Brevet FR2892167A1 — publié le 20070420

Boîte de vitesses pneumatique pour équipement de motoculture 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la motoculture. Plus précisément, l'invention concerne les équipements de motoculture tels que les motoculteurs, les motobineuses, ou tout autre équipement, notamment ceux à conducteur marchant, équipés d'outils de travail du sol et/ou de roues. 2. Solutions de l'art antérieur Les équipements de motoculture comportent notamment un moteur, des outils et/ou des roues, et une transmission entre le moteur et les roues et/ou les outils. Dans le cas des machines les plus perfectionnées ou les plus puissantes, cette transmission permet un changement de vitesses, qui permet de changer d'allure et/ou de faire marche arrière. Ces changements d'allure sont utiles, par exemple, pour adapter la vitesse d'un motoculteur à la nature du sol à travailler. La marche arrière, elle, permet notamment de manoeuvrer plus facilement des équipements de motoculture lourds, sans effort excessif de l'utilisateur. Ce changement de vitesse nécessite une boîte de vitesses mettant en oeuvre un grand nombre de pièces mécaniques complexes. Cette boîte de vitesses coûte cher, pèse lourd et prend beaucoup de place. De plus, de telles boîtes de vitesses sont difficiles à utiliser pour l'utilisateur de l'équipement de motoculture. En effet, elles nécessitent le plus souvent d'actionner un mécanisme de débrayage, puis d'actionner une commande mécanique, parfois dure, pour changer les vitesses. Ces opérations présentent des difficultés particulières dans le cas des équipements à conducteur marchant. En effet, pour piloter un tel équipement, l'utilisateur doit garder ses deux mains sur les poignées, et il ne dispose que de certains de ses doigts pour actionner, par exemple, un changement de vitesse. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art 30 antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une boîte de vitesses pour équipement de motoculture qui soit particulièrement facile d'utilisation, notamment pour un conducteur marchant. De façon particulière, l'invention a pour objectif de fournir une telle boîte qui permette à l'utilisateur de changer de vitesse en réalisant le moins possible d'opérations. Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle boîte de vitesses qui soit compacte, fiable et solide. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'une boîte de vitesses pour équipement de motoculture, comprenant une roue d'entrée entraînée par des moyens de motorisation et une roue de sortie, qui, selon l'invention, met en œuvre au moins un vérin agissant sur la roue d'entrée et/ou de sortie pour lui faire prendre au moins deux positions : une première position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie sont en prise ; et au moins une deuxième position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie ne sont pas en prise. Cette boîte de vitesse est donc particulièrement facile à utiliser, le mouvement nécessaire au changement de vitesse étant effectué par le vérin. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, au moins une des deuxièmes positions est une position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie sont liées par un train d'engrenages comprenant au moins une roue intermédiaire. Avantageusement, au moins une des deuxièmes positions est une position de point mort. L'action du vérin permet ainsi de changer de rapport ou d'arrêter le mouvement de l'équipement de motoculture. Selon un mode de réalisation avantageux, des moyens de rappel tendent à ramener ladite roue d'entrée dans ladite position de point mort. Ainsi, sans aucune action du vérin, la position de repos de la boîte de vitesse est le point mort. Préférentiellement, la roue d'entrée et/ou de sortie est liée à la tige du vérin de façon que les axes de ladite tige et de ladite roue soient confondus. Le vérin peut ainsi agir sur les roues de façon très simple et efficace pour changer les vitesses. