Brevet FR2722056A1 — publié le 19960112

TONDEUSE A GAZON COMPORTANT DES MOYENS DE TRANSFERT DE L'HERBE COUPEZ La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux tondeuses à gazon constituées d'un véhicule de type "tracteur ou tondeuse autoportée" sur lequel est monté un ensemble qui non seulement permet d'assurer la coupe de l'herbe, mais également son ramassage et son stockage en vue de son élimination. Dans de telles tondeuses, les lames de coupe sont disposées à l'intérieur d'un carter fixé en général sous le châssis du véhicule (ou en avant de ce dernier), et qui peut être associé à des moyens permettant de l'éloigner du sol pour faciliter les déplacements du véhicule en dehors des phases de coupe proprement dites, par exemple lorsqu'on souhaite le déplacer d'un site à un autre. L'herbe coupée est éjectée latéralement, soit sur le côté soit vers l'arrière du véhicule, pour être transférée au moyen d'un conduit de raccordement à une enceinte de stockage portée par ledit véhicule. Pour réaliser le transfert de l'herbe coupée depuis les organes de coupe proprement dits jusqu'à l'enceinte de stockage, on utilise très souvent une turbine qui peut être soit directement associée à l'ensemble de coupe, soit être dissociée de cette dernière. L'utilisation d'une turbine centrifuge pour assurer le transport de l'herbe coupée à l'intérieur de l'enceinte de stockage est très efficace, mais présente un inconvénient majeur qui est celui de la nuisance sonore qui peut s'élever à plus de 100 dBA, alors que le seuil maximal de tolérance est en général de l'ordre de 100 dBA. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, une solution simple, qui permet de résoudre ce problème de nuisance sonore tout en permettant d'assurer le transfert de l'herbe coupée à l'intérieur de l'enceinte de stockage portée par le véhicule, de manière aussi efficace qu'une turbine centrifuge. Par ailleurs, la solution conforme à l'invention peut être adaptée aussi bien sur des tondeuses dans lesquelles l'éjection de l'herbe par l'organe de coupe est réalisée vers l'arrière dans l'axe en dessous du véhicule, que sur des tondeuses dans lesquelles l'éjection de l'herbe est réalisée latéralement, configuration qui sera celle adoptée dans la suite de la description. D'une manière générale, l'invention concerne donc un perfectionnement apporté aux tondeuses à gazon du type "tracteur ou tondeuse autoportée", et dans lesquelles la tête de coupe proprement dite, déplaçable a proximité de la surface du sol, fixée sous le châssis du véhicule ou en avant de ce dernier, éjecte l'herbe coupée à l'intérieur d'un ensemble de transfert dont la sortie débouche dans une enceinte de stockage portée par le véhicule. Selon l'invention, le transfert de l'herbe depuis la tête de coupe jusqu'à l'enceinte de stockage, est obtenu au moyen d'un ensemble comprenant - une goulotte ou raccord d'alimentation qui réceptionne l'herbe éjectée latéralement par les organes de coupe et la transfère à l'intérieur d'un élément assurant son cheminement jusqu'à l'enceinte de stockage; - l'élément assurant le cheminement de l'herbe depuis la sortie du raccord d'alimentation jusqu'à l'enceinte de stockage, est constitué par un tube à l'intérieur duquel est monté coaxialement un ensemble rotatif assurant une poussée mécanique sur l'herbe coupée sur toute la'longueur dudit tube. Selon une forme préférentielle de réalisation, la tondeuse selon l'invention se caractérise en ce que - l'élément permettant d'exercer une poussée continue sur l'herbe sur toute la longueur du tube de transfert, est constitué par une vis d'Archimède - le diamètre du tube à l'intérieur duquel est disposée la vis d'Archimède, est supérieur au diamètre de l'enveloppe cylindrique de ladite vis et présente un état de surface tel qu'il tend à annuler toute composante de vitesse perpendiculaire à l'axe du tube sur les brins d'herbe lors de leur cheminement à l'intérieur dudit tube de transfert; - un échappement d'air est prévu au niveau de la zone d'introduction de l'herbe coupée à l'intérieur du tube de transfert et; - la zone d'entrée de l'herbe à l'intérieur du