Brevet FR3020914A1 — publié le 20151120

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT EN ROTATION D'UN OUTIL MONTE SUR UN ENGIN AUTOMOTEUR DE TRAVAIL DU SOL A CONDUCTEUR A PIED, ENGIN AINSI EQUIPE ET SON UTILISATION La présente invention concerne un dispositif d'entrainement en rotation d'un outil monté sur un engin automoteur de travail du sol à conducteur à pied ainsi qu'un engin équipé d'un tel dispositif et son utilisation. L'invention sera décrite, de manière préférée mais non limitative, pour un engin équipé d'une fraise agricole. Une fraise agricole est un outil de retournement du sol entrainé en rotation autour d'un axe perpendiculaire au sens de déplacement de l'engin de travail du sol sur lequel la fraise est montée. L'expression « engin automoteur de travail du sol » désigne ici un véhicule automoteur dirigé par un conducteur à pied, de type motoculteur ou motobineuse. Un tel engin possède, dans une configuration donnée, des roues assurant le déplacement du véhicule. L'outil de travail du sol, qui peut être immobile ou rotatif, n'a aucun rôle dans le déplacement du motoculteur ou de la motobineuse, que ce soit en marche avant ou arrière lorsque l'engin est pourvu de roues. Ici, le cas d'une motobineuse équipée d'un outil rotatif assurant également le déplacement de l'engin, c'est-à-dire remplissant le rôle de roues, ne sera pas traité et ne fait pas l'objet de l'invention. L'entrainement en rotation des roues est réalisé à partir d'un arbre de sortie du moteur par l'intermédiaire d'un arbre de transmission. Cet entrainement peut être effectué à différentes vitesses et/ou en marche avant et/ou arrière, cela grâce à un boitier inverseur ou une boite de vitesses. La rotation de l'outil est généralement obtenue à partir d'une transmission par pont monté sur l'arbre de transmission ou par une prise de force montée en sortie d'embrayage de l'arbre moteur. La vitesse de rotation d'un outil tel qu'une fraise est de l'ordre de 350 tours par minute, avec une vitesse de travail, donc d'avance, lente, de l'ordre de 1 à 3 kilomètres par heure. Ainsi, il est nécessaire d'avoir, d'une part, un entrainement des roues à une vitesse compatible avec une conduite à pied de l'engin et, d'autre part, une vitesse de rotation de l'outil élevée. En général, ces entrainements en rotation sont obtenus par des ensembles mécaniques disposés en série, c'est-à-dire dont le fonctionnement est lié. Il s'avère qu'en utilisation, les éléments constitutifs de l'entrainement en rotation de l'outil sont soumis à de nombreuses contraintes dues, entre autres, aux changements de vitesses, aux vibrations et aux chocs consécutifs à la topographie du terrain, à la présence de cailloux, aux variations de régime du moteur. Ces contraintes impliquent un surdimensionnement et un renforcement des pièces, cela entraine non seulement un surpoids mais également une complexité de fabrication et d'entretien de l'engin de travail du sol, cela associé à un surcoût. On conçoit donc qu'il est utile de réaliser un entrainement en rotation de l'outil fiable, peu complexe à fabriquer, à entretenir et d'une solidité optimale. A cet égard, on connait par EP-A-1 127 779, un engin comprenant un moteur positionné à la verticale, au-dessus, de l'essieu des roues. Une courroie relie une poulie montée sur l'arbre de sortie du moteur à une poulie montée sur un arbre d'une boite de transfert solidaire de l'essieu des roues et monté en partie basse, sous le moteur. Une fraise à neige rotative, placée à l'avant de l'engin selon le sens de déplacement de ce dernier, comprend un arbre de rotation fixé coaxialement sur l'arbre de la boite de transfert et prolongeant celui-ci. La fraise à neige est entrainée en rotation à partir de l'arbre de sortie du moteur par une seconde courroie reliant deux poulies, similaires et montées en parallèle aux poulies entrainant les roues. Ainsi l'entrainement en rotation de la fraise à neige est fait de façon similaire et concomitante à l'entrainement en rotation des roues. Une telle solution