Brevet FR2464415A1 — publié le 19810306

1. L'invention concerne un appareil de chan- gement de vitesse pour tracteur utilisant des moyens de réduction à planétaires comprenant un engrenage solaire monté sur un arbre principal entraîné en rotation par le moteur, des engrenages planétaires en prise avec l'engrenage solaire, et un engrenage interne en prise avec les engrenages planétaires; des moyens de changement de vitesse progressifs à friction comprenant un disque entraîné relié en fonctionnement à l'engrenage interne, un certain nombre de disques d'entra nement en contact avec le pourtour extérieur du disque entraîné et destinés à tourner sur des axes perpendiculaires à l'axe de rotation du disque entraîné, et un engrenage monté sur l'arbre principal de manière à entraîner les moyens de changement de vitesse progressifs à friction, le disque entraîné pouvant se déplacer axialement pour faire varier progressivement la vitesse de révolution des engrenages planétaires suivant la vitesse d'avancementdu tracteur. Pour faire varier progressivement la vitesse d'avancement du tracteur, l'appareil de changement dé vitesse ci-dessus utilise une construction mécanique moins chère qu'un mécanisme de changement de vitesse hydraulique progressif associant divers éléments hydrauliques. Cependant l'appareil de changement de vitesse selon l'invention utilise des moyens de réduction différentiels qui, bien que très compacts, permettent d'obtenir une réduction très importante, les moyens de changement de vitesse progressifs à friction pouvant alors fonctionner à des vitesses élevées permettant d'obtenir un rendement de transe mission élevé. Cependant, dans un appareil selon l'art antérieur décrit par exemple dans la demande de brevet U.S.A. déposée sous le n 070 461 par le mandataire de la présente invention, les moyens de réduction différentiels et les moyens de changement de vitesse progressifs à friction sont placés à une certaine distance les uns des autres, de sorte que l'engre- nage interne des moyens de réduction est relié en fonctionnement au disque entraîné des moyens de changement de vitesse, par des moyens de liaison séparés comprenant un arbre et un engrenage0 Un tel appareil présente ainsi les inconvénients d'être peu compact et de mettre en oeuvre une construction compliquée et coûteuse utilisant un grand nombre d9élèments constitutifs. Un autre type de construction selon l'art antérieur est décrit dans le jouxrnal ouvert de la République Fédérale d'Allemagne no 2.207.033. Un autre inconvénient des appareils selon l'art antérieur est que leur construction ne permet pas d'utiliser un disque entraîné de grand diamètre. Il est donc impossible de disposer un grand nombre de disques d'entrainement sur le pourtour du disque entraîné; ainsi le disque entraîné doit tourner sous l'action d'un petit nombre de disques d'en- trainement soumis chacun à des couples de torsion élevés ce qui risque d'entraîner très facilement des glissements entre les disques d'entraînement et le disque entraîné. L'invention a pour but de pallier les inconvénlents ci-dessus de l'art antéerieur en créant un appareil de changement de vitesse à construction d'ensemble très compacte et à faibles coûts de fabrications en améliorant la liaison entre l'engrenage interne des moyens de réduction à planétaires et le disque entraîné des moyens de changement de vitesse progressifs à friction. A cet effet l'invention concerne un appareil de changement de vitesse pour tracteur utilisant des moyens de reduction à planétaires comprenant un engrenage solaire monté sur un arbre principal entraîné en rotation par le moteur, des engrenages planétaires en prise avec l'engrenage solaire, et un engrenage interne en prise avec les engrenages planétaires; des moyens de changement de vitesse progressifs à friction comprenant un disque entraîné relié en fonctiornnement à l'engre- nage interne, et un certain nombre de disques d'entraînement en contact avec le pourtour extérieur du disque entraîné et destinés à tourner sur des axes perpendiculaires à l'axe de rotation du disque entraîné; et un engrenage monté sur l'arbre principal de manière à entraîner les moyens de changement de vitesse progressifs à friction, le disque entraîné pouvant se déplacer axialement pour faire varier progressivement la vitesse de révo- lution des engrenages planétaires suivant la vitesse d'avancement du tracteur, appareil caractérisé en ce que l'engrenage monté sur l'arbre principal pour entraîner les moyens de changement de vitesse pz'gressiús à friction, présente un grand diamètre, les moyens de réduction à planétaires étant situés dans l'espace défini par l'engrenage de grand diamètre et les disques d'en- = trainement, le déste entraîne étant en prise avec le pouIrtour extérieur de l'engrenage interne de manière à pouvoir se dépla- cer axialement sans pouvoir tourner par rapport à celui-ci. On obtient une structure très compacte de i'ensemble de ltappareil en placant les