Brevet FR2932238A1 — publié le 20091211

La présente invention concerne de manière générale les boîtes de transmission de mouvement entre un arbre menant: et un arbre mené. L'invention concerne plus particulièrement un boîtier de transmission pour engin automoteur comprenant, logés au moins partiellement dans ledit boîtier, d'une part, au moins un arbre menant et un arbre mené, tel qu'un arbre d'entraînement de roues de l'engin, et d'autre part, un mécanisme de transmission de mouvement entre les arbres menant et mené, tel qu'un io mécanisme d'embrayage, ledit boîtier étant au moins partiellement rempli d'huile pour lubrifier les pièces du mécanisme de transmission. Les pièces du mécanisme de transmission de mouvement qui coopèrent entre elles pour transmettre le mouvement de l'arbre menant à l'arbre mené génèrent 15 par frottement un dégagement de chaleur important. La température de l'huile contenue dans le boîtier augmente alors rapidement et peut dépasser une valeur seuil au-delà de laquelle les propriétés lubrifiantes de l'huile sont dégradées. Le fonctionnement du boîtier de transmission est alors peu fiable. 20 Le but de l'invention est d'abaisser la température de l'huile contenue dans le boîtier de transmission lors du fonctionnement du mécanisme de transmission. A cet effet, l'invention concerne un boîtier de transmission pour engin automoteur comprenant, logés au moins partiellement dans ledit boîtier, d'une 25 part, au moins un arbre menant et un arbre mené, tel qu'un arbre d'entraînement de roues de l'engin, et d'autre part, un mécanisme de transmission de mouvement entre les arbres menant et mené, tel qu'un mécanisme d'embrayage, ledit boîtier étant au moins partiellement rempli d'huile pour lubrifier les pièces du mécanisme de transmission, caractérisé en 30 ce que le boîtier comporte au moins un moyen rotatif d'agitation de l'huile à l'intérieur du boîtier, ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation étant monté solidaire au moins en rotation de l'arbre menant ou de l'arbre mené. Ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation peut être en prise directe ou indirecte avec l'arbre menant ou l'arbre mené. En effet, ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation peut être entraîné en rotation, directement ou indirectement, par l'arbre menant ou mené. En particulier, ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation peut soit, être rapporté sur ledit arbre (menant ou mené) ou venir de formation avec ledit arbre, soit être porté par une autre pièce, tel qu'un autre arbre, en étant agencé de manière à être entraîné en rotation par l'arbre menant ou mené, via éventuellement un mécanisme d'engrènement entre l'arbre menant ou mené et la pièce portant le moyen rotatif d'agitation correspondant. i0 Grâce audit ou à chaque moyen rotatif d'agitation, l'huile est constamment en mouvement lors du fonctionnement du mécanisme de transmission, ce qui permet de créer une circulation de l'huile à l'intérieur du boîtier, évitant ainsi qu'un même volume d'huile ne soit soumis localement à une augmentation de 15 température trop importante. En outre, grâce audit au moins un moyen rotatif d'agitation, l'huile contenue dans le boîtier peut être projetée contre les parois dudit boîtier dont la température est inférieure à la température de l'huile à proximité des pièces du 20 mécanisme de transmission, lesdites pièces dégageant une quantité de calories importante. Par conduction thermique avec les parois du boîtier, la température de l'huile projetée est abaissée. Ainsi, grâce audit au moins un moyen rotatif d'agitation selon l'invention, lors du 25 fonctionnement du mécanisme de transmission, l'huile contenue dans le boîtier conserve ses propriétés lubrifiantes. L'entraînement en rotation dudit ou de chaque moyen rotatif d'agitation par l'arbre menant ou mené permet de s'assurer que lorsque le mécanisme de 30 transmission est actif, le moyen rotatif d'agitation est également actif pour limiter l'augmentation de la température de l'huile à l'intérieur du boîtier. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit ou chaque moyen 15 rotatif d'agitation présente au moins une partie déportée par rapport à son axe de rotation, de sorte que l'huile est agitée par ladite ou chaque partie déportée lors de la rotation du moyen d'agitation. