Brevet FR2374179A1 — publié le 19780713

La présente invention a pour objet un dispositif d'entrainement hydraulique pour permettre la mise en condition tout terrain de la botte de vitesses d'un véhicule utilitaire comprenant un châssis, un moteur primaire se présentant sous la forme d'un moteur à explosion avec embrayage, une pompe hydraulique entraînée par le moteur primaire et entraînant elle-même hydrauliquement un moteur hydraulique, une botte de vitesses mécanique associée au moteur hydraulique, pouvant être entraînée par lui, et qui est en liaison positive d'entratnement avec au moins une paire de roues du véhicule, et un mécanisme de changement de marche permettant de faire entraîner directement le changement de vitesse par le moteur primaire par l'intermédiaire de l'embrayage du véhicule. On connatt déjà des dispositifs d'entratnement pour vitesse tout terrain du type susdit, pour véhicules utilitaires spéciaux, dans lesquels, lorsque le véhicule est en marche, le dispositif de changement de marche peut, jusqu'S ce que soit atteinte la zone de travail, être réglé de façon que le changement de vitesse soit entraîné directement par le moteur primaire par l'intermédiaire de l'embrayage du véhicule. Pour effectuer le travail proprement dit, par exemple pour déblayer de la neige, le dispositif de changement de marche est passé sur la commande hydraulique, et il est alors possible de régler de façon continue la vitesse de marche dans une gamme de vitesses très basse avec un couple de rotation relativement élevé, comme c'est nécessaire dans de nombreux cas d'utilisation.Le dispositif de changement de marche est contenu ici dans le changement de vitesse de type spécial qui est différent du changement de vitesse des véhicules utilitaires normaux, en particulier des poids lourds de type courant qui ne peuvent passer en fonctionnement hydraulique. Les véhicules utilitaires spéciaux connus dont il est question ci-dessus sont agencés de façon à pouvoir résoudre toute une série de problèmes variés qui sont extremement différents en fonction des missions que doivent remplir les véhicules. Pour obtenir ce résultat, il faut que les véhicules utilitaires spéciaux connus, et en particulier chaque élément constitutif essentiel, soient agencés de façon à pouvoir satisfaire à toute mission spéciale. A titre d'exemple, le différentiel et les arbres à cardan destinés à l'entratnement des roues du véhicule sont prévus pour supporter des couples de rotation extremement élevés, de façon à pouvoir supporter les pointes de charge qui se produisent lors de démultiplications très fortes.Par suite, de tels véhicules utilitaires spéciaux à usage universel sont beaucoup plus compliqués et par conséquent beaucoup plus coûteux qu'un véhicule utilitaire de série, par exemple un poids lourd normal, qui n'est étudié que pour la circulation normale. I1 arrive fréquemment que, renonçant à la possibilité d'utilisation universelle, on veuille utiliser un véhicule utilitaire de série, en particulier un camion, comme véhicule utilitaire spécial pour un roule bien déterminé, en le modifiant par exemple pour le déblayage de la neige, de façon que l'aptitude au travail de ce véhicule ainsi modifié ne le cède en rien à celle des véhicules utilitaires spéciaux susdits en ce qui concerne le travail déterminé en question.Une telle transformation d'un véhicule de série n'a de sens que si, compte tenu du prix du véhicule et des frais des travaux de transformation, la dépense totale est encore sensiblement inférieure à celle qui correspond aux véhicules utilitaires spéciaux dont il a été question plus haut, une autre- condition essentielle étant que les éléments de construction nécessaires à cette modification puissent être logés de façon peu encombrante dans le véhicule de série. C'est donc un but de l'invention de modifier~de façon peu encombrante un véhicule utilitaire de série à botte de vitesses mécanique et à vitesse de marche relativement élevée au rapport le plus faible, pour pouvoir passer à volonté à l'entrainement hydraulique avec une vitesse tout terrain et un couple de rotation élevé correspondant, sans que les éléments d'entrainement faisant suite aux éléments d' entratnement hydrauliques, en particulier arbres à cardan et différentiels, aient à subir d'effort exagéré, et ceci sans monter des éléments hydrauliques sur le bloc moteur primaire/ changement de vitesse, qui est la plupart du temps trop faible pour porter une pompe hydraulique et un moteur hydraulique Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que le dispositif de changement de marche se compose d'une commande de changement de marche pouvant être reliée à ou montée sur le moteur primaire ou sur son embrayage, comportant un arbre