Brevet FR2513718A1 — publié le 19830401

L'invention concerne un appareil d'inversion marche avant marche arrière pour véhicule de travail comprenant un arbre d'entrée un arbre de sortie séparé de l'arbre d'entrée et coaxial avec celui-ci, deux embrayages à disques multiples pouvant tourner autour d'axes parallèles à l'arbre d'entrée, des engrenages présentant le même nombre de dents et pouvant tourner coaxialement avec les deux embrayages respectifs pour constituer l'entrée individuelle de ces embrayages, ces engrenages venant en prise avec un engrenage de sortie de l'arbre d'entrée, dans différentes positions réparties sur le pourtour-de l'engrenage de sortie, un engrenage d'entrée monté sur l'arbre de sortie et venant en prise avec un engrenage de sortie pouvant tourner coaxialement avec un élément de sortie partant du premier embrayage, et un engrenage de sortie pouvant tourner coaxialement avec un élément de sortie partant du second embrayage et venant en prise avec unengrenage de rotation inverse, l'engrenage d'entrée de l'arbre de sortie étant en prise avec l'engrenage de rotation inverse. Un appareil d'inversion marche avant marche arrière classique permet d'effectuer facilement et rapidement une inversion marche avant marche arrière en utilisant avantageusement les deux embrayages à disques multiples Ces deux embrayages sont placés dans des positions différentes sur le pourtour de l'engrenage de sortie de l'arbre d'entrée, de manière à permettre une réduction de la longueur axiale de l'arbre d'entrée ainsi que celle de l'arbre de sortie Cependant, un tel appareil selon l'art antérieur présente l'inconvénient de donner une vitesse de marche avant et une vitesse de marche arrière différentes. Dans la disposition classique, l'engrenage de sortie partant du second embrayage pour effectuer la transmission en marche arrière, et l'engrenage d'entrée de l'arbre de sortie, sont placés dans la même position par rapport à l'axe de l'arbre de sortie, de sorte que pour éviter que l'engrenage de sortie du second embrayage et l'engrenage de marche arrière mentionné ci-dessus viennent simultanément en prise avec l'engrenage d'entrée de l'arbre de sortie, il faut que le diamètre et le nombre de dents de l'engrenage de sortie du second embrayage soient inférieurs au diamètre et au nombre de dents de l'engrenage de sortie partant du premier embrayage pour assurer la transmission en marche avant. Pour cette raison, la disposition selon l'art antérieur conduit 25137 1 8 à l'inconvénient de différences de vitesses mentionné ci-dessus. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient de l'art antérieur encéant un appareil permettant d'obtenir la même vitesse en marche avant et en marche arrière grâce à un perfectionnement très efficace basé sur les fréquences différentes avec lesquelles les deux embrayages sont appelés en fait à travailler, sans utiliser un arbre d'entrée ou un arbre de sortie de plus grande longueur axiale. A cet effet l'invention concerne un appareil d'inversion marche avant marche arrière pour véhicule de travail comprenant un arbre d'entrée, un arbre de sortie séparé de l'arbre d'entrée et coaxial avec celui-ci, un premier et un second embrayages multidisques pouvant tourner auqtour dtaxes parallèles à l'arbre d'entrée, des engrenages présentant le m 9 me nombre de dents et pouvant tourner coaxialement avec les deux embrayages respectifs pour constituer l'entrée individuelle de ces embrayages, les engrenages venant en prise avec un engrenage de sortie de l'arbre d'entrée, dans différentes positions réparties sur le pourtour de l'engrenage de sortie, un engrenage d'entrée monté sur l'arbre de sortie et venant en prise avec un engrenage de sortie pouvant tourner coaxialement avec un élément de sortie partant du premier embrayage, et un engrenage de sortie pouvant tourner coaxialement avec un élément de sortie partant du second