Brevet FR2558557A1 — publié le 19850726

"Appareil d'entraînement des roues pour tracteur agricole" L'invention concerne un appareil d'entral- nement des roues pour tracteur agricole, comprenant un arbre de transmission vertical monté respectivement entre un mécanisme de différentiel et les essieux des roues, et un engrenage d'entraînement conique en prise avec un engrenage de réduction entraîné et relié en fonctionnement aux essieux de roues respectifs, cet engrenage entraîne faisant corps avec l'extrémité inférieure correspondante de l'arbre de transmission, les engrenages coniques étant taillés en pointe vers leur partie supérieure. On remarquera que le tracteur agricole ci-dessus augmente la hauteur de la boîte de différentiel par rapport au sol en utilisant un arbre de transmission vertical entre un essieu de roue et le mécanisme de diffé- rentiel, de façon que le fonctionnement ou le travail puissent se faire en évitant au maximum le contact entre la boîte de différentiel et les buttes de terre des sillons ou les cultures, même si ces buttes se situent entre les roues droites et gauches. Cependant, selon l'art antérieur, l'engrenage conique d'entraînement fait partie intégrante de l'ensemble d'arbre de transmission, de sorte que la hauteur du méca- nisme de différentiel par rapport au sol devient insuffi- sante. Les raisons en sont les suivantes: Dans le cas de l'engrenage conique ainsi construit, lorsqu'on taille les dents de cet engrenage conique, il ne faut pas toucher l'outil de coupe qui se déplace, avec l'arbre de trans- mission, dans la direction longitudinale des dents. L'arbre de transmission en soi ne doit pas avoir un trop petit diamètre car il doit présenter une solidité prédéterminée pour transmettre la puissance. Quand on donne à l'engrenage de réduction un petit diamètre pour obtenir un rapport de réduction suffisamment grand entre l'engrenage conique d'entraînement et l'engrenage de réduction entraîné, la construction réalisée pour obtenir cette réduction devient volumineuse et fait saillie de manière importante au-dessus des roues, de sorte que les risques de venir toucher les cultures ou les buttes deviennent grands. Par suite, on ne peut donner un grand diamètre à l'engrenage de réduction entraîné, et le rapport de réduction entre l'engrenage d'entraînement conique et l'engrenage de réduction entraîné peut être petit, ce qui nécessite donc d'augmenter le rapport de réduction moyen du mécanisme de différentiel vers les roues droites et gauches, de manière à réduire la puissance de rotation du mécanisme de différentiel à une basse vitesse de rotation prédéterminée et à la transmettre ensuite aux roues droites et gauches. Pour cela, il est nécessaire d'augmenter le diamètre de l'engrenage de réduction entraîné venant en prise avec un engrenage de pignon d'entrée du mécanisme de différentiel, malgré la faible valeur du rapport de réduction. Pour pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur, l'invention a pour but de créer une cons- truction compacte du mécanisme de réduction comprenant un engrenage d'entraînement conique et un engrenage de réduction entraîné. L'invention a également pour but d'obtenir une hauteur suffisante du mécanisme de différentiel par rapport au sol sans élever le centre de gravité du corps de tracteur. A cet effet, l'invention concerne un appareil d'entraînement des roues pour tracteur agricole, comprenant un essieu, un engrenage de réduction entraîné relié en fonctionnement à l'essieu, un mécanisme de différentiel, un arbre de transmission vertical interposé entre l'essieu et le mécanisme de différentiel, un engrenage conique faisant partie intégrante de l'extrémité inférieure de l'arbre de transmission vertical et s'amincissant vers sa partie supérieure, cet engrenage conique étant en prise avec l'engrenage de réduction entraîné, appareil carac- térisé en ce que l'arbre de transmission vertical comprend une partie d'arbre inférieure portant l'engrenage conique, et une partie d'arbre supérieure placée au-dessus de la précédente, ces parties étant soudées l'une à l'autre en un point de celles-ci se situant au voisinage de la partie supérieure de l'engrenage conique. Plus précisément, la partie d'arbre inférieure de l'arbre de transmission comprenant l'engrenage d'en- trainement conique, et la partie d'arbre supérieure, sont fabriquées indépendamment l'une de l'autre, et un traite- ment de finition est appliqué à l'engrenage d'entraînement conique. Les deux parties d'arbre supérieure et inférieure de l'arbre de transmission sont ensuite soudées ensemble pour former une pièce unique. Par suite, même si on donne à l'engrenage conique le diamètre minimum irréductible demandé, il reste l'inconvénient que l'outil de coupe risque de venir toucher l'arbre de transmission lorsqu'on taille les dents de l'engrenage d'entraînement conique. Par suite, on peut réduire à une valeur faible prédéterminée la puissance d'entrée d'entraînement en rotation du mécanisme de différentiel, et la transmettre aux roues droites et gauches sans augmenter le rapport de réduction du dispositif ou du mécanisme de réduction se montant entre l'engrenage de réduction entraîné et l'arbre de transmission vertical, ce résultat étant obtenu en augmentant le diamètre de l'engrenage entrainé ou en augmentant le rapport de réduction du mécanisme de diffé- rentiel par augmentation du diamètre d'un engrenage en prise avec le pignon d'engrenage d'entrée du mécanisme de différentiel. I1 devient ainsi possible de réaliser le mécanisme de différentiel sous