FR2892167A1 - Gearbox for garden machinery such as cultivator has power cylinder to engage and disengage input and output wheels - Google Patents
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Abstract
Description
Boîte de vitesses pneumatique pour équipement de motoculture 1. DomainePneumatic gearbox for garden equipment 1. Domain
de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la motoculture. Plus précisément, l'invention concerne les équipements de motoculture tels que les motoculteurs, les motobineuses, ou tout autre équipement, notamment ceux à conducteur marchant, équipés d'outils de travail du sol et/ou de roues. 2. Solutions de l'art antérieur Les équipements de motoculture comportent notamment un moteur, des outils et/ou des roues, et une transmission entre le moteur et les roues et/ou les outils. Dans le cas des machines les plus perfectionnées ou les plus puissantes, cette transmission permet un changement de vitesses, qui permet de changer d'allure et/ou de faire marche arrière. Ces changements d'allure sont utiles, par exemple, pour adapter la vitesse d'un motoculteur à la nature du sol à travailler. La marche arrière, elle, permet notamment de manoeuvrer plus facilement des équipements de motoculture lourds, sans effort excessif de l'utilisateur. Ce changement de vitesse nécessite une boîte de vitesses mettant en oeuvre un grand nombre de pièces mécaniques complexes. Cette boîte de vitesses coûte cher, pèse lourd et prend beaucoup de place. The field of the invention is that of the motoculture. More specifically, the invention relates to garden equipment such as tillers, tillers, or other equipment, including those with walking conductor, equipped with tillage tools and / or wheels. 2. Solutions of the Prior Art The equipment motoculture include including a motor, tools and / or wheels, and a transmission between the engine and the wheels and / or tools. In the case of the most advanced or powerful machines, this transmission allows a gear change, which allows to change pace and / or to reverse. These changes of pace are useful, for example, in adapting the speed of a tiller to the nature of the soil to be worked. The reverse, it, in particular allows to more easily maneuver heavy field equipment, without excessive effort of the user. This change of speed requires a gearbox implementing a large number of complex mechanical parts. This gearbox is expensive, heavy and takes up a lot of space.
De plus, de telles boîtes de vitesses sont difficiles à utiliser pour l'utilisateur de l'équipement de motoculture. En effet, elles nécessitent le plus souvent d'actionner un mécanisme de débrayage, puis d'actionner une commande mécanique, parfois dure, pour changer les vitesses. Ces opérations présentent des difficultés particulières dans le cas des équipements à conducteur marchant. En effet, pour piloter un tel équipement, l'utilisateur doit garder ses deux mains sur les poignées, et il ne dispose que de certains de ses doigts pour actionner, par exemple, un changement de vitesse. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art 30 antérieur. In addition, such transmissions are difficult to use for the user of the garden equipment. Indeed, they most often require to actuate a disengagement mechanism, then to actuate a mechanical control, sometimes hard, to change the speeds. These operations present particular difficulties in the case of equipment with walking conductor. Indeed, to control such equipment, the user must keep both hands on the handles, and it has only some of his fingers to operate, for example, a gear change. 3. OBJECTIVES OF THE INVENTION The object of the invention is notably to overcome these disadvantages of the prior art.
Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une boîte de vitesses pour équipement de motoculture qui soit particulièrement facile d'utilisation, notamment pour un conducteur marchant. De façon particulière, l'invention a pour objectif de fournir une telle boîte qui permette à l'utilisateur de changer de vitesse en réalisant le moins possible d'opérations. Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle boîte de vitesses qui soit compacte, fiable et solide. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'une boîte de vitesses pour équipement de motoculture, comprenant une roue d'entrée entraînée par des moyens de motorisation et une roue de sortie, qui, selon l'invention, met en œuvre au moins un vérin agissant sur la roue d'entrée et/ou de sortie pour lui faire prendre au moins deux positions : une première position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie sont en prise ; et au moins une deuxième position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie ne sont pas en prise. Cette boîte de vitesse est donc particulièrement facile à utiliser, le mouvement nécessaire au changement de vitesse étant effectué par le vérin. More specifically, an object of the invention is to provide a gearbox for garden equipment that is particularly easy to use, especially for a walking conductor. In particular, the invention aims to provide such a box that allows the user to change gears by performing the least possible operations. Another object of the invention is to provide such a gearbox which is compact, reliable and solid. 4. DESCRIPTION OF THE INVENTION These objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved by means of a gearbox for garden equipment, comprising an input wheel driven by motorization means. and an output wheel, which, according to the invention, implements at least one jack acting on the input and / or output wheel to make it take at least two positions: a first position in which the wheel of input and output wheel are engaged; and at least a second position in which the input wheel and the output wheel are not engaged. This gearbox is therefore particularly easy to use, the movement required for the gear change being performed by the jack.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, au moins une des deuxièmes positions est une position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie sont liées par un train d'engrenages comprenant au moins une roue intermédiaire. Avantageusement, au moins une des deuxièmes positions est une position de point mort. L'action du vérin permet ainsi de changer de rapport ou d'arrêter le mouvement de l'équipement de motoculture. Selon un mode de réalisation avantageux, des moyens de rappel tendent à ramener ladite roue d'entrée dans ladite position de point mort. According to a preferred embodiment of the invention, at least one of the second positions is a position in which the input wheel and the output wheel are linked by a gear train comprising at least one intermediate wheel. Advantageously, at least one of the second positions is a neutral position. The action of the cylinder thus makes it possible to change gear or to stop the movement of the equipment of motoculture. According to an advantageous embodiment, return means tend to return said input wheel in said neutral position.
Ainsi, sans aucune action du vérin, la position de repos de la boîte de vitesse est le point mort. Préférentiellement, la roue d'entrée et/ou de sortie est liée à la tige du vérin de façon que les axes de ladite tige et de ladite roue soient confondus. Thus, without any action of the cylinder, the rest position of the gearbox is the neutral position. Preferably, the input wheel and / or output is connected to the cylinder rod so that the axes of said rod and said wheel are merged.
Le vérin peut ainsi agir sur les roues de façon très simple et efficace pour changer les vitesses. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le vérin est un vérin double effet dont la tige peut prendre au moins trois positions : - une première position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie sont en prise ; au moins une deuxième position dans laquelle la roue d'entrée est en prise avec une roue intermédiaire ; et - une position intermédiaire de point mort dans laquelle ladite roue d'entrée n'est en prise avec aucune roue. The cylinder can thus act on the wheels in a very simple and effective way to change gears. According to a preferred embodiment of the invention, the jack is a double-acting cylinder whose rod can take at least three positions: a first position in which the input wheel and the output wheel are engaged; at least a second position in which the input wheel is engaged with an intermediate wheel; and an intermediate neutral position in which said input wheel is not engaged with any wheel.
L'utilisateur peut donc choisir, en actionnant le vérin, entre le point mort et deux vitesses, dont l'une en prise directe. Avantageusement, la roue intermédiaire actionne une marche arrière. La présente invention concerne également un équipement de motoculture comportant une boîte de vitesses comprenant une roue d'entrée entraînée par des moyens de motorisation et au moins une roue de sortie, qui met en oeuvre au moins un vérin agissant sur la roue d'entrée et/ou de sortie pour lui faire prendre au moins deux positions : - une première position dans laquelle la roue d'entrée et la roue de sortie sont en prise ; et - au moins une deuxième position dans laquelle la roue d'entrée n'est pas en prise avec la roue de sortie. Préférentiellement, les moyens de motorisation comprennent un moteur thermique, et le vérin est actionné et utilisant une dépression disponible en entrée d'une pipe d'admission du moteur. The user can choose, by actuating the cylinder between the neutral and two speeds, one in direct drive. Advantageously, the intermediate wheel actuates a reverse. The present invention also relates to a garden equipment comprising a gearbox comprising an input wheel driven by motorization means and at least one output wheel, which implements at least one jack acting on the input wheel and / or output to make it take at least two positions: - a first position in which the input wheel and the output wheel are engaged; and - at least a second position in which the input wheel is not engaged with the output wheel. Preferably, the motorization means comprise a heat engine, and the cylinder is actuated and using a vacuum available at the inlet of an engine intake pipe.
