FR2755573A1

FR2755573A1 - Battery-operated lawn-mower with power-assisted propulsion

Info

Publication number: FR2755573A1
Application number: FR9614050A
Authority: FR
Original assignee: Outils Wolf SAS
Current assignee: Outils Wolf SAS
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1998-05-15

Abstract

The mower body (1), carrying the vertical-axis cutting motor (4), has front (2) and rear (3) wheels. The operator's propulsive effort rotates the e.g. tubular handle (6,7) through a slight angle (0-1) about a pivot (8) on the body. The handle end lever (9), extending a control spring (10), closes at the extreme position, a switch which (10) energises a small traction motor (11) driving the rear axle through reduction gears and belt. Optionally the switch operates a clutch engaging the main motor power take-off. A movable spring attachment (max-min) gives variable motor drive cut-in points. Optionally the control mechanism (10,19) is located in the upper handle articulation. An electronic controller, varying assistance according to handle deflection is also described.

Description

DESCRIPTION
La présente invention concerne une tondeuse à gazon pourvue d'un moteur d'entraînement, notamment une tondeuse à gazon à batterie, qui est équipée d'un entraînement des roues par moteur.DESCRIPTION
The present invention relates to a lawn mower provided with a drive motor, in particular a battery-powered lawn mower, which is equipped with a motor driven wheel.

Les tondeuses à gazon dotées d'un propre entraînement des roues sont surtout privilégiées pour la tonte de grandes surfaces, car elles déchargent l'utilisateur de la force de poussée non négligeable qui est nécessaire pour faire avancer la tondeuse à gazon. Lawn mowers with their own wheel drive are especially preferred for mowing large areas, because they relieve the user of the significant pushing force which is necessary to move the lawn mower forward.

L'entraînement des roues est le plus souvent dérivé du même moteur qui entraîne également la lame de coupe; mais on peut tout aussi bien utiliser un moteur séparé, qui se charge uniquement de l'entraînement des roues. The wheel drive is most often derived from the same motor which also drives the cutting blade; but you can just as easily use a separate motor, which is only responsible for driving the wheels.

L'enclenchement de l'entraînement des roues s'effectue la plupart du temps par un embrayage à manoeuvrer à la main, et l'on sait par exemple par le document DE-A 33 025 44 que l'on peut configurer le levier de commutation pour la mise en marche de la barre de coupe et pour l'enclenchement de l'entraînement des roues de telle sorte que l'entraînement des roues ne peut être embrayé qu'une fois que la barre de coupe a été mise en marche. Par ailleurs, on sait par le document DE-A 39 24 440 que l'on peut autoriser l'arrêt de la barre de coupe même lorsque l'entraînement des roues est encore accouplé. The wheel drive is engaged most of the time by a hand-operated clutch, and it is known for example from document DE-A 33 025 44 that the lever can be configured. switching for switching on the cutter bar and for switching on the wheel drive so that the wheel drive can only be engaged once the cutter bar has been started. Furthermore, it is known from document DE-A 39 24 440 that it is possible to authorize the stopping of the cutter bar even when the wheel drive is still coupled.

Enfin, on sait par le document EP-A 593 853 qu'on peut effectuer l'entraînement des roues par l'intermédiaire d'une transmission réglable en continu, afin de réduire l'avancement de la tondeuse à gazon en cas de forte résistance à la tonte. Finally, it is known from document EP-A 593 853 that the wheels can be driven by means of a continuously adjustable transmission, in order to reduce the advance of the lawn mower in the event of high resistance. to mowing.

Partant de cette situation, la présente invention a pour but de simplifier l'entraînement des roues par moteur; on doit notamment diminuer la consommation d'énergie pour l'entraînement des roues, de façon que cet entraînement convienne également pour des tondeuses à gazon fonctionnant sur batterie, pour lesquelles on ne dispose que d'une capacité de batterie limitée. Based on this situation, the present invention aims to simplify the driving of the wheels by motor; in particular, the energy consumption for driving the wheels must be reduced, so that this drive is also suitable for battery-powered lawn mowers, for which there is only a limited battery capacity.

