Brevet FR2885655A1 — publié le 20061117

Boîtier de transmission perfectionné pour engin roulant La présente invention concerne un boîtier de transmission perfectionné pour engin roulant, notamment à conducteur marchant ainsi qu'un engin roulant, notamment à conducteur marchant, équipé d'un tel boîtier de transmission. Elle concerne plus particulièrement des engins roulant donc: le boîtier de transmission est du type comprenant, logés au moins partiellement à l'intérieur dudit boîtier, un arbre d'entrée moteur entraînant une roue motrice pour actionner au moins un arbre d'entraînement d'au moins une roue de l'engin, un 1s mécanisme d'embrayage étant disposé entre ladite roue motrice et l'arbre d'entraînement de roues de l'engin, ce mécanisme d'embrayage étant activé par l'entraînement en rotation de la roue motrice et déplacement axial d'une pièce sur ledit arbre d'entraînement de roues et désactivable pas l'entraînement en rotation de l'arbre d'entraînement de roues lorsque l'arbre cl'entrée moteur est arrêté ou lorsque la vitesse de rotation de l'arbre d'entraîne ment de roues est supérieure à la vitesse de rotation de la roue motrice. La plupart des boîtiers de transmission appliqués à de tels engins roulants comportent un mécanisme d'embrayage dont le passage de l'état débrayé à l'état embrayé est commandé par l'intermédiaire d'un actionneur, tel qu'une fourchette, qui commande le déplacement des pièces d'embrayage à l'intérieur du boîtier. Un exemple de réalisation d'un tel boîtier de transmission incluant un mécanisme d'embrayage à actionneur externe audit boîtier (?st notamment décrit dans le brevet EP-A-0.782.820. Dans un souci de simplification de construction et de réduction des organes de commande, il a été développé des embrayages dits automatiques. Un exemple d'un tel embrayage est notamment décrit dans le brevet EP-A-1 198.981. Dans ce cas, c'est le déplacement d'un ressort réalisé sous forme d'un anneau fendu disposé coaxial à l'arbre d'entraînement des roues qui joue k? rôle d'organe d'embrayage entre une roue dentée et une pièce solidaire en ro.:ation de l'arbre d'entraînement des roues de l'engin. Cette solution est relativement complexe à mettre en oeuvre et ne donne pas satisfaction en terme de fiabilité des s opérations d'embrayage et de débrayage. En outre, on constate une usure rapide du ressort amenant à une défaillance de l'embrayage. Un but de la présente invention est donc de proposer un boîtier de transmission et un engin roulant équipé d'un tel boîtier dont les conceptions permettent de io garantir une fiabilité dans le temps du mécanisme d'embrayage. Un autre but de la présente invention est de proposer un boîtier de transmission du type précité dont la conception permet de réduire considérablement le nombre de pièces à l'intérieur du boîtier. is A cet effet, l'invention a pour objet un boîtier de transmission perfectionné pour engin roulant, notamment à conducteur marchant, du type comprenant, logé au moins partiellement à l'intérieur dudit boîtier, un arbre d'entrée moteur entraînant une roue motrice pour actionner au moins un arbre d'entraînement d'au moins une roue de l'engin, un mécanisme d'embrayage étant disposé entre roue motrice et arbre d'entraînement de roues de l'engin, ce mécanisme d'embrayage étant activé par l'entraînement en rotation de la roue motrice et déplacement axial d'au moins une pièce sur ledit arbre d'entraînement de roues et désactivable par l'entraînement en rotation de l'arbre d'entraînement de roue lorsque l'arbre d'entrée moteur est arrêté ou lorsque la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement de roue est supérieure à la vitesse de rotation de la roue motrice,caractérisé en ce que la pièce mobile axialement sur ou le long de l'arbre d'entraînement de roue porte au moins une rampe coopérant avec une pièce solidaire en rotation dudit arbre pour permettre en phase l'embrayage la solidarisation