Brevet FR2047968A1 — publié le 19710319

a présente invention concerne les transmissions des véhicules automoteurs et plus précisément les boîtes de vitesses complémentaires destinées à ces transmissions. La présente invention peut être utilisée de façon la plus avantageuse dans les transmissions de tracteurs qui exigent lors du travail dans l'agriculture et l'industrie des vitesses réduites complémentaires. Mais elle peut être utilisée également pour d'autres engins automoteurs, par exemple les automobiles, les excavatrices, etc... qui exigent également des vitesses réduites complémentaires. A l'heure actuelle on connaît des boîtes de vitesses complémentaires pour les transmissions des engins automoteurs destinées à assurer des vitesses de mouvement réduites complémentaires et comportant un train planétaire à trois éléments ayant un élément menant réalisé sous forme d'une roue dent-ée centrale liée au moteur, un élément mené lié au train de roulement de l'engin automoteur et un élément intermédiaire, ces trois éléments étant réunis entre eux par des satellites, ainsi qu'un moyen pour le débranchement de la boîte de vitesses complémentaire. Dans de telles boîtes de vitesses la roue dentée centrale est liée rigidement directement à l'arbre de l'embrayage à friction principal et aux disques menant de l'embrayage à friction de verrouillage, l'élément mené est un pignon central fixé à l'entrée de l'arbre primaire de la boîte de vitesse principale, cet arbre primaire étant coaxial avec l'arbre de l'embrayage principal, et l'élément intermédiaire est un entraîneur lié d'un côté par un engrenage intermédiaire à l'arbre de la machine hydraulique du frein par exemple de réglage par étranglement et de l'autre côté avec les disques menés de l'embrayage à friction de verrouillage. Etant donné que la boîte de vitesses complémentaire est destinée à assurer les vitesses réduites complémentaires et fonctionne pendant un temps qui représente une très faible partie du temps total de travail de la machine, par exemple d'un tracteur, il en résulte que lorsque le tracteur fonctionne aux vitesses-normales il convient de démonter la boîte de vitesses complémentaire. La réalisation du train planétaire et la liaison de ces éléments avec la transmission comme il est décrit plus haut, fait que le démontage de la boîte de vitesses complémentaire connue demande beaucoup de travail et beaucoup de temps et exige également la disjonction de la transmission. De plus, les boîtes de vitesses complémentaires sont débranchées à l'aide d'un embrayage à friction de verrouillage compliqué. Dans ce cas lors du débranchement de cette boîte de vitesses toute la puissance transmis depuis le moteur au train de roulement passe par le train planétaire ce qui provoque une diminution de sa durée de service. La liaison connue des éléments du train planétaire avec la transmission du; véhicule ne permet pas d'installer sans démontage de la transmission, les mécanismes complémentaires interchangeables,par exemple, un réducteur pour l'entraînement de l'arbre de prise de force ou un réducteur pour la commande d'un compresseur. Selon le genre de travaux exécutés par l'engin automoteur, il convient d'utiliser soit un frein hydraulique de réglage par étranglement qui assure une variation progressive de la vitesse, soit un frein mécanique qui assure une variation non progressive de la vitesse. Dans les boîtes-de vitesses complémentaires connues la liaison de l'élément mené du train planétaire seulement avec l'arbre de la machine hydraulique du frein de réglage par étranglement assure la possibilité de fonctionnement de l'engin automoteur seulement en régime de variation progressive des vitesses réduites complémentaires et ne prévoit pas le fonctionnement de cet engin en régime de variation non progressive des vitesses réduites complémentaires. L'invention vise une boîte de vitesses complémentaires pour la transmission et engins automoteurs permettant de l'enlever et de la monter facilement sans démontage de la transmission entière, une simplification de la construction et l'accroissement de sa durée de service ainsi que 1 t élargissement du