n'est pas optimale et présente certains inconvénients car les contraintes mécaniques subies par les différentes pièces sont fortes, du fait de l'entrainement en rotation, par l'arbre de la boite de transfert, des roues et de l'outil. En d'autres termes, avec une telle solution, la rotation de l'outil est effectuée par une pièce ayant simultanément une autre fonction, à savoir assurer la rotation d'une pièce assurant le déplacement de l'engin. Par ailleurs, une telle solution ne permet pas, de manière simple, d'obtenir des vitesses de rotation différentes entre les roues et l'outil. Dans ces conditions, l'invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur évoqués ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'entrainement en rotation d'un outil monté sur un engin automoteur de travail du sol à conducteur à pied, l'entrainement en rotation de l'outil à partir du moteur de l'engin s'effectuant par des poulies reliées entre elles par des courroies, caractérisé en ce qu'une première poulie d'entrainement est fixée sur l'outil et entraine en rotation l'arbre de rotation de l'outil, une seconde poulie d'entrainement est fixée sur l'arbre de sortie du moteur de l'engin, lesdites poulies d'entrainement étant reliées entre elles directement par une courroie, de sorte que l'entrainement en rotation de l'outil est réalisé indépendamment du déplacement de l'engin automoteur de travail du sol. L'invention permet de réaliser les objectifs précédemment mentionnés. En effet, le dispositif d'entrainement, outre une construction simple et un entretien aisé, permet de s'affranchir de tout dispositif assurant le déplacement en marche avant ou arrière de l'engin, cela quelle que soit la vitesse de déplacement. Un entrainement direct, par courroie, entre l'arbre de sortie du moteur et l'arbre de rotation de l'outil assure un nombre minimal de pièces, sans surdimensionnement de ces dernières. De plus, les fonctions d'avance de l'engin de travail du sol et d'entrainement en rotation de l'outil étant assurées de manière indépendante, avec des poulies d'entrainement situées sur le moteur et sur l'outil, les contraintes exercées sur les pièces sont moindres. Les possibilités de réglage de chaque fonction, à savoir le déplacement de l'engin et le travail de l'outil, sont également optimisées. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel dispositif d'entrainement en rotation peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Les première et seconde poulies d'entrainement sont montées de manière définitive sur respectivement l'outil et l'arbre du moteur. - Les première et seconde poulies d'entrainement sont montées de manière amovible sur respectivement l'outil et l'arbre du moteur. - Le dispositif comprend un jeu de plusieurs première et seconde poulies d'entrainement, adaptées pour être montées de manière amovible sur respectivement l'outil et l'arbre du moteur et pour entrainer l'outil à différentes vitesses de rotation. - Un galet presseur permet la mise en tension de la courroie seulement lorsque l'engin est à l'arrêt, moteur en marche, ou en marche avant. - L'invention concerne également un engin automoteur de travail du sol à conducteur à pied équipé d'un dispositif d'entrainement en rotation d'un outil conforme à une des caractéristiques précédentes. .- L'invention concerne également l'utilisation d'un engin automoteur de travail du sol à conducteur à pied équipé d'un dispositif d'entrainement en rotation d'un outil conforme à une des caractéristiques précédentes et comprenant au moins les étapes suivantes : - mettre en marche le moteur de l'engin, - positionner l'engin de sorte que l'outil soit au-dessus de la zone à travailler, - mettre le galet presseur en position active de sorte que la seconde poulie entraine en rotation l'outil, - actionner la marche avant de l'engin pour que l'outil assure le travail, - une fois le travail effectué, amener le galet presseur en position inactive. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, l'utilisation d'un tel engin peut comprendre une ou plusieurs des étapes suivantes: - la mise en marche du moteur n'est pas possible si le galet presseur est en position 20 active. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: 25 - La figure 1 est une vue de côté illustrant un engin automoteur de travail du sol équipé d'un dispositif d'entrainement d'un outil de type fraise agricole, conforme à un mode de réalisation de l'invention. - La figure 2 est un vue de dessus, à plus grande échelle, de l'engin de la figure - La figure 3 est une vue de face, selon la flèche F et à la même échelle que la figure 2, de l'engin de la figure 1 et - La figure 4 est une vue de côté, similaire à la figure 1 et à la même échelle que celle-ci, d'un dispositif d'entrainement conforme à un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 illustre un engin de travail du sol à conducteur à pied de type motobineuse 1. Par motobineuse, on désigne conventionnellement un engin, dépourvu de boite de vitesses, utilisé pour des travaux de maraichage et/ou agricole sur des parcelles ne nécessitant pas l'emploi d'un engin plus puissant de type motoculteur qui, lui, est équipé d'une boite de vitesses. Par la suite, les termes engin ou motobineuse seront indifféremment employés en référence aux figures 1 à 3. La motobineuse 1 comprend un groupe moteur 2 qui est situé en partie haute de la motobineuse, au-dessus d'un essieu 3 pourvu de deux roues 4 assurant le déplacement de la motobineuse 1. A droite de la motobineuse 1, en regardant la figure 1, deux bras de guidage et de commande 5 sont disposés. Ils permettent à un conducteur à pied, non représenté, de diriger et de commander la motobineuse 1. Sous les bras de guidage et de commande 5, un outil 6 est monté sur le châssis de la motobineuse. En l'espèce et de manière préférée mais non limitative, il s'agit d'une fraise agricole. En variante, il pourrait s'agir d'une fraise à neige montée à l'avant de l'engin ou d'un autre outil rotatif. Pour mémoire, une fraise agricole 6 est un outil comportant plusieurs organes, en forme de griffe, une griffe étant schématiquement illustrée sous la référence 9. Les griffes 9 sont fixées sur un arbre entrainé en rotation, ces différents éléments n'étant pas visibles. L'arbre de rotation 7 de la fraise 6 illustré en trait fantôme, est parallèle à l'essieu 3 des roues 4. Ainsi, en regardant la figure 1, l'avance de la motobineuse s'effectue en marche avant selon la flèche F1. L'arbre de rotation 7 de la fraise agricole 6 est ainsi perpendiculaire au sens d'avance de l'engin de travail du sol. Un capot 8 de protection évite toute projection de terre et/ou de cailloux lors du travail du sol. Ces différents éléments sont connus en soi et ne sont donc pas illustrés et décrits plus précisément. Le groupe moteur 2 comprend, outre les éléments constitutifs connus en soi d'un moteur thermique d'un engin automoteur, un dispositif d'entrainement des roues à différentes vitesses. Ce dispositif comporte une première poulie 10, visible à la figure 3, solidaire d'un arbre 11 du groupe moteur 2. L'arbre 11 est l'arbre de sortie primaire et principal du moteur 2. Cette poulie 10 est reliée par une courroie 12 à une seconde poulie 13 montée sur l'arbre de sortie 11 du moteur, plus particulièrement visibles aux figures 2 et 3. On réalise ainsi une première réduction de la vitesse de rotation de l'arbre moteur 11. Une réduction supplémentaire de la vitesse de rotation est réalisée par une courroie 14 reliant la seconde poulie 13 à une troisième poulie 15, de plus grand diamètre. Cette troisième poulie 15 est, avantageusement mais de manière non obligatoire, fixée sur un arbre d'entrée d'un organe 16, connu en soi et visible à la figure 2, permettant également d'inverser le sens de déplacement de la motobineuse. En d'autres termes, le jeu de poulies 10, 13, 15 et de courroies 12, 14 permet d'obtenir une réduction de la vitesse de rotation de l'arbre 11 du groupe moteur 2, ainsi que la possibilité d'avoir une marche arrière, sans que la motobineuse 1 comporte une boite