en rotation entre la ou les rampes de la pièce mobile et la pièce solidaire en rotation dudit arbre et par suite la transmission du mouvement de rotation de la pièce mobile à l'arbre d'entraînement de roue Est en phase de débrayage, la désolidarisation entre les rampes de la pièce mc bile et la pièce solidaire en rotation dudit arbre. L'utilisation de rampes lors des phases de débrayage et d'embrayage permet de garantir une fiabilité des opérations sans risque d'usure prématurée. s L'invention a encore pour objet un engin roulant, notamment à conducteur marchant, tel que tondeuse à gazon, caractérisé en ce que ledit engin est équipé d'un boîtier de transmission du type précité. L'invention sera bien comprise à la lecture de la descr ption suivante io d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un engin roulant équipé d'un boîtier de transmission conforme à l'invention; la figure 2 représente une vue de dessus, à l'état ouvert du boîtier, d'un mode de réalisation d'un boîtier de transmission conforme à l'invention en position débrayée ou d'entraînement en roue libre de l'arbre; la figure 3 représente une vue de dessus d'un boîtier conforme à celui 20 représenté à la figure 2 en position embrayée de l'arbre; la figure 4 représente une vue de dessus du boîtier des figures 2 et 3 en phase de débrayage, le débrayage n'étant pas encore complètement opéré ; la figure 5 représente une vue de dessus, à l'état ouvert du boîtier, d'un autre mode de réalisation du boîtier de transmission conforme à l'invention et la figure 6 représente une vue de dessus, à l'état ouvert du boîtier, d'un autre mode de réalisation du boîtier de transmission conforme à l'invention. la figure 7 représente une vue en perspective, à l'état ouvert du boîtier, d'un autre mode de réalisation du boîtier de transmission conforme à l'invention; la figure 8 représente une vue en coupe d'un autre mode de réalisation s du boîtier de transmission conforme à l'invention et la figure 9 représente une en perspective, à l'état ouvert du boîtier, d'un autre mode de réalisation du boîtier de transmission conforme à l'invention. Comme mentionné ci-dessus, le boîtier 3 de transmission, objet de l'invention, est plus particulièrement destiné à s'appliquer à des engins 1 roulants, notamment à conducteur marchant. La figure 1 représente l'application d'un tel boîtier de transmission à une tondeuse à gazon. Cette tondeuse à gazon comporte, de manière en soi connue, un châssis roulant. Les roues arrière de ce châssis sont représentées en 2A, 2B aux figures. Un mo.:eur 22 équipe l'engin. L'arbre 22A de sortie moteur porte d'une part une lame 23 de coupe, d'autre part une poulie 6 menante reliée par l'intermédiaire d'une courroie 5 à une poulie 7menée. Cette poulie 7 menée est elle-même montée sur un arbre 4 d'entrée moteur destiné à venir se loger au moins partiellement dans le boîtier 3 de transmission, objet de l'invention. Cet arbre 4 d'entrée moteur entraîne en rotation une roue 8 motrice, logée à l'intérieur du boîtier et positionnée coaxialement à un arbre 9 d'entraînement des roues 2A, 2B de l'engin 1. Cette roue 8 est destinée à actionner au moins un arbre 9 d'entraînerrent d'au moins une roue de l'engin. Dans cette disposition, l'arbre 4 d'entrée moteur est positionné sensiblement orthogonalement à l'axe de l'arbre d'en:raînement des roues de l'engin. Un mécanisme 13 d'embrayage est disposé entre la roue motrice et l'arbre 9 d'entraînement de roues 2A, 2B de l'engin. Aux extrémités de l'arbre d'entraînement des roues, faisant saillie du boîtier 3 dI? transmission, est disposé, à chaque fois, un pignon 10 destiné à venir en prise avec un pignon 11 porté par chaque roue 2A, 2B de l'engin. Bien évidemment, d'autres moyens de transmission du mouvement de l'arbre 9 d'entraînement des roues 2A, 2B de l'engin aux roues peuvent être prévus sans sortir du cadre de l'invention. Le mécanisme 13 d'embrayage, disposé