Brevet FR2515581A1 — publié le 19830506

Véhicule å roues motrices multiples. La présente invention concerne les véhicules a roues motrices multiples qui comprennent : un groupe moteur ; une boite de vitesses entraînée par le groupe moteur et comportant une roue dentée qui peut coulisser axialement pour effectuer un changement de rapport dans la boite de vitesses ; des organes sélecteurs pour effectuer ledit changement de rapport une première et une deuxième paire de roues motrices et un premier et un deuxième train d'entraînement reliant de façon opérante la roue dentée coulissante à la première et à la deuxième paire de roues motrices respectivement, l'un au moins de ces trains d'entrainement comportant une roue dentée axialement fixe qui engrène avec la roue dentée coulissante. Les tracteurs agricoles et industriels à quatre roues motrices constituent des exemples de véhicules à roues motrices multiples. Dans ces véhicules, on peut rencontrer des difficultés lors des changements de rapports qui impliquent le coulissement de la roue dentée, du fait du frottement entre les dents de la roue dentée coulissante et de la roue dentée fixe correspondante par suite de l'entraînement fourni par la transmission. Ce phénomène se produit car la roue dentée coulissante est reliée à l'une des paires de roues et la roue dentée fixe est reliée à l'autre paire de roues, et les deux paires de roues ne tournent presque certainement pas exactement à la même vitesse (du fait par exemple de variations dans le diamètre des pneus). L'invention a pour but un véhicule perfectionné du type précité dans lequel ce problème est minimisé. A cet effet, selon la présente invention, l'un des trains d'entraînement du véhicule est équipé de moyens de dés accouplement agencés de manière à désaccoupler la liaison d'entraînement entre les paires de roues motrices associées pendant un changement de rapport de vitesses qui implique le coulissement de la roue dentée coulissante. Comme dans un véhicule suivant l'invention la roue dentée coulissante et la roue dentée fixe associée ne sont pas accouplées ni l'une ni l'autre à leurs roues motrices respectives pendant un changement de rapport de vitesses qui implique le coulissement de la roue dentée coulissante, le frottement inter-dents qui tend à s'opposer au coulissement de la roue dentée coulissante est éliminé. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de désaccouplement entrent en action en réponse aux déplacements des organes sélecteurs qui indiquent qu'un changement de rapport impliquant le coulissement de la roue dentée coulissante va intervenir. Selon une variante possible, quoique peut être moins souhaitable, dans un véhicule comportant entre le groupe moteur et la boite de vitesses un embrayage principal qu'on accouple et désaccouple au moyen d'une commande d'embrayage principal, les moyens de désaccouplement peuvent entrer en action en réponse à l'actionnement de la commande d'embrayage principal.Dans un tel agencement, chaque fois qu'on actionne la commande d'embrayage principal (qui est généralement une pédale) pour effectuer un changement de rapport, les moyens de désaccouplement seront agencés de manière à désaccoupler la liaison d'entraînement avec la paire de roues motrices asso ciée. Cet agencement a donc pour inconvénient le fait que le désaccouplement de l'entraînement se produit même pendant les changements de rapport qui n'impliquent pas le coulissement de la roue dentée coulissante, ce qui provoque une perte inutile de effet de freinage associé à la paire de roues désaccouplée-. Dans un véhicule dans lequel les moyens de désaccouplement entrent en action en réponse à l'actionnement de la commande d'embrayage principal, ce dernier peut être agencé de manière à présenter une gamme de déplacement de fonctionnement normal nécessaire pour le désaccouplement total de l'embrayage, et une autre position, ou gamme de position au-deld de la gamme de fonctionnement normal, les moyens de désaccouplement étant agencés de manière à entrer en action chaque fois que la commande d'embrayage principal se trouve dans cette autre position ou gamme de positions. C'est ainsi par exemple que lorsque l'embrayage principal est actionné par une pédale, il peut être agencé de manière à être désaccouplé avant l'enfoncement complet de la pédale, les moyens de désaccouplement étant actionnés par enfoncement complet de la pédale. En pratique, lorsque l'invention s'applique à un tracteur industriel ou agricole à quatre roues motrices, dont une paire de roues avant motrices et une paire de roues arrière motrices, et qui utilise un embrayage de mise en prise des quatre roues motrices ou embrayage auxiliaire dans le train d'entraînement des roues avant, ces embrayages auxiliaires peuvent ètre utilisés comme moyens de désaccouplement et la liaison d'entraînement avec les roues avant peut êtredésaccouplée par désaccouplement del'embrayage auxiliaire en réponse aux déplacements des organes sélecteurs ou de la commande d'embrayage comme decrit plus haut. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de désaccouplement sont hydrauliques et sont actionnés par une valve de commande à électroaimant que déclenche l'actionnement des organes sélecteurs ou de la commande d'embrayage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'exament des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue schématique d'un tracteur agricole à quatre roues motrices suivant l'invention. La figure 2 représente schématiquement les détails de la boîte de vitesses du tracteur de la figure 1. La figure 3 représente l'embrayage pour quatre roues motrices utilisé dans le tracteur de la figure 1. La figure 4 repr8sente schématiquement le tracé des déplacements du levier sélecteur de transmission du tracteur des figures 1 et 2. La figure 5 représente schématiquement les circuits hydraulique et électrique dans une variante de la présente invention. Sur la figure 1 on a représenté schématique- ment un tracteur agricole à quatre roues motrices dans lequel un moteur 10 entraîne les roues arrière 11 par l'intermédiaire d'un embrayage principal 12 et d'une boite de vitesses 13. Les roues avant 15 du tracteur sont entraînées par un arbre 16 par l'intermédiaire d'un embrayage de mise en prise des quatre roues motrices ou embrayage auxiliaire 14 et de roues dentées associées 17 et 18 qui font partie de l'étage de sortie de la boîte de vitesses et sont utilisées pour choisir la "gamme" de fonctionnement de la boîte de vitesses, comme décrit ci-après. Sur la figure 2, qui represente les détails internes de la boite de vitesses 13, un arbre d'entrée 20 qui est entraîné par l'embrayage principal 12 est lui-même couplé à un mécanisme de transmission de marche avant-marche arriere 21. La boite de vitesses comporte également un mécanisme intermédiaire de changement de vitesses à quatre vitesses 22 et un mécanisme de sortie à rapport élevé ou faible à deux vitesses 23. Un arbre principal 24 s'étend vers l'arrière à partir de l'arbre d'entrée 20. Les deux arbres 20 et 24 sont creux et un arbre de prise de force 26 s'étend à l'intérieur de ces arbres. Un arbre secondaire 28 et- un arbre de sortie d'entraînement des roues arrière 30 sont paral lèles à l'arbre principal et coaxiaux entre eux. Le mécanisme de marche avant-marche arrière 21 comprend des roues dentées d'entraînement en marche avant et marche arrière 32, 34, respectivement qui tourillonnent autour de l'arbre d'entrée 20, une roue dentée d'entrée de marche avant 36 en engrènement avec la roue dentée 32, la roue dentée 36 étant solidaire en rotation de l'arbre secondaire 28, et un jeu de pignons fous d'un seul tenant 37 comprenant une partie 38 qui peut tourner avec une portion d'arbre 40, et une autre partie de pignon fou de marche arrière 42 en liaison d'entraînement avec la roue dentée d'entrée 36. I1 est à noter à ce stade que pour des raisons de clarté le jeu de pignons 37 n'est pas représenté sur les dessins dans sa position véritable. Un pignon baladeur 44 est calé sur l'arbre d'entrée 20 entre les roues dentées tournantes 32 et 34, de manière à être solidaire en rotation de 1' arbre 20. Les roues dentées 32 et 34 présentent des sections cannelées 32s, 34s, disposées respectivement de façon adjacente au pignon baladeur. Une bague de baladeur 46 est disposée autour du pignon baladeur 44 et des cannelures 32s et 34s. Lorsque la bague est déplacée vers la droite, comme représenté sur le dessin, le pignon baladeur 44 vient engrener avec la roue dentée de marche avant 32, ce qui provoque l'en- traînement en marche avant de la roue dentéed'entrée 36. Si la bague était déplacée vers la gauche, elle passerait par le point mort vers une position de marche arrière dans laquelle elle ferait engrener le pignon baladeur 44 avec la roue dentée de marche arrière 34 par l'intermédiaire du jeu de pignons fous 37, ce qui amènerait la roue dentée d'entrée à tourner dans le sens due la marche arrière. La bague de baladeur 46 est déplacée de sa position de marche avant à sa position de marche arrière par une fourchette de changement de vitesse 48 qui est elle-même couplée à une barre ou autre tringlerie de commande de changement de vitesse de type connu. La roue dentée d'entrée 36 est fixée à l1extré- mité avant de l'arbre secondaire 28 et la rotation de la roue dentée 36 fait tourner l'arbre secondaire . Des pignons d'entraînement en