domaine de son emploi efficace. Le problème est résolu parce que, dans une boîte de vitesses complémentaire comportant un train planétaire à trois éléments avec un élément mené réalisé sous forme d'une roue dentée centrale liée au moteur, un élément mené réuni au train de roulement de l'engin automoteur et un élément intermédiaire, ces éléments étant réunis entre eux par des satellites,- ainsi qu'un moyen pour le débranchement de cette boîte de vitesses, selon l'invention, la roue dentée centrale est liée par un pignon intermédiaire au pignon mené de la première vitesse et de la marche arrière, ce pignon étant monté sur l'arbre de l'inverseur de marche dans la boîte de vites-se principale, et l'élément mené est un entraîneur réuni-par un engrenage intermédiaire du moyen de débranchement de la boîte de vitesse complémentaire, ce moyen étant monté sur l'arbre de l'inverseur de marche et lié à cet arbre et l'élément intermédiaire est un pignon épicyclique doté de dispositifs de branchement sélectif de ce pignon au frein et de sa fixation rigide. Il convient-que le dispositif pour le branchement sélectif du pignon épicyclique au frein comporte une couronne dentée fixée sur la surface cylindrique extérieure de ce pignon ainsi qu'un pignon intermédiaire en prise avec la couronne dentée et réuni à l'arbre de la machine hydraulique du frein. Il faut également que le dispositif pour la fixation du pignon épicyclique comporte des ergots fixés rigidement sur le corps de la boîte de vitesses complémentaire et entrant dans les trous ménagés dans la face du pignon épicyclique. Une telle construction du dispositif dans le branchement sélectif du pignon épicyclique permet d'étendre le domaine d'emploi efficace de la boîte de vitesses complémentaire, c'est-à-dire qu'elle assure la possibilité à l'engin automoteur de fonctionner en régime de régulation non progressive de la vitesse ainsi qu'en régime de régulation progressive. Il est préférable de réaliser le moyen pour le débranchement de la boîte de vitesses complémentaire sous forme d'un pignon mené monté sur l'arbre de l'inverseur de marche dans la boîte de vitesse principale avec possibilité de le faire se déplacer axialement sur l'arbre et doté d'un moyen de réunion sélective au pignon mené de première vitesse et de la marche- arrière lors du débranchement de la boîte de vitesse complémentaire ou avec l'entraîneur du branchement de cette botte de vitesse. Il est préférable que le moyen pour le branchement sélectif du pignon mené soit réalisé sous forme d'une fourche de commande entrant dans une gorge annulaire ménagée sur le moyeu du pignon mené, cette fourche étant fixée rigidement sur un axe monté de façon à pouvoir se déplacer longitudlnalement dans le corps de la boîte de vitesse complémentaire pour la fixation du pignon mené et lié à une manette de commande. Une telle réalisation du moyen pour le débranchement de la boîte de vitesses complémentaire simplifie la construction de cette dernière-et augmente sa durée de service. Pour mieux expliquer l'invention, on examinera un exemple concret de sa réalisation avec référence aux dessins joints, dans lesquels - la figure 1 représente les chaînes cinématiques de la transmission de l'engin automoteur et de la boîte de vitesses complémentaire, selon l'invention, avec frein hydraulique à réglage par étranglement; - la figure 2 représente une boîte de vitesses complémentaire (coupe longitudinale), avec utilisation dans cette boîte d'un dispositif pour la fixation du pignon épicyclique; - la figure 3 représente une coupe III-III selon la figure 2. La transmission de l'engin automoteur comporte un embrayage à friction principal 1 (figure 1) ,- une boîte de vitesses principale 2, une boîte de vitesses complémentaire 3 avec frein hydraulique 4 à réglage par étranglement et un pont arrière 5. La boîte de vitesse complémentaire 3 contient un train planétaire à trois éléments formé par une roue dentée centrale 6 qui est l'élément menant, un entraîneur 7 qui est I'élémnt mené et un élément intermédiaire 8, tous ces éléments-étant réunis entre eux par des satellites 9. La roue centrale 6 est-réunie par un pignon