Il n'est ainsi pas nécessaire de prévoir sur l'équipement de motoculture de pompe pour fournir de l'énergie au vérin. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, cet équipement comprend un guidon et des commandes au niveau dudit guidon, lesdites commandes permettant de contrôler ledit vérin. Il est ainsi particulièrement facile pour l'utilisateur d'actionner la boîte de vitesse. Il n'a en effet qu'à actionner une simple commande pneumatique située près de sa main. Péférentiellement, cet équipement appartient au groupe comprenant : les motoculteurs, les débroussailleuses à roues, les motobineuses, les microbineuses, les tondeuses, et les faucheuses broyeuses. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 représente, en vue de coupe simplifiée, une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de l'invention ; les figures 2 à 4 présentent les schémas cinématiques simplifiés de la boîte de vitesses de la figure 1 ; -la figure 5 présente le schéma cinématique d'un autre mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 présente une vue simplifiée d'un équipement de motoculture équipé d'une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de l'invention. 6. Description détaillée de l'invention 6.1 Rappel du principe de l'invention Le principe général de l'invention repose sur une boîte de vitesses comprenant une roue d'entrée et une roue de sortie, dont la roue de sortie est liée à un vérin qui la fait passer d'une position en prise avec la roue d'entrée à au moins une seconde position, qui peut être en prise avec une autre roue, ou un point mort. 6.2 Principe de la boîte de vitesses La figure 1 représente une vue de coupe simplifiée d'une boîte de vitesses selon un mode de réalisation de l'invention. Les figures 2 à 4 représentent les schémas cinématiques simplifiés de la boîte de vitesses de la figure 1. It is thus not necessary to provide on the pump motoculture equipment to supply energy to the jack. According to a preferred embodiment of the invention, this equipment comprises a handlebar and controls at said handlebar, said controls for controlling said cylinder. It is thus particularly easy for the user to operate the gearbox. He only has to operate a simple pneumatic control located near his hand. For the most part, this equipment belongs to the group comprising: tillers, wheel trimmers, tillers, microbiners, lawn mowers, and mowers. 6. List of Figures Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a preferred embodiment, given as a simple illustrative and nonlimiting example, and the accompanying drawings, among others. which: - Figure 1 shows, in simplified sectional view, a gearbox according to one embodiment of the invention; Figures 2 to 4 show the simplified kinematic diagrams of the gearbox of Figure 1; FIG. 5 presents the kinematic diagram of another embodiment of the invention; Figure 6 shows a simplified view of a garden equipment equipped with a gearbox according to one embodiment of the invention. 6. Detailed description of the invention 6.1 Reminder of the principle of the invention The general principle of the invention is based on a gearbox comprising an input wheel and an output wheel, the output wheel of which is connected to a gearbox. cylinder which moves it from a position engaged with the input wheel to at least a second position, which can be engaged with another wheel, or a neutral position. 6.2 Principle of the gearbox FIG. 1 represents a simplified sectional view of a gearbox according to one embodiment of the invention. Figures 2 to 4 show the simplified kinematic diagrams of the gearbox of Figure 1.
