Brevet FR2608246A1 — publié le 19880617

! Dispositif de transmission. La présente invention a pour objet un dispositif de transmission ou boîte de vitesses-pont destinée notamment à la motoculture c'est-à-dire à des porte-outils tractés à applications multiples ou à des engins spécialisés automoteurs tels que moto-faucheuse, tondeuse, débroussailleuse, etc.... Actuellement ces motoculteurs ou autres engins automoteurs, lorsqu'ils sont équipés d'une boîte de vitesse, possèdent plusieurs vitesses avant et une marche arrière qui est atteinte après débrayage, et est engagée à l'aide d'un levier après avoir quitté la vitesse de travail utilisée. Sans être très longue, cette manoeuvre demande un certain temps, est plus ou moins pratique, et nécessite très souvent de déplacer sa main du guidon de commande vers le levier de changement de marche, ce qui peut être dangereux quand l'engin est utilisé en forte pente. D'autres systèmes utilisent un inverseur de marche, ce qui pré- sente également un danger car la vitesse de marche arrière est l'inverse de celle utilisée en application marche avant et ainsi, dans certains cas, cette vitesse s'avère être trop rapide. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvé- nients, tout en apportant plus de sécurité à la conduite de tels engins, et est notamment de fournir un dispositif de transmission ou boîte de vitesse qui permette de passer rapidement et sans débrayage de la marche avant à la marche arrière tout en conservant un certain rapport de réduction entre la marche avant et la marche arrière et en offrant la possibilité de plusieurs vitesses de rotation en marche arrière. Ce but est atteint en ce que le dispositif de transmission selon l'invention, entre un arbre d'entrée et un arbre de sortie, comprend en combinaison: - deux premiers trains d'engrenages destinés respectivement à la transmission en marche avant et en marche arrière et montés solidaires en rotation et en translation sur l'arbre d'entrée, - deux seconds trains d'engrenages montés rotatifs sur l'arbre de sortie et aptes à engrener respectivement avec les premiers trains d'engre- nages en vue de la transmission en marche avant et en marche arrière selon des rapports de vitesse différents, - et un organe d'embrayage monté solidaire en rotation mais déplaçable axialement sur l'arbre de sortie, entre les deux seconds trains d'engrenages et apte à être embrayé alternativement avec l'un ou l'autre de ces seconds trains d'engrenages afin d'assurer la transmission de mouvement entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie. De cette façon, il suffit de déplacer l'organe d'embrayage afin de l'embrayer avec l'un ou l'autre des seconds trains d'engrenages pour passer de la marche avant à la marche arrière, avec des rapports de vitesse différents sans avoir à débrayer au préalable l'arbre d'entrée. On notera que par trains d'engrenage il faut entendre aussi bien un ensemble de plusieurs roues dentées, permettant donc d'assurer plusieurs vitesses de rotation, qu'une seule roue dentée, ne permettant donc qu'un seul rapport de vitesse de rotation. Dans le cas o plusieurs rapports de vitesses sont désirés dans un mode de transmission (avant ou arrière) donné, le second train d'engrenage associé à ce mode de transmission est formé d'un manchon monté libre en rotation sur l'arbre de sortie et portant sur sa périphérie une série de roues dentées aptes à assurer les différents rapports de vitesse souhaités, des moyens étant prévus pour permettre l'engrenement de chacune de ces roues dentées avec celles du premier train d'engrenage. De toute façon le dispositif de transmission selon l'invention sera mieux compris et d'autres caractéristiques de celui-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schéma- tique annexé en illustrant à titre d'exemples non limitatifs plusieurs formes de réalisation. Figure I est un schéma du dispositif selon une première forme de réalisation, Figure 2 est une vue similaire à figure I selon une seconde forme de réalisation, Figure 3 est une vue similaire à figure 1 et 2 selon une troisième forme de réalisation. A la figure 1 est montré un dispositif de transmission pour engin automoteur comportant une vitesse en marche arrière et trois vitesses en marche avant. Ce dispositif est constitué d'un carter fermé 1, à l'intérieur duquel sont montés un arbre 2 d'entrée du dispositif de transmission, et un arbre 3 de sortie qui transmet son mouvement de rotation à un essieu 4 de l'engin par l'intermédiaire d'un système différentiel 5 et d'une transmission à pignon et à chaîne 6. Les arbres 2,3,4 sont montés rotatifs à l'intérieur du carter au moyen de paliers (roulements) 7. Sur l'arbre d'entrée 2 du dispositif de transmission sont montées solidaires en rotation et en translation