embrayage et venant en prise avec un engrenage de rotation inverse, l'engrenage d'entrée de l'arbre de sortie étant en prise avec l'engrenage de rotation inverse,-appareil d'inversion de sens de marche caractérisé en ce que les engrenages de sortie partant des premier et second embrayages, présentent exactement le même nombre de dents, et en ce que l'engrenage de sortie partant du second embrayage est situé plus près de l'arbre d'entrée que l'engrenage d'entrée de l'arbre de sortie. Les véhicules de travail fonctionnent surtout en marche avant, de sorte que le second embrayage servant à la transmission en marche arrière est utilisé beaucoup moins fréquemment que le premier embrayage servant à la transmission enmarche avant Il eniésulte qu'on peut, sans inconvénient particulier de fonctionnement pratique, réduire le nombre de disques de transmission à friction du second embrayage par rapport à celui du premier embrayage Compte tenu de cela, l'engrenage de sortie partant du second embrayage peut être placé 251371 8 plus près de l'arbre d'entrée que l'engrenage d'entrée de l'arbre de sortie, de manière à éviter ainsi d'amener simultanément l'engrenage de sortie partant du second embrayage et l'engrenage de marche arrière en prise avec l'engrenage d'entrée de l'arbre de sortie On obtient ainsi la même vitesse de sortie en marche avant et en marche arrière sans augmenter la longueur axiale de l'arbre d'entrée ou de l'arbre de sortie, car les engrenages de sortie partant du premier et du second embrayages présentent exactement le même nombre de dents L'appareil dinversion- marche avant marche arrière obtenu est ainsi très pratique pour les véhicules de travail. L'invention est décrite en détail ci-après au moyen des dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale, représentant schématiquement un système de transmission utilisant l'appareil selon l'invention; la figure 2 est une vue en élévation latérale,- en coupe verticale et en développement, de l'appareil d'inversion marche avant marche arrière selon l'invention; la figure 3 est une vue en élévation latérale, et en coupe verticale d'un mécanisme de changement de vitesse auxiliaire; la figure 4 est une vue de face représentant des blocs de liaison. Les dessins représentent le système de transmission de puissance d'un tracteur agricole comprenant un moteur-1,-un carter d'embrayage principal 2, un carter de transmission 3, un carter intermédiaire 4, et un carter de différentiel 5, ces carters étant montés successivement dans l'ordre ci-dessus. La puissance du moteur est appliquée à un mécanisme de changement de vitesse approprié logé dans les différents carters ci-dessus, pour être transmise aux arbres d'entratnement-de roues arrières 6, 6 situés des deux cotés du carter de différentiel 5, à un arbre de transmission 7 supporté par le fond de la botté de transmission 3 et dépassant vers l'avant de manière à entraîner les roues avant, et à un arbre de prise de puissance 8 sortant à l'arrière du carter 5. Une chambre de transmission intermédiaire A est définie et disposée entre la paroi avant 3 a de la botte de transmission 3 et la paroi arrière-2 a du carter d'embrayage principal 2 Une chambre de changement de vitesse principale B destinée à entra Pner le système, est prévue derrière la chambre A L'intérieur du carter intermédiaire 4 constitue la chambre de changement de vitesse de prise de puissance C Une chambre de changement de vitesse auxiliaire D destinée à entra ner le système, est formée dans la moitié avant du carter de différentiel 5, et une chambre de changement de vitesse de différentiel E est prévue dans la moitié arrière du carter 5. La chambre de changement de vitesse principale B comporte un arbre de changement de vitesse 9, un arbre d'entrée servant d'arbre de sortie de l'appareil d'inversion marche avant marche arrière décrit ci-après; et un premier arbre de transmission