de vitesses, un galet presseur 17 permet la mise en tension de la courroie 14. La courroie 12 est, elle, en tension en permanence, la poulie 13 étant toujours en rotation. Ainsi, la réduction de vitesses est réalisée de façon réglable, selon les besoins en vitesse de travail de l'outil, par le conducteur de la motobineuse, avec la possibilité d'une position neutre dans laquelle la motobineuse 1 est immobile avec le moteur en marche. Outre cet entrainement en rotation des roues, la motobineuse est équipée d'un dispositif, objet de l'invention, d'entrainement en rotation de l'outil. Ce dispositif comprend une première poulie d'entrainement 18 qui est solidaire, dans l'exemple de manière définitive, de la fraise agricole 6. En variante, elle est montée de manière amovible. Cette poulie 18 est fixée à l'extrémité d'un arbre 19 propre à entrainer en rotation les griffes de la fraise agricole. Dans l'exemple, l'entrainement en rotation de l'arbre 7 équipé des griffes 9 est effectué à partir de l'arbre 19, positionné au-dessus en regardant les différentes figures, par une chaine ou par une courroie, non illustré et connu en soi. En variante, on conçoit que la première poulie d'entrainement 18 est solidaire de l'arbre 7 supportant les griffes 9. Le diamètre de cette première poulie d'entrainement 18 est choisi en fonction du nombre de tours par minute à effectuer par les griffes de la fraise 6 et en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre 11 de sortie du moteur. En effet, cette première poulie d'entrainement 18 est reliée directement par une courroie 20 à une seconde poulie d'entrainement 21 qui est montée sur l'arbre 11 de sortie du moteur. Avantageusement, mais de façon non obligatoire, la seconde poulie d'entrainement 21 est fixée définitivement sur l'arbre 11 de sortie du moteur, par exemple sur l'extrémité de ce dernier. Un galet presseur 22, visible à la figure 1, est actionné par le conducteur à partir des bras de commande et de guidage 5 à l'aide de câbles, non illustrés. Le galet presseur 22 permet de mettre en tension la courroie 20. Cette dernière, une fois en tension, assure l'entrainement en rotation de la première poulie d'entrainement 18 fixée sur la fraise agricole 6. Ainsi, on utilise directement, sans organe de transmission intermédiaire, la rotation de l'arbre 11 de sortie du moteur pour entrainer l'outil 6. Une telle configuration, de construction simple et d'une maintenance aisée, permet d'entrainer l'outil 6 en rotation sans perte de puissance et sans variation de la vitesse de rotation de l'arbre 11 de sortie du moteur. La vitesse de rotation de l'outil 6 est obtenue simplement par le choix des diamètres respectifs des première 18 et seconde 21 poulies d'entrainement. En changeant une ou les deux poulies 18, 20, il est aisé de modifier la vitesse de rotation de l'outil 6. La rotation de l'outil 6 est réalisée indépendamment du déplacement de l'engin 1. De ce fait, la sollicitation des pièces est optimale puisque les fonctions de déplacement de l'engin 1 et de rotation de l'outil 6 sont remplies par des pièces distinctes, sans perte de puissance et sans interférence dans leurs fonctionnements respectifs. Comme cela ressort des différentes figures, la seconde poulie d'entrainement 21 entrainant la courroie est fixée à l'extrémité de l'arbre 11 de sortie du moteur, cela à proximité de la poulie 10 en charge de la transmission du mouvement de rotation du moteur 2 au dispositif d'entrainement en déplacement de la motobineuse 1. Dans un autre mode de réalisation non représenté, on utilise deux arbres de sortie distincts du moteur, par exemple disposés en parallèle de part et d'autre du moteur. La figure 4 illustre un autre mode de réalisation de l'invention. Les éléments communs avec le premier mode de réalisation sont référencés avec le même numéro augmenté de 100. Dans le mode illustré à la figure 4, l'engin automoteur de travail du sol est de type motoculteur 101. Il est équipé d'une boite de vitesses, non illustrée et connue en soi. La rotation