Sur ces figures, on peut voir une roue d'entrée 11, qui reçoit un mouvement rotatif venant du moteur par l'intermédiaire d'une courroie 111 en prise sur la poulie 112, qui forme la partie extérieure de la roue d'entrée 11. La roue d'entrée 11 tourne autour d'un arbre de rotation 12 grâce à un roulement 121. Une roue de sortie 14 tourne autour de l'arbre de rotation 12. La roue de sortie 14 comporte une poulie 143 qui permet de transmettre le mouvement par une courroie ou une chaîne aux roues et/ou aux outils de l'équipement de motoculture. La roue d'entrée 11 actionne un train d'engrenages, composé de l'engrenage intérieur 114 de la roue d'entrée 11, d'une roue intermédiaire 13, qui tourne autour de l'arbre de rotation 12, d'une ou plusieurs roue(s) d'inversion 133 et 134. La ou les roue(s) d'inversion 133 et 134, dont le ou les axe(s) sont liés au carter de la boîte de vitesse, comportent chacune deux pignons, respectivement 131 et 135 et 132 et 136. La ou les roue(s) d'inversion 131 et 132 sont constamment en prise à la fois avec l'engrenage intérieur 114 de la roue d'entrée 11 et avec l'engrenage extérieur 137 de la roue intermédiaire 13. La roue intermédiaire 13 tourne donc en sens inverse en sens inverse de la roue d'entrée 11. La roue de sortie 14 comporte une roue d'embrayage 141, qui supporte deux rondelles d'embrayage 144 et 145. La rondelle 144 peut venir en prise avec la roue d'entrée 11, dans une première position de la roue d'embrayage 141, illustrée par la figure 4. La rondelle 145 peut venir en prise avec la roue intermédiaire 13, dans une deuxième position de l'arbre de sortie, représentée par la figure 3. 6.3 Le vérin Les boîtes de vitesses représentées par les figures 1 à 6 comprennent un vérin qui est formé d'un carter 15, lié au carter de la boîte de vitesses, et d'un piston 16. Le piston 16 de ce vérin est lié à la roue de sortie par les roulements 142, de façon à ce que la roue de sortie 14 puisse tourner autour de l'arbre de rotation 12 indépendamment du piston 16, mais qu'elle suive les déplacements du piston 16 le long de l'arbre de rotation12. Un déplacement du piston 16 dans la direction indiquée par la flèche A de la figure 4 entraîne donc un déplacement de la roue d'embrayage 141 dans la même direction, jusqu'à une première position de prise représentée par la figure 4, dans laquelle la rondelle d'embrayage 144 est en prise avec une portion complémentaire 113 de la roue d'entrée 11. La roue de sortie tourne alors à la même vitesse et dans le même sens que la roue d'entrée. Inversement, un déplacement du piston 16 dans la direction indiquée par la flèche B de la figure 3 entraîne un déplacement de la roue d'embrayage 141 dans la même direction jusqu'à une seconde position de prise, représentée par la figure 3, dans laquelle la rondelle d'embrayage 145 est en prise avec une portion complémentaire 135 de la roue intermédiaire 13. La roue de sortie tourne alors en sens inverse de la roue d'entrée. In these figures, there can be seen an input wheel 11, which receives a rotary movement from the engine via a belt 111 engaged with the pulley 112, which forms the outer portion of the input wheel 11 The input wheel 11 rotates about a rotation shaft 12 by means of a bearing 121. An output wheel 14 rotates about the rotation shaft 12. The output wheel 14 comprises a pulley 143 which makes it possible to transmit movement by a belt or chain to the wheels and / or tools of the garden equipment. The input wheel 11 actuates a gear train, consisting of the inner gear 114 of the input wheel 11, an intermediate wheel 13, which rotates about the rotation shaft 12, one or several reversing wheel (s) 133 and 134. The inverting wheel (s) 133 and 134, whose axis (s) are connected to the gearbox housing, each comprise two gears, respectively 131 and 135 and 132 and 136. The inverting wheel (s) 131 and 132 are constantly in engagement with both the inner gear 114 of the input wheel 11 and with the outer gear 137 of the intermediate wheel 13. The intermediate wheel 13 thus rotates in opposite direction in the opposite direction of the input wheel 11. The output wheel 14 comprises a clutch wheel 141, which supports two clutch washers 144 and 145. The washer 144 can engage with the input wheel 11, in a first position of the clutch wheel 141, illustrated in FIG. in engagement with the intermediate wheel 13, in a second position of the output shaft, represented by FIG. 3. 6.3 The jack The gearboxes represented by FIGS. 1 to 6 comprise a jack which is formed of a casing 15, connected to the housing of the gearbox, and a piston 16. The piston 16 of this cylinder is connected to the output wheel by the bearings 142, so that the output wheel 14 can rotate around the rotation shaft 12 independently of the piston 16, but that it follows the movements of the piston 16 along the rotation shaft12. A displacement of the piston 16 in the direction indicated by the arrow A of FIG. 4 thus causes a displacement of the clutch wheel 141 in the same direction, to a first setting position represented by FIG. 4, in which the clutch washer 144 is engaged with a complementary portion 113 of the input wheel 11. The output wheel then rotates at the same speed and in the same direction as the input wheel. Conversely, a movement of the piston 16 in the direction indicated by the arrow B in FIG. 3 causes the clutch wheel 141 to move in the same direction to a second setting position, shown in FIG. 3, in which the clutch washer 145 is engaged with a complementary portion 135 of the intermediate wheel 13. The output wheel then rotates in the opposite direction of the input wheel.