intermédiaire 1 I destiné au système de prise de puissance Ces arbres sont montés parallèlement les uns au-dessus I 5 des autres L'arbre d'entrée 10 est muni de quatre engrenages fixes 12 a, 12 b, 12 c 12 d de diamètres différents Les engrenages de changement de vitesse 13 a, 14 a venant respectivement en prise avec le premier engrenage 12 a et le quatrième engrenage 12 d de l'arbre d'entrée 10, sont montés en rotation libre sur l'arbre de changement de vitesse 9 au moyen de bossages à clavettes 13 b, 14 b Une paire d'engrenages de déplacement 15, 16 sont clavetés sur l'arbre 9. Le premier engrenage de déplacement 15 fournit une première vitesse lorsqu'on le déplace vers l'arrière pour l'adapter sur le bossage à clavette 13 b de l'engrenage 13 a Ce premier engrenage de déplacement 15 fournit une seconde vitesse lorsqu'on le déplace vers l'avant pour l'amener directement en prise avec le second engrenage 12 b Le second engrenage de déplacement 16 donne une troisième vitesse lorsqu'on le déplace vers l'arrière - pour l'amener directement en prise avec le troisièm enbrenage 12 c, ou une quatrième vitesse lorsqu'on le déplace vers l'avant pour l'adapter sur le bossage à clavette 14 b de l'engrenage de changement de vitesse 14 a Cette construction permet d'obtenir au total le mécanisme de vitesse principal 17 Un arbre de-liaison-e-89 monté coaxialement à l'extrémité arrière de l'arbre de changement de vitesse 9, pénètre dans la-partie supérieure de la chambre de changement de vitesse de prise de puissance C. La chambre de changement de vitesse de prise de puissance C contient l'arbre de liaison 18, un arbre de changement de vitesse 19 et l'arbre de prise de force 8, ces arbres étant 137 1 8 montés en parallèle les uns au-dessus des autres L'abre de changement de vitesse 19 est coaxial avec l'arbre d'entrée 10. t arbrde nprise de puissance 8 est monté bout à bnut ave C un S Pion C arbre de transmission intermédiaire 20 relié, par son extrémité avant, à l'extrémité arrière du premier arbre de transmission intermédiaire 11 du système de prise de puissance L'arbre de changement de vitesse 19 est relié en fonctionnement, par les engrenages de réduction 21, 22, au second arbre intermédiaire 20, Un engrenage coulissant 23 claveté à l'extrémité avant de l Mrbre de prise de force 8, peut être déplacé vers l'arrière pour venir en prise avec un petit engrenage 24 calé de façon fixe sur l'arbre 19, ce qui permet d'entraîner l'arbre de prise de puissance 8 à petite vitesse Quand on déplace l'engrenage 23 vers l'avant pour le claveter directement sur l'extrémité arrière du second arbre intermédiaire 20, l'arbre de prise de puissance 8 se trouve entraîné à la m 9 me vitesse que l'arbre 20, au total cet ensemble réalise un mécanisme de changement de vitesse de prise de puissance 25. La chambre de changement de vitesse auxiliaire D est munie d'un arbre de changement de vitesse 27 -relié coaxialement à l'extrémité arrière de l'arbre de liaison 18, à un arbre à pignon conique 29-associé en fonctionnement -à un mécanisme de changement de vitesse différentiel 28, et à l'arbre de prise de puissance 8 Ces arbres sont montés en parallèle les uns au-dessus des autres De même que l'arbre de changement de vitesse 19 du mécanisme de changement de vitesse de prise de puissance 25, l'arbre de pignon conique 29 est aligné avec l'arbre d'entrée I 0, Un engrenage double constitué des engrenages de déplacement 30 ae b, clavetés sur l'arbre de pignon conique 29 permet d'obtenir une vitesse faible en le déplaçant vers l'avant pour amener l'engrenage de déplacement 30 a en prise avec un petit pignon 31 calé sur l 1 arbr E de changement de vitesse 27 Quand on déplace cet engrenage double vers l'arrière pour amener l'engrenage de déplacement 30 b en prise avec un grand pignon 32 fixé sur l'arbre 27, on obtient une grande vitesse. Cet ensemble réalisé un mécanisme de changement