première et en seconde 50, 52 sont montés de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre secondaire 28, les pignons 50, 52 engrenant avec des pignons menés de première et de seconde 54, 56 respectivement. Les pignons menés 54 et 56 sont à leur tour calés sur l'arbre principal 24 de manière à être solidaires en rotation dudit arbre. Un mécanisme de synchronisation 58 est disposé entre les pignons d'entrainement de première et de seconde, ce mécanisme de synchronisation comprenant une bague de synchroniseur 60 montée sur un moyeu 62 qui est à son tour couplé à l'arbre secondaire 28. De part et d'autre du moyeu 62 sont disposées des bagues de synchroniseur 64.Lorsque la bague 60 est déplacée vers la droite, à partir de sa position de point mort illustrée par la figure 2, les courtes cannelures 5Qs du pignon d'entraînement 50 vont engrener après que le pignon a été amené de façon classique à la vitesse voulue. De façon analogue, le déplacement vers la gauche de la bague 60 va provoquer l'engrènement des courtes cannelures 52s. La bague de synchronisation est déplacée par une fourchette 66 qui est reliée à son tour à un mécanisme de changement de vitesses non représenté. Un deuxième mécanisme de synchronisation 68 est disposé entre le pignon 70 de troisième et le pignon 72 de quatrième. Le pignon 70 de troisième est monté de manière à tourner autour de l'arbre de sortie 30 et le pignon 72 de quatrième est monté de manière à tourner autour de l'arbre secondaire 28. Un moyeu 74 est couplé à l'arbre secondaire 28 de manière à tourner avec celui-ci, et le moyeu 74 peut à son tour être couplé soit avec le pignon de troisième ou le pignon de quatrième par déplacement de la bague de synchroniseur 76 vers la droite ou vers la gauche à partir de la position de point mort représentée. Les pignons 70 et 72 de troisième et quatrième sont à leur tour disposés en relation d'entraînement avec les pignons menés 78 et 80 de troisième et de quatrième, ces derniers étant calés sur l'arbre principal 24. Le mécanisme de transmission de gamme faible ou élevée 23 comprend un pignon de sortie 17 qui est monté à cannelures sur l'arbre de sortie 30 de manière à coulisser sur celui-ci. Le pignon de sortie compor- te d'un côté une section de couplage 84 qui peut s'adapter sur un coupleur correspondant 86 du pignon 70 de troisième lorsque le pignon de sortie est déplacé vers la gauche ou position de rapport élevé par une fourchette 88 comme représenté sur le dessin. Lorsque le pignon de sortie 17 est déplacé vers la droite dans sa position de faible rapport, les dents du pignon 17 vont venir engrener avec les dents correspondantes d'un pignon 90 qui est solidaire de l'arbre principal 24 et tourne avec celui-ci. La roue dentée 18 est calée axialement et positionnée de façon à rester en engagement avec le pignon 17 dans les deux positions de rapport bas ou élevé. En fonctionnement, lorsque le pignon de sortie 17 est dans sa position de gauche, la transmission est dans sa gamme élevée et on peut passer en cinquième, sixième, septième ou huitième. Lorsque le pignon de sortie est dans sa position de droite, la transmission est dans sa gamme basse et on peut passer en première, deuxième, troisième et quatrième. La première vitesse est obtenue par déplacement de la bague 60 vers la droite tandis que la bague 76 est maintenue au point mort. Le passage en seconde est obtenu par simple déplacement de la bague 60 vers la gauche. Si on désire passer de seconde en troisième, la bague 60 va être amenée au point mort et la bague 76 va être déplacée vers la droite pour que le pignon 70 de troisième vienne en prise avec son moyeu 74. Enfin, la quatrième est obtenue par déplacement de la bague 76 vers la gauche. L'embrayage auxiliaire 14 est du type à disques multiples et il est actionné hydrauliquement à partir d'une pompe 100 par l'intermédiaire d'une valve à électroaimant 101 et de tuyaux hydrauliques 102 et 103. L'embrayage 14 comprend une première série de disques d'embrayage coulissant axialement 105a qui sont reliés à un arbre de sortie 14a (lui-même- couplé à l'arbre 16) et une deuxième série de disques d'embrayage coulissant axialement 105b qui sont relés à la roue dentée 18. Un piston annulaire 104 sert à engager entre eux les disques intercalés 105a et 105b pour mettre l'embrayage en prise lorsque une chambre annulaire 107 est mise sous pression par le tuyau 103 et des perçages 103a et 103b. Lorsque l'embrayage est dans la position désaccouplée représentée sur la figure 3, la chambre 107 est reliée à une boche hydraulique 106, la séparation des disques d'embrayage étant assurée par des ressorts de rappel circonférentiellement espacés 108. L'embrayage