En même temps, I'invention doit également se distinguer par une mise en marche et un arrêt de l'entraînement des roues qui soient particulièrement commodes pour l'utilisateur. At the same time, the invention must also be distinguished by starting and stopping the drive of the wheels which are particularly convenient for the user.

L'invention atteint ce but par le fait que l'entraînement des roues par moteur est commandé en fonction de la force de poussée exercée par
I'utilisateur sur la tondeuse à gazon.The invention achieves this object by the fact that the drive of the wheels by motor is controlled as a function of the thrust force exerted by
The user on the lawn mower.

Selon l'invention, on ne travaille donc plus avec des éléments séparés de manoeuvre pour l'entraînement des roues, qui doivent être actionnés à la main par l'utilisateur, mais l'entraînement des roues est mis en marche et arrêté de façon quasiment automatique en fonction de la force de poussée exercée. Le maniement de la tondeuse à gazon en est considérablement simplifié et, en même temps, I'entraînement des roues n'entre en action que lorsqu'il est effectivement nécessaire. According to the invention, one therefore no longer works with separate maneuvering elements for driving the wheels, which must be actuated by hand by the user, but the wheel drive is started and stopped almost so automatic depending on the thrust force exerted. The handling of the lawn mower is considerably simplified and, at the same time, the drive of the wheels comes into action only when it is actually necessary.

Un autre avantage important de l'invention consiste en ce que l'entraînement des roues par moteur n'est toujours activé qu'en plus d'une force de poussée exercée par l'utilisateur. Sa consommation d'énergie est donc moindre qu'avec le déclenchement classique au moyen d'un levier de commutation disposé sur le guidon, levier qui est actionné indépendamment d'une éventuelle force de poussée de l'utilisateur. Another important advantage of the invention consists in that the drive of the wheels by motor is always activated only in addition to a pushing force exerted by the user. Its energy consumption is therefore lower than with conventional triggering by means of a switching lever disposed on the handlebars, a lever which is actuated independently of a possible pushing force of the user.

Dans le cas le plus simple, la commande de l'entraînement des roues par moteur s'effectue de telle sorte qu'il se met en marche en cas de dépassement d'une force allouée de poussée de la part de l'utilisateur, et s'arrête en cas de sous-dépassement d'une force de poussée déterminée. La puissance d'entraînement de l'entraînement des roues par moteur peut ici être essentiellement constante. De plus, la force allouée de poussée peut être déterminée par un élément de ressort réglable. In the simplest case, the control of the drive of the wheels by motor is carried out in such a way that it starts when an allocated push force is exceeded on the part of the user, and stops if a certain pushing force is exceeded. The drive power of the motorized wheel drive can here be essentially constant. In addition, the allocated thrust force can be determined by an adjustable spring element.

Toutefois, selon une configuration supplémentaire de l'invention on peut envisager que l'entraînement des roues par moteur produise une puissance d'entraînement non constante qui est adaptée à la puissance de poussée de l'utilisateur, donc qui se trouve dans une relation donnée avec la puissance de poussée de ce dernier. On obtient alors un enclenchement dosé de l'entraînement des roues par moteur, de telle sorte que le moteur ne fournit toujours qu'une partie de la puissance de poussée totale, tandis que l'autre partie est fournie par l'utilisateur. However, according to an additional configuration of the invention, it is conceivable that the driving of the wheels by motor produces a non-constant driving power which is adapted to the thrust power of the user, therefore which is in a given relationship. with the pushing power of the latter. We then obtain a metered engagement of the wheel drive by motor, so that the motor always provides only part of the total thrust power, while the other part is supplied by the user.

