Brevet FR2889865A1 — publié le 20070223

Variateur de vitesse à courroie et engin automoteur à vitesse d'avancement variable équipé d'un tel variateur La présente invention concerne un variateur de vitesse à courroie, du type comportant au moins deux poulies à flasques à écartement variable ainsi qu'un io engin automoteur à vitesse d'avancement variable, tel qu'une tondeuse à gazon, équipé d'un tel variateur. Les variateurs de vitesse, constitués d'une transmission à courroie entre une poulie motrice et une poulie menée, appliqués notamment à des engins automoteurs à vitesse d'avancement variable, tels que tondeuse à gazon, sont bien connus à ceux versés dans cet art comme l'illustrent en particulier le brevet FR-A-2.824.376 ou le brevet FR-A-2.780.129. Dans une telle application, la poulie motrice est montée sur l'arbre moteur porte-lame de coupe tandis que la poulie menée est montée sur l'arbre d'entrée d'un réducteur dont l'arbre de sortie est couplé directement ou via une transmission appropriée aux roues d'avancement de l'engin. Chacune des poulies est équipée de flasques mobiles pour accroître la plage de variation de vitesse. Le fonctionnement d'un tel variateur de l'état de la technique est le suivant. A vitesse minimale, les flasques de la poulie menante ou motrice sont écartés. Les flasques de la poulie menée sont rapprochés de manière telle que la courroie s'enroule sur un grand diamètre autour de l'arbre mené. Pour obtenir une augmentation de vitesse, on agit sur l'une ou l'autre des poulies dans un sens tendant à faire écarter les flasques de la poulie menée pour réduire le diamètre d'enroulement de la courroie et à faire se rapprocher les flasques de la poulie menante. On agit de manière inverse pour obtenir une réduction de la vitesse. Dans ce variateur de l'état de la technique, l'une des poulies peut être équipée d'un organe de réglage continu de la tension de la courroie commandé automatiquement en fonction du couple transmis entre lesdites poulies tandis que l'autre poulie est équipée d'un organe de commande manuelle de variation de vitesse qui, à l'état actif, génère un effort axial sur le flasque mobile d'une des poulies, uniquement sous l'action d'un opérateur. L'inconvénient d'une telle solution réside dans l'importance de l'effort de s commande à produire par l'opérateur pour obtenir la variation de vitesse. Un but de la présente invention est donc de proposer un variateur de vitesse à courroie dont la conception permet de réduire l'effort de commande à produire par l'opérateur facilitant ainsi la conduite de l'engin. i0 A cet effet, l'invention a pour objet un variateur de vitesse à courroie, du type comportant au moins deux poulies à flasques à écartement variable, caractérisé en ce que chaque poulie a un flasque équipé d'un dispositif de chargement tendant à exercer de manière permanente un effort axial dans le sens d'un rapprochement des flasques de la poulie pour serrer la courroie entre lesdits flasques, l'une des poulies présentant un dispositif de chargement exerçant un effort axial moindre que l'autre dispositif, l'une des poulies comportant en outre un organe de commande manuelle de rapprochement ou d'écartement des flasques apte à exercer sur le flasque un faible effort de commande correspondant à la différence de puissance des dispositifs de chargement. Grâce à une telle solution, l'effort à produire par l'opérateur correspond simplement à la différence de force des systèmes de chargement. Il en résulte 25 une facilité de commande. L'invention a encore pour objet un engin automoteur à vitesse d'avancement variable, tel que tondeuse à gazon, caractérisé en ce qu'il incorpore un variateur de vitesse du type précité. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue en élévation d'un variateur de vitesse conforme à l'invention représenté à vitesse minimale; la figure 2 représente une vue en coupe du variateur de la figure 1; la figure 3 représente une vue en élévation d'un variateur de vitesse conforme à l'invention à vitesse moyenne; la figure 4 représente une vue en coupe de la figure 3; to la figure 5 représente un variateur de vitesse conforme à l'invention à vitesse maximale; la figure 6 représente une vue en coupe de la figure 5 et la figure 7 représente un autre mode de réalisation d'un variateur de vitesse conforme à l'invention. Comme mentionné ci-dessus, le variateur de vitesse à courroie 9, objet de l'invention, comporte au moins deux poulies 1, 11 à flasques 4, 5 et 14, 15 à écartement variable. Un tel variateur de vitesse peut s'appliquer à des engins moteurs à vitesse d'avancement variable, tels que tondeuse à gazon. Dans ce cas, la poulie motrice ou menante, représentée en 1 aux figures, est entraînée par le moteur tandis que la poulie menée, représentée en 11 aux figures, est montée