trois roues dentées 8, 9, 10 destinées au fonctionnement en marche avant. Une quatrième roue dentée 11, destinée au fonctionnement en marche arrière, est également fixée, solidaire en rotation et en translation, sur l'arbre d'entrée 2. Sur l'arbre de sortie 3 du dispositif de transmission est monté fou un manchon 12. Ce manchon 12 comporte trois roues dentées 13,14,15, dont deux 13,15, sont montées folles et tournent donc librement sur celui-ci, tandis que la troisième 14 est montée solidaire en rotation par l'intermédiaire d'une clavette 16, mais déplaçable axialement sur ce manchon 12. Cette roue dentée 14 présente, en outre, sur sa périphérie une gorge circulaire 24a dans laquelle est engagée l'extrémité d'une fourchette de manoeuvre 21 destinée à commander le déplacement de cette roue dentée 14 le long du manchon 12. Celui-ci présente, sur sa périphérie, trois encoches 17 espacées axialement et correspondant à trois positions axiales différentes de la roue 14 par rapport au manchon 12. A ces encoches 17 est associée une bille 18 disposée dans un alésage radial 19 de la roue dentée 14 et sollicitée vers l'intérieur des encoches 17 par un ressort 20. La bille 18 coopère avec chacune des encoches 17 pour garantir un bon positionnement axial de la roue dentée 14 lors de ses déplacements. Cette roue dentée 14 présente sur chacune de ses faces en bout une série de griffes 14a ou similaires disposées selon un cercle. Ces griffes 14a sont destinées à entrer en prise soit avec des griffes 15a disposées complémentairement sur la roue dentée 15, soit avec des griffes 13a également complémentaires de la roue dentée 13, de façon à assurer la solidarisation en rotation de la roue dentée 14 tour à tour avec les roues dentées 13 et 15. Les différentes roues dentées 13,14,15 sont par ailleurs destinées à engrener par leur denture extérieure respectivement avec les roues dentées 8,9,10 de l'arbre d'entrée 2, en assurant avec celles-ci différents rapports de vitesses de rotation, la roue dentée 14 n'engrenant avec la roue dentée 9 que dans sa position médiane. Sur l'arbre de sortie 3 est également montée une roue dentée 22 destinée au fonctionnement en marche arrière. Cette roue dentée 22 engrène avec la roue dentée 11 de l'arbre d'entrée 2 par l'intermédiaire d'un pignon 23, ce qui permet d'inverser le sens de rotation de cette roue dentée 22 par rapport à celui de l'arbre d'entrée 2 et donc d'obtenir la marche arrière. Les roues dentées 11,22 et 23 sont choisies de façon que la roue 22 tourne toujours moins vite que le manchon 12. La roue dentée 22 est montée folle sur l'arbre de sortie 3, cependant sans possibilité de déplacement axial par rapport à celui-ci. Un crabot 25 est enfin monté, solidaire en rotation mais dépla- çable axialement, sur l'arbre de sortie 3, par l'intermédiaire d'une clavette 26. Ce crabot 25 est muni d'une gorge périphérique 25b dans Jaquelle s'engage l'extrémité d'une fourchette 27 destinée à commander le dépJa- cement axial de ce crabot 25. Ce crabot 25 présente sur chacune de ses faces en bout des griffes 25a destinées à entrer en prise avec des griffes complémentaires, respectivement 22a, 12a, prévues sur les faces en regard de la roue dentée 22 et du manchon 12. De cette façon, le crabot 25 peut être mis en prise tour à tour avec le manchon 12 et avec la roue dentée 22. On concevra aisément que lorsque le crabot 25 est en prise avec le manchon 12, il assure la liaison entre l'arbre d'entrée 2 et l'arbre de sortie 3 et que ce dernier se met à tourner dans le sens inverse de l'arbre d'entrée 2, ce qui correspondra à la marche avant, sa vitesse de rotation étant déterminée par les rapports des roues dentées 8,12; 9,14; 10,15 en prise, en fonction de la position de la roue dentée 14. Ainsi par exemple dans le cas montré à la figure 1, le mouvement de l'arbre d'entrée 2 serait transmis à l'arbre de sortie 3 par l'intermédiaire des roues dentées 9 et 14 en prise puisque la roue 14 est dans sa position médiane. Si la roue dentée 14 était déplacée vers la droite dans le dessin par l'intermédiaire du levier 21, le mouvement de l'arbre d'entrée 2 serait transmis à l'arbre de sortie 3 via les roues dentées 10,15,14 le manchon 12 et le crabot 25. Inversement si la roue dentée 14 était déplacée vers la gauche dans le dessin, le mouvement de l'arbre d'entrée 2 serait transmis via les roues dentées 8,13 et 14. De même on concevra aisément que lorsque le crabot 25 est en prise avec la roue dentée 22, il assure la liaison entre l'arbre d'entrée 2 et l'arbre de sortie 3 par l'intermédiaire des roues dentées 11,23 et 22, et donc la rotation, de même sens par rapport à l'arbre d'entrée 2, de l'arbre de sortie 3, ce qui correspondra à la marche arrière. On notera que dans ce cas une seule vitesse de rotation