Brevet FR2709795A1 — publié le 19950317

DisPositif d'entraînement non permanent Pour mécanisme réducteur de transmission. La présente invention concerne un dispositif d'entraînement non permanent d'un nouveau type susceptible d'être intégré dans un mécanisme réducteur constitutif d'un dispositif de transmission d'une boîte de vitesse ou similaire installée sur des machines auto-tractées telles que des tondeuses à gazon. L'entrainement non permanent en rotation peut s'effectuer de manière multiple et dépend en particulier du dispositif de transmission entre le moteur et l'arbre. Parmi les dispositifs de transmission connus, ceux décrits dans le brevet FR-A2.902.938 sont particulièrement intéressants en raison de leur fiabilité et de leur compacité. Ces dispositifs de transmission sont constitués d'un réducteur du type vis sans fin en prise avec une roue dentée tangentielle présentant un alésage axial traversé par l'arbre de sortie, ledit alésage comportant des portées coniques susceptibles de venir en prise avec les cônes d'embrayage d'un dispositif d'embrayage à cônes. Dans ce cas, les cônes, libres axialement mais cinématiquement solidaires en rotation dudit arbre de sortie, peuvent être rapprochés au moyen d'un organe d'actionnement, tel qu'une fourchette d'embrayage, qui coopère avec un palier de support de l'arbre à l'intérieur du carter pour enserrer les cônes. Lors du rapprochement des cônes, correspondant à la position embrayage, les cônes viennent en prise avec la roue dentée et entraînent en rotation l'arbre maintenu centré au moyen de paliers à l'intérieur d'un carter. Cependant, dans un tel dispositif, l'utilisation d'une roue dentée associée à une paire de cônes constitue parfois un ensemble de puissance insuffisante pour entraîner l'arbre. Il devient alors nécessaire de renforcer le mécanisme d'embrayage. Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif d'entraînement non permanent qui permette l'entraînement en rotation d'arbres présentant une résistance élevée. Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif d'entraînement qui, en raison de sa conception, se révèle fiable, compact et peu onéreux. L'invention concerne à cet effet un dispositif d'entraînement non permanent constitué d'au moins deux roues dentées, entraînées en rotation, susceptibles d'être accouplées à, ou désaccouplées d'un arbre d'entraînement, dit arbre primaire, au moyen d'un mécanisme d'embrayage généralement à cônes comportant au moins deux cônes montés libres à coulissement et cinématiquement solidaires en rotation de l'arbre, lesdits cônes étant respectivement disposés à l'intérieur d'un alésage axial des roues dentées de manière à venir, au cours de leur rapprochement commandé par un organe approprié, tel qu'une fourchette, en prise avec une portée conique de ladite roue, caractérisé en ce que les roues dentées sont maintenues cinématiquement solidaires en rotation par pénétration d'au moins une dent en débord saillant de la face frontale d'au moins une des roues dans un interstice de forme complémentaire de la face frontale de la roue lui faisant face de manière à maintenir entre lesdites roues un contact permanent sans jeu en position embrayée. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, l'une des roues comporte un chambrage ménagé sur l'une de ses faces frontales de manière à rendre au moins une dent dépassante afin qu'elle pénètre dans l'interstice entre deux dents de la roue lui faisant face. Ce chambrage est ménagé à une hauteur variable dans l'espace compris entre la circonférence passant par la base des dents et la circonférence passant par le sommet des dents, de manière à obtenir un débord saillant des dents contiguës du sommet de la dent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit et des dessins joints dans lesquels la figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif d'entraînement non permanent conforme à l'invention intégré à l'intérieur d'une boîte de vitesse; la figure 2 représente une vue en coupe de deux roues dentées en prise; la figure 3 représente une vue partielle de profil de la denture d'une roue dentée; la figure 4 représente une vue en perspective d'une dent d'une roue venant en prise avec la denture d'une roue lui faisant face; et la figure 5 représente une vue de face d'une roue dentée. Conformément à la figure 1, le dispositif d'entraînement, objet de l'invention, comprend un arbre 1 appelé par la suite arbre primaire disposé à l'intérieur d'un boîtier formé de deux demi-carters et maintenu à l'intérieur de ce boîtier en position au moyen de logements hémi-circulaires ménagés dans les parois dudit boîtier et de paliers. Cet arbre 1 supporte deux roues dentées 4a et 4b dont il traverse l'alésage axial de telle sorte que lesdites roues sont montées libres à coulissement et à rotation sur ledit arbre 1. Ces roues dentées sont susceptibles d'être accouplées avec ledit arbre ou désaccouplées dudit arbre au moyen d'un mécanisme d'embrayage dit à cônes. Ce mécanisme d'embrayage comprend au moins deux cônes 3a, 3b, montés libres à coulissement et