Brevet FR2738450A1 — publié le 19970314

Domaine technique L'invention concerne domaine des tondeuses à gazon, plus précisément les tondeuses montées sur des véhicules tracteurs et sur lesquelles la coupe est assurée par des lames tournant dans un plan sensiblement parallèle au sol. Technique antérieure Ce type de tondeuse se compose généralement d'un véhicule comportant un moteur qui permet le déplacement et qui fournit la puissance nécessaire pour la mise en rotation de ou des lames de coupe. Ces lames de coupe sont installées généralement entre les deux essieux du véhicule tracteur, à proximité du sol. L'herbe coupée par les lames est ensuite récupérée dans un bac réceptacle situé à l'arrière du véhicule. Le déplacement de l'herbe jusqu'au bac est provoqué soit par une turbine supplémentaire, soit par effet de soufflage dû à la forme particulière des lames. Pour former le circuit d'air d'acheminement de l'herbe jusqu'au bac réceptacle, le volume que décrivent les lames est recouvert par un capot dont la surface est optimisée pour former des canaux en hélice (ou volute) qui partent du niveau des lames et montent jusqu'à l'entrée du bac réceptacle. Sur toutes les tondeuses existant à ce jour, pour répondre aux contraintes d'abrasion générées par la projection d'herbe et d'autres corps soulevés par les lames, les volutes sont exclusivement fabriquées par emboutissage de tôles métalliques. La forme définitive de la volute est obtenue par soudure des points d'ancrage et d'autres accessoires. Bien que satisfaisantes sur le plan de la solidité, les volutes métalliques embouties présentent de multiples inconvénients. Le plus génant est sans conteste d'ordre économique car le coût d'une installation d'estampage et la réalisation de poinçons et matrices est extrèmement important, ce qui oblige les fabricants à réduire au minimum le nombre de diamètres de coupe disponibles dans leur gamme. Cette solution présente également plusieurs inconvénients techniques. En effet, l'utilisation de métal provoque inévitablement l'apparition de points de corrosion qui diminue la durée de vie d'une telle volute. Par ailleurs, une volute métallique sert de caisse de résonance lors des chocs de pierres ce qui augmente le niveau sonore déjà élevé de tels engins. En outre, le poids de volutes métalliques est pénalisant pour la tondeuse en général, et particulièment pour le système de réglage de hauteur de coupe. Sur le plan de la fabrication, l'estampage de pièces volumineuses de tôle ne permet pas d'obtenir des formes complexes et développées. Ainsi, pour dessiner des circuits d'air efficaces, il est nécessaire de rajouter par soudure des séparateurs et des renforts, ce qui allonge le temps de réalisation au détriment du coût de revient. Par ailleurs les limitations d'amplitude imposées par l'épaisseur de la tôle à emboutir font que la hauteur à laquelle l'herbe est expulsée est relativement faible ce qui diminue le rendement de la tondeuse et le volume de l'herbe éjectée. Enfin, concernant les performances de coupe, l'utilisation d'une volute métallique donc massive, ne permet pas de régler précisément l'angle de coupe, c'est-à-dire l'angle mesuré entre le plan horizontal et un plan perpendiculaire au moyeu. L'invention pallie tous ces inconvénients. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de fournir un ensemble de coupe qui soit à tout à la fois peu coûteux à fabriquer et à décliner en largeur de coupe, qui allie légèreté, solidité et précision et qui donne de bonnes performances de débit et de coupe. Exposé de l'invention L'invention concerne une tondeuse à gazon, du type connu comportant: - un véhicule tracteur comprenant un chassis et un moteur de traction; - un ensemble de coupe comprenant au moins une lame tournante montée sur un moyeu sensiblement perpendiculaire au sol, relié au chassis et entrainé par le moteur, l'enveloppe du volume décrit par la trajectoire de la lame étant couvert par un capot formé d'une ceinture latérale verticale et d'une volute destinée à éjecter l'herbe coupée. La tondeuse conforme à l'invention se caractérisé en ce que le capot comprend une structure porteuse rigide reliant le capot au chassis, et sur laquelle sont montés les moyeux et en ce que la volute est réalisée en matière plastique et est montée sur la structure porteuse. Autrement dit, contrairement aux tondeuses existantes, le capot de lame n'est ni monobloc et ni monomatière, mais est réalisé par l'assemblage d'une volute en matière plastique légère et peu onéreuse à fabriquer, avec une armature métallique rigide ajourée donc légère. Cette armature assure la liaison entre la volute et le chassis. Dans une forme particulière de réalisation, la structure porteuse est réalisée par un assemblage de tubes métalliques reliées par des plaques métalliques destinées à recevoir les moyeux. Ainsi, on limite le poids des éléments massifs pour diminuer la masse totale de l'ensemble de coupe. Par ailleurs, l'utilsation