sur l'arbre d'entrée d'un réducteur dont l'arbre de sortie constitue un arbre d'entraînement des roues de l'engin. De manière caractéristique à l'invention, chaque poulie 1, 11 a un flasque 4, 14 équipé d'un dispositif de chargement tendant à exercer de manière permanente un effort axial dans le sens d'un rapprochement des flasques 4, 5; 14, 15 de la poulie 1; 11 pour serrer la courroie 9 entre lesdits flasques 4, 5 ou 14, 15. L'une des poulies, en l'occurrence la poulie représentée en 1 aux figures, présente un dispositif de chargement exerçant un effort axial moindre que l'autre dispositif. Cette poulie comporte en outre un organe 19 de commande manuelle de rapprochement ou d'écartement des flasques apte à exercer sur le flasque 4 mobile, équipé du dispositif de chargement de moindre effort, un faible effort de commande correspondant à la différence de puissance des dispositifs de chargement. II pourrait également être envisagé de positionner l'organe de commande sur la poulie équipé du dispositif de chargement de plus s grande puissance, cet organe de commande fournissant un effort inverse au dispositif de chargement, cet effort correspondant à la différence de puissance entre les deux dispositifs de chargement. Ce mode de réalisation n'est pas représenté. lo Dans un premier mode de réalisation conforme aux figures 1 à 6, chaque poulie 1, 11 est constituée d'un flasque 5; 15 généralement fixe sur un arbre 2, 12 et d'un flasque 4, 14 mobile axialement et angulairement autour dudit arbre 2, 12 au moins par l'intermédiaire du dispositif de chargement. Ce dispositif de chargement est constitué de rampes 7, 8 ou 17, 18 profilées s'interpénétrant ménagées l'une 7, 17 sur le flasque 4, 14 mobile, l'autre 8, 18 sur une pièce 3, 13 en regard, solidaire en rotation de l'arbre 2, 12. Ces rampes 7, 8 et 17, 18 s'écartent l'une de l'autre sous l'effet combiné d'un ressort 6, 16 interposé entre flasque 4, 14 mobile et pièce 3, 13 en regard et du couple transmis. Cet écartement des rampes 7, 8; 17, 18 tend à provoquer un rapprochement desdits flasques 4, 5; 14, 15 et par suite, une variation de vitesse. Ainsi, un tel dispositif de chargement peut être considéré comme affectant la forme d'une came constituée de deux plateaux coaxiaux à rampes inclinées à contact glissant, l'un des plateaux étant solidaire en rotation du flasque 4, 14 mobile de la poulie, l'autre plateau ou pièce 3, 13 en regard étant solidaire en rotation de l'arbre porteur de la poulie. Le ressort 6, 16 de torsion interposé entre les plateaux porte-rampes rappelle les plateaux porte-rampes en position écartée. Généralement, le plateaux porte-rampes, solidaire en rotation du flasque mobile, est réalisé d'une seule pièce avec ledit flasque. Le ressort 6, 16 du dispositif de chargement, interposé entre flasque 4, 14 mobile et pièce 3, 13 en regard est un ressort généralement hélicoïdal s'enroulant autour de l'arbre 2, 12 de la poulie 1, 11, ce ressort 6, 16 étant fixé à l'une de ses extrémités au flasque 4, 14 mobile et à son autre extrémité à la pièce 3, 13 en regard de manière à travailler à la fois en compression et en torsion. Au moins l'une des poulies, en l'occurrence, dans les exemples représentés, la poulie menante, est équipée d'un organe 19 de commande manuelle de la variation de vitesse agissant sur ladite poulie. s Dans un autre mode de réalisation non représenté dans lequel les poulies constituent l'une une poulie menante, l'autre une poulie menée, l'organe 19 de commande manuelle de variation de vitesse peut agir de manière équivalente sur la poulie menée. io Cet organe de commande peut affecter un grand nombre de formes. Dans l'exemple représenté à la figure 2, l'organe de commande est constitué par une fourchette 19 déplaçable angulairement par l'opérateur, cette fourchette agissant sur le flasque 4 mobile dans le sens d'un rapprochement ou d'écartement du flasque 4 mobile du flasque 5 fixe en fonction de la vitesse souhaitée. Comme le flasque 4 est entraîné en rotation par l'intermédiaire de la pièce 3 solidaire en rotation de l'arbre 2, un organe de roulement 20 est interposé entre flasque 4 et fourchette 19 pour permettre à la fourchette 19 d'exercer, par l'intermédiaire de l'organe 20 de roulement, un effort axial sur ledit flasque 4. Bien évidemment, d'autres modes de réalisation de l'organe de commande peuvent encore être envisagés. Grâce à une telle conception du variateur, si l'on imagine que les dispositifs de chargement exercent l'un sur la poulie motrice équipée de l'organe de commande manuelle un effort axial permanent de l'ordre de 450 N, l'autre sur la poulie menée un effort axial permanent de l'ordre de 500 N à vitesse minimale, l'opérateur doit, en agissant sur l'organe de commande, uniquement produire un effort de commande voisin de 50 N. Il en