de vitesse auxiliaire 33. Le carter de différentiel 5 présente une ouverture inférieure 80 munie extérieurement d'une bo te de transmission 81 supportant l'arbre de transmission 7 destiné à entraîner les roues avant Un engrenage coulissant 82 claveté sur l'arbre de transmission 7 pénètre dans le carter 5 par l'ouverture 80 Un engrenage 83 fixé à l'arbre de changement de vitesse final, c'est" à-dire à l'arbre de pignon conique 29, vient en prise avec un engrenage intermédiaire 84 monté sur l'arbre de prise de force 8. Ltengrenage coulissant 82 peut venir en prise et hors de prise avec un engrenage 85 solidaire de l'engrenage 84 Lorsqu'on le déplace, l'engrenage coulissant 82 entraîne le tracteur soit par les quatre roues motrices, soit par les deux roues arrières. La figure 3 représente, en outre, un arbre de transmission 86 allant jusqu'à un mécanisme de changement de vitesse de différentiel destiné aux roues avant, et un capot 87 de l'arbre 86 Lorsque le tracteur n'est entraîné que par les roues arrières, l'ouverture est fermée par un capot remplaçant la botte de transmission 81. Un appareil de type à embrayage hydraulique-pour inversion marche avant marche arrière, est monté dans la chambre de transmission intermédiaire A, comme décrit plus en détail ci-après. Dans la chambre A pénètre l'extrémité avant de l'arbre d'entrée 10 du système d'entraînement, cet arbre corres- pondant à l'arbre de sortie de l'appareil d'inversion de marche. Cet appareil est accouplé de façon débrayable au moteur 1, par un embrayage principal de transmission de puissance 34, et comporte un arbre d'entrée 35 dont l'extrémité arrière est coaxiale à l'extrémité avant de l'arbre d'entrée 10, et séparée de celle-ci, l'arbre d'entrée 10 se trouvant dans la chambre A Un premier et un second embrayage multidisque 37, 36 sont montés au-dessous et au-dessus de ces arbres 10, 35 Des arbres de transmission intermédiaires 38, 39 tournant autour d'axes parallèles aux arbres , 35, sont supportés par la paroi arrière 2 a du carter d'embrayage principal, et par une console 40 reliée à cette paroi. Le second embrayage 36, placé en position haute, comprend un tambour d'entraînement 41 fixé à l'arbre intermédiaire 38, un piston-42 logé dans le tambour 41, un tambour entraîné 43 monté en rotation libre sur l'arbre 38, et des plaques ou disques de transmission à friction 44, 45 montés entre les tambours 41 et 43 Le piston 42, lorsqu'il est déplacé vers la droite sous l'action d'une pression d'huile, pousse les disques 44 en contact avec les disques 45 pour assurer la transmission de puissance entre le tambour 41 et le tambour 43 Quand on supprime la pression hydraulique, le pisbn 42 revient vers la gauche sous l'action d'un ressort 46, en supprimant ainsi la transmission de puissance. Un engrenage d'entrée 47 fixé au tambour d'entra nemen 41, est en prise avec un engrenage de sortie 48 monté de façon fixe sur l'extrémité arrière de l'arbre d'entrée 35 Un engrenage de sortie 49 faisant corps avec le tambour entraîné 43, est en prise avec un engrenage de rotation inverse 51 de grande largeur, cet engrenage 51 étant monté en rotaion libre sur un arbre 50 logé dans la chambre de transmission intermédiaire A, et venant en prise avec un engrenage d'entrée 52 fixé à l'extrémité avant de l'arbre de sortie 10, de manière à accoupler l'engrenage 49 avec l'engrenage 52 - De même que le second embrayage 36, le premier embrayage 37, placé en position basse, comprend un tambour d'entrat- nement 53, un tambour entraîné 54, un piston 55, des disques de transmission à friction 56, 57, et un ressort de rappel 58. Un engrenage d'entrée 59 fixé au tambour d'entrafnement 53 ' vient en prise avec l'engrenage de sortie 48, tandis qu'un engrenage de sortie 60 faisant corps avec le tambour entraîné 54, vient directement en prise avec l'engrenage d'entrée 52. Le premier embrayage 37, situé en position basse, sert