moyens de réduction à planétaires dans un espace défini par l'engrenage de grand diamètre et les moyens de changemernt de vitesse progressifs à friction, comme décrit oi=dessuso De plus l'utilisation de l'engrenage de grand diamètre permet au disque entrainé venant en prise avec le pourtour extérieur de l'engrenage interne des moyens de réduction à planétaires,9 davoir un grand diamètre, ce qui permet de disposer un grand nombre de disques d2entral- nement sur le pourtour du disque entraîné pour assurer l'entral- nement de ce dernier. Cela permet de réduire le couple de transmission de chaque disque et par conséquent les risques de glissement entre les disques d'entraînement et le disque entraîné. Du fait de la prise directe entre le disque entraîné et l'engrenage interne il n'est plus nécessaire d'utiliser des moyens spéciaux tels que des engrenages, des arbres ou autres, pour assurer la liaison entre ces deux éléments, ce qui contri- bue là encore à réduire le coût de l'appareil. Il apparaît à l'évidence, d'après ce qui précède, que l'invention permet d'obtenir un appareil de chan- gement de vitesse pour tracteur présentant de très grands avantages pratiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins cil joints dans lesquels s la figure 1 est une vue de c8té en élévation d'un tracteur sur lequel se monte l'appareil selon l'invention, = la figure 2 est une vue de c8té, développée et en coupe verticale, de l'appareil de changement de vitesse selon l'invention, la figure 3 est une vue arrière, partiellement coupée, montrant l'appareil de changement de vitesse selon l'invention, 40. la figure 4 est une pue de c8té repré- sentant le principe des moyens de réduction à planétaires, ez - la figure 5 est une vue de face repré- sentant le principe des moyens de réduction à planétaires. La figure I représente une vue de c8té en éeévatin d'un tracteur agricole du type à quatre roues mo- trices -mprenant un moteur 1, un carter d'embrayage d'avancement 2, une botte de transmission 3, des roues avant directrices 4, des roues arrière 5, un siège de conducteur 6 et un volant de direction 7o Ce tracteur comprend en outre un bras de levage 27 destiné à déplacer verticalement un outil agricole suspendu à la partie arrière du tracteur, et un cyclindre hydraulique 28 destiné à produire les mouvements d'oscillation verticaux du bras de levage 27. Sur la figure 2 représentant l'intérieur de la botte de transmission 3, la puissance du moteur est transmise à un arbre principal 8 par l'intermédiaire d'un embrayage de déplacement (non représenté), puis à un appareil de char.gement de vitesse comprenant les moyens de changement de vitesse progressifs à friction 9 et les moyens de réduction à planétaires 10, de manière à modifier la vitesse de sortie du moteur pour obtenir la vitesse voulue. A partir de l'appareil de changement de vitesse, la puissance du moteur est transmise à un arbre tubulaire 11, puis, par l'intermédiaire d'un mécanisme de liaison à engrenage 12, à l'arbre de pignon 14 d'un mécanisme de différentiel 13 entrainant les roues arrière. Une partie de la puissance est transmise, à partir de l'arbre de pignon 14, a un arbre de transmission 15 entrainant les roues avant. Sur les figures 2 et 3 les moyens de réduction à planétaires 10 comprennent un engrenage solaire 16 fixé à l'arbre principal 8 de manière à tourner solidairement de celui-ci, des engrenages planétaires 18 en prise avec l'engrenage solaire 16 et supportés en rotation par un support 17 fixé à l'arbre 11, et un engrenage interne 19 en prise avec les engrenages planétaires 18. Les moyens de changement de vitesse progressifs 9 comprennent un disque entrainé 20 en prise avec le pourtour extérieur de l'engrenage interne 19, et six disques d'entraînement 24 tournant sur des axes perpendi- culaires à l'axe de rotation du disque entralné 20, ces disques étant poussés hydrauliquement contre le pourtour extérieur du disque entrainé 20. e Le disque entraîné 20 est en prise avec l'engrenage interne 19 grâce à des rainures 19a formées sur i pourtour extérieur de l'engrenage interne 19, et à des tiges 25 faisant saillie sur la paroi periphérique intérieure du disque entraîné 20 et s'adaptant dans la rainure 19a, de sorte que le disque entraîné 20 est mobile axialement mais ne peut tourner par rapport à l'engrenage interne 19o Chacun des disques d'entra - nement 24 est claveté en 23 à un engrenage conique de ptit diamètre 22, de façon que ces deux éléments ne puissent tourne' l'un par rapport à l'autre, l'engrenage conique de petit diamètre 22 étant en prise avec un engrenage conique ae gra diamètre 21 fixé à l'arbre principal 8. Uile fourchette de déplacement 26 permeó d'obtenir le déplacement du disque entraîné 20. En déplaçant axialement le disque entrainé 20 on fait varier radialement la position des points de contact entre le disque entraîné 20 et les disques d'entraînement 24, de manière à faire varier progressivemEt la vitesse de rotation du