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation est formé par une pluralité de pales à disposition rayonnante autour de l'arbre menant ou mené. L'utilisation d'une pluralité de pales permet d'augmenter l'efficacité du ou de io chaque moyen rotatif d'agitation. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation est formé par une roue à aubes dont le moyeu est solidarisé en rotation à l'arbre mené ou menant. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation affecte la forme d'une d'hélice. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le mécanisme de 20 transmission est un mécanisme d'embrayage à cônes, disposés coaxiaux à l'arbre mené, le ou au moins l'un des moyen(s) rotatif(s) d'agitation étant porté(s) par ledit arbre mené. Le boîtier selon l'invention est particulièrement intéressant lorsque le 25 mécanisme de transmission est un mécanisme d'embrayage à cônes puisqu'un tel mécanisme dégage, du fait des efforts de friction, entre les cônes une quantité de chaleur très importante lors de son fonctionnement. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le mécanisme 30 d'embrayage à cônes comporte deux cônes mâles montés sur l'arbre mené, solidaires en rotation de celui-ci, et deux cônes femelles montés solidaires en rotation de l'arbre menant, les cônes mâle et femelle de chaque paire de cônes étant aptes à coopérer par rapprochement pour le passage en position embrayée. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le ou chaque moyen rotatif d'agitation est solidarisé en rotation avec l'arbre mené ou menant qu'il équipe à l'aide d'une goupille. L'utilisation d'une goupille permet de solidariser aisément et simplement le moyen rotatif d'agitation à l'arbre correspondant. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, dans lequel le boîtier, de forme générale parallélépipédique, est du type dont l'arbre mené traverse des to parois latérales opposées du boîtier, le boîtier est caractérisé en ce que ledit arbre mené est équipé de deux moyens rotatifs d'agitation d'huile disposés à proximité desdites parois latérales opposées traversées. L'utilisation de deux moyens rotatifs d'agitation disposés à proximité de parois 15 latérales opposées permet d'améliorer la circulation de l'huile le long des parois latérales du boîtier, ce qui favorise les échanges thermiques entre l'huile et les parois du boîtier et limite ainsi l'augmentation de température de l'huile. L'invention concerne également un engin roulant automoteur, de préférence à 20 conducteur marchant, tel que tondeuse à gazon, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un boîtier de transmission tel que décrit ci-dessus. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : 25 - la figure 1 est une vue en perspective d'un moyen rotatif d'agitation selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de face dudit moyen rotatif d'agitation de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de côté du moyen rotatif d'agitation de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue en perspective d'une partie du boîtier selon l'invention 30 coupé selon un plan passant par les axes des arbres mené et menant ; - la figure 5 est une vue en coupe axiale du boîtier selon l'invention ; - la figure 6 représente une vue schématique d'ensemble d'un engin roulant, en l'occurrence une tondeuse à gazon, équipé d'un boîtier de transmission selon 4 l'invention. Le boîtier de transmission selon l'invention est plus particulièrement destiné à s'appliquer à des engins roulants automoteurs notamment à conducteur 5 marchant. La figure 6 représente l'application du boîtier de transmission selon l'invention à une tondeuse à gazon. Cette tondeuse à gazon comporte un châssis roulant 2, les roues arrière de ce châssis étant représentées en 30 à la figure 1. Un lo moteur 31 équipe l'engin. L'arbre 32 de sortie moteur porte, d'une part, une lame 33 de coupe, et d'autre part, une poulie menante 38 reliée par l'intermédiaire d'une courroie 34 à une poulie 35 menée. Cette poulie 35 menée est elle-même montée sur un arbre d'entrée 3 moteur destiné à venir se loger au moins partiellement dans un boîtier 1 de transmission. 