à transmettre la rotation en sens direct (transmission en marche avant), et le second embrayage 36, situé en position haute, sert à transmettre la rotation ensens inverse (transmission en marche arrière). Les engrenages d'entrée 59, 47 des premier et second embrayages 37 et 36 ont exactement le méme nombre de dents. De la même façon les engrenages de sortie 60, 49 des premier et second embrayages 37, 36 ont également exactement le mime nombre de dents L'engrenage de sortie 49 associé au second embrayage 36 est plus près de l'arbre d'entrée 35 que l'engrenage d'entrée 52 de ltarbre de sortie 10 Le nombre de-disques de friction 56, 57 du premier embrayage 37 est égal au nombre de disques de friction 44, 55 du second embrayage 36 Par suite l'appareil permet d'obtenir la même vitesse de sortie en marche avant et en marche arrière, et ne risque pas, d'autre part, de fournir une puissance de sortie inutlelorsque les deux embrayages sont débrayés. Le but essentiel de l'invention peut être atteint meme lorsque les nombres de dents des engrenages d'entrée 59, 47 et 25137 18 des engrenages de sortie 60, 49 sont légèrement différents. L'extrémité arrière de l'arbre de transmission intermédiaire inférieur 39 est reliée dans la chambre B, au premier arbre de transmission intermédiaire Il du système de prise de force, par un accouplement destiné à transmettre la puissance à l'arbre Il indépendamment du fonctionnement des embrayages 36, 37. La pression d'huile est amenée aux embrayages 36, 37, ou retirée de ceuxci, par des conduites d'huile intérieures 61, 62 passant dans les arbres de transmission intermédiaires 38, 39 Les extrémités de ces arbres 38, 39 faisant saillie dans la chambre d'embrayage principal F sont munies de joints rotatifs 63, 64 reliés par les blocs 66, 67 à une soupape de commande 65 montée sur le dessus du carter d'embrayage principal 2 Les blocs de liaison 66, 67 comportent des passages d'huile intérieurs. La soupape de commande 65 est du type rotatif et comporte un bras de manoeuvre 68 relié par un câble de libération 71 à un levier d'inversion marche avant marche arrière 70 prévu au voisinage du volant 69. Comme cela apparaît dans la description qui précède, le système de transmission comporte en série le mécanisme d'inversion marche avant marche arrière de type à embrayage hydraulique, destiné à être commandé par le levier d'inversion 70, le mécanisme de changement de vitesse principal 17 destiné à 9 tre actionné par un levier de changement de vitesse principal 72 pour fournir quatre vitesses différentes, et le mécanisme de changement de vitesse auxiliaire 33 destiné à gtre actionné par un levier de changement de vitesse auxiliaire, non représenté, pour fournir deux vitesses différentes Le système peut ainsi fournir huit- vitesses de marche avant et huit vitesses de marche arrière avec les rapports prévus par ces mécanismes. De plus, l'engrenage de sortie 49 relié au second embrayage multidisques 36 est situé plus près de l'arbre d'entrée que lengrenage d'entrée 52 de l'arbre de sortie 10, de manière à éviter ainsi la venue en prise simultanée de l'engrenage de sortie 49 du-second embrayage 36, et de l'engrenage de rotation inverse 51, avec l'engrenage d'entrée 52 de l'abre de sortie 10, la meme vitesse de sortie pouvant être obtenue en marche avant et en marche arrière grâce au fait que les engrenages de tortie des premier et second embrayages ont exactement le m Sme Yilobre de dents. Dans le cas o les premier et second embrayages multidisques présentent des nombres de disques de transmission à friction différents, comme dans la pratique classique, les disques de transmission sont amenés en contact réciproque par application d'une force extérieure lorsque l'embrayage est en prise, et les disques cessent d'être soumis à cette force lorsque l'embrayage est débrayé mais restent cependant en contact même dans l'état de débrayage- Par