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le vérin est un vérin double effet dont la tige peut prendre au moins trois positions : - une première position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie sont en prise ; au moins une deuxième position dans laquelle la roue d'entrée est en prise avec une roue intermédiaire ; et - une position intermédiaire de point mort dans laquelle ladite roue d'entrée n'est en prise avec aucune roue. L'utilisateur peut donc choisir, en actionnant le vérin, entre le point mort et deux vitesses, dont l'une en prise directe. Avantageusement, la roue intermédiaire actionne une marche arrière. La présente invention concerne également un équipement de motoculture comportant une boîte de vitesses comprenant une roue d'entrée entraînée par des moyens de motorisation et au moins une roue de sortie, qui met en oeuvre au moins un vérin agissant sur la roue d'entrée et/ou de sortie pour lui faire prendre au moins deux positions : - une première position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie sont en prise ; et - au moins une deuxième position dans laquelle la roue d'entrée n'est pas en prise avec la roue de sortie. Préférentiellement, les moyens de motorisation comprennent un moteur thermique, et le vérin est actionné et utilisant une dépression disponible en entrée d'une pipe d'admission du moteur. Il n'est ainsi pas nécessaire de prévoir sur l'équipement de motoculture de pompe pour fournir de l'énergie au vérin. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, cet équipement comprend un guidon et des commandes au niveau dudit guidon, lesdites commandes permettant de contrôler ledit vérin. Il est ainsi particulièrement facile pour l'utilisateur d'actionner la boîte de vitesse. Il n'a en effet qu'à actionner une simple commande pneumatique située près de sa main. Péférentiellement, cet équipement appartient au groupe comprenant : les motoculteurs, les débroussailleuses à roues, les motobineuses, les microbineuses, les tondeuses, et les faucheuses broyeuses. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 représente, en vue de coupe simplifiée, une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de l'invention ; les figures 2 à 4 présentent les schémas cinématiques simplifiés de la boîte de vitesses de la figure 1 ; -la figure 5 présente le schéma cinématique d'un autre mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 présente une vue simplifiée d'un équipement de motoculture équipé d'une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de l'invention. 6. Description détaillée de l'invention 6.1 Rappel du principe de l'invention Le principe général de l'invention repose sur une boîte de vitesses comprenant une roue d'entrée et une roue de sortie, dont la roue de sortie est liée à un vérin qui la fait passer d'une position en prise avec la roue d'entrée à au moins une seconde position, qui peut être en prise avec une autre roue, ou un point mort. 6.2 Principe de la boîte de vitesses La figure 1 représente une vue de coupe simplifiée d'une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de l'invention. Les figures 2 à 4 représentent les schémas cinématiques simplifiés de la boîte de vitesses de la figure 1. Sur ces figures, on peut voir une roue d'entrée 11, qui reçoit un mouvement rotatif venant du moteur par l'intermédiaire d'une courroie 111 en prise sur la poulie 112, qui forme la partie extérieure de la roue d'entrée 11. La roue d'entrée 11 tourne autour d'un arbre de rotation 12 grâce à un roulement 121. Une roue de sortie 14 tourne autour de l'arbre de rotation 12. La roue de sortie 14 comporte une poulie 143 qui permet de transmettre le mouvement par une courroie ou une chaîne aux roues et/ou aux outils de l'équipement de motoculture. La roue d'entrée 11 actionne un train d'engrenages, composé de l'engrenage intérieur 114 de la roue d'entrée 11, d'une roue intermédiaire 13, qui tourne autour de l'arbre de rotation 12, d'une ou plusieurs roue(s) d'inversion 133 et 134. La ou les roue(s) d'inversion 133 et 134, dont le ou les axe(s) sont liés au carter de la boîte de vitesse, comportent chacune deux pignons, respectivement 131 et 135 et 132 et 136. La ou les roue(s) d'inversion 131 et 132 sont constamment en prise à la fois avec l'engrenage intérieur 114 de la roue d'entrée 11 et avec l'engrenage extérieur 137 de la roue intermédiaire 13. La roue intermédiaire 13 tourne donc en sens inverse en sens inverse de la roue d'entrée 11. La roue de sortie 14 comporte une roue d'embrayage 141, qui supporte deux rondelles d'embrayage 144 et 145. La rondelle 144 peut venir en prise avec la roue d'entrée 11, dans une première position de la roue d'embrayage 141, illustrée par la figure 4. La rondelle 145 peut venir en prise avec la roue intermédiaire 13, dans une deuxième position de l'arbre de sortie, représentée par la figure 3. 