moteur primaire et un arbre moteur moteur secondaire, ainsi qu'un arbre de sortie primaire et un arbre de sortie secondaire, les extrémités de raccordement de l'arbre moteur secondaire et de l'arbre de sortie secondaire s'éloignant du moteur primaire et étant reliées respectivement par un arbre à cardan à la pompe hydraulique et au moteur hydraulique fixés au ch ssis du véhicule. Grâce à la commande de changement de marche selon 1' inven- tion qui peut etre relativement légère, une pompe hydraulique et un moteur hydraulique peuvent être reliés au moteur primaire et en m8me temps aussi à la botte de vitesses, par l'intermédiaire de l'arbre de sortie secondaire et de l'arbre moteur secondaire de ladite commande, et des arbres à cardan correspondants, sans qu'il soit nscessaire de bloquer la pompe hydraulique et le moteur hydr.z ique avec le bloc moteur primaire/botte de vitesses.Etant donné que les extrémités de raccordement des arbres moteurs primairc ~-t secondaire sont montée écartement du moteur primaire, il eet possible de disposer de façon favorable la pompe hydraulique et le moteur hydraulique directement en dessous du châssis du véhicule ainsi qu'en dessous de la botte de vitesses mécanique. Les frais de transformation sont relativement réduits, car après séparation de la botte de vitesses mécanique habituellement montée sur la botte d'embrayage du moteur primaire, on peut introduire la commande de changement de marche selon l'invention entre ces deux parties du véhicule. Selon un mode de réalisation particulièrement simple et peu encombrant de la commande de changement de marche, l'arbre moteur primaire et l'arbre de sortie primaire sont disposés coaxialement et peuvent entre reliés l'un à l'autre de manière positive au moyen d'un élément de liaison, tandis que l'arbre moteur secondaire dirigé excentriquement par rapport à l'arbre moteur primaire, et l'arbre de sortie secondaire également dirigé excentriquement par rapport à l'arbre moteur primaire peuvent être reliés respectivement avec l'arbre moteur primaire et avec l'arbre de sortie primaire au moyen de l'élément de liaison. Selon un autre mode de réalisation de l'invention présentant un encombrement particulièrement réduit des pièces et éléments nécessaires à la modification du véhicule (commande de changement de marche, pompe hydraulique, moteur hydraulique), la pompe hydraulique et le moteur hydraulique sont disposés à une certaine distance horizontale l'un de l'autre, sensiblement parallèlement à l'axe transversal du véhicule. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'inven tion, l'arbre de sortie secondaire est relié à un branchement d'arbre de prise de force auquel est associé un embrayage de manoeuvre d'arbre de prise de force, ce qui permet, de façon particulièrement favorable et peu encombrante, de raccorder le moteur primaire à un arbre de prise de force pour un appareil de travail, par exemple une fraise à neige, qui est prévu sur la face frontale du véhicule, devant le moteur primaire. Selon l'invention, il peut être prévu de donner à la pompe hydraulique un rapport de transmission de 1 pour 1, alors qu'au contraire, le rapport de transmission du moteur hydraulique est de 1 pour x, la commande de changement de marche disposée entre l'arbre moteur secondaire et l'arbre de sortie primaire ayant un rapport de transmission plus lent de 1 pour x;on obtient ainsi une réduction du couple de rotation en fonctionnement hydraulique en vitesse tout terrain, ce qui permet, malgré des vitesses de déplacement très réduites, de ne pas surcharger les éléments moteurs étudiés pour un fonctionnement de marche normale, notamment les arbres à cardan et différentiels. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront~d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 montre en élévation latérale fortement schématisée un dispositif d'entrainement hydraulique de marche tout terrain monté dans un véhicule utilitaire de série se présentant sous la forme d'un camion de type courant; la figure 2 est le schéma-bloc des connexions du dispositif représenté à la figure 1; la figure 3 représente schématiquement une commande de changement de marche selon l'invention faisant partie du dispositif moteur représenté aux figures 1 et 2. Le camion représenté à la figure 1 comprend un châssis 1 qui reçoit dans sa partie avant un moteur primaire 2 avec sa botte d'embrayage 3. Entre la botte d'embrayage 3 et une botte de vitesses mécanique 4 à six vitesses primitivement montée sur elle,- est disposée une commande de changement de marche 5 formant un élément constitutif du dispositif d'entratnement de marche tout terrain selon l'invention, qui seta décrite en détail plus loin. Partant de la boîte de vitesse 4, un arbre à