tube de transfert a des dimensions inférieures au pas de l'hélice de la vis d'Archimède. Différents types de moyens peuvent être envisagés pour tendre à annuler toute vitesse normale à l'axe de la vis sur les brins d'herbe lors de leur cheminement à l'intérieur du tube de transfert. Un tel résultat peut être obtenu par exemple en ayant une surface interne du tube de transfert rugueuse, mais de préférence elle comportera des éléments, fixes ou mobiles, formant obstacle aux brins d'herbes, par exemple en réalisant le tube de telle sorte que sa surface interne présente des cannelures qui peuvent être soit radiales (en anneau ou en spirale), soit axiales. Ces éléments formant obstacle s'étendent sur la longueur du tube de transfert jusqu'au niveau de déversement de l'herbe à l'intérieur de l'enceinte de stockage. Enfin, la liaison de l'extrémité de sortie du tube de transfert avec la benne de stockage, est réalisée de manière à pouvoir avoir un déplacement angulaire dudit tube de transfert, permettant de suivre les déplacements verticaux que peut recevoir la tête de coupe. La vis permettant d'assurer le déplacement de l'herbe coupée, peut être soit de pas constant sur toute sa longueur, soit de pas variable, de manière continue ou par zones, de longueur égale ou non, permettant alors d'avoir également un compactage de l'herbe coupée. De plus, un pas important dans la zone d'entrée facilite l'admission de l'herbe à l'intérieur du tube de transfert. La vis d'Archimède utilisée sur la tondeuse conforme à l'invention est de préférence réalisée sous la forme d'une surface hélicoïdale pouvant être un hélicoïde non développable, un hélicoïde développable ou une surface de vis à filet triangulaire ou carré. Cette vis doit être réalisée dans un matériau qui résiste aux impacts et à l'abrasion. Avantageusement, elle sera réalisée par moulage d'un matériau synthétique, notamment d'un élastomère polyuréthanne. L'entraînement en rotation de la vis de transfert peut être obtenu soit par l'intermédiaire d'un moteur indépendant, soit par une transmission appropriée avec un élément moteur du tracteur. Cet entraînement est réalisé par l'une des extrémités de la vis, la vitesse de cette dernière étant réduite dans un rapport de l'ordre de 1 à 10 par rapport à la vitesse de rotation des lames de la tondeuse. L'invention et les avantages qu'elle apporte sera mieux comprise grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en perspective d'une tondeuse à gazon réalisée conformément à l'invention; - les figures 3, 4 et 5 sont des vues de détail montrant respectivement l'entrée du raccord d'alimentation qui réceptionne l'herbe éjectée latéralement par les organes de coupe (figure 3), la zone d'admission de l'herbe à l'intérieur de l'élément qui assure son cheminement (figure 4), et un ensemble rotatif en forme de vis d'Archimède permettant d'assurer une poussée mécanique sur l'herbe coupée pour la transférer à l'intérieur d'un bac de stockage (figure 5). En se reportant aux schémas annexés, la tondeuse à gazon conforme à l'invention, désignée par la référence générale (1), est donc du type tracteur ou tondeuse autoportée et comporte une tête de coupe, désignée par la référence générale (2), déplaçable à proximité de la surface du sol, et qui est fixée sous le châssis du véhicule (1). Les organes de coupe (3), schématisés uniquement à la figure 3, sont entourés par un carter (4), l'herbe coupée étant éjectée latéralement à l'intérieur d'un ensemble de transfert, désigné par la référence générale (5), dont la sortie débouche dans une enceinte de stockage (16) portée par le véhicule (1). Conformément à l'invention, l'ensemble de transfert (5) est constitué essentiellement par une goulotte ou raccord d'alimentation (6) qui réceptionne l'herbe éjectée latéralement par les organes de coupe (3), et dont la sortie (7) débouche dans un élément permettant d'assurer le cheminement de l'herbe jusqu'à l'enceinte de stockage (16), ledit élément étant constitué essentiellement par un tube (8) à l'intérieur duquel est monté coaxialement un ensemble rotatif (9) assurant une poussée mécanique sur