6.3 Le vérin Les boîtes de vitesses représentées par les figures 1 à 6 comprennent un vérin qui est formé d'un carter 15, lié au carter de la boîte de vitesses, et d'un piston 16. Le piston 16 de ce vérin est lié à la roue de sortie par les roulements 142, de façon à ce que la roue de sortie 14 puisse tourner autour de l'arbre de rotation 12 indépendamment du piston 16, mais qu'elle suive les déplacements du piston 16 le long de l'arbre de rotation12. Un déplacement du piston 16 dans la direction indiquée par la flèche A de la figure 4 entraîne donc un déplacement de la roue d'embrayage 141 dans la même direction, jusqu'à une première position de prise représentée par la figure 4, dans laquelle la rondelle d'embrayage 144 est en prise avec une portion complémentaire 113 de la roue d'entrée 11. La roue de sortie tourne alors à la même vitesse et dans le même sens que la roue d'entrée. Inversement, un déplacement du piston 16 dans la direction indiquée par la flèche B de la figure 3 entraîne un déplacement de la roue d'embrayage 141 dans la même direction jusqu'à une seconde position de prise, représentée par la figure 3, dans laquelle la rondelle d'embrayage 145 est en prise avec une portion complémentaire 135 de la roue intermédiaire 13. La roue de sortie tourne alors en sens inverse de la roue d'entrée. Entre les deux positions de prise, la roue de sortie peut être dans une position de point mort, représentée par la figure 2, dans laquelle aucune des rondelles d'embrayage n'est en prise avec une autre roue. Des moyens de rappel ramènent le piston 16 ou la roue de sortie 14 dans cette position correspondant à la position de point mort. Pour pouvoir déplacer efficacement la roue de sortie entre ses positions de prise et sa position de point mort, le vérin est un vérin double effet. Ainsi, quand une pression est exercée dans la chambre 151 et/ou une dépression dans la chambre 152, le vérin se déplace dans le sens de la flèche A de la figure 4. Inversement, quand une pression est exercée dans la chambre 152 et/ou une dépression dans la chambre 151, le vérin se déplace dans le sens de la flèche B. Quand aucune pression ou dépression n'est exercée dans les chambres 151 et 152, ou quand la pression est égale dans les deux chambres, le piston 16 se met dans une position intermédiaire correspondant à la position de point mort de la roue de sortie 14, par exemple sous l'action de moyens de rappel. 6.4 Intégration dans l'équipement de motoculture La figure 6 représente de façon simplifiée un exemple d'équipement de motoculture mettant en oeuvre une boîte de vitesses selon l'invention. Pour permettre une mise en oeuvre particulièrement simple du vérin de la boîte de vitesses, celui-ci est actionné par la dépression disponible en entrée de la pipe d'admission du moteur. Il n'y a ainsi pas besoin d'équiper l'équipement de motoculture d'une pompe pour fournir une pression ou une dépression. Cette technique s'inspire de celle développée par le Déposant dans le document EP 0 870 949, pour une autre application. Les tuyaux conduisant cette dépression comprennent une commande pneumatique 65, qui, avantageusement, se situe au niveau des poignées 61 de l'équipement. L'utilisateur pourra ainsi effectuer le changement de vitesse de façon très facile, sans avoir à fournir d'effort et sans enlever ses mains des poignées de l'équipement. Sur la figure 6, on voit que le mouvement rotatif provenant du moteur 62 est transmis par l'intermédiaire d'une courroie 111 à la poulie 112, qui fait partie de la roue d'entrée 1 l de la boîte de vitesses de l'équipement. La roue de sortie de la boîte de vitesses transmet le mouvement rotatif à l'axe des outils 64, par l'intermédiaire d'une seconde courroie ou chaîne située sous le cache 63. Suivant la gamme de l'équipement de motoculture, le moteur peut être vertical ou horizontal. La position de la boîte de vitesses est alors adaptée à l'équipement. Les boîtes de vitesses selon l'invention peuvent ainsi s'adapter à tous les équipements de motoculture, comme par exemple les motoculteurs, les motobineuses, les micro-bineuses, les débroussailleuses, les tondeuses, ou les faucheuses-broyeuses. 