FR2582381A1 - Carter etanche de boitier reducteur - Google Patents

Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A UN CARTER ETANCHE DE BOITIER REDUCTEUR A RENVOI D'ANGLE POUR NOTAMMENT ASSURER LA TRANSMISSION DE L'EFFORT D'ENTRAINEMENT DES ROUES D'UNE TONDEUSE A GAZON AUTOTRACTEE. LE CARTER ETANCHE QUI COMPREND UN ARBRE PRIMAIRE DOTE D'UNE VIS SANS FIN ET D'UN AXE TRANSVERSAL RECEPTEUR SECONDAIRE MUNI D'UNE ROUE DENTEE ENGRENEE DANS LADITE VIS ET QUI COMPORTE UN COUVERCLE AMOVIBLE FIXE SUR LE CORPS PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE VIS, EST CARACTERISE PAR LE FAIT QU'IL PRESENTE DES MOYENS POUR CONTROLER LA DEFORMATION DU COUVERCLE ET DU CORPS LORS DU SERRAGE DES VIS. CETTE CARACTERISTIQUE AUTORISE L'UTILISATION DE MATERIAUX PLASTIQUES POUR LA CONFECTION DU CARTER. LESDITS MOYENS SE PRESENTENT SOUS LA FORME DE BUTEES 23 AXIALES DISPOSEES DE PART ET D'AUTRE SUR LE COUVERCLE 8 ET LE CORPS 7 AU NIVEAU DU PASSAGE 24 DES VIS DE FIXATION DES DEUX PIECES. L'INVENTION TROUVERA TOUT PARTICULIEREMENT SON APPLICATION DANS L'INDUSTRIE MECANIQUE POUR LA CONFECTION DE CARTER DE PROTECTION DE DISPOSITIFS A ENGRENAGES.

Description

L'invention est relative à un carter étanche de boîtier réducteur à renvoi d'angle pour, notamment, assurer la transmission de l'effort d'entraînement des roues d'une tondeuse à gazon autotractée.

I1 est courant en mécanique d'avoir L. assurer la transmission d'un effort rnoteur à cSes organes récepteurs dont les plans de rotation sont concourants. A cet effet, il a été développé des dispositifs adaptés appelés renvoi d'angle, constitués d'un carter dans lequel rentrent les différents axes moteur et récepteur, ledit carter comprenant dans sa partie intérieure des engrenages destinés à assurer la transmission des mouvements rotatifs.

Les boitiers réducteurs à renvoi d'angle sont couramment utilisés dans l'industrie automobile pour transmettre l'effort du moteur aux roues.

Ces dernières années sont apparues les tondeuses à gazon autotractées, c' est-à-dire qu'une partie de l'énergie fournie par le moteur pour assurer l'entraînement de l'hélice de coupe, est prélevée pour assurer l'avancement de la tondeuse à gazon. Ce type de machine est actuellement très prisé car il réduit la fatigue du jardinier. Toutefois, la mécanique supplémentaire exigée pour assurer l'entraînement en rotation des roues nécessite notamment la mise en place d'un boîtier réducteur à renvoi d'angle sur la tondeuse.

Certains constructeurs utilisent à défaut de boîtier réducteur à renvoi d'angle une transmission par courroie qui n'est cependant pas satisfaisante en raison de la fragilité et de la faiblesse de ce type de transmission et qui, en outre, présente des risques de glissement et de bourrage avec l'herbe fraichement coupée.

En ce qui concerne les boîtiers réducteurs à renvoi d'angle, ceux-ci sont généralement formés d'un carter étanche enveloppant un dispositif de réduction à roue dentée et vis sans fin. Ce mode de réduction est particulièrement bien adapté à cet usage car le coefficient de réduction est élevé et ainsi, la tondeuse est à même de monter des pentes importantes.

L'étanchéité du carter utilisé doit être excellente car l'herbe fraîchement coupée à un pouvoir pénétrant important et le mécanisme serait vite corrodé Si des corps étrangers venaient à se mélanger avec la graisse utilisée comBe lubrifiant.

Un bottier réducteur à renvoi d'angle est un organe mécanique qui doit être réalisé avec précision étant donné que le positionnement géométrique des pièces en mouvement doit être rigoureux pour éviter tout coincement.