intermédiaire 10 au pignon mené 11 de la première vitesse et de la marche arrière, monté sur l'arbre 12 del'-inver- seur dans la boîte de vitesses principale 2. L'entraîneur 7 est réuni par un engrenage intermédiaire, (pignons 13 et 14) au moyen de séparation par débranchement de la boîte de vitesses complémentaire 3, réalisé sous forme d'un pignon mené 15 monté sur l''arbre 12 et réuni à ce dernier. L'élément intermédiaire 8 est un pignon épicyclique doté de dispositifs pour la réunion sélective de ce pignon au frein et de sa fixation. lie dispositif pour le branchement sélectif de ce pignon au frein comporte une couronne dentée 16 fixée sur la surface cylindrique extérieure de ce pignon et un pignon intermédiaire 17 en prise avec cette couronne et réuni à l'arbre 18 de la machine hydraulique 19 du frein 4. lie pignon 15 est monté sur l'arbre 12 de façon à pouvoir se déplacer dans le sens axial et est doté d'un moyen pour sa réunion sélective soit au pignon 11, lorsque la boîte de vitesses complémentaire 3 est débranchée, soit à l'entraîneur 7 par l'intermédiaire des pignons 14 et 13, lorsque cette boîte de vitesses est branchée. Le dispositif pour la fixation du pignon épicyclique 8 comporte les ergots 20 (figure 2) fixés rigidement sur le corps 21 et entrant dans les trous 22 de ce pignon. Lé-moyen pour la réunion sélective du pignon.15 au pignon 11 ou à l'entraîneur 7 est une fourche de commande (figure 3) entrant dans la gorge annulaire 24 du pignon 15 et fixée rigidement sur l'axe 25, cette fourche pouvant se déplacer longitudinalement dans le corps 21 - pour là fixation du pignon 15. A l'axe 25 est réunie par l'articulation la poignée 26 (figure 2) fixée rigidement dans le corps 21. Le frein hydraulique 4 (figure 1) comporte, en plus de la machine hydraulique 19 à volume de travail constant, une capacité 27 pour le flux du fluide moteur, par exemple, pour l'huilez un régulateur par étranglement 28 du débit constant de l'huile est réuni par une conduite de refoulement 29 à la machine hydraulique 19 et par une conduite de vidange 30 à la capacité 27 par l'intermédiaire du filtre 31; une soupape de sûreté 32 est connectée en parallèle entre les conduites 29 et 30. B'huile-est aspirée de la capacité 27 dans la machine hydraulique 19 par une conduite d'aspiration 7. li'embrayage à friction principal 1 (figure 1) est réuni d'un côté à l'arbre 34 du moteur à combustion interne 35 et de l'autre côté à l'arbre primaire 36 de la boîte de vitesses principale 2. Cette boîte comporte un pignon 37 monté sur l'arbre 36 et pouvant se déplacer axialement pour le changement des vitesses- et lié à cet arbre, ce pignon 37 étant réuni par les pignons 38, 39 au pignon 11, les pignons 38, 39 étant montés sur un arbre intermédiaire 40. La boite de vitesses principale 2 comporte aussi un pignon 41 monté sur l'arbre 12 de l'inverseur de marche et pouvant se déplacer axialement pour l'enclenchement de la marche avant ou de la marche arrière de l'engin automoteur et réuni à cet arbre, ce pignon 41 étant réuni soit au pignon 42 fixé rigidement sur l'axe 43, soit au pignon 44 fixé rigidement sur l'arbre intermédiaire 40. Le pignon 42 engrène avec le pignon 45 également fixé sur l'arbre 40. Sur ce dernier est monté un manchon 46 avec les couronnes 47 et 48 réunies à cet arbre, ce manchon pouvant coulisser axialement pour le changement de la gamme de vitesses. Le manchon 46 est réuni soit au pignon 49 calé rigidement sur l'arbre secondaire 50, soit au pignon 51 monté sur l'arbre 40. Le pignon 51 a des couronnes dentées 52 et 53 dont la première est une couronne intérieure et sert à la réunion à la couronne 48 du manchon 46, et la couronne 53 est extérieure et sert à la réunion au pignon 54 calé rigidement sur l'arbre 50. Sur l'arbre secondaire 50 dans le corps du pont arrière 5 est monté un pignon conique 55 lié au différentiel 56 qui transmet la rotation aux demi-essieux menants 57, 58 sur lesquels sont rigidement fixées les roues 59, 60. Pour la marche de l'engin automoteur aux vitesses réduites complémentaires, on déplace le pignon 15 à l'aide de la poignée de changement de-vitesses 26 (figure 2) dans le sens