des roues 104, pour le déplacement du motoculteur 101, est assurée par une transmission connue en soi, par exemple une boite de vitesses. On retrouve ici, de façon similaire au mode décrit précédemment, une première poulie d'entrainement 118 montée sur l'outil 106, en l'occurrence une fraise agricole. Cette poulie 118 est reliée par une courroie 120 à une seconde poulie d'entrainement 121 montée sur l'arbre 111 de sortie du moteur 102. Un galet presseur 122, actionné par des câbles à partir des bras de guidage et de commande 105, permet au conducteur de mettre en rotation l'outil 106. Une poulie 113 est reliée et entrainée par une courroie 112 à l'arbre 111. Elle assure, de façon similaire au mode de réalisation précédent, l'entrainement des roues 104 et donc le déplacement de l'engin 101. Ici aussi, le déplacement de l'engin 101 et le travail de l'outil 106 sont effectués et gérés de manière indépendante, par des pièces dont le fonctionnement est dissocié. Avantageusement, pour les différents modes de réalisation illustrés aux figures 1 à 4, un dispositif de sécurité interdit la mise en rotation de l'outil lorsque la marche arrière est enclenchée. Un tel dispositif, connu en soi et non représenté, est réalisé par une configuration donnée des poignées de commande de la marche arrière. Dans d'autres modes de réalisation non représentés, le conducteur dispose d'un jeu de poulies de différents diamètres, interchangeable, lui permettant d'obtenir plusieurs vitesses de rotation à partir de l'arbre 11 ; 111 de sortie du moteur, cela pour différents outils ou pour un même outil 6 ; 106. En variante, la configuration des poulies 18, 21; 118, 121 et/ou leur position sur l'arbre 11 ; 111 de sortie du moteur et/ou sur l'outil 6 ; 106 impliquent que la transmission du mouvement de rotation entre le moteur 2; 102 et l'outil 6; 106 ne peut se faire qu'avec une courroie de dimension et/ou de configuration données. En d'autres termes, seul un outil défini peut être relié à un engin automoteur de travail du sol défini et qui lui est associé. Dans un autre mode de réalisation, plusieurs secondes poulies d'entrainement 21 ; 121 de différents diamètres sont montées sur l'arbre 11 ; 111 de sortie du moteur. Une telle configuration permet, par exemple, de monter une fraise agricole à l'arrière de l'engin et une fraise à neige à l'avant. Les deux outils sont ainsi entrainés à des vitesses de rotation différentes, étant entendu que leur utilisation n'est pas simultanée mais qu'ils peuvent être tous les deux montés en permanence sur l'engin, si besoin avec un système de relevage pour faciliter la manoeuvre de l'engin. Dans tous les cas, l'utilisation du dispositif objet de l'invention est simple. Dans un premier temps, le moteur 2 ; 102 de l'engin 1 ; 101 de travail du sol est mis en marche, la courroie 20 ; 120 reliant les première 18 ; 118 et seconde 21; 121 poulies d'entrainement n'étant pas tendue par le galet presseur 22; 122 qui est en position inactive. La seconde poulie 21 ; 121 tourne avec l'arbre 11 ; 111 du moteur, sans entrainement en rotation de la première poulie 18; 118. Dans cette configuration, l'outil 6 ; 106 n'est pas entrainé en rotation et le conducteur peut positionner l'engin 1 ; 101 de sorte que l'outil soit situé au-dessus de la zone à travailler. Lors de cette étape, le conducteur peut également choisir la vitesse de déplacement de l'engin. Lorsque le conducteur estime que l'outil 6; 106 est en position, il actionne, à partir des bras 5 ; 105 la mise en position active du galet presseur 22 ; 122. Ce dernier tend la courroie 20 ; 120, ce qui entraine la transmission du mouvement de rotation de la seconde poulie d'entrainement 21 ; 121 à la première poulie d'entrainement 18 ; 118, et donc la mise en rotation de l'outil 6 ; 106. Il est rappelé que, par sécurité, le passage en position active du galet presseur 22; 122 n'est pas possible si la marche arrière de l'engin 1 ; 101 est enclenchée. De même, un dispositif de sécurité, connu en soi, induit que la mise en marche du moteur