est possible pour la marche arrière. Bien entendu les engrenages 11,22 sont calculés de façon que la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 3 en marche arrière soit de toute façon plus lente qu'en marche avant. La fourchette de manoeuvre 27 est reliée à un câble 28, lui-même relié à une poignée 30 de façon à permettre la commande du déplacement de cette fourchette 27. Dans l'exemple représenté un ressort 29 est prévu entre le câble 28 et le carter 1, ce ressort 29 sollicitant le câble 28 de façon à maintenir le manchon 12 en prise permanente avec le crabot 25. Un action sur la poignée 30 permet de déplacer le crabot 25 vers la roue dentée 22 et de permettre l'embrayage de ceux-ci, en obtenant ainsi la marche arrière. Lorsque la poignée 30 est relâchée le crabot 25 reprend sa position d'accouplement avec le manchon 12 et l'engin peut repartir en marche avant. Bien entendu un système d'embrayage, non représenté sur le dessin, sera prévu en amont de l'arbre d'entrée 2, de façon à permettre d'arrêter la rotation de celui-ci et de procéder pendant cet arrêt au réglage des vitesses de rotation par déplacement de la roue dentée 14 (fourchette de manoeuvre 21). Cet embrayage pourra également être commandé par une poignée prévue sur le guidon de l'appareil. On notera que le dispositif de transmission selon l'invention permet de passer rapidement de la marche avant à la marche arrière, par simple actionnement de la poignée 30, tout en ayant des vitesses de rotation différentes en marche avant et arrière, ce qui n'est pas possible avec les inverseurs de type connu jusqu'à présent. Ce dispositif permet également de changer de façon simple le rapport de vitesse en marche avant et éventuellement en marche arrière. En effet, un tel dispositif n'est pas limité à l'exemple représenté sur la figure, dans lequel une seule vitesse est prévue pour la marche arrière et il est tout à fait possible de prévoir différentes vitesses de rotation en marche arrière. La figure 2 montre un autre exemple de réalisation du dispositif selon l'invention comportant trois vitesses en marche avant et deux vitesses en marche arrière et dans lequel les éléments similaires seront désignés par les mêmes références augmentées de 100. 2608Z46 Dans ce cas sur l'arbre d'entrée 102 sont fixées deux roues dentées 111, 111', destinées à transmettre son mouvement en marche arrière et trois roues dentées 108,109,110 destinées à transmettre son mouvement en marche avant. Sur l'arbre de sortie 103 sont montés rotatifs deux manchons 105 et 112. Le manchon 112 porte des roues dentées 113,114,115 destinées à engrener respectivement avec les roues dentées 108,109 et 110 et aptes à être rendues solidaires en rotation tour à tour du manchon 112 au moyen d'une clavette coulissante 116 actionnée par une tige 117. Sur le manchon 105 sont également montées deux roues dentées 122,122' aptes à engrener respectivement avec les roues dentées 111,111' de l'arbre d'entrée 102, par l'intermédiaire de pignons dentés 123,123' de façon à en inverser le mouvement de rotation. De même que pour le manchon 112 les roues dentées 122,122' sont aptes à être rendues solidaires en rotation tour à tour du manchon 105 au moyen d'une clavette coulissante 124 actionnée par une tige de commande 124a. Enfin un crabot 125 est monté, solidaire en rotation mais dépla- çable axialement sur l'arbre de sortie 103, au moyen d'une clavette 126 et est apte à embrayer au moyen de griffes 125a soit avec le manchon 112 (griffes 112a), pour un fonctionnement en marche avant, soit avec le manchon 105 (griffes 105a) pour un fonctionnement en marche arrière. Le fonctionnement de ce dispositif est par ailleurs exactement le même que celui décrit ci-avant pour le dispositif de la figure 1. Les roues dentées 108,109,110,113,114,115 fournissent trois rapports de vitesse en marche avant tandis que les roues dentées 111,111',123,123' et 122,122' fournissent deux rapports de vitesse en marche arrière. A la figure 3 est montré encore un autre exemple de réalisation de la présente invention dans lequel les éléments similaires seront désignés par les mêmes références augmentées de 200. Dans ce cas l'arbre d'entrée 202 comporte une roue dentée 211 destinée à la transmission du mouvement en marche arrière et deux roues dentées 208,209 destinées à la transmission du mouvement en marche avant. Sur l'ordre de sortie 203 sont également montés rotatifs un manchon 212 et une roue dentée 222 aptes à embrayer chacun au moyen de griffes 222a, 212a,225a avec un crabot 225, monté solidaire en rotation mais déplaçable axialement sur cet arbre 203, au moyen d'une clavette 226. Un baladeur 215 présentant deux roues dentées 213,214 et apte à être actionné par un levier 221 est monté solidaire en rotation mais déplaçable