de plaques de support de moyeux permet de régler précisément l'angle de coupe. Dans une forme particulière d'exécution, la structure porteuse comporte: - un ensemble de deux tubes métalliques en U aplati formant cavalier, les branches des cavaliers étant verticales et solidaires de la ceinture latérale verticale, les portions de raccordement des cavaliers étant parallèles et disposées de part et d'autre du moyeu de lame au dessus de la face supérieure de la volute; - une plaque métallique disposée entre les portions de raccordement parallèles des cavaliers et servant de support au moyeu; - au moins trois pattes d'ancrage permettant la liaison de la structure porteuse avec le système de réglage en hauteur monté sur le chassis. Pour résoudre le double problème posé du coût de fabrication et de la solidité, la ceinture latérale verticale de l'enveloppe du volume de la lame est formée par au moins un tube de section rectangulaire cintré selon le contour extérieur de ladite enveloppe. En d'autres termes, la ceinture est réalisée à partir d'un tube couramment utilisé dans l'industrie mécanique, par cintrage sur une cintreuse à rouleaux, sans qu'il soit nécessaire d'employer de machine d'emboutissage. Pour résoudre le problème posé de l'atténuation du niveau sonore de la tondeuse, le tube formant la ceinture latérale est rempli d'une mousse expansible apte à absorber les vibrations et les sons. De cette manière, les deux parois du tubes et surtout la matière de remplissage font obstacle à la transmission des ondes sonores générées par les chocs de pierres sur la ceinture. Dans une première forme de réalisation, la ceinture latérale est montée rigidement sur la structure porteuse. Autrement dit, le ou les tubes constituant la ceinture sont associés à la structure porteuse pour former une armature métallique rigide. Dans une seconde forme de réalisation, la ceinture latérale et la volute forment une pièce unique en matière plastique thermoformée. Ainsi, l'ensemble de coupe est réalisé par l'assemblage d'un élément en matièreplastique recouvrant la lame avec une structure porteuse métallique. Pour résoudre le problème posé de la résistance aux chocs, la face interne de la ceinture latérale est renforcée d'un matériau anti-abrasion. Ainsi, dans le cas de l'utilisation d'une ceinture en tube métallique comme en matière plastique thermoformée, on protège la face intérieure de la ceinture des chocs de pierres et on atténue la naissance de vibrations. Dans une troisième forme de réalisation combinant les deux formes précitées, l'ensemble de coupe comprend un tube métallique formant la partie extérieure de la ceinture latérale et une pièce monobloc en matière plastique formant la volute et la partie inteme de la ceinture latérale. Description sommaire des dessins La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une vue de coté d'une tondeuse à gazon sous laquelle est installé un ensemble de coupe conforme à l'invention. La figure 2 est une vue éclatée en perspective d'un ensemble de coupe conforme à l'invention. La figure 3 est une vue de coté d'une structure porteuse, montré en vue de dessus à la figure 4. La figure 5 est une vue de dessus d'une volute. La figure 6 est une vue en coupe transversale d'une variante de réalisation de l'ensemble de coupe. Dans ce qui suit, on considérera que la tondeuse est posée sur un sol horizontal et qu'elle se dirige vers l'avant. Manière de réaliser l'invention Comme déja dit, l'invention concerne une nouvelle architecture pour les capots de lames de tondeuses à gazon tractées. Ce type de tondeuse (1), illustré à la figure 1, se décompose en trois sous-ensembles distincts, à savoir: - un véhicule tracteur (2) destiné à assurer le déplacement de la tondeuse et à fournir la puissance nécessaire à la coupe - un ensemble de coupe (3), réglable en hauteur sous le chassis - un bac réceptacle (4) de l'herbe éjectée en sortie de l'ensemble de coupe. Les exemples décrits ci-après comportent deux lames, mais l'invention s'applique bien entendu aux tondeuses à une, trois lames voire plus. Comme on l'a vu précédemment, l'esprit de l'invention consiste à assembler une structure porteuse métallique facilement réalisable, avec un capot réalisé en matière plastique. Plusieurs combinaisons sont possibles, mais deux seulement seront décrites en détails. Première forme de réalisation Dans la forme de réalisation illustrée à la figure 2, on distingue les deux parties caractéristiques de l'invention, c'est-à-dire une structure porteuse (10) et une volute (11) en matière plastique. Dans cette variante, la ceinture latérale (12) est réalisée par un tube cintré (13) et la volute (11) forme un couvercle fixé sur le dessus de cette ceinture (12). La structure porteuse (10) illustrée aux figures 2 à 4 présente un plan de symétrie vertical (14) correspondant au plan médian du véhicule (2) et séparant la structure porteuse (10) en deux parties symétriques. Chaque partie