cinématiquement solidaires en rotation de l'arbre, lesdits cônes coaxiaux étant respectivement disposés à l'intérieur de l'alésage axial des roues dentées de manière à venir au cours de leur rapprochement en prise avec des portées coniques 15 des roues au moyen d'un organe d'actionnement approprié tel qu'une fourchette 5 commandée en déplacement par un arbre à cames 6 et qui coopère avec un palier de support de l'arbre dans le carter pour enserrer lesdits cônes qui sont orientés en direction du plan médian radial des roues. Ainsi, les faces de friction coniques de révolution des cônes viennent en prise avec les surfaces de révolution coniques 15 des roues ménagées dans l'alésage axial des roues en position embrayée, de manière à transmettre le mouvement continu rotatif des roues dentées à l'arbre 1. Il est à noter que, dans l'exemple représenté, les roues dentées sont entraînées à rotation par un mécanisme réducteur dans lequel les roues dentées constituent l'élément mené. L'élément menant est quant à lui constitué par une vis sans fin 7 entraînée en rotation par des moyens appropriés tels qu'une courroie. Dans cette configuration, les roues dentées sont disposées tangentiellement à la vis sans fin. En outre, il est prévu un certain nombre de rondelles ou d'organes d'absorption similaires 20 intercalés entre les paliers et les cônes pour éviter, lors du rapprochement des cônes, un contact direct des cônes tournants sur les paliers fixes. Pour permettre simultanément l'entraînement des deux roues dentées 4a et 4b au moyen d'une seule vis sans fin 7, il est nécessaire de maintenir les roues cinématiquement solidaires en rotation. De plus, ce maintien doit être tel qu'il doit permettre de maintenir entre lesdites roues un contact permanent sans jeu en position embrayée. Ce maintien est obtenu conformément à l'invention par pénétration d'au moins une dent 16 en débord saillant de la face frontale d'au moins une roue dans un interstice 17 de forme complémentaire de la face frontale de la roue lui faisant face. Un grand nombre de modes de réalisation peuvent être retenus pour réaliser un débord saillant d'au moins une dent d'une des roues. Cependant, un mode de réalisation préféré de l'invention consiste à ménager sur la face frontale de la roue devant comporter des dents en débord un chambrage 18 comme le montre la figure 4. Ce chambrage est, comme le montre la figure 5, ménagé à une hauteur h variable dans l'espace compris entre la circonférence C1 passant par la base des dents et la circonférence C2 passant par le sommet des dents. Ainsi, on obtient un débord saillant 16 des dents contiguës du sommet de la dent. Ce débord 16 vient pénétrer dans l'espace 17 laissé libre entre deux dents contiguës de la roue lui faisant face. Ce débord saillant peut être obtenu de plusieurs manières selon le matériau constitutif de la roue dentée. Ainsi, si la roue est en matériau composite ou en matière plastique, il sera de préférence réalisé par moulage. Si la roue dentée est en métal, il sera réalisé par enlèvement de matière. Dans un tel mode de réalisation , il est possible de choisir deux roues dentées identiques à l'origine à l'exception éventuellement de leur largeur puis de ménager dans l'une des roues un chambrage 18 par tournage.De ce fait, on obtient un ensemble facile à fabriquer et peu onéreux. Les roues dentées peuvent présenter une denture à taille oblique, à taille droite ou toute autre taille appropriée. La figure 3 représente à titre d'exemple une denture à taille oblique. Dans un mode de réalisation particulier conforme à la figure 1, il est possible d'intégrer le dispositif d'entraînement tel que décrit ci-dessus dans une boîte de vitesse installée par exemple sur des machines auto-tractées telles que des tondeuses à gazon. Dans ce cas, l'arbre 1 dit arbre primaire est équipé d'un train de pignons 8 montés cinématiquement solidaires en rotation de ce dernier. Un arbre secondaire 2 disposé parallèle à l'arbre primaire est équipé d'un train de pignons 9 disposés coaxiaux et montés libres à rotation autour dudit arbre, chaque pignon 8 du train de pignons de l'arbre primaire 1 étant respectivement maintenu en prise permanente avec un pignon 9 de l'arbre secondaire 2. Ce dispositif d'entraînement tel que décrit ci-dessus permet l'entraînement de l'arbre primaire dont le mouvement de rotation est transmis à l'arbre secondaire au moyen d'une clavette mobile 12 montée sur l'arbre secondaire qui, lors de son déplacement axial, vient en contact sélectif avec le bord périphérique intérieur 14 d'un pignon 9 porté par l'arbre secondaire de manière à claveter sélectivement ce pignon avec l'arbre secondaire. Dans ce mode de réalisation tel que représenté à la figure 1, la clavette 12 qui constitue un organe de sélection et de commande d'engagement des rapports de vitesse affecte la forme d'une dent de rochet et est disposée à l'intérieur d'une rainure longitudinale ménagée dans l'arbre secondaire 2. Cette clavette 12 est déplaçable axialement au moyen d'une bague 10 solidaire de la clavette et montée à coulissement