entre roue 8 motrice et arbre 9 d'entraînement de roues 2A, 2B de l'engin 1, est activé par l'entraînement en rotation de la roue 8 motrice et déplacement axial d'une pièce -15, 15' sur ledit arbre 9 d'entraînement de roues 2A, 2B. II est désactivable par l'entraînement en rotation de l'arbre 9 d'entraînement de roue 2A, 2B lorsque l'arbre 4 d'entrée moteur est arrêté ou lorsque la vitesse de rotation de l'arbre 9 d'entraînement de roue 2A, 2B est supérieure à la vitesse de rotation de la roue 8 motrice io De manière caractéristique à l'invention, la pièce 15, 15' mobile axialement sur l'arbre 9 d'entraînement de roue porte des rampes 17, 17', 14 coopérant avec une pièce 18, 19 solidaire en rotation de l'arbre 9 pour permettre en phase d'embrayage la solidarisation en rotation entre les rampes 17, 17', 14 de la pièce 15, 15' mobile et la pièce 18, 19 solidaire en rotation dudit arbre 9 et par suite la transmission du mouvement de rotation de la pièce 15, 15' mobile à l'arbre 9 d'entraînement de roue et en phase de débrayage, la désolidarisation entre les rampes 14, 17, 17' de la pièce 15, 15' mobile et la pièce 18, 19 solidaire en rotation dudit arbre 9. Sur cette base, divers modes de réalisation de l'invention peuvent être envisagés. Selon une première forme de réalisation de l'invention, décrite aiux figures 8 et 9, la pièce 15, 15' mobile axialement est une clavette ' 5' guidée en déplacement à l'intérieur d'un alésage d'un plateau 24 monté sur l'arbre 9 d'entraînement des roues et disposée entre roue 8 motrice et pièce 18 solidaire en rotation de l'arbre 9, l'axe longitudinal dudit alésage étant sensiblement parallèle à l'axe dudit arbre 9 d'entraînement des roues. Cette clavette 15' est munie d'un côté de rampes 16', aptes à coopérer avec les rampes 14 de la roue 8 motrice pour provoquer le déplacement axial de ladite clavette 15' et de l'autre côté, de rampes 17', aptes à coopérer avec la pièce 18 0u 19 solidaire en rotation de l'arbre 9 d'entraînement des roues de manière à provoquer l'entraînement en rotation dudit arbre 9. Bien évidemment, le plateau 24 peut être équipé d'une ou plusieurs pièces 15' mobiles axialement. Toutefois, pour des raisons de simplicité du mécanisme 13 c'embrayage, la conception qui sera décrite ci-dessous est préférée. s Dans un autre mode de réalisation de l'invention, conforme aux figures 2 à 4, la pièce 15 mobile axialement sur l'arbre 9 d'entraînement de roues 2A, 2B est un plateau d'embrayage disposé entre roue 8 motrice et pièce 18, 19 solidaire en rotation de l'arbre. Ce plateau 15 d'embrayage est muni, sur chacune de ses faces, de rampes 16, 17. La pièce solidaire en rotation de l'arbre 9 io d'entraînement des roues 2A, 2B se présente quant à elle sous forme d'une goupille 19 positionnée radiale audit arbre 9. Le fonctionnement d'un tel boîtier de transmission est le suivant: Lors de l'entraînement en rotation de l'arbre 4 d'entrée moteur dudit boîtier, la roue 8 dentée motrice est entraînée en rotation. Les rampes 16 d'une face du plateau 15, freiné en rotation au moyen d'un frein 21 approprié, coopèrent alors, lors de cette phase d'embrayage, avec les rampes 14 de la roue motrice 8 pour un déplacement axial dans une première direction de sDlidarisation en rotation avec la goupille 19 portée par l'arbre 9 d'entraînement de roues et solidaire en rotation de ce dernier. En effet, la coopération des rampes 14 de la roue dentée 8 et des rampes 16 du plateau 15 d'embrayage provoque un déplacement axial suivant la direction S1 à la figure 2 du plateau 15 d'embrayage jusqu'à une position dans laquelle l'autre face de ce plateau 15 d'embrayage vient en prise avec la goupille 19 pour permettre la transmission du mouvement de rotation du plateau d'embrayage à l'arbre 9 d'entraînement des roues de l'engin. Cette coopération du plateau 15 d'embrayage avec la goupille 19 s'effectue par l'intermédiaire de rampes 17 portées par le