15 Le boîtier 1 de transmission comprend, logés au moins partiellement dans ledit boîtier, d'une part, un arbre menant, formé par l'arbre d'entrée 3 moteur et un arbre 4 mené, ici l'arbre d'entraînement de roues 30 de l'engin, et d'autre part, un mécanisme 5 de transmission de mouvement entre les arbres 3, 4 menant 20 et mené, tel qu'un mécanisme d'embrayage. Ledit boîtier 1 est au moins partiellement rempli d'huile 6 pour lubrifier les pièces du mécanisme 5 de transmission. De manière caractéristique à l'invention, le boîtier comporte au moins un 25 moyen rotatif d'agitation 7 de l'huile à l'intérieur du boîtier 1, ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation 7 étant solidaire au moins en rotation, directement ou indirectement, de l'arbre menant 3 ou de l'arbre mené 4. Dans l'exemple illustré aux figures, il est prévu deux moyens rotatifs d'agitation 7 portés par l'arbre 4 mené et solidaires en rotation de celui-ci. 30 Le boîtier est de forme générale parallélépipédique. Comme illustré aux figures 4 à 6, l'arbre mené 4, formé d'un arbre unique ou de deux demi-arbres, traverse des parois latérales 1A, 1C opposées du boîtier pour entraîner d'un5 côté une roue de l'engin et de l'autre côté une autre roue dudit engin. Les moyens rotatifs d'agitation 7 sont enfilés sur ledit arbre mené 4 et disposés à proximité desdites parois latérales 1A 1C opposées traversées. De préférence, chaque moyen rotatif d'agitation 7 est formé par une pluralité de pales 7A ou aubes à disposition rayonnante autour de l'arbre 4 qu'elles équipent. Dans l'exemple illustré aux figures, chaque moyen rotatif d'agitation 7 est formé par une roue à aubes donc: le moyeu 7B est solidarisé en rotation à l'arbre 4 qu'il équipe. Les aubes ou pales 7A sont vrillées de manière à affecter io la forme d'une hélice. En variante, on pourrait prévoir que les pales ou aubes viennent de formation avec l'arbre qu'elles équipent soient réalisées d'une seule pièce avec ce dernier. En outre, comme illustré aux figures 4 et 5, ledit arbre mené 4 s'étend ts parallèlement à la paroi de fond 1A du boîtier, ce qui permet aux pales des moyens d'agitation 7 d'agiter efficacement l'huile qui s'accumule par gravité dans la cuvette formée par la paroi de fond lorsque le boîtier est partiellement rempli d'huile. Les pales 7A entraînées en rotation permettent également de projeter l'huile contre les parois latérales 1C, 1 D, 1E du boîtier et la paroi de 20 dessus 1B du boîtier. Dans l'exemple illustré aux figures, ledit mécanisme de transmission est un mécanisme d'embrayage à cônes. 25 Comme illustré aux figures 4 et 5, cet embrayage à cônes comprend une roue dentée 8 tangente entraînée par une vis sans fin formant ledit arbre 3 menant. Cette roue dentée 8 est montée coaxiale à l'arbre 4 mené, ici l'arbre de sortie d'entraînement des roues 30 d'avancement de l'engin roulant automoteur. Cette roue dentée 8 est solidarisable à l'arbre 4 mené par l'intermédiaire de 30 deux cônes 9, 10 de friction mâles disposés coaxiaux à l'alésage axial de la roue dentée 8. Pour leur montage sur l'arbre 4 mené, les cônes 9, 10 de friction mâles sont évidés centralement. La roue dentée 8 présente un alésage qui comporte intérieurement deux surfaces de friction 11, 12 coniques, encore appelées portées coniques. Les portées coniques sont également appelées cônes femelles. Comme l'illustrent les figures 4 et 5, la roue dentée 8 forme ainsi deux cônes femelles 11, 12. Chaque cône mâle 9, 10 est apte à coopérer avec le cône femelle 11, 12 correspondant par rapprochement desdits cônes 9, 11 et 10, 12 entre eux pour le passage d'une position débrayée à une position embrayée. Comme détaillé ci-après, la coopération des cônes 9, 10 de friction mâles avec les cônes 11, 12 femelles associés à la roue dentée 8 est réalisée à l'aide d'un organe de to commande 13. Les cônes 9, 10 de friction mâles sont rendus solidaires en rotation de l'arbre mené 4 par l'intermédiaire de goupilles 18. 15 Le dispositif de commande du mécanisme d'embrayage à cônes est formé d'un organe 13 déplaçable angulairernent autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'arbre rnené 4 pour assurer le serrage ou le desserrage des cônes 9, 10 de friction mâle et des cônes 11, 12 de friction femelle correspondants. Le déplacement angulaire de l'organe 13 de 20 commande, encore appelé fourchette, est commandé au moyen d'un levier d'embrayage rappelé en position débrayée par un ressort. Le fonctionnement du boîtier de transmission est tel que suit : lors d'un déplacement angulaire de l'organe 13 de commande dans le sens d'une 25 poussée en direction des cônes 9, 10 de friction mâles, les cônes 9, 10 sont déplacés à l'intérieur des cônes 11, 12 femelles. Le mouvement de rotation permanent de la roue dentée 8 entraînée par la vis sans fin est alors transmis par l'intermédiaire de la liaison cônes femelles - cônes mâles à