auxiliaire 14 vient en prise par actionnement de l'électroaimant lOla qui déplace la valve 101 vers la droite à l'encontre de l'action des ressorts 108. La figure 5 représente le circuit électrique associé à la valve 101. Une batterie 109 est reliée à l'électroaiment lOla par deux commutateurs 110 et 111 montés en série. Le commutateur 111 qui est commandé par le mécanisme sélecteur de vitesse est maintenu normalement fermé, comme expliqué plus loin, sauf lorsque le pignon 17 coulisse pour changer la gamme de fonctionnement de la boîte de vitesses. Le commutateur 110 est actionné par le conducteur pour fermer le circuit et mettre ainsi l'embrayage auxiliaire en prise afin d'obtenir un entraînement à quatre roues motrices. La figure 4 représente schématiquement une partie du mécanisme sélecteur de boite de vitesses (qui est du type décrit et revendiqué dans le brevet britannique No. 1 546 461) dans lequel un levier de sélecteur 115 est monté pivotant par une broche 116 sur un support 117 qui est empêché de se déplacer verticalement mais peut pivoter autour d'un axe vertical, comme indiqué par la flèche W. Le levier 115 est articulé en 118 sur une tige 119 qui s'élève et s'abaisse en réponse au pivotement du levier 115 autour de la broche 116. Le levier 115 se déplace dans la grille schmatiuuement en double H représentée sur la Lorsque le levier est déplacé dans le H de droite de la grille, l'étage de sortie à deux vitesses 23 de la boite de vitesses est dans sa gamme basse (indiquée par les lettres L 0) et on peut choisir les rapports 1 à 4.De façon analogue, lorsque le levier 115 est déplacé dans le H de gauche de la grille, la gamme élevée (indiquée par les lettres H I) est en service et on peut choisir les rapports 5 à 8. Comme il ressort de la figure 4, les rapports 1, 2, 5, 6 peuvent être choisis lorsque le levier 115 se déplace dans le plan horizontal supérieur A et les rapports 3, 4, 7 et 8 lorsque le levier se déplace dans le plan inférieur horizontal B. Le mouvement du levier 115 dans le plan horizontal X a pour effet le coulissement du pignon 17, ce qui entraîne un changement de gamme. Une tige saillante 120 associée au commutateur 111 peut s'engager dans une gorge annulaire 121 taillée dans la tige 119 lorsque cette dernière occupe la position verticale qui correspond aux mouvements de changement de gamme du levier 115 dans le plan X. Lorsque la tige 120 est engagée dans la gorge 121, les contacts lîla et îîîb du commutateur 111 se séparent sous l'action d'un ressort. Lorsque le levier 115 est dans le plan A, la gorge 121 se trouve audes sous de la tige 120 (comme représenté par le pointillé A sur les figures 1 et 4) et les contacts villa et 111b sont maintenus en engagement puisque la tige 120 est déplacée vers la droite par la tige 119. De façon analogue, lorsque le levier 115 se trouve dans le plan B, la gorge 121 est au-dessus de la tige 120 (cf. pointillé B des figures 1 et 4) et les contacts lîla et îîîb seront également maintenus en engagement. Comme il ressort de la description qui précède, lorsque le tracteur fonctionne avec les quatre roues motrices, le circuit électrique qui alimente l'électroaimant 101a, est fermé par les commutateurs 110 et 111. Si le conducteur tente maintenant de modifier la gamme de fonctionnement de la boite de vitesses, le levier de sélecteur 115 pénètre dans le plan X de sorte que la tige 120 s'enfonce dans la gorge 121 et le commutateur 111 s'ouvre, et la valve fait tomber la pression de la chambre 107 dans la bâche 106, ce qui désaccouple l'embrayage auxiliaire 14. Lorsque le changement de gamme a été effectué, et que le levier 115 quitte le plan X, le commutateur 111 se ferme et l'embrayage se remet en prise, étant entendu que le conducteur laisse le commutateur 110 fermé. De ce fait, pendant n'importe quel changement de gamme de la boite, l'entraînement des roues avant est auto- matiquement désaccouplé. I1 en résulte l'élimination du risque de frottement entre les dents des pignons 17 et 18 (friction qui tendrait à s'opposer au coulissement du pignon 17 par rapport au pignon 18), de sorte que l'effort qui doit être exercé sur le levier 115 pour effectuer un changement de gamme reste acceptable. I1 est à noter que si l'embrayage auxiliaire n'était pas désaccouplé pendant un changement de gamme, même si l'embrayage principal 12 était désaccouplé, un frottement se produirait entre les dents des pignons 17 et 18 car le pignon 17 serait relié aux roues arrière et le pignon 18 aux roues avant, ces dernières tournant presque inévitablement à une vitesse différente de celle des roues arrière ainsi qu'on l'a indiqué plus haut. La figure 5 représente les circuits électrique et hydraulique