suite, même si les deux embrayages sont débrayés, l'embrayage qui présente le plus grand nombre de disques de transmission délivre une puissance de sortie inutile Cela présente l'inconvénient d'affecter par exemple la commande des mécanismes de changement de vitesse à engrenage auxquels la puissance est transmise à partir de l'appareil d'inversion de marche, ou de - faire avancer le tracteur de manière intempestive. Au contraire, la construction selon l'invention décrite ci-dessus ne présente aucun de ces inconvénients et se trouve donc tre très pratique, car les disques de transmission à friction 56, 57 du premier embrayage 37 sont en nombre exactement égal à celui des disques 44, 45 du second embrayage 36, bien que l'engrenage cle sortie 49 couplé au second embrayage 37 soit placé plus près de l'arbre d'entrée. Les moyens de manoeuvre des premier et second embrayages 37, 36 peuvent présenter diverses variantes On peut par exemple utiliser utilement un mécanisme à me de doublement de force pour embrayer et débrayer manuellement ces embrayages - L'invention s'applique aux divers véhicules de travail tels que les tracteurs ou machines agricoles mobiles, les véhicules de transport à grues, et les engins de chantiers tels que les pelleteuses excavatrices ou les bulldozers de chargement. 25137 1 8 R EV E N DI CA T I O N S 0 I ) Appareil d'inversion marche avant marche arrière pour véhicule de travail comprenant un arbre d'entrée ( 35), un arbre de sortie ( 10) séparé de l'arbre d'entrée et coaxial avec celui-ci, un premier et un second embrayages multidisques ( 37,36) pouvant tourner autour d'axes parallèles à l'arbre d'entrée ( 35), des engrenages ( 59, 47) présentant le même nombre de dents et pouvant tourner coaxialement avec les deux embrayages respectifs ( 37, 36) pour constituer l'entrée individuelle de ces embrayages, les engrenages ( 59, 47) venant en prise avec un engrenage de sortie ( 48) de l'arbre d'entrée ( 35), dans différentes positions réparties sur le pourtour de l'engrenage de sortie ( 48), un engrenage d'entrée ( 52) monté sur l'arbre de sortie ( 10) et venant en prise avec un engrenage de sortie { 6 I) pouvant tourner coaxialement avec un élément de sortie partant du premier embrayage ( 37), et un engrenage de sortie ( 49) pouvant tourner coaxialement avec un élément de sortie partant du second embrayage ( 36) et venant en prise avec un engrenage de rotation inverse ( 51), l'engrenage d'entrée ( 52) de l'arbre de sortie ( 10) étant en prise avec l'engrenage de rotation inverse ( 51), appareil d'inversion de sens de marche caractérisé en ce que les engrenages de sortie ( 60, 49) partant des premier et second embrayages ( 37, 36) présentent exactement le même nombre de dents, et en ce que l'engrenage de sortie ( 49) partant du second embrayage ( 36)est situé plus près de l'arbre d'entrée ( 35) que l'engrenage d'entrée ( 52) de l'arbre de sortie ( 10). 2 )'Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier embrayage ( 37) comporte des disques de transmission à friction ( 56, 57) en nombre égal-à celui des disques de transmission à friction ( 44, 45) du second embrayage ( 36). 3 ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les premier et second embrayages ( 37, 36) sont de constructions parfaitement identiques. 4 ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier embrayage ( 37) est monté entre l'engrenage d'entrée ( 59) et l'engrenage de sortie ( 60), le second embrayage ( 36) étant monté entre l'engrenage d'entrée ( 47) et l'engrenage de sortie ( 49). 25137 1 8 ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractériséen ce que les engrenages d'entrée ( 59, 47) sont placés au voisinage de la paroi arrière ( 2 a) d'un carter d'embrayage principal ( 2), et en ce que les engrenages de sortie ( 60, 49) sont placés au voisinage d'une console ( 40) montée l'intérieur d'une botte de transmission ( 3).