plateau 15 d'embrayage coopérant avec la goupille 19. En phase d'embrayage, les rampes 17 et la goupille 19 sont donc positionnées conformément à ce qui est représenté à la figure 3. Lors dia la phase de débrayage, provoquée par exemple par un arrêt d'entraînement en rotation de l'arbre 4 moteur et par suite de la roue 8 dentée motrice, les rampes 17 de la face du plateau 15 opposée à celle en regard de la roue 8 dentée motrice coopèrent avec les branches opposées de la goupille 19 pour provoquer par déplacement axial de sens opposé, c'est-à-dire opposé à Si du plateau 15 d'embrayage, la mise en roue libre de l'arbre 9 d'entraînemenl des roues 2A, 2B. En effet, on comprend, dans la figure 4, que l'entraînement en rotation de l'arbre 9, lié à l'inertie de la machine lors de l'arrêt de l'arbre 4 moteur provoque un entraînement en déplacement de la goupille 19 qui agit sur les rampes 17 pour provoquer un déplacement axial du plateau 15 d'embrayage dans une direction S2, c'est-à-dire en direction de la roue 8 motrice jusqu'à occuper une to position conforme à celle représentée à la figure 2 de telle sor:e que l'arbre 9 d'entraînement des roues peut alors librement continuer à tourner parce qu'il est entièrement désolidarisé de l'ensemble formé du plateau 15 D'embrayage et de la roue 8 motrice. On parle d'embrayage automatique de,ns ce cas car l'embrayage est obtenu par le simple entraînement en rotation de la roue 8 motrice tandis que le débrayage est obtenu par l'entraînement en rotation de l'arbre 9 d'entraînement des roues. L'entraînement de l'arbre 9 d'entraînement des roues s'effectue naturellement lors d'un arrêt de l'entraînement en rotation de l'arbre 4 moteur du fait de l'inertie de l'engin qui tend à provoquer un avancement supplémentaire de l'engin, cet avancement étant suffisant pour provoquer le débrayage du mécanisme d'embrayage. Dans un autre mode de réalisation de l'invention conforme à celui représenté à la figure 5, la goupille 19 est remplacée par une rouel8 équipée sur sa face en regard du plateau 15 d'embrayage de rampes 20. Cette roi e 18 est bien évidemment solidaire en rotation de l'arbre 9 d'entraînement dos roues. Dans ce cas, les rampes 16 d'une face du plateau 15 coopèrent los de la phase d'embrayage avec les rampes 14 de la roue 8 motrice pour un déplacement axial dans une première direction de solidarisation en rotation avec la roue 18, portée par l'arbre 9 d'entraînement de roues 2A, 2B et solidaire en rotation de ce dernier. Les rampes 17 de l'autre face coopèrent, lors dl?. la phase de débrayage, avec des rampes 20 de la roue 18 portée par l'arbre d'entraînement de roue et solidaire en rotation de ce dernier pour provoquer, par déplacement axial de sens opposé dudit plateau 15, la mise en roue libre de l'arbre d'entraînement de roues 2A, 2B. Indépendamment du mode de réalisation retenu, la pièce 15, 15' mobile axialement sur l'arbre 9 d'entraînement des roues est pourvLe d'un frein 21 agissant sur la vitesse angulaire de ladite pièce 15, 15' pour faciliter ou s autoriser les phases de débrayage et d'embrayage. Dans les exemples représentés, l'arbre 4 d'entrée moteur est une vis sans fin ou un pignon cylindro-conique dont la denture coopère avec la denture de la roue 8 dentée motrice. Bien évidemment, d'autres modes de réalisation de io l'arbre 4 d'entrée peuvent également être envisagés sans sortir du cadre de l'invention, tout moyen d'entraînement en rotation de la roue B motrice étant inclut dans le cadre de l'invention. Dans encore un autre mode de réalisation de l'invention, représenté à la figure 6, la pièce 15, 15', mobile axialement sur l'arbre 9 d'entraînement de roues 2A, 2B, est constituée par la roue motrice dentée déplaçable axialement sur ledit arbre par l'intermédiaire d'un profil de denture spécifique. Celte roue dentée est, de manière analogue au plateau 15 d'embrayage qui a été décrit ci-dessus, équipée de rampes représentées