axialement sur le manchon 212 au moyen d'une clavette 216. Ce baladeur 215 est apte à engrener avec les roues dentées 208,209 de l'arbre d'entrée 202 au moyen de ses roues dentées respectivement 213,214, en fonction de la vitesse désirée en marche avant sur l'arbre de sortie 203. De même la roue dentée 222 est en prise avec la roue dentée 211 de l'arbre d'entrée 202 par l'intermédiaire d'un engrenage 223 pour le fonctionnement de l'arbre de sortie en marche arrière. Comme précédemment le passage de la marche arrière à la marche avant sera obtenu par déplacement du crabot 225 et embrayage de celui-ci soit avec la roue dentée 222 soit avec le manchon 212. Comme il va de soi la présente invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution montrées ci-avant à titre d'exemples non limi- tatifs; elle en embrasse au contraire toutes les formes de réalisation mettant en oeuvre des moyens similaires ou équivalents. - REVENDICATIONS - 1- Dispositif de transmission entre un arbre d'entrée (2,102,202) et un arbre de sortie (3,103,203), caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison: - deux premiers trains d'engrenages (8,9,10; 108,109,110; 208,- 209) et (11; 111,111',211) destinés respectivement à la transmission en marche avant et en marche arrière et montés solidaires en rotation et en translation sur l'arbre d'entrée; - deux seconds trains d'engrenages (12,112,212) et (22,105,222) montés rotatifs sur l'arbre de sortie et aptes à engrener respectivement avec les premiers trains d'engrenages en vue de la transmission en marche avant et en marche arrière selon des rapports de vitesse différents; - et un organe d'embrayage (25,125,225) monté solidaire en rotation mais déplaçable axialement sur l'arbre de sortie, entre les deux seconds trains d'engrenages et apte à être embrayé alternativement avec l'un ou l'autre de ces seconds trains d'engrenages, afin d'assurer la trans- mission de mouvement entre l'arbre d'entrée (2,102,202) et l'arbre de sortie (3,103,203). 2- Dispositif de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trains d'engrenages sont calculés de façon à assurer à chaque fois une vitesse de rotation inférieure en marche arrière. 3- Dispositif selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce qu'un dispositif d'embrayage est prévu en amont de l'arbre d'entrée (2,102,202), afin de permettre le réglage des vitesses de rotation à l'arrêt. 4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que, dans le cas o plusieurs rapports de vitesses sont désirés dans un mode de transmission (avant ou arrière) donné, le second train d'engrenages associé à ce mode de transmission est formé d'un manchon (12,112,212;105) monté libre en rotation sur l'arbre de sortie et portant sur sa périphérie une série de roues dentées aptes à assurer les différents rapports de vitesse souhaités, des moyens étant prévus pour permettre l'engrénement tour à tour de chacune de ces roues dentées avec celles respectivement (8,9,10;108,109,110;208,209,210;111,111') du premier train d'engrenages associé. 5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon (12) porte sur sa périphérie une roue dentée (14), montée solidaire en rotation mais déplaçable axialement sur celui-ci, et une ou deux roues dentées (13,15) montées folles sur ce manchon et en ce que la roue dentée (14) est apte à engrener au moyen de griffes (14a) prévues sur chacune de ses faces en bout avec chacune des roues dentées (13,15) en fonction de sa position axiale sur le manchon (12). 6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, dans une position intermédiaire, la roue dentée (14) est constamment en prise avec une roue dentée (9) du premier train d'engrenages associé. 7- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque manchon (112,105) porte une série de roues dentées respectivement (108, 109,110;111,111') et en ce que chaque roue dentée est apte a être rendue solidaire en rotation du manchon associé par déplacement d'une clavette respectivement (116,124). 8- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon (212) est muni d'un baladeur (215) monté solidaire en rotation mais déplaçable axialement sur celui-ci et comportant des roues dentées (213, 214) et en ce que ce baladeur (215) est apte à être déplacé pour l'engrenement de chacune des roues dentées (213,214) avec celle associée du premier train d'engrenages (208,209). 9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que l'organe d'embrayage (25,125,225) est constitué par un crabot présentant sur chacune de ses faces en bout une série de griffes respectivement (25a,125a,225a)-aptes à engrener avec des griffes complé- mentaires prévues sur les faces en bout correspondantes de chacun des seconds trains d'engrenages respectivement (12,112,212) et (22,105,222).