la flèche C en un mouvement de rotation de l'arbre récepteur 3, il est prévu deux bielles d'entraînement 20 et 21 qui coopèrent avec deux roues libres 30 et 30' placées de part et d'autre de l'arbre moteur 1 et sur lesquelles est monté l'arbre récepteur 3. L'une des extrémités des bielles 20 et 21 est montée sur une rotule 22 ou 23 prévue à cet effet sur la périphérie de la cage extérieure 7 du plateau oscillant 4. Les rotules 22 et 23 qui sont diamètralement opposées sur le plateau 4, sont bien entendu soumises à un mouvement de va-et-vient selon la flèche C. Les extrémités 24 et 25 des bielles dientraine- ment 20 et 21 opposées aux rotules 22 et 23, sont respectivement montées au moyen de roulements à billes ou à aiguilles sur des axes 26 et 27 solidaires de couronnes 28 et 29 constituant les cages extérieures des deux roues libres 30 et 30' sur lesquelles est monté l'arbre récepteur 3. La configuration des extrémités 24 et 25 des bielles d'entraînement 20 et 21 est telle que ces deuxbielles sont toujours opposées de manière à éviter tout temps mort de la transmission et à soumettre l'arbre récepteur 3 à un mouvement de rotation continu et régulier dont la vitesse est fonction d'une part de la vitesse de rotation de l'arbre moteur 1 et d'autre part de l'angle d'inclinaison b( du plateau oscillant 4 par rapport à cet arbre 1. Donc, un simple déplacement du levier de commande 19 selon la flèche A, permet de faire varier de manière continue la vitesse de rotation de l'arbre récepteur 3. Conformément à l'invention, et de manière non représentées sur les figures, il est également possible de prévoir une marche arrière en inversant les roues libres 30 et 30' sur l'arbre récepteur 3. Une seule roue libre peut suffire si la marche arrière ne sert que pour la manoeuvre. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir des bielles de marche arrière prenant leurs mouvements sur la même rotule que les bielles 20 et 21 correspodnant à la marche avant mais pouvant être verrouillées en position neutre dans un logement spécialement prévu à cet effet. REVENDICATIONS 10) Dispositif de transmission, notamment destiné à un outil agricole, par exemple un outil mixte, susceptible de faire office, à la fois de motobineuse, motoculteur, tondeuse, débrousailleuse, etc.., pour transmettre le mouvement d'un arbre de commande entraîné par un moteur à un arbre récepteur en permettant une variation continue des vitesses relatives, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un plateau oscillant (4) par rapport à l'arbre moteur (1), monté sur un axe perpendiculaire à cet arbre (1) et se composant d'une cage intérieure (6) solidaire en rotation de l'arbre moteur (1) ainsi que d'une cage extérieure (7) fixe en rotation et montée sur la cage intérieure (6) comme un roulement à billes (8), ainsi que de moyens de commande susceptibles de commander l'inclinaison (d) du plateau oscillant (4) et de transformer le mouvement de rotation de l'arbre moteur (1) en un mouvement de va-et-vient de chaque point de la cage extérieure (7) du plateau oscillant (4) dont l'amplitude est fonction de l'angle d'inclinaison ( ) de ce plateau par rapport à l'arbre moteur (1) et dont la fréquence est fonction de la vitesse de rotation de l'arbre moteur (1), et des moyens d'entraînement susceptibles de transformer ce mouvement de va-et-vient en un mouvement de rotation de l'arbre récepteur (3) dont la vitesse est fonction, d'une part de la vitesse de rotation de l'arbre moteur (1) et d'autre part de l'angle d'inclinaison ( i) du plateau oscillant par rapport à cet arbre. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande sont constitués par une butée (1-2) montée libre en translation sur l'arbre moteur (1) ainsi que par au moins une bielle de commande (13, 14) dont une extrémité est montée sur la butée (12) tandis que l'extrémité opposée (15) est solidaire de la cage intérieure (6) rotative du plateau oscillant (4), un déplace ment de la butée (12) par rapport à une position neutre dans laquelle le plateau oscillant (4) est perpendiculaire à l'arbre moteur entrainant une inclinaison ( ) de ce plateau (4) par rapport à cet arbre (1). 30) Dispositif selon l'-une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux bielles de commande~ (13, 144) montées en deux points diamètralement opposés de la butée (12) d'une part et au même point de la cage intérieure (6) du plateau oscillant (4) d'autre part. D) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le déplacement de la butée (12) sur l'arbre moteur (1) est commandé par l'intermédiaire d'un levier de commande (16) rotatif dont la partie inférieure, en forme de V, porte l'axe de rotation et dont les extrémités s'appuient sur la butée. 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le levier de commande est muni d'éléments de sécurité permettant d'éviter de caler le moteur et d'amortir les chocs. 60) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cage extérieure (7) du plateau oscillant (4) est munie d'une goupille (9) susceptible de coulisser dans une rainure (10) prévue à cet effet dans le carter (11) du dispositif-et empêchant toute rotation de cette cage. 70) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement sont constitués par deux bielles d'entraînement (20, 21) montées d'une part respectivement sur deux rotules (22, 23) diamètralement opposées prévues à cet-effet sur la périphérie de la cage extérieure (7) du plateau oscillant (4), et d'autre part, sur un dispositif de roues libres (30, 30') montées surs'arbre récepteur (3). 80) Dispositif selon la revendication 7, carac térisé en ce que le dispositif de roues libres se compose de deux roues libres (30, 30') placées de part et d'autre de l'arbre moteur. (1) et dont chacune porte, sur sa cage extérieure (28, 29), une couronne recevant l'extrémité de l'une des bielles d'entraînement (20, 21) montée sur un roulement à billes ou à aiguilles. 90) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux bielles d'entraînement (20, 21) sont montées dans des positions opposées sur le dispositif de roues libres de manière à éviter tout temps mort dans la transmission.