résulte ainsi une facilité de la commande de variation de vitesse, la vitesse pouvant varier à l'intérieur d'une plage comprise entre 1 et 9 km/h. Le fonctionnement d'un tel variateur est analogue à celui décrit pour l'état de la technique, à savoir un rapprochement des flasques de la poulie menante générera un accroissement de la vitesse tandis qu'un écartement desdits flasques de la poulie menante s'accompagnant bien évidemment d'un rapprochement des flasques de la poulie menée provoquera une réduction de vitesse. Il doit être noté que les dispositifs de chargement, tels que décrits ci- dessus, exercent un effort axial permanent, variable en fonction du couple transmis entre lesdites poulies. Le sens de rotation des poulies est représenté par la flèche 10 aux figures. On note également que, dans les exemples représentés, les dispositifs de io chargement sont montés en opposition de part et d'autre de la courroie 9 pour éviter l'inclinaison de la courroie 9 sur son axe. Ainsi, dans les exemples représentés, la poulie menante est équipée d'un dispositif de chargement s'étendant d'un côté du plan de la courroie tandis que la poulie menée est équipée d'un dispositif de chargement s'étendant de l'autre côté du plan de la courroie. Dans un autre mode de réalisation conforme à celui représenté à la figure 7, le dispositif de chargement est constitué à chaque fois d'un ressort de puissance différente d'un dispositif à un autre. Les avantages d'un tel variateur sont similaires à ceux obtenus dans le cas des figures 1 à 6. Le dispositif de chargement n'est plus dans ce cas un dispositif sensible au couple mais exerce au contraire un effort axial constant. REVENDICATIONS 1. Variateur de vitesse à courroie (9), du type comportant au moins deux poulies (1, 11) à flasques (4, 5) (14, 15) à écartement variable, caractérisé en ce que chaque poulie (1, 11) a un flasque (4, 14) équipé d'un dispositif de chargement tendant à exercer de manière permanente un effort axial dans le sens d'un rapprochement des flasques (4, 5; 14, 15) de la poulie (1; 11) pour serrer la courroie (9) entre lesdits flasques (4, 5; 14, 15) , l'une des poulies (1, 11) présentant un dispositif de chargement exerçant un effort Io axial moindre que l'autre dispositif, l'une des poulies comportant en outre un organe (19) de commande manuelle de rapprochement ou d'écartement des flasques apte à exercer sur le flasque un faible effort de commande correspondant à la différence de puissance des dispositifs de chargement. 2. Variateur de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chargement est constitué à chaque fois d'un ressort de puissance différente d'un dispositif à un autre. 3. Variateur de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poulie (1, 11) est constituée d'un flasque (5; 15) généralement fixe sur un arbre (2, 12) et d'un flasque (4, 14) mobile axialement et angulairement autour dudit arbre (2, 12) au moins par l'intermédiaire du dispositif de chargement, ce dispositif de chargement étant constitué de rampes (7, 8, 17, 18) profilées s'interpénétrant ménagées l'une (7, 17) sur le flasque (4, 14) mobile, l'autre (8, 18) sur une pièce (3, 13) en regard solidaire en rotation de l'arbre, ces rampes (7, 8; 17, 18) s'écartant l'une de l'autre sous l'effet combiné d'un ressort (6, 16) interposé entre flasque (4, 14) mobile et pièce (3, 13) en regard et du couple transmis, cet écartement des rampes (7, 8 17, 18) tendant à provoquer un rapprochement desdits flasques (4, 5; 14, 15). 4. Variateur de vitesse selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort (6, 16) du dispositif de chargement interposé entre flasque (4, 14) mobile et pièce (3, 13) en regard est un ressort généralement hélicoïdal s'enroulant autour de l'arbre (2, 12) de la poulie (1, 11), ce ressort (6, 16) étant fixé à l'une de ses extrémités au flasque (4, 14) mobile et à son autre extrémité à la pièce (3, 13) en regard de manière à travailler à la fois en compression et en torsion. s 5. Variateur de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poulies constituent l'une une poulie menante, l'autre une poulie menée, l'organe (19) de commande manuelle de variation de vitesse agissant sur la poulie menante. i0 6. Variateur de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poulies constituent l'une une poulie menante, l'autre une poulie menée, l'organe (19) de commande agissant sur la poulie menée. 7. Variateur de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs de chargement sont montés en opposition de part et d'autre de la courroie (9) pour éviter une inclinaison de la courroie (9) sur son axe. 8. Engin automoteur à vitesse d'avancement variable, tel que tondeuse à 20 gazon, caractérisé en ce qu'il incorpore un variateur de vitesse conforme à l'une des revendications 1 à 7.