de la ceinture latérale (12) est constituée d'un tube (13) de section rectangulaire, dont le grand coté est vertical. Ce tube (13) entoure la lame depuis la zone (16) de sortie de la volute jusqu'à la zone avant (17) de chevauchement des lames, ou il rencontre le tube symétrique (18) en formant un angle aigu. En fonction de la hauteur de lame, on peut superposer deux tubes (13) ou plus pour obtenir la hauteur voulue. On intercalera avantageusement entre chaque tube, un joint en mastic ou en silicone, pour éviter les frottements intempestifs. Ces tubes (13) de ceinture sont obtenus par cintrage de tubes d'usage courant dans l'industrie mécanique. L'utilisation d'une cintreuse à rouleaux permet de choisir à volonté le diamètre de la ceinture pour l'adapter à l'envergure de la lame, sans engendrer des coûts importants. On peut également envisager de réaliser les tubes de ceinture par un procédé de fonderie d'aluminium, notamment par coulage au sable. Conformément à l'invention, ces tubes (13) peuvent être remplis d'une mousse cellulaire, typiquement en polyuréthanne. Ainsi, chaque tube absorbe une partie des vibrations engendrées par les chocs de pierres à l'intérieur de la ceinture (12). Cela contribue notamment à diminuer l'effet sonore de la structure. Cette ceinture (12) possède deux paires de chapes (20-23) disposées sur sa face exteme à l'avant et à l'arrière, et destinées à recevoir des roues (24,25) placées en léger débordement sous la structure porteuse (10). Ces roues (24,25) viennent en butée contre les éventuels accidents de terrain et provoquent la remontée de l'ensemble de coupe (3) pour éviter le contact de la lame sur le sol. La ceinture latérale (12) reçoit sur le dessus deux paires de tubes coudés (27-30). Ces tubes (27-30) ont une forme de U aplati et renversé. Les branches de U (31,32) sont fixées aux faces externes antérieure et postérieure de la ceinture (12) par soudure, vissage, rivetage ou tout autre moyen connu équivalent. Les branches principales (33,34) de ces tubes (27,28) sont parallèles et disposées de part et d'autre du centre de chaque partie de la ceinture (12). Dans la zone centrale, les branches principales (33,34) sont associées par une plaque pliée (35). Cette plaque possède deux parties verticales (36,37) soudées sous les branches (33,34), et une portion (38) centrale horizontale. Cette portion centrale (38) est destinée à acceuillir le support de moyeu de lame. Elle est percée en son centre pour laisser passer le moyeu de lame.Il est à noter que l'architecture de la structure porteuse (10) permet de régler précisément l'orientation du moyeu par rapport au sol pour la caler sur la position optimale correspondant à la lame. La structure porteuse (10) possède également plusieurs pattes (40,41) de liaison avec le chassis du véhicule, plus précisément avec le système de réglage de hauteur de coupe (non représenté). Comme indiqué à la figure 2, cette structure porteuse (10) reçoit une volute (11) qui repose sur le dessus de la ceinture (12). Selon une caractéristique essentielle de l'invention, cette volute (11) est en matière plastique, ce qui permet de lui donner des formes variées particulièrement avantageuses non réalisables par emboutissage de tôle. Cette volute (11) présente deux portions circulaires (50,51) disposées au dessus des lames et centrées sur les moyeux de celles-ci. La partie centrale (52,53) de chaque portion circulaire (50,51) est située en retrait, légèrement en dessous de la portion périphérique (54,55) afin que celle-ci forme un canal de circulation de l'herbe et de l'air. Les deux canaux (54,55) s enroulent en sens inverse autour de des axes (56,57) des moyeux pour se rejoindre à l'avant de la zone (17) de chevauchement des lames. Ce canal commun (58) ainsi formé remonte vers l'arrière jusqu'à l'embouchure de sortie (59) vers le bac réceptacle. Il est à noter que grâce à l'utilisation de matière plastique facilement formable, il est possible de donner à ce canal (58) une grande amplitude verticale, ce qui contribue à l'augmention sensible du débit de la tondeuse. Cette possibilité est bien entendue fortement limitée pour les volutes réalisées en métal. Cette disposition trouve un intérêt tout particulier sur les tondeuses dites à "lames soufflantes" dans lesquelles l'éjection de l'herbe est provoqué par le flux d'air engendré par les lames, contrairement aux tondeuses à turbines qui aspirent l'herbe pour la rejeter dans le bac réceptacle. La liaison entre la volute (11) et la structure porteuse (10) est réalisé par vissage (42), collage voire rivetage sur le dessus de la ceinture tubulaire (12). Deuxième forme de réalisation La variante de réalisation illustré à la figure 6 diffère essentiellement de la forme décrite ci-dessus par la sructure de la volute en matière plastique. En effet, dans ce cas, la structure porteuse (10) est très sensiblement la même que celle décrite précédemment. En revanche, la volute (60) se