d'une variante de la présente invention selon laquelle l'embrayage 14 est désaccouplé en réponse à l'enfoncement de la pédale de commande 150 de I'embrayage principal. Selon cet agencement, ce commutateur 111 est normalement fermé par un ressort 151 et est agencé, de manière à s'ouvrir lorsqu'on enfonce la pédale d'embrayage. Cet agencement a pour inconvénient le fait que l'embrayage auxiliaire 14 est désaccouplé chaque fois qu'on désaccouple l'embrayage principal 12 pour faire varier le rapport opérant de la boîte de vitesse, que ce changement de rapport implique ou non un changement de gamme. I1 peut en résulter une perte inutile de freinage des roues avant, ce qui peut être important, par exemple si le tracteur descend une colline avec une lourde remorque. On pourrait surmonter cet inconvénient inhérent au déclenchement du commutateur 111 par la pédale d'embrayage en agençant le commutateur 111 de manière qu'il s'ouvre seulement lorsque la pédale d'embrayage 150 est complètement enfoncée (c'est-àdire plus enfoncée qu'il n'est nécessaire pour désaccoupler l'embrayage 12). Cela signifierait que le conducteur devrait enfoncer complètement la pédale d'embrayage pendant les changements de gamme s'il désire désaccoupler l'embrayage 14 pour diminuer l'effort nécessaire au déplacement du levier 115. L'invention permet donc de réaliser un véhicule perfectionné qui évite le problème des changements difficiles de rapport du fait du frottement qui se produit entre les dents de la roue dentée coulissante et de la roue dentée fixe qui engrène avec elle. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation des exemples décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Véhicule comprenant un groupe moteur ; une boîte de vitesses entraînée par le groupe-moteur et comprenant une roue dentée qui est axialement coulissante pour effectuer un changement de rapport dans la boite de vitesses; des organes sélecteurs pour effectuer ledit changement de rapport ; une première et une deuxième paire de roues motrices ; et un premier et un deuxième train d'entraînement reliant de façon opérante la roue dentée coulissante à la pre mière et à la deuxième paire de roues motrices respectivement, l'un au moins desdits trains d'entraînement comprenant une roue dentée axialement fixe qui engrène avec ladite roue dentée coulissante, ledit véhicule étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de désaccouplement (14) montés sur l'un desdits trains d'entraînement (16, 14, 18 : 17, 30), lesdits moyens de dés accouplement étant agencés de manière à interrompre la liaison d'entraînement avec la paire de roues motrices associées (15) pendant un changement de rapport qui implique le coulissement de ladite roue dentée (17). 2. Véhicule suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de désaccouplement sont actionnés en réponse aux déplacements des organes sélecteurs (115, 119) qui indiquent un changement de rapport impliquant le coulissement de ladite roue dentée (17). 3. Véhicule suivant la revendication 1, comportant un embrayage principal (12) monté entre le groupe moteur (10) et la boite de vitesse (13), ledit embrayage étant accouplé et désaccouplé par un organe de commande (150) d'embray-age principal, ledit véhicule étant caractérisé en ce que les moyens de désaccouplement (14) sont actionnés en réponse à l'actionnement dudit organe de commande (150) de l'embrayage principal. 4. Véhicule suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande (150) de l'embrayage principal comporte une plage de fonctionnement normal nécessaire pour le désaccouplement total de l'embrayage principal (12) et une position ou une plage de positions ultérieures situées au-delà de la plage de fonctionnement normal, les moyens de désaccouplement (14) étant agencés de manière à être actionnés (111) chaque fois que l'organe de commande (150) de l'embrayage principal est dans ladite position ou plage de positions ultérieures. 5. Véhicule suivant l'une des revendications 1 à 4, du type tracteur agricole ou industriel à quatre roues motrices comprenant deux paires de roues motrices avant et arrière (15, 11), ledit tracteur étant caractérisé en ce qu'il comprend un embrayage auxiliaire d'entraînement des roues avant (14) monté dans le train d'entraînement (15, 14, 18) des roues avant qui constitue les moyens de désaccouplement. 6. Véhicule suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de désaccouplement (14) sont actionnés par un fluide sous pression sous l'action d'une valve de commande hydraulique à électroaimant (101) qui est déclenchée (111) par l'actionnement des organes sélecteurs (115, 119) ou par l'organe de commande (150) de l'embrayage principal.