Entre les deux positions de prise, la roue de sortie peut être dans une position de point mort, représentée par la figure 2, dans laquelle aucune des rondelles d'embrayage n'est en prise avec une autre roue. Des moyens de rappel ramènent le piston 16 ou la roue de sortie 14 dans cette position correspondant à la position de point mort. Between the two setting positions, the output wheel may be in a neutral position, shown in Figure 2, in which none of the clutch washers are engaged with another wheel. Returning means return the piston 16 or the output wheel 14 in this position corresponding to the neutral position.
Pour pouvoir déplacer efficacement la roue de sortie entre ses positions de prise et sa position de point mort, le vérin est un vérin double effet. Ainsi, quand une pression est exercée dans la chambre 151 et/ou une dépression dans la chambre 152, le vérin se déplace dans le sens de la flèche A de la figure 4. Inversement, quand une pression est exercée dans la chambre 152 et/ou une dépression dans la chambre 151, le vérin se déplace dans le sens de la flèche B. To be able to move the output wheel effectively between its setting positions and its neutral position, the cylinder is a double-acting cylinder. Thus, when a pressure is exerted in the chamber 151 and / or a depression in the chamber 152, the jack moves in the direction of the arrow A of FIG. 4. Conversely, when a pressure is exerted in the chamber 152 and / or a depression in the chamber 151, the cylinder moves in the direction of the arrow B.
Quand aucune pression ou dépression n'est exercée dans les chambres 151 et 152, ou quand la pression est égale dans les deux chambres, le piston 16 se met dans une position intermédiaire correspondant à la position de point mort de la roue de sortie 14, par exemple sous l'action de moyens de rappel. 6.4 Intégration dans l'équipement de motoculture La figure 6 représente de façon simplifiée un exemple d'équipement de motoculture mettant en oeuvre une boîte de vitesses selon l'invention. Pour permettre une mise en oeuvre particulièrement simple du vérin de la boîte de vitesses, celui-ci est actionné par la dépression disponible en entrée de la pipe d'admission du moteur. Il n'y a ainsi pas besoin d'équiper l'équipement de motoculture d'une pompe pour fournir une pression ou une dépression. Cette technique s'inspire de celle développée par le Déposant dans le document EP 0 870 949, pour une autre application. Les tuyaux conduisant cette dépression comprennent une commande pneumatique 65, qui, avantageusement, se situe au niveau des poignées 61 de l'équipement. L'utilisateur pourra ainsi effectuer le changement de vitesse de façon très facile, sans avoir à fournir d'effort et sans enlever ses mains des poignées de l'équipement. Sur la figure 6, on voit que le mouvement rotatif provenant du moteur 62 est transmis par l'intermédiaire d'une courroie 111 à la poulie 112, qui fait partie de la roue d'entrée 1 l de la boîte de vitesses de l'équipement. La roue de sortie de la boîte de vitesses transmet le mouvement rotatif à l'axe des outils 64, par l'intermédiaire d'une seconde courroie ou chaîne située sous le cache 63. Suivant la gamme de l'équipement de motoculture, le moteur peut être vertical ou horizontal. La position de la boîte de vitesses est alors adaptée à l'équipement. Les boîtes de vitesses selon l'invention peuvent ainsi s'adapter à tous les équipements de motoculture, comme par exemple les motoculteurs, les motobineuses, les micro-bineuses, les débroussailleuses, les tondeuses, ou les faucheuses-broyeuses. 