indiqué par la flèche A jusqu'à sa prise avec le pignon 14 (comme indiqué sur la figure 1), et le pignon 37à l'aide din levier de changement de vitesses (non indiqué sur le dessin) est déplacé d-ans la botte de vitesses principale dans la direction indiquée par la flèche B jusqu a sa prise avec le pignon 38.En même temps, selon le--sens requis du mouvement de l'engin automoteur, en avant ou en arrière, à l'aide du levier, on-met le pignon41 en'prise- avec le pignon 42 ou avec le pignon 44. En fonction de la gamme de vitesses re'quise supérieure ou inférieure, le manchon denté 46 doit être mis en prise, à l'aide du levier, avec le pignon 54 ou avec le pignon 49 respectivement. De cette façon, lors du mouvement avant de l'engin automoteur dans la gamme inférieure de vitesses réduites complémentaires, le couple moteur est transmis'depuis l'arbre 34 du moteur 35 par le manchon 1 à l'arbre primaire 36 de la boîte de vitesses principale, et par les pignons 37, 38, 39 et il de la boîte de vitesses principale, au pignon 10 de la boîte de vitesses complémentaire 3. Cette dernière, à son tour, par la roue dentée centrale 6, les satellites 9 et l'entraîneur 7 transmet le couple moteur aux pignons 14, 15 et ensuite, par l'-arbre 12 de l'inverseur, aux pignons 41, 42, 45 et à la couronne 47 du fanchon denté 46. Le couple moteur est transmis depuis la couronne 47 au pignon 49 et ensuite à 11 arbre secondaire 50 au pignon conique 55, au différentiel 56, auxdemi-essieux 57, 58 et aux roues 59 et 60. Lors du mouvement de l'engin automoteur en avant~dans la gamme supérieure, ou lors du mouvement en arrière dans la gamme supérieure ou inférieure de vitesses réduites complémentaires, le couple moteur depuis l'arbre 34 est transmis aux roues 59, 60 de façon analogue au processus décrit plus haut, mais le pignon 41 et le manchon denté 46 sont alors commutés. Pour le fonctionnement de l'engin automoteur en régime de variation progressive de la vitesse à l'intérieur de chaque gamme de mouvement en avant ou en arrière, par exemple avec des excavatrices de tranchées, des chargeurs à fonctionnement continu, le pignon épicyclique 8 est réuni par la couronne 16 et le pignon 17 à l'arbre 18 de la machine hydraulique 19. Dans ce cas les ergots 20 doivent être enlevés du'corps 21 de la boîte de vitesses complémentaire 3. La pompe actionnée par l'arbre 18 aspire alors l'huile de la capacité 27 et la refoule dans le régulateur 28 qui règle le débit constant de l'huile a' la sortie. lie régulateur 28 a une poignée de commande (non indiquée sur le dessin) lors de la rotation de laquelle la fente d'étranglement varie. Cette poignée est actionnée par le conducteur. Le conducteur en mettant la poignée dans une position déterminée établit ainsi une vitesse de rotation constante de l'arbre 18 de la machine hydraulique 19 et une vitesse de translation constante, indépendante de la charge de l'engin automoteur. En tournant progressivement la poignée du régulateur 28 le conducteur varie de façon progressive la vitesse de l'engin automoteur. La soupape de sûreté 32 est réglée pour une pression qui correspond, par exemple, à la charge maximale de l'engin automoteur. Pour cette raison, lorsque la charge dépasse la charge maximale admissible, la pression dans la conduite augmente, la soupape s'ouvre et commence à faire dévier l'huile dans la conduite de vidange 30 et l'engin automoteur s'arrête. Pour le fonctionnement de l'engin automoteur en régime de variation non progressive des vitesses complémentaires réduites, par exemple, pour le travail avec des repiqueuses le pignon épicyclique 8 est réuni rigidement à l'aide des ergots 20 entrant dans les trous 22 ménagés dans sa face avec le corps immobile 21. Pour le fonctionnement de l'engin automoteur aux vitesses principales, on déplace à l'aide de la poignée 26 le pignon 15 dans le sens indiqué par la flèche B jusqu'à sa prise avec la couronne intérieure du pignon 11, et elle se trouve alors verrouillée avec l'arbre 12 de l'inverseur de marche. En même temps, selon le sens requis de mouvement de l'engin automoteur, en avant ou en arrière, le pignon 41 est mis en prise soit avec le