l'herbe coupée, et ce sur toute la longueur dudit tube (8). Dans la forme de réalisation préférentielle illustrée dans les schémas annexés, l'élément rotatif (9) qui permet d'exercer une poussée continue sur l'herbe sur toute la longueur du tube de transfert (8), est constitué par une vis d'Archimède se présentant sous la forme d'une surface hélicoïdale. Conformément à l'invention, contrairement aux ensembles de type "vis d'Archimède", qui permettent d'assurer le déplacement de matériaux pateux ou pulvérulents, le bord périphérique (10) de l'hélice ne tangente pas avec la surface interne (11) du tube (8) qui l'entoure, mais est au contraire espacé de cette dernière. A titre indicatif, un espacement de l'ordre de 15 à 20 mm entre le bord (10) de l'hélice et la surface interne (11) du tube convient. Il a par ailleurs été déterminé, afin d'éviter tout phénomène de bourrage et de colmatage, qu'il était nécessaire que la surface interne (11) du tube (8) ait une structure telle qu'elle tende à annuler toute composante de vitesse perpendiculaire à l'axe du tube sur les brins d'herbe lors de leur cheminement à l'intérieur du tube de transfert (8). Pour ce faire, le tube (8) peut soit être traité pour le rendre rugueux mais, de préférence, il comportera des éléments fixes ou mobiles formant obstacle et constitués, par exemple, par des cannelures qui peuvent être radiales comme illustré à la figure 4, ou axiales comme illustré à la figure 5. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 5, les cannelures axiales (14) sont, par exemple, constituées par des barrettes de section rectangulaire dont l'épaisseur est au plus égale à l'espacement entre le bord de l'hélice (10) et la paroi interne (11) du tube (8). Ces cannelures (14) s étendent sur toute la longueur du tube et doivent s'arrêter au niveau de la zone de déversement de l'herbe à l'intérieur de l'enceinte de stockage (16). Si le tube débouche à l'intérieur de cette zone, les cannelures peuvent donc s'étendre jusqu à l'extrémité du tube. Dans l'hypothèse où le déversement à l'intérieur de l'enceinte se ferait au travers d'une fenêtre réalisée sur la périphérie, de telles cannelures doivent donc s arrêter au niveau de cette fenêtre pour que le déversement puisse s'effectuer dans l'enceinte. Si le tube (8) peut être constitué par un tube rigide, il peut être envisagé d'utiliser un tube (8) cannelé pouvant présenter une certaine souplesse et qui est maintenu tendu pour éviter sa déformation. Enfin, conformément à l'invention, pour éviter tout bourrage, il est nécessaire d'une part, de prévoir un échappement d'air (12) au niveau de la zone d'introduction de l'herbe coupée à l'intérieur du tube de transfert (8), et d'autre part, d'avoir une zone d'entrée (13), raccordée à la sortie (7) du raccord d'alimentation (6) ayant des dimensions inférieures au pas de l'hélice de la vis (9). L'échappement de l'air au niveau de la zone d'introduction peut être réalisé soit par la périphérie du tube comme illustré à la figure 1, mais il pourrait être envisagé de réaliser un tel échappement par le coeur de la vis. A titre d'exemple concret mais non limitatif, avec une tondeuse à gazon ayant une puissance de 16 chevaux et se déplaçant à une vitesse de 5 km/h, la vitesse des lames de coupe étant de l'ordre de 2800 tours/minute, il a été possible d'assurer un débit d'herbe coupée d'environ deux litres par seconde (soit 0,7 kg/s) en utilisant un ensemble de transfert conforme à l'invention ayant les caractéristiques suivantes - vis sans fin : diamètre externe 150 mm - diamètre de l'axe 42 mm - pas de l'hélice : 250 mm - longueur : 1,60 m - dimension de la fenêtre d'admission : hauteur 250 mm (égale au pas de la vis) largeur:150 mm - vitesse de rotation : 250 t/min - tube (8) entourant la vis : diamètre interne 172 mm ; ce tube est équipé de trois barrettes sur sa longueur ayant une largeur de 20 mm et une épaisseur de 10 mm. Par rapport à une tondeuse à gazon équivalente, dans laquelle le transfert de l'air se fait au moyen d'une turbine, et dont la puissance sonore en fonctionnement est de plus de 100 dBA, une tondeuse équipée d'un