disque entraîné 20 La vitesse de rotation de l'engrenage interne 19 change alors progressivement ce qui produit des variations progressives de la vitesse de révolution des engrenages planétaires 18, ctest- à-dire de la vitesse de rotation de l'arbre 11 définissant les vitesses d'avancement du tracteur aussi bien en marche avant qu'en marche arrière. On décrira maintenant sur les figures 4 et 5 l'opération de changement de vitesse en marche arrière et en marche avant, ainsi que les plages de changement de vitesse. Pour cela les symboles utilisés ci-après sont les suivants. nb vitesse de rotation de l'arbre principal 8; na: vitesse de rotation du. ?sr.T 17 et de l'arbre 11 nd g vitesse de rotation de l'engrenage interne 19; Z1: nombre de dents de l'en rnae conique de grand diamètre 21 Z2. nombre de dente de l'engreuage con que de petit diamètre 22 R g distance entre l'axe de l'arbre principal' et la surface du disque d'entraînement 246 4 4 15 6.- r rb, rd - lorsque restent excentricité du disaue entrainé 20 par rapport au centre du disque d'entra nement, rayon du cercle denté de l'engrenage solaire 16; rayon du cercle denté de l'engrenage interne 19. La vitesse de rotation na du support 17 l'engrenage interne 19 ou l'engrenage solaire 16 fixes, est indiquée dans le tableau ci-dessous. Par suite, la vitesse de rotation na du support 17 quand les deux engrenages solaire 16 et interne 19 sont entra nés, s'exprime comme suit ô rb rd na = nb.,_ ndo rd rb + rd rb + rd Z1 r Dans ce cas, nd = nb. -. - Z2 R nb de sorte que na = - ( 1 + M. 1 + M expression dans laquelle M = Z1 Par suite, lorsque 1 - M. - Z2 Z1 Z2 r R rd rb r R RZ2 c'est-à-dire lorsque r = - MZ1 = 0 na = 0O fixe entraXné vitesse de Vitesse vitesse de rotation de rota- rotation na de l'engre- tion de du support 17 nage solaire l'engre- 16 nage in- terne 19 engrenage engrenage rb interne 19 solaire 16 nb 0 nb. rb + rd engrenage engrenage rd solaire 16 interne 19 0 nd nd. rb + rd 7o- nb Si r = 0, alors na = et 1 + M na > 0; de sorte que le support 17 tourne vers l'avant c'est-à- dire dans le sens de rotation de l'engrenage solaire 16o Z1 r TLorsque 1 M. O o Z2 R RZ2 lorsque r >, alors na > 0 et le support 17 tourne MZ1 en sens inverse. Ainsi, en déplaçant le disque entra né 20 dans la plage allant de R = 0 à rl on peut faire varier progressivemsnt la vitesse de rotation na du support 17 dans la plage allant de nb à 0 et 1 + M Z1 r 1 - M Z2 * R a 1 + M REVENDICATIONS 1.- Appareil de changement de vitesse pour tracteur utilisant des moyens de réduction à planétaires (10) comprenant un engrenage solaire (16) monté sur un arbre principal (8) entra né en rotation par le moteur, des engrenages planétaires (18) en prise avec l'engrenage solaire (16), et un engrenage interne (19) en prise avec les engrenages planétaires (18); des moyens de changement de vitesse progressifs à friction (9) comprenant un disque entratné (20) relié en fonctionnement à l'engrenage interne (19), et un certain nombre de disques d'entratnement (24) en contact avec le pourtour extérieur du disque entra né (20) et destinés à tourner sur des axes perpen- diculaires à l'axe de rotation du disque entrainé (20); et un engrenage (21) monté sur l'arbre principal (8) de manière à entratner les moyens de changement de vitesse progressifs à frittion (9), le disque entra né (20) pouvant se déplacer axialement pour faire varier progressivement- la vitesse de révolution des engrenages planétaires (18) suivant la vitesse- d'avancement du tracteur, appareil caractérisé en ce que l'engrenage (21) monté sur l'arbre principal (8) pour entraîner les moyens de changement de vitesse progressifs à friction (9), présente un grand-diamètre, les moyens de réduction à plané- taires (10) étant situés dans l'espace défini par l'engrenage de grand diamètre (21) et les disques d'entrainement (24), le disque entrainé (20) étant en prise avec le pourtour extérieur de l'engrenage interne (19) de manière à pouvoir se déplacer axialement sans pouvoir tourner par rapport à celui-ci. 2.- Appareil de changement de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'engrenage de grand diamètre (21) comprend un engrenage conique, et en ce que chacun des disques d'entraînement (24) comporte un engrenage conique (22) destiné à venir en prise avec l'engrenage conique (21). 3.- Appareil de changement de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le disque entraîné (20) est entouré sur son pourtour par six disques d'entra nement (24) équidistants les uns des autres. 4.- Appareil de changement de vitesse selon l'une quelconque des -revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le disque entraîné (20) comporte, sur sa paroi - périphérique intérieure, des tiges (25) destinées à venir se loger dans des rainures (19a) formées sur le pourtour extérieur de l'engrenage interne (19) pour permettre ainsi au disque entraîné (20) de se déplacer axialement sans pouvoir tourner par rapport à l'engrenage interne (19).