Brevet FR2825570A1 — publié le 20021213

Tondeuse à gazon à moteur L'invention concerne une tondeuse à gazon à moteur qui présente des roues motrices, montées sur un essieu et en liaison active avec un moteur par l'intermédiaire d'un différentiel hydrostatique. Une tondeuse à gazon à moteur dont les roues arrière sont entraînées par un moteur est connue par la pratique. Un différentiel hydrostatique, dans lequel est regroupée une transmission à huile en une unité modulaire, est prévu sur l'essieu arrière pour compenser des vitesses de rotation différentes des roues arrière dans des virages. L'essieu avant de cette tondeuse est réalisé sous forme d'essieu directeur non entraîné. Cette tondeuse présente par ailleurs un mécanisme de coupe. Des tondeuses à gazon à moteur du type de construction cité ont bien fait leurs preuves dans la pratique. Mais il s'est avéré que la force motrice est souvent insuffisante en terrain escarpé, et en outre que le différentiel hydrostatique s'échauffe. L'invention a donc pour objectif de créer une tondeuse à gazon à moteur du type cité en introduction, qui soit également utilisable en terrain relativement escarpé sur une longue période. Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, par le fait que le moteur entraîne une pompe à huile qui est en liaison active, par l'intermédiaire de moteurs à huile, avec d'autres roues de la tondeuse. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, la pompe à huile pompe de l'huile au travers d'un réservoir, une partie au moins du courant d'huile produit par la pompe étant dirigée au travers d'un côté basse pression du différentiel hydrostatique. La tondeuse suivant l'invention présente des roues motrices montées sur un essieu. Les roues motrices se situent de préférence sur l'essieu arrière de la tondeuse, l'entraînement pouvant être également assuré en variante sur les roues avant. Un différentiel hydrostatique, qui réalise la liaison avec un moteur, est prévu sur l'arbre de commande pour compenser les vitesses de rotation des roues motrices dans des virages. Pour améliorer la force motrice de la tondeuse, en particulier en terrain escarpé, le moteur entraîne en supplément une pompe à huile qui est de nouveau en liaison active, par l'intermédiaire de moteurs à huile, avec d'autres roues de la tondeuse. Il en résulte une traction intégrale avantageuse de la tondeuse, de sorte que toute la force de frottement des roues peut être utilisée pour l'entraînement de la tondeuse. Cela est important en particulier dans des parcours en montée à forte pente. Étant donné que les roues entraînées en supplément sont entraînées chacune par un moteur à huile propre, leurs vitesses de rotation peuvent s'adapter aux exigences particulières, notamment dans des virages. Aucun différentiel supplémentaire n'est ainsi requis pour ces roues, si bien que les dépenses totales pour l'entraînement de la tondeuse peuvent être minimisées. Pour pouvoir adapter facilement, en particulier, des tondeuses à gazon à moteur disponibles à un fonctionnement à quatre roues motrices, il est avantageux que le moteur à huile soit maintenu sur une fusée d'essieu amovible. Une adaptation à une transmission intégrale peut être ainsi assurée par un simple changement des fusées d'essieu avec les roues maintenues sur ces dernières. Par ailleurs, la direction de ces roues n'est ainsi entravée en aucune manière. Étant donné que des moteurs à huile ne peuvent généralement absorber que de très faibles forces radiales, il est avantageux que la roue entraînée par le moteur à huile soit supportée sur un palier à roulement. Des roulements à billes, des roulements à rouleaux ou des roulements sphériques à rotule, sont en particulier envisageables comme paliers à roulements, le choix du type de palier dépendant essentiellement du poids de la tondeuse. Pour obtenir une compensation la plus effective possible des vitesses de rotation des roues dans des virages, il est avantageux que les moteurs à huile puissent être raccordés conjointement à la pompe à huile, d'un côté, et à un réservoir, de l'autre côté. Les moteurs à huile sont en conséquence montés en parallèle, de sorte que la même pression d'huile s'y applique, mais que le débit d'huile peut être différent. Des couples constamment égaux s'exercent ainsi sur les roues, les vitesses de rotation pouvant alors différer les unes des autres, en particulier dans des virages. Pour pouvoir commander les moteurs à huile, il est avantageux que ces derniers soient en liaison active avec la pompe à huile et avec le réservoir par l'intermédiaire d'une vanne. Cette vanne présente au moins trois positions, dont une première entraîne les moteurs à huile en marche avant, une deuxième entraîne les moteurs à huile en marche arrière, aussi