pignon 44 en se déplaçant dans le sens indiqué par la flèche K , soit avec le pignon 42 en se déplaçant dans le sens indiqué par la flèche E . Lors du mouvement de l'engin automoteur en avant à l'une de ses vitesses principales, le couple moteur depuis l'arbre 34 du moteur 35 est transmis par le manchon à à l'arbre primaire 36, et par les pignons 37, 38, 39, 11, à l'arbre 12 de l'inverseur de marche et ensuite aux pignons 41, 44, 47, 49 et à l'arbre 50. Le couple est transmis depuis l'arbre secondaire au pignon conique 55, et par le différentiel 56, aux demiessieux 57, 58 et aux roues 59, 60. Lors de la marche de l'engin automoteur aux vitesses principales, la boîte de vitesses complémentaire 3 peut être démontée et à sa place on peut monter un autre mécanisme de prise de force, par exemple, un arbre latéral de prise de force ou un compresseur commandé par le pignon -11. De cette façon, l'invention propose une boite de vitesses complémentaire et permetld'assurer son démontage et montage facile sur un engin automoteur sans démontage de la transmission entière, de simplifier sa construction et d'augmenter sa durée de service, ainsi que d'élargir le domaine d'utilisation efficace de l'engin automoteur. 13ien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Boîte de vitesses complémentaire pour la transmission des engins automoteurs comportant un train planétaire à trois éléments ayant un élément menant réalisé sous forme d'une rpue dentée centrale liée au moteur, un élément mené lié au train de roulement de l'engin automEateur et un élément intermédiaire, ces éléments étant liés entre eux par des satellites, ainsi qu'un moyen pour le débranchement de cette boîte de vitesses, caractérisée en ce que la roue dentée centrale (6) est réunie par un pignon intermédiaire (10) avec le pignon mené (11) de la première vitesse et de la marche arrière, ce pignon mené étant monté sur l'arbre de l'inverseur de marche (12) dans la boîte de vitesse principale (2), et l'élément mené est un entraîneur (7) réuni par un engrenage intermédiaire (13, 14) à un moyen pour le débranchement de la boîte de vitesses complémentaire, ce moyen étant monté sur l'arbre de l'inverseur (12) et lié à cet arbre, et l'élément intermédiaire (8) est un pignon épicyclique doté de disposiiifs de branchement sélectif au frein (4) et de sa fixation. 2. - Boîte de vitesses complémentaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de branchement sélectif du pignon épicyclique (8) au frein (4) comporte une couronne dentée (16) fixée à la surface cylindrique extérieure de ce pignon et un pignon intermédiaire (17) en prise avec la couronne dentée (16) et réuni à l'arbre (18) de la machine hydraulique (19) du frein (4). 3. - Boîte de vitesses complémentaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif pour la fixation de l'engrenage épicyclique (8) comporte des ergots (20) fixés rigidement sur le corps (21) de la boîte de vitesses complémentaire et entrant dans des trous (22) ménagés sur la surface du pignon épicyclique (8). 4. - Boîte de vitesses complémentaires selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen pour le débranchement de la boîte de vitesses complémentaire est réalisé sous forme d'un pignon mené (15) monté sur l'arbre de l'inverseur de marche (12) dans la boîte de vitesses principale (2) avec possibilité de se déplacer dans le sens axial sur l'arbre et doté d'un moyen pour sa réunion sélective avec le pignon mené (11) de la première vitesse et de la marche arrière en cas de débranchement de la boîte de vitesses complémentaire (3), ou avec l'entraîneur (7), en cas de branchement de cette boîte des vitesses. 5. - Boîte de vitesses complémentaire selon la revendication 4 caractérisée en ce que le moyen pour l'engagement sélectif du pignon (15) est réalisé sous forme d'une fourche de commande (23) qui entre dans une gorge annulaire (24) ménagée dans le moyeu du pignon mené (15), cette fourche étant fixée sur l'axe (25) monté de façon à pouvoir se déplacer longitudinalement dans le corps (21) de la boîte de vitesses complémentaire (3) pour la fixation du pignon mené et lié à une poignée de commande (26).