l'arbre mené 4 qui provoque un entraînement des roues d'avancement de l'engin roulant 30 automoteur. La rotation de l'arbre mené 4 entraîne également en rotation les moyens d'agitation 7 portés par ledit arbre 4. Ainsi, l'huile contenue dans le boîtier est 15 2932238 s agitée par les pales 7A desdits moyens d'agitation 7. Une telle agitation de l'huile provoque un mouvement de circulation de celle-ci à l'intérieur du boîtier ce qui permet d'éviter une augmentation locale de la température de l'huile à proximité des pièces du mécanisme d'embrayage. En outre, grâce aux moyens 5 d'agitation 7, l'huile, située à proximité des pièces du mécanisme d'embrayage, est amenée par circulation et/ou par projection contre les parois du boîtier de plus faible température, ce qui permet par transfert thermique entre l'huile et les parois du boîtier d'abaisser la température de l'huile pour qu'elle conserve ses propriétés lubrifiantes. Le fonctionnernent de la boîte de transmission est alors fiable. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. En variante, on peut prévoir que seul l'arbre menant soit équipé d'au moins un moyen rotatif d'agitation ou encore que chaque arbre, mené et menant, soit équipé d'au moins un moyen rotatif d'agitation. REVENDICATIONS1. Boîtier de transmission (1) pour engin automoteur (2) comprenant, logés au moins partiellement dans ledit boîtier, d'une part, au moins un arbre (3) menant s et un arbre (4) mené, tel qu'un arbre d'entraînement de roues de l'engin, et d'autre part, un mécanisme (5) de transmission de mouvement entre les arbres (3, 4) menant et mené, tel qu'un mécanisme d'embrayage, ledit boîtier (1) étant au moins partiellement rempli d'huile (6) pour lubrifier les pièces du mécanisme (5) de transmission, io caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte au moins un moyen rotatif d'agitation (7) de l'huile à l'intérieur du boîtier, ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation (7) étant monté solidaire au moins en rotation de l'arbre menant (3) ou de l'arbre mené (4). 15 2. Boîtier de transmission (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation (7) présente au moins une partie déportée (7A) par rapport à son axe de rotation, de sorte que l'huile est agitée par ladite ou chaque partie déportée (7A) lors de la rotation du moyen d'agitation. 20 3. Boîtier de transmission (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation (7) est formé par une pluralité de pales (7A) à disposition rayonnante autour de l'arbre menant (3) ou mené (4). 4. Boîtier de transmission (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation (7) est formé par une roue à aubes dont le moyeu (7B) est solidarisé en rotation à l'arbre (4) qu'il équipe. 30 5. Boîtier de transmission (1) de transmission (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ou chaque moyen rotatif d'agitation (7) affecte la forme d'une d'hélice. 9 25i0 6. Boîtier de transmission (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme (5) de transmission est un mécanisme d'embrayage à cônes, disposés coaxiaux à l'arbre (4) mené, le ou au moins l'un des moyen(s) rotatif(s) d'agitation (7) étant porté(s) par ledit arbre (4) mené. 7. Boîtier de transmission (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le mécanisme d'embrayage à cônes comporte deux cônes mâles (9, 10) montés sur l'arbre (4) mené, solidaires en rotation de celui-ci, et deux cônes femelles (11, 12) montés solidaires en rotation de l'arbre (3) menant, les cônes mâle et femelle de chaque paire de cônes étant aptes à coopérer par rapprochement pour le passage en position embrayée. 8. Boîtier de transmission (1) selon l'une des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que le ou chaque moyen rotatif d'agitation (7) est solidarisé en rotation avec l'arbre (4) qu'il équipe à l'aide d'une goupille (18). 9. Boîtier de transmission (1) selon l'une des revendications précédentes, de forme générale parallélépipédique, du type dont l'arbre (4) mené traverse des 20 parois latérales (1A, 1C) opposées du boîtier, caractérisé en ce que ledit arbre (4) mené est équipé de deux moyens rotatifs d'agitation (7, 8) d'huile disposés à proximité desdites parois latérales (1A, 1C) opposées traversées. 10. Engin roulant automoteur, de préférence à conducteur marchant, tel que 25 tondeuse à gazon, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un boîtier de transmission (1) conforme à l'une des revendications précédentes.