Pour mettre en oeuvre l'invention du point de vue de la construction, on utilise opportunément un capteur de force de poussée, qui est installé en un endroit approprié de la tondeuse à gazon. II coopère opportunément avec le guidon de la tondeuse à gazon, de telle sorte que l'ensemble du guidon ou une partie de ce dernier déclenche automatiquement la mise en marche de l'entraînement des roues par moteur en cas de dépassement de la force de poussée produite par l'utilisateur. II est ici particulièrement avantageux que le capteur de force de poussée soit formé par un élément flexible dans la direction de la force de poussée, notamment par une articulation, élément qui est précontraint élastiquement à l'encontre de la force de poussée. Cet élément peut être directement incorporé dans le guidon, de sorte qu'il ne nécessite pas de place supplémentaire notable. Selon des caractéristiques supplémentaires de l'invention, la précontrainte de l'élément flexible est réglable, et l'élément flexible est réalisé sous la forme d'un palier de pivotement précontraint. To implement the invention from the construction point of view, a thrust force sensor is conveniently used, which is installed at a suitable location on the lawn mower. It cooperates expediently with the handlebars of the lawn mower, so that the whole of the handlebars or a part of the latter automatically triggers the starting of the drive of the wheels by motor in the event of exceeding the pushing force. produced by the user. It is particularly advantageous here that the pushing force sensor is formed by a flexible element in the direction of the pushing force, in particular by a hinge, an element which is elastically prestressed against the pushing force. This element can be directly incorporated into the handlebars, so that it does not require any significant additional space. According to additional features of the invention, the preload of the flexible element is adjustable, and the flexible element is produced in the form of a preloaded pivot bearing.

Enfin, pour s'adapter aux besoins différents de puissance de la barre de coupe d'une part et de l'entraînement des roues d'autre part, il peut être avantageux d'effectuer l'entraînement des roues au moyen d'un moteur électrique séparé, plus petit. Finally, to adapt to the different power requirements of the cutter bar on the one hand and the drive of the wheels on the other hand, it may be advantageous to carry out the drive of the wheels by means of a motor. separate electric, smaller.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit des dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 est une vue de côté de la tondeuse à gazon selon une première variante,
la figure la représente un détail agrandi de la figure 1,
la figure 2 représente la même vue de côté que la figure 1 pour une seconde variante,
la figure 3 est une représentation schématique de l'entraînement des roues dans une conception simplifiée, et
la figure 4 est une représentation schématique correspondante pour une conception électronique.Other characteristics and advantages of the invention appear from the following description of the appended drawings, in which:
FIG. 1 is a side view of the lawn mower according to a first variant,
FIG. 1a represents an enlarged detail of FIG. 1,
FIG. 2 represents the same side view as FIG. 1 for a second variant,
FIG. 3 is a schematic representation of the wheel drive in a simplified design, and
Figure 4 is a corresponding schematic representation for an electronic design.

On distingue sur les figures 1 et 2, chaque fois en vue de côté, le carter 1 d'une tondeuse à gazon avec des roues avant 2, des roues arrière 3 et le moteur 4 dépassant vers le haut, qui entraîne la barre de coupe logée dans le carter et donc non visible. Un bac collecteur d'herbe 5, et au-dessus un guidon 6 pour pousser et commander la tondeuse à gazon, se raccordent vers l'arrière au carter 1. Le guidon 6 est le plus souvent constitué d'un cadre tubulaire, mais peut fondamentalement présenter une forme quelconque. Des éléments de commande pour la mise en marche et l'arrêt du moteur 4 sont habituellement logés dans la partie supérieure coudée de poignée 7. We distinguish in Figures 1 and 2, each in side view, the housing 1 of a lawn mower with front wheels 2, rear wheels 3 and the motor 4 protruding upward, which drives the cutter bar housed in the housing and therefore not visible. A grass catcher 5, and above a handlebar 6 for pushing and controlling the lawn mower, are connected rearwards to the casing 1. The handlebar 6 is most often made up of a tubular frame, but can basically present any form. Control elements for starting and stopping the motor 4 are usually housed in the bent upper part of the handle 7.