A ce titre, jusqu's présent, la réalisation du carter étanche enveloppant la roue et la vis sans fin a généralement toujours été envisagée à partir de pièces métalliques moulées, qu'il s'agisse de fonte ou d'aluminium coulé. En effet, les pièces métalliques peuvent être usinées avec grande précision à l'issue de leur moulage pour atteindre les précisions dimensionnelles souhaitées et de plus, les pièces métalliques présentent suffisamment de rigidité pour qu'une fois mises en place, les déformations dimensionnelles soient suffisamment faibles, après serrage, pour être supportables.

Les considérations précédentes font que les matériaux plastiques sont écartés pour la réalisation de carter étanche de boîtier réducteur à renvoi d'angle, étant donné que le serraqe mutuel des deux coquilles formant le carter, nécessaire pour assurer une bonne étanchéité, provoque des déformations incompatibles avec les précisions de positionnement des organes tournants.

I1 est néanmoins regrettable que les matériaux plastiques n'aient pu être utilisés dans cet usage jusqu'à présent, étant donné qu'ils présentent d'excellentes propriétés de résistance à la corrosion, par exemple, et que, sur le plan de la fabrication, ils peuvent être produits à faible coût.

Le but principal de la présente invention est de présenter un carter étanche de hoîtier réducteur à renvoi d'angle qui puisse être fabriqué å partir de matériaux plastiques injectés.

L'invention a plus particulièrement été développée dents le cadre d'une application pour tondeuse à gazon autotractée ; néanmois, comme il ressortira de la description suivante, de nombreuses autres applications peuvent être envisagées.

Grâce à la nouvelle conception du tracé des carters étanches de boîtier réducteur de la présente invention, il est possible de s'affranchir de toute déformation des parties composant le carter, ceci sans pour autant diminuer l'efficacité du serraqe des pièces.

La non déformation garantit le positionnement respectif des pièces mobiles en rotation et, par conséquent, aucun coincement n'est à redouter. Par ailleurs, l'efficacité du serrage est totale, d'où une garantie de l'étanchéité et il n'est pas à craindre de desserranes consécutifs aux vibrations enqendrées par le moteur.

Un second but et avantage de la présente invention est de réduire le coût de fabrication des carters de boîtier réducteur à renvoi d'gnole qui se traduit par une diminution du coût des machines qui en sont équipées. 11 s'agit là d'un atout important pour la vente car la diminution du prix de revient ne se fait pas au détriment de la qualité du matériel vendu.

N'outres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui niest cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.

Le carter étanche de boîtier réducteur à renvoi d' angle pour, notamment, assurer la transmission de l'effort d'entraînement des roues d'une tondeuse à gazon autotractée, qui comprend un arbre primaire doté d'une vis sans fin et d'un axe transversal récepteur secondaire muni d'une roue dentée engrenée dans ladite vis, ledit carter qui comporte un couvercle amovible fixé sur le corps par l'intermédiaire de vis, est caractérisé par le fait qu'il présente des moyens pour contrôler la déformation du couvercle et du corps lors du serrage des vis.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accoapaqnée de dessins en annexe parmi lesquels
la figure 1 schématise un boltier réducteur à renvoi d'angle,
la figure 2 représente les différents organes mécaniques logés à l'intérieur d'un carter vu en coupe,
la figure 3 représente, en vue de dessus, le couvercle du carter de la présente invention,
la figure 4 représente, en vue de coupe longitudinale, le couvercle du carter de la présente invention,
la figure 5 représente, en vue de coupe longitudinale, le corps du carter étanche de la présente invention,
la figure 6 représente, en vue de dessus, le corps du carter étanche--de la présente invention,
la figure 7 illustre, en vue de coupe longitudinale, au niveau des trous de passage des vis de serrage, le couvercle et le corps du carter étanche,
la figure e représente la roue et vis sans fin en vue axiale,
la figure 9 représente la roue et vis sans fin en vue radiale,
la figure 30 représente, en vue de coupe axiale, une baque épaulée.

La présente invention vise un carter étanche de boîtier réducteur à renvoi d'angle pour, notamment, assurer la transmission de l'effort d'entraînement des roues d'une tondeuse à gazon autotractée.