cardan 6 aboutit à une botte de transfert 7 qui, au moyen de deux arbres à cardan 8 et 9, entrain respectivement une paire de roues arrière 10 et une paire de roues avant 11.Les éléments 4 et 6 à 11 sont de type connu et courant et ne sont pas objets de l'invention bien que l'arbre à cardan 6 doive être légèrement plus court que celui des camions poids lourds de série afin de permettre de loger la commande de changement de marche 5. Il~n'est pas nécessaire, pour rester dans le cadre de 1' invention, que le véhicule soit un camion dont toutes les roues sont motrices comme lue montre la figure 1. On peut également utiliser le dispositif selon l'invention avec des véhicules à roues motrices à l'arrière; dans ce cas, la botte de transfert 7 n'a plus de raison d'être et la paire de roues arrière 10 est entraînée directement par la botte de vitesses 4 par l'intermédiaire d'un arbre à cardan. En dessous de la botte de vitesses mécanique 4 sont disposes sensiblement parallèlement à l'axe du véhicule et à une cer taine distance l'un de l'autre, une pompe hydraulique 12 et un moteur hydraulique 13 montés sur une traverse non représentée. La figure 1 ne montre qu'un seul de ces deux éléments 12, 13. En avant du moteur primaire 2 et en dessous du cassis de véhicule 1 il est prévu un raccordement d'arbre de prise de force 14 auquel est associé un embrayage de commande de prise de force, qui permet de raccorder au véhicule un appareil ou engin de travail, par exemple une fraise à neige. La figure 2 montre comment le dispositif de changement de marche fonctionne pour passer du fonctionnement de marche normale du véhicule d l'entratnement hydraulique de vitesse tout terrain. Le moteur primaire 2 entraîne par l'intermédiaire d'un embrayage 3' la commande de changement de marche 5. Entre 1' em- brayage 3' et la botte de vitesses 4 il y a, en fonctionnement de marche normale, une liaison directe d'entrainement, les liaisons d'entrainement d'entrée et de sortie supplémentaires de la commande de changement de marche 5 devant être considérées alors comme interrompues comme l'indiquent les lignes en traits interrompus Li.. Lorsqu'on passe au fonctionnement en vitesse tout terrain, les intruptions que représentent les lignes Ll prennent fin et, à leur place, c'est la liaison d'entratnement directe entre l'embrayage 3' et la botte de vitesses 4 qui est interrompue comme 1'indique la ligne en traits mixtes L2. La commande de changement de marche 5 entratne ainsi la pompe hydraulique 12 qui, elle-meme, entrain le moteur hydraulique 13 par l'intermédiaire d'une conduite 15. L'arbre de sortie de ce moteur passe dans la commande de changement de marche 5 qui, de son cté, entrain la botte de vitesses 4.De façon connue en soi, la pompe hydraulique 12 et/ou le moteur hydraulique 13 peuvent etre à régime réglable de façon continue comme il est courant de le faire. De cette façon, en fonctionnement de travail, par exemple pour le déblayage de la neige, on obtient les bas régimes de rotation que l'on désire avoir pour le fonctionnement à vitesse tout terrain. Selon la figure 3, la commande de changement de marche 5 comprend un arbre moteur primaire 16, un arbre de sortie primaire 17, un arbre de sortie secondaire 18 et un arbre moteur secondaire 19. Une roue dentée 20 reliée à l'arbre moteur primaire 16 est, en fonctionnement de marche de route normale, en liaison d'entre nement avec une roue dentée 22 montée sur l'arbre de sortie primaire 17, par l'intermédiaire d'un élément de liaison positive se présentant sous la forme d'un manchon de manoeuvre 21. L'arbre moteur primaire 16 et l'arbre de sortie primaire 17 sont coaxiaux. Lorsque le manchon de commande 21 est manoeuvré dans le sens de la flèche P1 pour venir dans la position représentée en traits interrompus à la figure 3, il en résulte un engrènement avec une roue dentée 23 qui est montée coaxialement sur l'arbre de sortie primaire 17 et qui engrène avec une roue dentée 24 de l'arbre moteur secondaire 19. Le mouvement du manchon de commande 21 est couplé avec un élément de liaison positive supplémentaire se présentant sous la forme d'un manchon de manoeuvre supplémentaire 25 qui, lors d'un déplacement selon la flèche P1, réalisé un engrènement entre la roue dentée 20 et une roue dentée 26 montée coaxialement sur l'arbre moteur primaire 16 comme le montre en traits interrompus la partie inférieure de la figure 3. La roue dentée 26 engrène avec une roue dentée 27 de l'arbre de sortie secondaire 18. Dans la position représentée en traits interrompus à la figure 3 du manchon de commande 21 et du manchon de manoeuvre supplémentaire 25, l'arbre moteur primaire 16 entratne en conséquence, par l'intermédiaire de la roue dentée 20, du manchon de manoeuvre