prolonge vers le bas par une bande circulaire (61) qui constitue une ceinture supplémentaire et qui se trouve en regard des lames. L'ensemble volute-ceinture (60,61) est fixé à la structure porteuse (10) au niveau des plaques (38) support de moyeux, par tout moyen de solidarisation connu. Avantageusement, la surface interne de cette ceinture (61) est recouverte d'une couche (62) de matériau présentant une bonne résistance à l'abrasion, tel que le polyuréthanne ou un élastomère. L'ensemble volute-ceinture (60,61) est réalisé en polycarbonate ou en acryl-butyl-styrène voire en polypropylène. Plusieurs techniques de fabrications permettent d'aboutir à la forme particulière désirée. De manière non limitative, on peut citer l'extrusion, le soufflage, l'injection ou le rotomoulage. Néanmoins, on obtiendra des résultats avantageux grâce au thermoformage, notamment pour revétir la face interne de la ceinture d'un matériau anti abrasion. Ainsi, on bénéficie des conditions de température et de pression nécessaires au thermoformage de la partie principale, pour réaliser la liaison entre la bande anti-abrasion et la ceinture. Dans le cas de réalisation de la volute par rotomoulage, on pourra aisément réaliser une paroi présentant plusieurs épaisseurs dont une en matière insonorisante Il ressort de ce qui précède que l'ensemble de coupe pour tondeuse conforme à l'invention présente de multiples avantages par rapport aux tondeuses existantes qui sont équipé de volutes métalliques embouties. En effet, l'architecture de l'invention permet des gains en poids appréciables pour la manoeuvre de réglage de hauteur de coupe. Par ailleurs, l'utilisation de tubes remplis de mousse cellulaire permet d'absorber une partie des vibrations e de réduire le volume sonore. En outre, la facilité de formage du capot en matière plastique permet d'allonger la hauteur de volute et d'augmenter le débit. Enfin et surtout, la fabrication de l'invention ne nécessite qu'un faible coût d'outillage, ce qui permet la réalisation de l'adapter à une grande variété de diamètre de coupe. REVENDICATIONS 1/ Tondeuse à gazon (1) du type comportant: - un véhicule tracteur (2) comprenant un chassis et un moteur de traction; - un ensemble de coupe (3) comprenant au moins une lame tournante montée sur un moyeu sensiblement perpendiculaire au sol, relié au chassis et entrainé par le moteur, l'enveloppe du volume décrit par la trajectoire de la lame étant couvert par un capot formé d'une ceinture latérale verticale (12) et d'une volute (11) destinée à éjecter l'herbe coupée caractérisée en ce que le capot comprend une structure porteuse (10) rigide reliant le capot au chassis, et sur laquelle sont montés les moyeux et en ce que la volute (11) est réalisée en matière plastique et est montée sur la structure porteuse (10). 2/ Tondeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la structure porteuse (10) est réalisée par un assemblage de tubes métalliques (13,14,27-30) reliées par des plaques métalliques (35) destinées à recevoir les moyeux de lame. 3/ Tondeuse selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la structure porteuse (10) comporte: - un ensemble de deux tubes métalliques (27-30) en U aplati formant cavalier, les branches (31,32) des cavaliers étant verticales et solidaires de la ceinture latérale verticale (12), les portions de raccordement (33,34) des cavaliers étant parallèles et disposées de part et d'autre du moyeu de lame au dessus de la face supérieure de la volute (11); - une plaque métallique (35) disposée entre les portions de raccordement parallèles des cavaliers et servant de support au moyeu; - au moins trois pattes d'ancrage (40,41) permettant la liaison de la structure porteuse (10) avec le système de réglage de hauteur de coupe monté sur le chassis. 4/ Tondeuse selon l'une des revendications- 1 à 3, caractérisée en ce que la ceinture latérale verticale (12) de l'enveloppe du volume de la lame est formée par au moins un tube (13) de section rectangulaire cintré selon le contour extérieur de ladite enveloppe. 5/ Tondeuse selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube (13) formant la ceinture latérale est rempli d'une mousse expansible apte à absorber les vibrations et les sons. 6/ Tondeuse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la ceinture latérale (13) est montée rigidement sur la structure porteuse (10). 7/ Tondeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ceinture latérale (61) et la volute (60) forment une pièce unique en matière plastique thermoformée. 8/ Tondeuse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la face interne de la ceinture latérale (61) est renforcée d'un matériau anti-abrasion (62). 9/ Tondeuse selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un tube métallique (63) formant la partie extérieure de la ceinture latérale et une pièce monobloc en matière plastique formant la volute (60) et la partie interne (61) de la ceinture latérale.