Rien que l'invention ait été spécifiquement développée en vue de cette application, elle pourra être utilisée pour la conception de tout carter étanche.

Comme il a été exposé précédemment, la conception des carters étanches de boîtier réducteur a toujours fait appel à l'emploi de matériaux rigides afin de garantir un positionnement précis des pièces mobiles en rotation. I1 est en effet connu de longue date qu'un décentrage de pièces mobiles en rotation engendre une usure prématurée des paliers de guidage, peut également provoquer des coincements et échauffements excessifs. Aussi, les matériaux. plastiques qui présentent une grande élasticité eu égard aux matériaux métalliques sont d'office écartés pour la réalisation de carter étanche pour boîtier réducteur à renvoi d'angle.

Les propriétés qui découlent de la conception nouvelle des carters étanches de hoîtier réducteur selon la présente invention permettent dorénavant d'enployer précisément des matériaux plastiques, ceci en dépit de leur propriété élastique. Les conséquences économinues sont importantes puisque cet usage permet de réduire considérablement le cot de revient des carters en évitant les opérations de reprise et d'usinage ultérieures et en employant des procédés de fabrication par injection à faible coût de revient.

La fiqure 1 schématise un boîtier (1) réducteur à renvoi d'angle qui comprend un arbre primaire (2) par lequel la puissance mécanique est fournie au réducteur (1) sous forme d'un couple et d'un mouvement de rotation schématisé par la flèche (3).

Le réducteur comporte également, dans le cas présent, un axe transversal (4) récepteur auquel l'effort moteur est transmis et qui présente également un mouvement de rotation généralement de vitesse angulaire inférieure à celle de l'arbre primaire.

La figure 2 revèle le principe de fonctionnement d'un tel réducteur qui utilise une vis (5) solidaire de l'arbre primaire (2) et d'une roide dentée (6) engrénée sur ladite vis (5), solidaire en rotation de l'axe récepteur (4).

L'usage d'un couple vis sans fin et roue dentée permet de bénéficier d'un rapport de réduction important, néanmoins selon les usages, d'autres modes mécaniques de réduction peuvent être utilisés tels que pintons coniques ou autres.

Les vitesses de rotation et contraintes locales poux ont être importantes, il est nécessaire de prévoir une luhrification des pièces en mouvement, aussi utilise-t-on de la graisse ou un bain d'huile pour minimiser les frictions. Afin d'éviter que des corps (trangers puissent pénétrer dans le mécanisme et le gripper, l'emploi d'un carter étanche de protection est nécessaire. Outre son rôle protecteur, le carter positionne géométriquement les pièces en rotation l'une par rapport à l'autre puisque les paliers de guidage desdites pièces sont solidaires du carter.

Pour permettre son montage et démontaqe, le carter est nécessairement composé de deux pièces assemblées, le corps (7) et son couvercle (8) réunis par un plan de joint (9).

La fixation du couvercle (8) sur le corps (7) est assurée par l'intermédiaire de vis non illustrées-.

Les figures 3 et 4 représentent respectivement en vue de dessus et cn vue de coupe 1 onqitudinale un mode préférentiel de conception du couvercle (8) du carter selon la pré sente invention. Ce carter (8) comprend un alésage (10) nécessaire au passade de l'arbre primaire moteur. L'alésage (In) présente un décrochement (11) nécessaire a la mise en place d'un joint d'étanchéité non illustré sur la portée (12) et d'un roulement à billes sur la portée (13).

Le couvercle (s) présente, de préférence, des nervures (14) pour accroître a rilité.

La fixation du couvercle (8) sur le corps (7) du carter étant assurée par vis, le couvercle (8) présente des canons (15) de passage desdites vis Par ailleurs, le couvercle (8) présente un plan rle joint (16) péripherique muni d'un rebord (17) qui facilite le centraqe du couvercle (e) sur le corps (7).

Les fiqures 5 et 6 représentent respectivement le corns (7) du carter en vue de coupe longitudinale et en vue de dessus. Le corps (7) présente un volume intérieur (18) nécessaire à la mise en place de la vis sans fin et de la roue dentée non illustrées.