Dans la variante représentée sur la figure 1, le guidon 6 n'est pas relié rigidement au carter 1, mais par l'intermédiaire d'un palier de pivotement 8. Ce palier de pivotement 8 présente un axe horizontal transversalement à la direction de marche de la tondeuse et il permet, lors de l'exercice par l'utilisateur d'une force de poussée donnée en direction avant, de faire pivoter le guidon 6 de la position "O" représentée en trait plein dans la position "I" représentée en trait mixte. A cet effet, le guidon 6 est précontraint à l'encontre de la force de poussée de l'utilisateur par un élément de ressort réglable 19. In the variant shown in Figure 1, the handlebar 6 is not rigidly connected to the housing 1, but by means of a pivot bearing 8. This pivot bearing 8 has a horizontal axis transverse to the direction of travel of the mower and it allows, when the user exercises a given pushing force in the forward direction, to pivot the handlebar 6 from the position "O" shown in solid lines to the position "I" shown in dashed line. To this end, the handlebar 6 is prestressed against the pushing force of the user by an adjustable spring element 19.

La figure 1a montre que la précontrainte de l'élément de ressort 19 peut être réglée entre une valeur minimale et une valeur maximale par déplacement manuel d'un des points d'articulation. La précontrainte est opportunément sélectionnée de façon que le pivotement du guidon 6 pour déclencher l'entraînement des roues ne se produise qu'à l'atteinte d'une force de poussée correspondant aux souhaits de l'utilisateur. FIG. 1a shows that the preload of the spring element 19 can be adjusted between a minimum value and a maximum value by manual movement of one of the articulation points. The prestress is suitably selected so that the pivoting of the handlebar 6 to trigger the drive of the wheels does not occur until a pushing force corresponding to the wishes of the user is reached.

Si le guidon 6 est ainsi pivoté dans la position "I" représentée en trait mixte, il actionne alors, par l'intermédiaire d'un levier 9 qui lui est relié, un commutateur 10 monté sur le carter, qui met en marche l'entraînement des roues avant et/ou des roues arrière 2, 3. Cet entraînement des roues peut être dérivé du moteur 4 de la barre de coupe, par exemple par le fait que le commutateur 10 actionne un embrayage qui relie au moteur les roues à entraîner. Toutefois, dans le présent exemple de réalisation, on a prévu pour l'entraînement des roues un moteur électrique séparé 11 qui, de préférence, est alimenté tout comme le moteur 4 par des batteries rechargeables. If the handlebar 6 is thus pivoted in the position "I" represented in phantom, it then actuates, by means of a lever 9 which is connected to it, a switch 10 mounted on the casing, which starts the drive of the front wheels and / or rear wheels 2, 3. This drive of the wheels can be derived from the motor 4 of the cutter bar, for example by the fact that the switch 10 actuates a clutch which connects the wheels to be driven to the motor . However, in the present exemplary embodiment, there is provided for driving the wheels a separate electric motor 11 which, preferably, is powered just like the motor 4 by rechargeable batteries.

Lorsque la force de poussée s'amoindrit, la précontrainte de l'élément de ressort 19 assure automatiquement l'arrêt du moteur d'entraînement 11. When the pushing force decreases, the preload of the spring element 19 automatically stops the drive motor 11.

La mise en marche et l'arrêt, décrits ci-dessus, de l'entraînement des roues par moteur en fonction de la force de poussée exercée par l'utilisateur sur le guidon 6, 7 permettent de ne faire appel à l'entraînement des roues par moteur que pour une partie de la puissance d'entraînement et de diminuer ainsi la consommation d'énergie, ou encore d'augmenter la durée de fonctionnement de la tondeuse à gazon sans remplacement des batteries. The starting and stopping, described above, of the drive of the wheels by motor as a function of the thrust force exerted by the user on the handlebars 6, 7 makes it possible to avoid calling on the drive of the wheels per motor only for part of the drive power and thus reduce energy consumption, or even increase the operating time of the lawn mower without replacing the batteries.