bien les moteurs à huile que la pompe à huile tournant sans pression dans une troisième position de la vanne. Dans les deux premières positions citées, les moteurs à huile sont reliés à la pompe à huile d'un côté, et au réservoir de l'autre côté. Le flux d'huile est inversé pour la marche arrière. Aussi bien les moteurs à huile que la pompe à huile tournent sans pression dans une position neutre de la vanne. La pompe à huile assure ainsi une circulation permanente de l'huile. Mais étant donné que la circulation est assurée sans pression, la pompe à huile ne sollicite pas le moteur, abstraction faite des pertes par frottement. Toute la puissance du moteur est ainsi disponible, par exemple pour l'entraînement de l'essieu arrière ou de la faucheuse. Il n'existe par ailleurs aucun risque de surchauffe de l'huile en circulation. Par la circulation, sans pression dans la position neutre, de l'huile dans les moteurs à huile, il est en outre obtenu de manière simple que la tondeuse puisse être poussée très facilement dans cette position neutre de la vanne, sans blocage des moteurs à huile. En particulier lors d'un fonctionnement prolongé de la tondeuse sous une sollicitation relativement élevée, il peut arriver que l'huile devienne si chaude dans le différentiel hydrostatique que la poursuite du fonctionnement de la tondeuse ne soit plus possible. Pour résoudre ce problème, il est proposé d'entraîner par le moteur une pompe à huile qui pompe de l'huile au travers du côté basse pression du différentiel hydrostatique. L'huile du différentiel parvient alors dans un réservoir externe, dans lequel l'huile peut se refroidir efficacement, une surchauffe du différentiel hydrostatique étant de ce fait évitée de façon fiable. La pompe à huile est de préférence en liaison active avec au moins un moteur hydraulique. Étant donné qu'un flux d'huile relativement faible suffit pour le refroidissement du différentiel hydrostatique, la majeure partie du courant d'huile produit par la pompe à huile peut être utilisée pour le fonctionnement du ou des moteurs à huile. Un refroidissement efficace du différentiel hydrostatique est obtenu de cette manière. La tondeuse peut être ainsi utilisée sans problème sur de longues durées de fonctionnement, également en terrain escarpé. Pour renforcer l'entraînement de la tondeuse, il est avantageux que la pompe à huile soit en liaison active avec au moins un moteur à huile entraînant la tondeuse. Le flux d'huile produit par la pompe à huile est ainsi avantageusement utilisé pour renforcer la force motrice de la tondeuse, ce qui est important en particulier lors du fonctionnement en terrain escarpé. Pour pouvoir utiliser le plus complètement possible le flux d'huile produit par la pompe à huile pour le fonctionnement du ou des moteurs à huile, il est avantageux qu'un venturi soit prévu dans la conduite de retour entre le moteur à huile et le réservoir. Ce venturi présente un étranglement, dans lequel règne une pression d'huile hydrostatique réduite. Une conduite d'admission, reliée au différentiel hydrostatique, débouche dans cet étranglement. De l'huile est aspirée du différentiel par la dépression produite par le venturi, de sorte qu'un faible courant d'huile est produit, qui s'écoule au travers du différentiel hydrostatique. Cet agencement particulier fournit l'avantage supplémentaire que le flux au travers du différentiel hydrostatique est d'autant plus élevé que le flux au travers du moteur à huile est important. Il en résulte ainsi un refroidissement particulièrement efficace du différentiel hydrostatique, notamment avec une sollicitation élevée du moteur à huile, et ainsi du système d'entraînement de la tondeuse. Le venturi se situe de préférence en aval de la vanne, vu dans le sens d'écoulement. Il est de ce fait garanti que, dans la position neutre de la vanne, le venturi soit constamment balayé par de l'huile par la circulation sans pression de la pompe à huile. Dans cet état de fonctionnement également, de l'huile est ainsi refoulée de façon efficace au travers du différentiel hydrostatique. Il est enfin avantageux qu'une soupape antiretour soit prévue dans la conduite d'arrivée au différentiel hydrostatique. Cela est en particulier important en cas d'obstruction d'un filtre à huile prévu dans le réservoir. La soupape antiretour empêche dans ce cas une inversion du sens d'écoulement au travers du différentiel hydrostatique. L'objet de l'invention sera explicité à titre d'exemple à l'aide des dessins annexés, sans limiter l'étendue de la protection. La figure 1 est une vue schématique de dessus d'une tondeuse à gazon à moteur. La figure 2 est une vue en coupe de la tondeuse selon la ligne II-II de la figure 1. Une tondeuse à gazon à moteur 1 suivant la figure 1 présente des roues