en 14 aux figures, ces rampes étant destinées à coopérer avec la pièce 18 ou 19 solidaire en rotation de l'arbre 9 d'entraînement des roues. A nouveau, la pièce 18 ou 19 solidaire en rotation de dudit arbre 9 peut être formée d'une goupille ou d'une roue équipée de rampes comme cela a d'ores et déjà été décrit ci-dessus dans le cas d'un mécanisme d'embrayage incorporant un plateau d'embrayage. Les rampes 14 de la roue dentée remplissent dans ce cas le même rôle et la même fonction que les rampes 17 du plateau 15 d'embrayage. II n'est donc paf; nécessaire de décrire plus avant le rôle des rampes 14. L'intérêt ici de cette construction est qu'il n'est plus nécessaire d'intégrer entre la roue dentée et l'arbre d'entraînement de roues un plateau d'embrayage, les rampes 14 portées par la roue 8 dentée et le profil de la denture ménagé sur le pourtour de ladite roue 8 étant des éléments suffisants pour assurer la fonction de mécanisme d'embrayage. On note ainsi, comme l'illustre la figure 6, que lorsque l'arbre 4 est entraîné suivant la direction représentée i[ la figure 6, la roue dentée tend à se déplacer suivant la flèche S1 représentée à la figure 6. Ce déplacement est uniquement dû au profil complémentaire des dentures ménagées respectivement sur l'arbre 4 d'entrée moteur et la tranche de la roue 8 dentée motrice. II en résulte une simplification de la construction de s l'ensemble. On constate que la pièce solidaire en rotation de l'arbre 9 d'entraînement des roues peut affecter un grand nombre de formes. En effet, comme cela a été mentionné, elle peut se présenter sous forme d'une roue 18 équipée de rampes 20 destinées à coopérer avec les rampes 1 7 du plateau 15 d'embrayage ou 14 de la roue 8 dentée lorsque c'est la roue dentée 8 motrice io qui fait office de plateau d'embrayage, en jouant alors le rôle de la pièce mobile axialement du mécanisme d'embrayage. De manière analogue, la pièce solidaire en rotation de l'arbre 9 d'entraînement des roues peut se présenter sous forme d'un goupille 19 dont les branches opposées sent destinées à coopérer avec les rampes 17, 14 de la pièce 15, 15' mobile axialement sur ledit is arbre. Dans le cas où la roue 8 dentée fait office de pièce mobile axialement sur l'arbre 9 d'entraînement de roues, cette dernière sera pourvue d'un frein agissant sur la vitesse angulaire de ladite roue pour faciliter ou autoriser les phases de débrayage et d'embrayage. Ce frein 21 peut être constitué par une simple lame ressort. II est en effet nécessaire à chaque fois pour faciliter et autoriser les phases de débrayage ou d'embrayage de freiner la pièce 15 mobile axialement pour permettre aux jeux de rampes de s'exercer. L'arbre d'entraînement des roues peut quant à lui être réalisé sous forme d'un seul tenant ou sous forme de deux demi-arbres rendus cinématiquement solidaires en déplacement. Le boîtier de transmission, qui loge l'ensemble des éléments, est quant à lui 30 formé généralement de deux demi-coquilles assemblées par un plan de joint, ces demi-coquilles étant reliées entre elles par collage et/ou vissage. Un boîtier de transmission du type de celui décrit ci-dessus présente désormais une conception extrêmement simple en raison de son nombre réduit de pièces io rendant les risques de panne ou de défaillance beaucoup plus faibles que dans le cas de l'état de la technique. REVENDICATIONS 1. Boîtier (3) de transmission perfectionné pour engin (1) roulart, notamment à conducteur marchant, du type comprenant, logés au moins partiellement à l'intérieur dudit boîtier (3), un arbre (4) d'entrée moteur entraînant une roue (8) motrice pour actionner au moins un arbre (9) d'entraînement d'au moins une roue (2A, 2B) de l'engin (1), un mécanisme (13) d'embrayage étant disposé entre roue (8) motrice et arbre (9) d'entraînement de roues (2A, 2B) de l'engin (1), ce mécanisme (13) d'embrayage étant activé par l'entraînement en rotation io de la roue (8) motrice et déplacement axial d'au moins une pièce (15, 15') sur ledit arbre (9) d'entraînement de roues (2A, 2B) et désactivable par l'entraînement en rotation de l'arbre (9) d'entraînement de roue (2A, 2B) lorsque l'arbre (4) d'entrée moteur est arrêté ou lorsque la vitesse de rotation de l'arbre (9) d'entraînement de roue (2A, 2B) est supérieure à la vitesse de rotation de la roue (8) motrice, caractérisé en ce que la pièce (15, 15'), mobile axialement su- ou le long de l'arbre (9) d'entraînement de roue, porte au moins une rampe (14, 17, 17') coopérant avec une pièce (18, 19) solidaire en rotation dudit arbre (9), pour permettre, en phase d'embrayage, la solidarisation en rotation antre la ou les rampes (17, 17', 14) de la pièce (15, 15') mobile et la pièce (18, 19) solidaire en rotation dudit arbre (9) et, par suite, la transmission du mouverr ent de rotation de la pièce (15, 15') mobile à l'arbre (9) d'entraînement de roue, et en phase de débrayage, la désolidarisation entre la ou les rampes (14, 17, 17') de la pièce (15, 15') mobile et la pièce (18, 19) solidaire en rotation dudit arbre (9). 2. Boîtier (3) de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce (15, 15') mobile axialement sur l'arbre (9) d'entraînement de roues (2A, 2B) est constituée par la roue (8) motrice dentée déplaçable axialement sur ledit arbre par l'intermédiaire d'un profil de denture spécifique. 3. Boîtier (3) de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce solidaire en rotation de l'arbre (9) d'entraînement des roues (2A, 2B) se présente sous forme d'une roue (18) équipée de rampes Il (20) destinées à coopérer avec la ou les rampes (17, 17', 14) de la pièce (15, 15') mobile axialement. 4. Boîtier (3) de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce solidaire en rotation de l'arbre (9) d'entraînement des roues (2A, 2B) se présente sous forme d'une goupille (19) dont les branches opposées sont destinées à coopérer avec les rampes (17, 17', 14) de la pièce (15, 15') mobile axialement sur ledit arbre. to 5. Boîtier (3) de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce (15, 15') mobile axialement est un plateau d'embrayage disposé entre roue (8) motrice et pièce (18, 19) solidaire en rotation de l'arbre. 6. Boîtier (3) de transmission selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plateau (15, 15') d'embrayage est muni, sur chacune de ses faces, de rampes (16, 17, 17'). 7. Boîtier (3) de transmission selon la revendication 6, caractérisé en ce que les rampes (16) d'une face du plateau (15, 15') coopèrent, lors de la phase d'embrayage, avec les rampes (14; de la roue (8) motrice, pour un déplacement axial dans une première direction de solidarisation en rotation avec une roue (18) ou une goupille 19) portée par l'arbre (9) d'entraînement de roues (2A, 2B) et solidaire en rotation de ce dernier, les rampes (17, 17') de l'autre face coopérant lors de la phase de débrayage avec des rampes (20) de la roue (18) portooe par l'arbre d'entraînement de roue et solidaire en rotation de ce dernier ou avec les branches opposées de ladite goupille (19) pour provoquer, par déplacement axial de sens opposé dudit plateau (15, 15'), la mise en roue libre de l'arbre d'entraînement de roues (2A, 2B). 8. Boîtier (3) de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce (15, 15') mobile axialement sur l'arbre (9) d'entraînement des roues est pourvue d'un frein (21) agissant sur la vitesse angulaire de ladite pièce (15, 15') pour faciliter ou autoriser les phases de débrayage et d'embrayage. 9. Boîtier (3) de transmission selon l'une des revendications 1 à B, 5 caractérisé en ce que l'arbre (4) d'entrée moteur est une vis sans fin ou un pignon cylindro-conique. 10. Engin (1) roulant notamment à conducteur marchant, tel que tondeuse à gazon, lo caractérisé en ce que ledit engin (1) est équipé d'un boîtier (3) de transmission conforme à l'une des revendications 1 à 9.