6.5 Autres caractéristiques et avantages Le mode de réalisation présenté par les figures 1 et 2 comporte une marche avant et une marche arrière. Bien évidemment, tout autre mécanisme de marche arrière ou de changement de rapport peut être mis en oeuvre pour remplacer ou compléter ces trains d'engrenage. Il peut ainsi y avoir plusieurs roues intermédiaires, ou uniquement des roues intermédiaires. A titre d'exemple, la figure 5 présente un autre mode de réalisation de l'invention, comprenant une roue d'entrée 51, deux roues intermédiaires 52 et 53, et une roue de sortie 54, liée à un piston 55. Suivant la position du piston 55, la roue de sortie 54 peut être dans une position de point mort, comme représenté sur la figure 5, ou dans une position en prise avec l'une des roues 51, 52 ou 53. Dans un cas particulier, il peut donc n'y avoir qu'une ou plusieurs roues intermédiaires, sans roue d'entrée 51. Dans ce cas, la roue 52 ou 53 joue le rôle, au sens de la revendication 1, de la roue d'entrée. Bien entendu, le mécanisme de la boîte de vitesses selon l'invention est réversible. La roue appelée roue de sortie peut donc être, en réalité, la roue recevant le mouvement rotatif du moteur, et la roue appelée roue d'entrée , la roue transmettant le mouvement rotatif aux roues et/ou aux outils de l'équipement. REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses pour équipement de motoculture, comprenant une roue d'entrée entraînée par des moyens de motorisation et une roue de sortie, caractérisée en ce qu'elle met en oeuvre au moins un vérin agissant sur ladite roue d'entrée et/ou de sortie pour lui faire prendre au moins deux positions : - une première position dans laquelle ladite roue d'entrée et ladite roue de sortie sont en prise ; et - au moins une deuxième position dans laquelle ladite roue d'entrée et ladite roue de sortie ne sont pas en prise. 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une desdites deuxièmes positions est une position dans laquelle ladite roue d'entrée et ladite roue de sortie sont liées par un train d'engrenages comprenant au moins une roue intermédiaire. 3. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'au moins une desdites deuxièmes positions est une position de point mort. 4. Boîte de vitesses selon la revendication 3, caractérisée en ce que des moyens de rappel tendent à ramener ladite roue d'entrée dans ladite position de point mort. 5. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite roue d'entrée et/ou de sortie est liée à la tige dudit vérin de façon que les axes de ladite tige et de ladite roue soient confondus. 6. Boîte de vitesses selon les revendications 2 et 5, caractérisée en ce que ledit vérin est un vérin double effet dont la tige peut prendre au moins trois positions :- une première position dans laquelle ladite roue d'entrée et ladite roue de sortie sont en prise ; - au moins une deuxième position dans laquelle ladite roue d'entrée est en prise avec une roue intermédiaire ; et - une position intermédiaire de point mort dans laquelle ladite roue d'entrée n'est en prise avec aucune roue. 7. Boîte de vitesses selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite roue intermédiaire actionne une marche arrière. 8. Equipement de motoculture comportant une boîte de vitesses comprenant une roue d'entrée entraînée par des moyens de motorisation et au moins une roue de sortie, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre au moins un vérin agissant sur ladite roue d'entrée et/ou de sortie pour lui faire prendre au moins deux positions : - une première position dans laquelle ladite roue d'entrée et ladite roue de sortie sont en prise ; et - au moins une deuxième position dans laquelle ladite roue d'entrée n'est pas en prise avec ladite roue de sortie. 10. Equipement de motoculture selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de motorisation comprennent un moteur thermique, et ledit vérin est actionné et utilisant une dépression disponible en entrée d'une pipe d'admission dudit moteur. 11. Equipement de motoculture selon l'une quelconque des revendications 8 et 9 caractérisé en ce qu'il comprend un guidon et des commandes au niveau dudit guidon, lesdites commandes permettant de contrôler ledit vérin. 12. Equipement de motoculture selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il appartient au groupe comprenant : - les motoculteurs ; - les débroussailleuses à roues ; 11les motobineuses ; -les microbineuses ; - les tondeuses ; les faucheuses broyeuses.