arrière 2 et des roues avant 3 dirigées, supportées sur des essieux 4. Une timonerie de direction 4' est par ailleurs prévue sur l'essieu avant 4. Un moteur 5, réalisé de préférence sous forme de moteur à combustion interne, est en outre supporté sur la tondeuse 1. Pour l'entraînement des roues arrière 2 de la tondeuse 1, le moteur 5 présente une poulie 6, en liaison active avec une autre poulie 8 par l'intermédiaire d'une courroie de transmission 7. La poulie 8 est solidaire d'un arbre moteur 9 d'un différentiel hydrostatique 10. Le différentiel 10 assure une transmission du couple exercé sur l'arbre moteur 9 aux roues arrière 2, qui peuvent tourner à des vitesses différentes pour faciliter la négociation de virages. Une autre poulie 11, qui entraîne une courroie 12, est solidaire de l'arbre moteur 9 du différentiel hydrostatique 10. Par l'intermédiaire d'une poulie 13, la courroie 12 est en liaison active avec une pompe à huile 14, qui sert en particulier à l'entraînement de moteurs à huile 15. Ces moteurs 15 entraînent les roues avant 3 de la tondeuse 1. L'huile évacuée par les moteurs à huile 15 est recueillie dans un réservoir 16 équipé d'un filtre à huile 17. Ce filtre à huile 17 sert en particulier à séparer des dépôts solides de l'huile en circulation. Le réservoir 16 est en liaison avec la pompe à huile 14 par l'intermédiaire d'une conduite 18, par laquelle la pompe à huile 14 aspire de l'huile. Pour pouvoir commander en particulier le sens de rotation des moteurs à huile 15, une vanne 19 est montée en amont des moteurs 15. Cette vanne 19 présente trois positions, qui peuvent être sélectionnées à l'aide d'un levier de changement de direction 20. Ce levier 20 attaque le différentiel hydrostatique 10, pour entraîner les roues arrière 2 en marche avant ou en marche arrière ou pour réaliser un ralenti. Une came de commutation 21 du levier de changement de direction 20 est également utilisée pour le changement d'état de la vanne 19. Dans une première position 22 de la vanne 19, une première conduite 23 des moteurs à huile est reliée à la pompe à huile 14, et une seconde conduite 24 des moteurs à huile est reliée au réservoir 16. Dans cette position, les moteurs à huile 15 sont entraînés en marche avant par le courant d'huile provoqué par la pompe à huile 14. Dans une deuxième position 25 de la vanne 19, la première conduite 23 des moteurs à huile est reliée au réservoir 16, et la seconde conduite 24 des moteurs à huile est reliée à la pompe à huile 14. Le flux d'huile au travers des moteurs à huile 15 s'inverse ainsi, si bien que ces derniers sont entraînés en marche arrière. Dans une troisième position 26 de la vanne 19, la pompe à huile 14 est reliée directement au réservoir 16, si bien que la pompe à huile 14 tourne sans pression. Dans cette position, la pompe à huile 14 ne prélève aucune énergie du moteur 5, abstraction faite des pertes par frottement. Dans la troisième position 26, les conduites 23,24 des moteurs à huile sont par ailleurs reliées directement entre elles, de sorte que de l'huile peut circuler librement au travers des moteurs 15. Les moteurs à huile 15 ne bloquent donc en aucune manière, si bien que la tondeuse 1 peut être poussée sans problème dans cette position 26. Dans la troisième position 26, les circuits de la pompe à huile 14 et du réservoir 16 d'un côté, et des moteurs à huile 15 d'un autre côté, sont mutuellement séparés, si bien qu'un entraînement des moteurs à huile 15 par la pompe à huile 14 est exclu. Pour prévenir une surchauffe du différentiel hydrostatique 10 muni seulement d'une faible quantité d'huile, un venturi 28 est prévu dans une conduite de retour 27 de la vanne 19. Ce venturi 28 présente un étranglement 29, dans lequel débouche une conduite d'admission 30. Cette conduite 30 est raccordée à un côté basse pression 31 du différentiel hydrostatique 10, et prélève de l'huile de ce dernier par l'effet d'aspiration du venturi 28, qui est envoyée dans le réservoir 16. Le différentiel hydrostatique 10 est relié au réservoir 16 par l'intermédiaire d'une soupape antiretour 32. Cette soupape 32 empêche de façon fiable une inversion du flux d'huile au travers du différentiel hydrostatique 10 en cas d'obstruction du filtre à huile 17. La soupape antiretour 32 est prévue dans la zone d'une tubulure d'aspiration de la pompe à huile 14, de sorte que l'huile s'écoulant au travers de la soupape antiretour 32 est prélevée de la conduite 18. Il est également concevable en variante de relier la soupape antiretour 32 au réservoir 16 par l'intermédiaire d'une conduite d'huile séparée. Mais une structure particulièrement compacte de la tondeuse 1 est obtenue par l'agencement choisi de la soupape antiretour 32. La soupape antiretour 32 est reliée par l'intermédiaire