Le corps (7) présente des orifices (19) de passage de l'axe récepteur secondaire transversal (4). Ces orifices (19) présentent une double portée afin d'autoriser la mise en place de joints d'étanchéité non illustrés et dans leur partie intérieure, de hagues métalliques épaulées telles qu'illustrées à la fiqure 10. En effet, les matériaux plastiques présentent qénéralement une faible attitude n résister au frnttement et il est préférable d'utiliser une berlue épaulée, par exemple en bronze, pour servir de palier à l'axe (4) transversal.

Le fond du corps (7) présente une cavité (20) renfnrcée par des nervures (21) dans laquelle est placée une crspaudine, non illustrée, formée d'une butée épaulée métallique. Cette butée épaulée métallique analogue à la bague épaulée illustrée à la figure 10, permet d'encaisser l'effort axial transmis au carter nar l'intermédiaire de la vis.

Comme il a été exposé précédemment, le serrage du couvercle (8) sur le corps (7) est réalisé au moyen de vis qui passent au travers dii corps (7) par l'intermédiaire de canons (22) de guidage.

Selon la présente invont ion, le carter étanche présente des moyens pour contrôler la déformation du couvercle (8) et du corps (7) lors du seriaqe- des vis.

Pes mêmes moyens permet ent en outre de limiter l'effort d'appui au niveau du plan de joint (9) réunissant le couvercle (8) et le eorr > s (7) du carter (î), indépendamment du serrage des vis de fixation.

Ces propriétés autorisent l'utilisation de matériaux présentant des caractéristiques d'élasticité prononcées tels que les matériaux plastiques sans que celles-ci puissent engendrer un positionnement mutuel des pièces dépendant du couple de serrage utilisé pour la fixation du couvercle.

La figure 7 permet de mieux comprendre l'invention et représente le couvercle (R) ainsi que le corps (7) du carter (1) en vue de coupe longitudinale au niveau des canons (15) et (22) de passage des vis de fixation respectivement dans le couvercle (8) et le corps (7).

Les moyens évoqués précédemment se présentent sous la forme de butées axiales (23) disposées de part et d'autre sur le couvercle (8) et le corps (7) au niveau du passage (24) des vis de fixation.

Les butées axiales (23) encaissent la quasi totalité de l'effort de traction exercé par les vis de serrage non illustrées. Les butées (23) étant situées à proximité immédiate du passage (24) des vis, il n'y a aucune déformation du couvercle (8) ou du corps (7) lors d'un serrage même excessif des vis puisque ce serrage se traduit uniquement par un écrasement de la butée (23) conçue à cet effet.

La conception des pièces doit être telle qu'en premier lieu le positionnement du couvercle (8) sur le corps (7) assure la fermeture du plan de joint (9). Les premiers efforts de serrage auront pour conséquence d'appliquer le couvercle (8) sur le corps (7) au niveau du plan de joint pour garantir l'étanchéité sur la périphérie de celoi-ci. Le serrage du couvercle (e) provoquera une légère déformation de ce dernier, nécessaire pour que le couvercle () vienne en contact avec le corps (7) au niveau de la butée (23). I1 est important de noter que cette déformation est d'une part légère et d'autre part est contrôlée puisqu'elle dépend des côtes d'usinage du moule utilisé pour l'injection des pièces du carter.Une fois que le couvercle (e) est en contact avec le corps (7) par l'intermédiaire des butées (23), alors quel que soit le couple de serrage utilisé, aucune déformation ultérieure du couvercle (8) ou du corps (7) n'est à redouter puisque l'effort de traction exercé par les vis se répercute uniquement au niveau de la butée (23) et non plus au niveau du plan de joint (9).

La nouvelle conception de ce carter est totalement contraire aux conceptions rencontrées antérieurement où, précisément, il était impératif d'avoir un contact entre le couvercle et le corps du carter uniquement localisé au niveau du plan de joint qui avait ainsi à encaisser la totalité de l'effort de traction des vis de serrage.

Les propriétés d'élasticité du matériau plastique utilisé pour la confection du carter sont, dans le cas présent, mises à profit pour obtenir un double contact au niveau du plan de joint (9) et au niveau de la butée (23), ce qui pourrait difficilement être utilisé à moins d'une grande précision d'usinage avec des matériaux faiblement élastiques.