La figure 2 représente une variante de construction, qui se différencie de la figure 1 uniquement par la position du palier de pivotement sur la barre 6: la barre 6 est ici rigidement reliée au carter 1 de la tondeuse à gazon, tandis que c'est la partie supérieure de poignée 7 qui est montée à pivotement sur le guidon 6. A cet effet, un palier de pivotement 18 est disposé à l'extrémité supérieure du guidon 6, palier à partir duquel la partie de poignée 7 s'étend en direction approximativement verticale, de préférence vers le haut. 2 shows a variant construction, which differs from Figure 1 only by the position of the pivot bearing on the bar 6: the bar 6 is here rigidly connected to the casing 1 of the lawn mower, while it is the upper handle part 7 which is pivotally mounted on the handlebar 6. For this purpose, a pivoting bearing 18 is arranged at the upper end of the handlebar 6, the bearing from which the handle part 7 extends in the direction approximately vertical, preferably upwards.

La partie de poignée 7 peut ainsi être pivotée vers l'avant de la position "O" représentée en trait plein dans la position "I" représentée en trait mixte; ici aussi, ce pivotement, donc l'enclenchement de l'entraînement des roues par moteur, n'intervient que lorsque la force de poussée exercée par l'utilisateur a dépassé une valeur limite donnée. Cette valeur limite est allouée par un élément de ressort réglable, qui peut être disposé à l'intérieur du palier 18.The handle part 7 can thus be pivoted forwards from the "O" position shown in solid lines in the "I" position shown in phantom; here too, this pivoting, therefore the engagement of the drive of the wheels by motor, occurs only when the thrust force exerted by the user has exceeded a given limit value. This limit value is allocated by an adjustable spring element, which can be arranged inside the bearing 18.

La figure 3 représente un schéma simplifié de montage pour l'entraînement des roues par moteur. On y distingue tout d'abord les deux roues arrière 3, avec l'arbre d'entraînement 3a qui les relie. Cet arbre d'entraînement 3a est lui-même relié au moteur électrique 11 déjà cité. Etant donné que le régime du moteur est en général nettement supérieur à la vitesse de rotation souhaitée pour l'arbre d'entraînement, on utilise opportunément un moteur avec un démultiplicateur incorporé, et la liaison de transmission vers l'arbre d'entraînement 3a est également utiiisée pour la diminution du régime. FIG. 3 represents a simplified assembly diagram for driving the wheels by motor. First of all, there are two rear wheels 3, with the drive shaft 3a which connects them. This drive shaft 3a is itself connected to the electric motor 11 already mentioned. Since the engine speed is generally much higher than the desired speed of rotation for the drive shaft, a motor with a built-in reduction gear is conveniently used, and the transmission link to the drive shaft 3a is also used for reducing the diet.

L'alimentation en énergie du moteur 11 s'effectue par une batterie 12, le circuit électrique passant par le commutateur 10 déjà cité. Ce commutateur est représenté une première fois en position ouverte, donc dans la position "O", et en dessous dans la position enclenchée, donc dans la position "I".The power supply to the motor 11 is effected by a battery 12, the electrical circuit passing through the switch 10 already mentioned. This switch is shown for the first time in the open position, therefore in the "O" position, and below in the engaged position, therefore in the "I" position.

Au lieu du commutateur d'interruption 10 représenté, ce dernier peut bien sûr aussi être conçu comme élément d'embrayage, ou agir sur un embrayage. La force de poussée exercée par l'utilisateur est alors utilisée pour accoupler l'arbre d'entraînement 3a au moteur 4. On peut ainsi renoncer au moteur d'entraînement séparé 11. Instead of the interrupt switch 10 shown, the latter can of course also be designed as a clutch element, or act on a clutch. The pushing force exerted by the user is then used to couple the drive shaft 3a to the motor 4. It is thus possible to dispense with the separate drive motor 11.