supplémentaire 25, de la roue dentée 26, de la roue dentée 27 et de l'arbre de sortie secondaire 18, la pompe hydraulique 12. De son cté, cette pompe hydraulique entrain le moteur hydraulique 13 par l'intermédiaire de la conduite hydraulique 15 non représentée à la figure 3.Le moteur hydraulique entraine par l'intermédiaire de l'arbre moteur secondaire 19, de la roue dentée 24, de la roue dentée 23, du manchon de manoeuvre 21 et de la roue dentée 22, l'arbre de sortie primaire 17 de sorte qu'en conclusion, l'arbre de sortie primaire 17 n'est pas entraîné directement par l'arbre moteur primaire 16, mais par l'intermédiaire de la pompe hydraulique 12 et du moteur hydraulique 13. L'arbre de sortie secondaire 18 et l'arbre moteur secondaire 19 sont disposés excentriquement respectivement par rapport à l'arbre moteur primaire 16 et à l'arbre de sortie primaire 17, ce qui donne de la place pour monter plus facilement la pompe hydraulique 12 et le moteur hydraulique 13 sur le chassies du véhicule 1.Bien que la figure 3 ne le montre pas, l'arbre de sortie secondaire et l'arbre moteur secondaire 19 sont reliés respectivement à la pompe hydraulique 12 et au moteur hydraulique 13 par l'intermédiaire d'un arbre à cardan correspondant 28 (voir figure 1). De façon analogue, la liaison entre la commande de changement de marche 5 et le branchement de prise de force 14 s'effectuent au moyen d'un arbre à cardan 29. Selon un mode de réalisation préféré, la pompe hydraulique 12 a un rapport de transmission de 1 pour 1 alors qu'au contraire le moteur hydraulique a un rapport de transmission de 1 pour x, tandis que le rapport de transmission de la commande de changement de marche 5 est plus lent, de 1 pour x. L'avantage de cette mesure est que le moteur hydraulique 13 développe un couple de rotation plus petit adapté aux éléments moteurs du véhicule, alors qu'autrement il serait surdimensionné. REvNDICATIONS 1. - Dispositif d'entratnement hydraulique pour permettre la mise en condition tout terrain de la botte de vitesses d'un véhicule utilitaire comprenant un châssis, avec un moteur primaire se présentant sous la forme d'un moteur à explosion, avec embrayage, une pompe hydraulique entratnée par le moteur primaire et entraînant elle-meme hydrauliquement un moteur hydraulique, une botte de vitesses mécanique associée au moteur hydraulique et pouvant être entratnée, par lui, qui est en liaison positive d'entratnement avec au moins une paire de roues du véhicule, et une commande de changement de marche permettant de faire entratner directement la botte de vitesses par le moteur primaire par l'intermédiaire de l'embrayage du véhicule, caractérisé en ce que le mécanisme de changement de marche est constitué par une commande de changement de marche (5) pouvant astre montée sur le moteur primaire (2) ou sur son embrayage (3'), comportant un arbre moteur primaire (16) et un arbre moteur secondaire (19), ainsi qu'un arbre de sortie primaire (17) et un arbre de sortie secondaire (18), les extrémités de raccordement de 11 arbre moteur secondaire (19) et de l'arbre de sortie secondaire (18) s'éloignant du moteur primaire et étant reliées respectivement par un arbre à cardan (28) avec la pompe hydraulique (12) et avec le moteur hydraulique (13) fixés au châssis du véhicule (1). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre moteur primaire (16) et l'arbre de sortie primaire (17) sont dirigés coaxialement et peuvent être reliés l'un à 1 autre de maniere positive au moyen d'un élément de liaison (manchon de manoeuvre 21), tandis que l'arbre moteur secondaire (19) dirigé excentriquement par rapport à l'arbre moteur primaire et 1 'arbre de sortie secondaire (18) également dirigé excentriquement par rapport à l'arbre moteur primaire peuvent être reliés respectivement à 11 arbre moteur primaire et à l'arbre de sortie primaire par l'intermédiaire de l'élément de liaison (manchon de manoeuvre supplémentaire 25). 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe hydraulique (12) et le moteur hydraulique (13) sont disposés à une certaine distance horizontale l'un de l'autre, sensiblement parallèlement à l'axe transversal du véhicule. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de sortie secondaire (18) est relié à un branchement d'arbre de prise de force (14) auquel est associé un embrayage de manoeuvre d'arbre de prise de force. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe hydraulique possède un rapport de transmission de 1 pour 1 tandis que le rapport de transmission du moteur hydraulique est de 1 pour x, et en ce que la commande de changement de marche (5) disposée entre l'arbre moteur secondaire (19) et l'arbre de sortie primaire (17) a un rapport de transmission plus lent, de 1 pour x.