d'une conduite d'arrivée 33 au côté basse pression 31 du différentiel hydrostatique 10. La quantité d'huile prélevée par le venturi 28 par l'intermédiaire de la conduite d'admission 30 est remplacée par l'intermédiaire de cette conduite d'arrivée 33. L'huile prélevée du différentiel hydrostatique 10 peut se refroidir suffisamment longtemps dans le réservoir 16, si bien qu'une surchauffe du différentiel hydrostatique 10 est évitée. Pour limiter la pression produite par la pompe à huile 14, cette dernière est reliée côté refoulement à une soupape de sûreté 34 qui débouche dans le réservoir 16. En variante, il est également concevable de réunir la soupape de sûreté 34 avec la vanne 19 en une unité modulaire. L'entraînement des roues avant 3 par les moteurs à huile 15 est explicité à titre d'exemple à l'aide de la représentation en coupe suivant la figure 2, les mêmes éléments étant constamment munis des mêmes signes de référence. Pour que les roues avant 3 soient dirigeables, elles sont maintenues avec une possibilité de pivotement, par l'intermédiaire de fusées d'essieu 40, dans des coussinets 41 qui sont fixés sur l'essieu 4. Les fusées d'essieu 40 forment avec l'essieu 4 des angles obtus 42, pour obtenir une obliquité souhaitée des roues avant 3 lors de leur orientation. Une bride 43, sur laquelle est supporté un palier à roulement 44, est soudée sur la fusée d'essieu 40. Ce palier à roulement 44 sert à l'absorption de forces radiales, qui sont en particulier provoquées par le poids de la tondeuse 1 sur les roues 3. Le moteur à huile 15, dont l'arbre moteur 45 est maintenu sans forces radiales par le palier à roulement 44, est fixé sur la bride 43. Cette mesure est d'une importance considérable dans des moteurs à huile 15 du commerce, car ces derniers ne peuvent supporter que des forces radiales extrêmement faibles sur l'arbre moteur 45. L'arbre moteur 45 du moteur à huile 15 est solidaire d'une fixation de roue 46, qui porte la roue avant 3. La fusée d'essieu 41 forme avec la bride 43, le moteur à huile 15 et le palier à roulement 44 une unité modulaire. Cette unité modulaire peut être très simplement remplacée, ce qui facilite une modification d'une tondeuse exclusivement à transmission arrière en une tondeuse 1 à transmission intégrale. En particulier, l'essieu avant 4 n'a pas à être remplacé dans cette transformation. Revendications. 1. Tondeuse à gazon à moteur qui présente des roues motrices (2), montées sur un essieu (4) et en liaison active avec un moteur (5) par l'intermédiaire d'un différentiel hydrostatique (10), caractérisée en ce que le moteur (5) entraîne une pompe à huile (14), qui est en liaison active avec d'autres roues (3) de la tondeuse (1) par l'intermédiaire de moteurs à huile (15). 2. Tondeuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur à huile (15) est maintenu sur une fusée d'essieu (40) amovible. 3. Tondeuse suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la roue (3) entraînée par le moteur à huile (15) est supportée sur un palier à roulement (44). 4. Tondeuse suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moteurs à huile (15) peuvent être raccordés conjointement à la pompe à huile (14) d'un côté, et à un réservoir (16) de l'autre côté. 5. Tondeuse suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moteurs à huile (15) sont en liaison active avec la pompe à huile (14) et avec le réservoir (16) par l'intermédiaire d'une vanne (19), qui présente au moins trois positions (22,25, 26), dont une première (22) entraîne les moteurs à huile (15) en marche avant, et une deuxième (25) entraîne les moteurs à huile (15) en marche arrière, aussi bien les moteurs à huile (15) que la pompe à huile (14) tournant sans pression dans une troisième position (26) de la vanne (19). 6. Tondeuse suivant l'une des revendications 1 à 5 ou suivant le préambule de la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur (5) entraîne une pompe à huile (14) qui pompe de l'huile au travers d'un réservoir (16), au moins une partie du courant d'huile produit par la pompe à huile (14) étant dirigée au travers d'un côté basse pression (31) du différentiel hydrostatique (10). 7. Tondeuse suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la pompe à huile (14) est en liaison active avec au moins un moteur à huile (15) entraînant la tondeuse (1). 8. Tondeuse suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'un venturi (28), dans lequel débouche une conduite d'admission (30) reliée au différentiel hydrostatique (10), est prévu dans une conduite (27) entre le moteur à huile (15) et le réservoir (16). 9. Tondeuse suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'une soupape antiretour (32) est prévue dans une conduite d'arrivée (33) au différentiel hydrostatique (10).