La commande décrite jusqu'alors de l'entraînement des roues constitue une conception relativement simple, puisque la force de poussée exercée par l'utilisateur sert uniquement à mettre en marche et arrêter l'entraînement des roues par moteur. The control described hitherto of the wheel drive constitutes a relatively simple design, since the thrust force exerted by the user only serves to start and stop the drive of the wheels by motor.

La figure 4 représente une conception perfectionnée de la commande. Le commutateur électrique est ici remplacé par un capteur 20 pour la force de poussée, par exemple par un capteur dynamométrique qui, en fonction de la force de poussée exercée F, commande par l'intermédiaire d'une unité électronique 21 le moteur 11 de telle sorte que la puissance enclenchée du moteur est adaptée en continu ou par petits pas à la puissance de poussée de l'utilisateur. La puissance de poussée du moteur se trouve alors dans une relation donnée avec la puissance de poussée exercée par l'utilisateur, ce dès que l'utilisateur dépasse une puissance minimale allouée. Figure 4 shows an improved design of the control. The electric switch is here replaced by a sensor 20 for the thrust force, for example by a dynamometric sensor which, depending on the thrust force exerted, controls via an electronic unit 21 the motor 11 of such so that the engine power is adjusted continuously or in small steps to the thrust power of the user. The thrust power of the engine is then in a given relationship with the thrust power exerted by the user, as soon as the user exceeds a minimum allocated power.

Toutes les variantes de réalisation ont en commun l'avantage que l'enclenchement de l'entraînement des roues par moteur s'effectue par la seule force de poussée exercée par l'utilisateur, donc que l'utilisateur ne doit pas manoeuvrer un levier à main supplémentaire. All the variant embodiments have in common the advantage that the engagement of the drive of the wheels by motor is effected by the only pushing force exerted by the user, therefore that the user does not have to operate a lever with additional hand.

Les figures décrites représentent seulement des exemples de réalisation. En particulier, le palier de pivotement peut être positionné en un autre endroit que représenté, ou être remplacé par un palier coulissant correspondant sous précontrainte. The figures described represent only exemplary embodiments. In particular, the pivot bearing can be positioned at a location other than that shown, or be replaced by a corresponding sliding bearing under prestress.

Claims

1.- Lawn mower provided with a drive motor (4) and equipped with a wheel drive by motor (4 or 11), in particular battery lawn mower, characterized in that the drive of the wheels by motor (4 or it) is controlled according to the pushing force exerted by the user on the lawn mower.

2.- lawn mower according to claim 1, characterized in that the entoeinment of the wheels by motor (4 or 11) starts when exceeding an allocated force of pushing of the user, and s' stops if a determined pushing force is exceeded.

3.- Lawn mower according to claim 2, characterized in that the allocated thrust force is determined by an adjustable spring element (19).

4.- Lawn mower according to claim 1, characterized in that the driving of the wheels by motor (4 or 11) produces an essentially constant driving power.

5.- Lawn mower according to claim 1, characterized in that the driving of the wheels by motor (4 or 11) produces a non-constant driving power, which is adapted to the pushing power of the user.

6.- Lawn mower according to claim 1, characterized in that it has a thrust force sensor (20).

7.- Lawn mower according to claim 6, characterized in that the thrust force sensor (20) cooperates with the handlebars (6, 7) of the lawn mower.

8.- Lawn mower according to claim 6, characterized in that the thrust force sensor (20) cooperates with a flexible element in the direction of the thrust force, which is elastically prestressed against the force of thrust.

9.- Lawn mower according to claim 8, characterized in that the preload of the flexible element is adjustable.

10.- Lawn mower according to claim 8, characterized in that the flexible element is produced in the form of a prestressed pivot bearing (8, 18).

11.- Lawn mower according to recatioe 10 characterized in that the pivot bearing (8, 18) is arranged on the handlebars (6, 7).

12.- Lawn mower according to claim 1, characterized in that the drive of the wheels is carried out by a separate electric motor (11).