ensemble de transfert et prélèvement de l'herbe coupée conforme à l'invention permet d'abaisser sa puissance sonore à un niveau correspondant sensiblement à celui du tracteur seul. Un tel abaissement de la puissance sonore est également facilité par le fait que la puissance nécessaire pour entraîner l'élément (vis) assurant le prélèvement de l'herbe est très faible (de l'ordre de 1,4 kilowatts), ce qui permet pour une vitesse de déplacement déterminée du tracteur, d'avoir un régime moteur nettement inférieur aux tondeuses dans lesquelles une grande partie de la puissance du moteur est absorbée par l'entraînement de la turbine. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples donnés précédemment, mais elle en couvre également toutes les variantes. Ainsi, si dans la description, l'invention a été décrite pour un ensemble de transfert comportant un tube généré, il pourrait être envisagé d'avoir un tube conique et une vis d'Archimède à enveloppe conique. REVENDICATIONS 1/ Tondeuse à gazon dans laquelle la tête de coupe proprement dite, déplaçable a proximité de la surface du sol, fixée sous le châssis du véhicule ou en avant de ce dernier, éjecte l'herbe coupée à l'intérieur d'un ensemble de transfert (5) dont la sortie débouche dans une enceinte de stockage (16) portée par le véhicule, dans laquelle le transfert de l'herbe depuis la tête de coupe (2) jusqu'à l'enceinte de stockage (16), est obtenu au moyen d'un ensemble comprenant - une goulotte ou raccord d'alimentation (6) qui réceptionne l'herbe éjectée latéralement par les organes de coupe et la transfère à l'intérieur d'un élément assurant son cheminement jusqu'à l'enceinte de stockage (16); - l'élément assurant le cheminement de l'herbe depuis la sortie du raccord d'alimentation (6) jusqu'à l'enceinte de stockage (16), est constitué par un tube (8) à l'intérieur duquel est monté coaxialement un ensemble rotatif (9) assurant une poussée mécanique sur l'herbe coupée sur toute la longueur dudit tube, caractérisée en ce que: - l'élément (9) permettant d'exercer une poussée continue sur l'herbe sur toute la longueur du tube de transfert, est constitué par une vis d'Archimède - le diamètre du tube (8) à l'intérieur duquel est disposée la vis d'Archimède (9), est supérieur au diamètre de l'enveloppe cylindrique de ladite vis et présente un état de surface tel qu'il tend à annuler toute composante de vitesse perpendiculaire à l'axe du tube sur les brins d'herbe lors de leur cheminement à l'intérieur dudit tube de transfert; - un échappement d'air (12) est prévu au niveau de la zone d'introduction de l'herbe coupée à l'intérieur du tube de transfert et; - la zone d'entrée (13) de l'herbe à l'intérieur du tube de transfert a des dimensions inférieures au pas de l'hélice de la vis d'Archimède (9). 2/ Tondeuse à gazon selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface interne du tube de transfert (8) est rugueuse ou plus généralement munie d'éléments fixes ou mobiles tendant à annuler toute composante de vitesse normale à l'axe de la vis. 3/ Tondeuse à gazon selon la revendication 2, caractérisée en ce que la surface interne du tube de transfert (8) présente des cannelures soit radiales (en anneau ou en spirale), soit axiales. 4/ Tondeuse à gazon selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le pas de la vis est constant sur toute sa longueur. 5/ Tondeuse à gazon selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le pas de la vis est variable sur sa longueur et de manière continue par zones de longueur égale ou non. 6/ Tondeuse à gazon selon l'une des revendications I à 5, caractérisée en ce que la vitesse de rotation de la vis est réduite dans un rapport de l'ordre de 1 à 10 par rapport à la vitesse de rotation des lames de la tondeuse. 7/ Tondeuse à gazon selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'échappement de l'air au niveau de la zone d'introduction de l'herbe est réalisé par la périphérie du tube (8). 8/ Tondeuse à gazon selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'échappement de l'air au niveau de la zone d'introduction est réalisé par le coeur de la vis (9).