sur l'arbre secondaire 2 Le déplacement de cette bague 10 est commandé par un axe de commande 11. La clavette 12 vient, lors de son déplacement axial, en prise avec une encoche 14 ménagée sur le bord périphérique intérieur d'un pignon 9 de l'arbre secondaire 2 et est maintenue à l'intérieur de cette encoche au moyen d'un organe de rappel tel qu'une lame-ressort 13 intercalée entre la clavette 12 et le fond de la rainure longitudinale ménagée dans l'arbre secondaire et constituant le chemin de guidage de la clavette. Pour parfaire l'ensemble, on intercale entre chaque pignon 9 du train de pignons de l'arbre secondaire une rondelle 19 pour éviter un clavetage simultané de deux pignons avec l'arbre secondaire. Enfin, si l'on désire une marche arrière, on intercale entre un pignon 8 de l'arbre primaire et un pignon 9 de l'arbre secondaire un pignon intermédiaire monté sur un arbre solidaire du carter, ledit pignon en prise permanente respectivement avec le pignon de l'arbre primaire et le pignon de l'arbre secondaire permettant à l'arbre secondaire de tourner lors de la sélection du pignon correspondant dans le même sens que l'arbre primaire. Dans une telle configuration, pour avoir une puissance d'entraînement de l'arbre secondaire suffisante, le mécanisme d'embrayage à cônes comprend au moins quatre cônes, chaque paire de cônes étant en prise au cours du rapprochement desdits cônes avec les portées coniques d'une roue dentée. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement non permanent constitué d'au moins deux roues dentées (4a,4b), entraînées en rotation, susceptibles d'être accouplées à, ou désaccouplées d'un arbre d'entraînement dit arbre primaire (1) au moyen d'un mécanisme d'embrayage généralement à cônes comportant au moins deux cônes (3a,3b) montés libres à coulissement et cinématiquement solidaires en rotation de l'arbre (1), lesdits cônes étant respectivement disposés à l'intérieur d'un alésage axial des roues dentées de manière à venir, au cours de leur rapprochement commandé par un organe approprié, tel qu'une fourchette (5), en prise avec une portée conique (15) de ladite roue, caractérisé en ce que les roues dentées (4a,4b) sont maintenues cinématiquement solidaires en rotation par pénétration d'au moins une dent (16) en débord saillant de la face frontale d'au moins une des roues dans un interstice (17) de forme complémentaire de la face frontale de la roue lui faisant face de manière à maintenir entre lesdites roues un contact permanent sans jeu en position embrayée. 2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des roues (4b) comporte un chambrage (18) ménagé sur l'une de ses faces frontales de manière à rendre au moins une dent dépassante (16) afin qu'elle pénètre dans l'interstice (17) entre deux dents de la roue lui faisant face. 3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chambrage (18) est ménagé à une hauteur variable dans l'espace compris entre la circonférence (C1) passant par la base des dents et la circonférence (C2) passant par le sommet des dents de manière à obtenir un débord saillant des dents contiguë du sommet de la dent. 4. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le débord saillant des dents est obtenu par enlèvement de matière. 5. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le débord saillant des dents est obtenu par moulage. 6. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les roues dentées sont de diamètre identique. 7. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les roues dentées présentent une denture à taille oblique. 8.Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les roues dentées constituent l'organe mené d'un mécanisme réducteur comprenant un organe menant tel qu'une vis sans fin (7) entraînée en rotation par des moyens appropriés. 9. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le mécanisme d'embrayage comporte au moins quatre cônes, chaque paire de cônes étant en prise au cours du rapprochement desdits cônes avec les portées coniques (15) d'une roue dentée. 10. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est incorporé à l'intérieur d'une boîte de vitesses pour machines auto-tractées telles que tondeuses à gazon du type comprenant un carter à l'intérieur duquel sont disposés l'arbre primaire (1) équipé d'un train de pignons (8) montés cinématiquement solidaires en rotation de ce dernier, un arbre secondaire (2) équipé d'un train de pignons (9) disposés coaxiaux et montés libres à rotation autour dudit arbre, chaque pignon (8) du train de pignons de l'arbre primaire (1) étant respectivement maintenu en prise permanente avec un pignon (9) de l'arbre secondaire (2), et en ce qu'il permet l'entraînement de l'arbre primaire dont le mouvement de rotation est transmis à l'arbre secondaire au moyen d'une clavette mobile (12), montée sur l'arbre secondaire et qui, lors de son déplacement axial, vient en contact sélectif avec le bord périphérique intérieur d'un pignon (9) porté par l'arbre secondaire de manière à claveter sélectivement ce pignon (9) avec l'arbre secondaire (2).