Les butées (23) évoquées précédemment se présentent, selon un mode préférentiel de réalisation de celles-ci, sous la forme de canons de guidage (15) et (22) des vis dont les extrémités viennent en contact (23) lors du serrage des vis de fixation.

De préférence, l'épaisseur de la -paroi du couvercle (8) ou du corps (7) est réduite au niveau du plan de joint (9).

Dans le cas de la figure, il s'agit l'épaisseur de la paroi du corps (7) du carter (1) qui est rédtii r pour améliorer l'étanchéité en accroissant la contrainte au niveau du plan de joint (9) et d'autre part pour faciliter le rontact axial des butées (23).

Les figures 8 et 9 représentent respectivement le couple vis (5) et roue dentée (6) en voie axiale et en vue radiale. De préférence, le roue dentée (6) est réalisée dant un matérinu plastique hautement résistant alors que 1 la vis est en acier dur.

La roue dentée (6) présente une bague métal liooue (25) intérieure, solidaire de l'axe transversal (4) secondaire par l'intermédiaire d'une qoupille (26). rn cas de blocage, la goupille (26) se cisaillera et limitera la détérioration.

L'épaisseur de la -bague (25) est supérieure à celle de la roue dentée (C) de sorte à ce que seule la bague (25) joue le rôle de boitée axiale vis-a-vis des douilles épaulées métalliques mises en place dans les orifices de passage (19).

La figure 10 représente précisément en vue de coupe une douille épaulée (27) destinée à être placée au niveau du passage des axes dans le carter (1) pour former le rôle de palier et butée axiale.

D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient pu être envisagées sans or autant sortir du cadre de celle-ci.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Carter étanche de boîtier réducteur à renvoi d'angle pour notamment assurer la transmission de l'effort d'entraînement des roues d'une tondeuse à gazon autotractée, qui comprend un arbre primaire (2) doté d' une vis sans fin (5) et d'un axe transversal récepteur (4) secondaire, muni d'une roue dentée (6) engrénée dans ladite vis (5), ledit carter (1) qui comporte un couvercle (8) amovible fixé sur le corps (7) par l'intermédiaire de vis, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il présente des moyens pour contrôler la déformation du couvercle (8) et du corps (7) lors du serrage des vis.

2. Carter étanche, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il présente des moyens pour limiter l'effort d'appui au niveau du plan de joint (9) réunissant le couvercle (P) et le corps (7) du carter (1) indépendamment du serrage des vis de fixation.

3. Carter étanche, selon l'une quelconque des revendications précédentes, c a r a c t é r i s é par le fait que les moyens se présentent sons la forme de butées. (23) axiales disposées de part et d1 autre sur le couvercle (8) et le corps (7) ati niveau du passage (24) des vis de fixation.

4. Carter tanche, clou la revendication 3, c a r a c t é r i s é par le fait que les butées (23) se présentent sous la forme de canons (15), (22) de guidage des vis, les extrémités des canons (15) du couvercle (8) venant en contact avec les extrémités des canons (22) du corps (7) lors du serrage des vis.

5. Carter étanche, selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait nue l'épaisseur de la paroi du couvercle (9) ou du corps (7) au niveau du plan de joint (9) est réduite.

6. Carter étanche, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le fond du corps (7) du carter (1) présente une crapaudine formée d'une butée épaulée (27) métallique rapportée.

7. Carter étanche, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le corps (7) présente des orifices (19) de passage de l'arbre secondaire (4) transversal, qarni de bagues (2) épaulf-es destinées à encaisser des efforts flXiflllX transmis par l'arbre secondaire (4).

8. Carter étanche, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait que la butée épaulée (27) de la crapaudine est logée dans une cavité (20) nervurée (21).

9. Carter étanche, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que la roue dentée (6) présente une bague métallique (25) intérieure solidaire de l'axe transversal (4) secondaire par l'intermédiaire d'une goupille (26).

10. Carter étanche, selon la revendication 9, c a r a c t é r i s é par le fait que l'épaisseur de la bague (25) est supérieure à celle de la roue dentée (6).