n'est pas possible si le galet presseur 22 ; 122 est en position active, ceci afin d'éviter la mise en marche de l'outil simultanément au démarrage du moteur alors qu'une marche, avant ou arrière, est enclenchée. Une fois l'outil 6 ; 106 en rotation, le conducteur actionne la marche avant de la motobineuse 1 ou du motoculteur 101, à une vitesse donnée, et débute le travail de sol. Pour ne plus entrainer en rotation l'outil 6 ; 106, il convient de remettre en position inactive le galet presseur 22; 122, la première poulie d'entrainement 18; 118 n'étant alors plus entrainée en rotation. Le passage à la position inactive du galet presseur 22 ; 122 peut avantageusement s'effectuer lorsque l'engin 1 ; 101 est à l'arrêt ou, si besoin, en cours de déplacement de l'engin. En effet, les entrainements de l'outil 6 ; 106 en rotation et de l'engin 1 ; 101 en déplacement étant indépendants, il est aisé d'adapter la commande de la mise en rotation de l'outil aux besoins du travail du sol. REVENDICATIONS1.- Dispositif d'entrainement en rotation d'un outil (6 ; 106) monté sur un engin (1 ;101) automoteur de travail du sol à conducteur à pied, l'entrainement en rotation de l'outil (6 ; 106) à partir du moteur (2 ; 102) de l'engin s'effectuant par des poulies(18, 21; 10 118, 121) reliées entre elles par des courroies (20 ; 120), caractérisé en ce qu'une première poulie d'entrainement (18 ; 118) est fixée sur l'outil (6 ; 106) et entraine en rotation l'arbre de rotation ( 7) de l'outil (6, 106), une seconde poulie d'entrainement (21 ; 121) est fixée sur l'arbre (11 ; 111) de sortie du moteur (2 ; 102) de l'engin (1 ; 101), lesdites poulies d'entrainement (18, 21; 118, 121) étant reliées entre elles 15 directement par une courroie (20; 120), de sorte que l'entrainement en rotation de l'outil (6 ; 106) est réalisé indépendamment du déplacement de l'engin (1 ; 101) automoteur de travail du sol. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première (18 ; 118) et seconde (21 ; 121) poulies d'entrainement sont montées de manière définitive sur 20 respectivement l'outil (6 ; 106) et l'arbre (11 ; 111) du moteur (2 ; 102). 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première (18 ; 118) et seconde (21 ; 121) poulies d'entrainement sont montées de manière amovible sur respectivement l'outil (6 ; 106) et l'arbre (11 ; 111) du moteur (2 ; 102). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un jeu de 25 plusieurs première (18; 118) et seconde (21 ; 121) poulies d'entrainement, adaptées pour être montées de manière amovible sur respectivement l'outil (6 ; 106) et l'arbre (11 ; 111) du moteur (2 ; 102) et pour entrainer l'outil (6 ; 106) à différentes vitesses de rotation. 5.- Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un galet 30 presseur (22; 122) permet la mise en tension de la courroie (20; 120) seulementlorsque l'engin (1 ; 101) est à l'arrêt, moteur en marche, ou en marche avant. 6.- Engin (1 ; 101) automoteur de travail du sol à conducteur à pied équipé d'un dispositif d'entrainement en rotation d'un outil (6 ; 106) conforme à une des revendications précédentes. 7.- Utilisation d'un engin (1 ; 101) automoteur de travail du sol à conducteur à pied équipé d'un dispositif d'entrainement en rotation d'un outil (6 ; 106) conforme à une des revendications précédentes et comprenant au moins les étapes suivantes : - mettre en marche le moteur (2 ; 102) de l'engin (1 ; 101), - positionner l'engin (1 ; 101) de sorte que l'outil (6 ; 106) soit au-dessus de la zone à travailler, - mettre le galet presseur (22; 122) en position active de sorte que la seconde poulie (21 ; 121) entraine en rotation l'outil (6 ; 106), - actionner la marche avant de l'engin (1 ; 101) pour que l'outil assure le travail, - une fois le travail effectué, amener le galet presseur (22; 122) en position inactive. 8.- Utilisation d'un engin (1 ; 101) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la mise en marche du moteur (2 ; 102) n'est pas possible si le galet presseur (22 ; 122) est en position active.20