6.5 Autres caractéristiques et avantages Le mode de réalisation présenté par les figures 1 et 2 comporte une marche avant et une marche arrière. Bien évidemment, tout autre mécanisme de marche arrière ou de changement de rapport peut être mis en oeuvre pour remplacer ou compléter ces trains d'engrenage. Il peut ainsi y avoir plusieurs roues intermédiaires, ou uniquement des roues intermédiaires. A titre d'exemple, la figure 5 présente un autre mode de réalisation de l'invention, comprenant une roue d'entrée 51, deux roues intermédiaires 52 et 53, et une roue de sortie 54, liée à un piston 55. Suivant la position du piston 55, la roue de sortie 54 peut être dans une position de point mort, comme représenté sur la figure 5, ou dans une position en prise avec l'une des roues 51, 52 ou 53. Dans un cas particulier, il peut donc n'y avoir qu'une ou plusieurs roues intermédiaires, sans roue d'entrée 51. Dans ce cas, la roue 52 ou 53 joue le rôle, au sens de la revendication 1, de la roue d'entrée. Bien entendu, le mécanisme de la boîte de vitesses selon l'invention est réversible. La roue appelée roue de sortie peut donc être, en réalité, la roue recevant le mouvement rotatif du moteur, et la roue appelée roue d'entrée , la roue transmettant le mouvement rotatif aux roues et/ou aux outils de l'équipement. When no pressure or depression is exerted in the chambers 151 and 152, or when the pressure is equal in the two chambers, the piston 16 goes into an intermediate position corresponding to the neutral position of the output wheel 14, for example under the action of recall means. 6.4 Integration in garden equipment Figure 6 shows a simplified way an example of garden equipment using a gearbox according to the invention. To allow a particularly simple implementation of the cylinder of the gearbox, it is actuated by the vacuum available at the inlet of the engine intake pipe. There is no need to equip the garden equipment with a pump to provide pressure or depression. This technique is inspired by that developed by the Applicant in EP 0 870 949, for another application. The pipes leading this depression comprise a pneumatic control 65, which advantageously is located at the handles 61 of the equipment. The user will be able to make the change of speed very easily, without having to provide effort and without removing his hands from the handles of the equipment. In FIG. 6, it can be seen that the rotary movement coming from the motor 62 is transmitted via a belt 111 to the pulley 112, which forms part of the input wheel 1 of the gearbox of the equipment. The output wheel of the gearbox transmits the rotary movement to the axis of the tools 64, via a second belt or chain located under the cover 63. According to the range of the equipment of motoculture, the engine can be vertical or horizontal. The position of the gearbox is then adapted to the equipment. The gearboxes according to the invention can thus be adapted to all garden equipment, such as tillers, tillers, micro-weeders, brushcutters, mowers, or mowers-grinders. 6.5 Other features and advantages The embodiment shown in Figures 1 and 2 comprises a forward and a reverse. Of course, any other reversing mechanism or shift gear can be implemented to replace or supplement these gear trains. There can thus be several intermediate wheels, or only intermediate wheels. By way of example, FIG. 5 shows another embodiment of the invention, comprising an input wheel 51, two intermediate wheels 52 and 53, and an output wheel 54, linked to a piston 55. position of the piston 55, the output wheel 54 may be in a neutral position, as shown in Figure 5, or in a position engaged with one of the wheels 51, 52 or 53. In a particular case, it Thus, there may be only one or more intermediate wheels, without entry wheel 51. In this case, wheel 52 or 53 plays the role, within the meaning of claim 1, of the input wheel. Of course, the mechanism of the gearbox according to the invention is reversible. The wheel called the output wheel may therefore be, in fact, the wheel receiving the rotary movement of the engine, and the wheel called input wheel, the wheel transmitting the rotary movement to the wheels and / or tools of the equipment.
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Also Published As
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