forme compacte tout en réduisant le mécanisme de réduction constitué par l'engre- nage d'entraînement conique et l'engrenage de réduction entrainé, ce qui permet d'augmenter suffisamment la hauteur de la boite de différentiel par rapport au sol sans faire monter la position du centre de gravité du corps de tracteur comme dans le cas du prolongement d'un arbre de transmission vertical, de sorte que même si des buttes de terre viennent passer entre les roues droites et gauches, il reste possible d'obtenir un fonctionnement ou un travail dans de bonnes conditions tout en évitant de manière satisfaisante le contact entre les buttes ou les cultures, et le mécanisme de différentiel ou tout autre mécanisme de transmission, ce qui permet au tracteur d'avancer en toute sécurité grâce à un centre de gravité placé relativement bas. L'invention sera décrite en détail en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue de cêté du trac- teur agricole selon l'invention; - la figure 2 est une vue arrière des parties de monture des roues avant, ces parties étant partiellement coupées et partiellement développées; - la figure 3 est une vue avant d'un arbre de transmission vertical; et - la figure 4 est une vue de côté agrandie d'une partie d'extrémité inférieure de l'arbre de trans- mission vertical muni d'un engrenage conique en hélice. Sur la figure 1, le tracteur agricole est constitué par un véhicule à quatre roues motrices comprenant une paire de roues avant directrices droite et gauche 1 et une paire de roues arrières non directrices droite et gauche 2. Le tracteur comporte en outre, à son extrémité arrière, un bras de levage 3 destiné à attacher une charrue rotative ou autre outil de travail pouvant se déplacer verticalement, et, à son extrémité arrière, un arbre de prise de force 4 destiné à entraîner les outils de travail attachés. Comme indiqué sur la figure 2, le tracteur comporte en outre une boite d'entraînement 6 portant les roues avant 1 montées à ses extrémités droite et gauche par des essieux 5. La boîte d'entraînement 6 comprend une paire de supports tubulaires avant et arrière 7 et 8 soudés dans une position intermédiaire entre leurs extré- mités droite et gauche. Grâce à ces supports 7 et 8, et à une paire de bossages avant et arrière 9 et 10 prévus sur le corps de tracteur, la boite d'entraînement 6 peut osciller verticalement autour d'un axe P1 disposé dans le sens longitudinal du corps de tracteur. Ainsi, les roues avant 1 sont montées sur le corps de tracteur de manière à pouvoir osciller verticalement, en sens inverses l'une de l'autre, autour de l'axe P1, ce qui permet au corps de tracteur de garder une position parfaitement horizontale en présence d'une inclinaison transversale du sol par rapport au tracteur. On décrira ci-après la structure d'entral- nement des roues avant. la boite d'entraînement 6 comprend une partie de boltier 12 constituée par une certaine longueur de profilé de tuyau d'acier, et deux parties de boîtier moulées 11, la partie de boîtier 12 et les deux parties de boîtier Il constituant respectivement la partie intermé- diaire et les extrémités droite et gauche de la boîte d'entraînement 6. La partie de boîtier 12 loge un mécanisme de différentiel dans sa partie intermédiaire, et une paire d'arbres de transmission droit et gauche 14 disposés trans- versalement et se reliant respectivement en fonctionnement à une paire d'engrenages de sortie droit et gauche 13a et 13B du mécanisme de différentiel 13. Chacune des parties de bottier 11 loge un arbre de transmission vertical 16 relié en fonctionnement à l'un des arbres de transmission 14 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'engrenage conique 15 servant de dispositif réducteur, un mécanisme de réduction à engrenage conique 19 comprenant un engrenage conique en hélice 17 faisant corps avec l'extrémité inférieure de l'arbre de transmission vertical 16 et s'amincissant vers sa partie supérieure, et un engrenage de réduction entrainé 18 venant en prise avec l'engrenage conique en hélice 17 et claveté sur le moyeu 5. Le mécanisme de réduction à engrenage conique 19 présente un rapport de réduction plus grand que le rapport de réduction moyen transmis aux roues avant droite et gauche 1 par le mécanisme de différentiel 13. Ce mécanisme de différentiel 13 reçoit le couple de sortie de la transmission 20 par l'intermédiaire d'un arbre d'entrée 13c, réduit sa vitesse et répartit la puissance de sortie'entre le c8té droit et le côté gauche. La puissance de sortie ainsi divisée est transmise à chaque moyeu 5 après avoir été réduite par le mécanisme d'engre- nage conique 15 et 19. On décrira maintenant la construction permettant de rendre les roues avant 1 directrices. Chacune des parties de boîtier 11 comprend une partie de bottier fixe 21 logeant l'arbre de transmission vertical 16 et se fixant à un rebord 12a de la partie de bottier 12, et une partie de bottier oscillante 22 comportant la moyeu 5 et se reliant à la partie de bottier fixe 21 de manière à pouvoir osciller autour d'un axe vertical P2 coaxial avec l'arbre de transmission vertical 16. On peut faire osciller la partie de boltier oscillant 22 au moyen d'un bras d'articulation 23. Comme indiqué sur la figure 2, les trous 24a et 24b constituent des ouvertures de lubrification. Comme indiqué sur la figure 3, l'arbre de transmission vertical 16 comprend une partie d'arbre inférieure 16a portant l'engrenage conique en hélice 17, et une partie d'arbre supérieure 16b placée au-dessus de la précédente, ces parties 16a et 16b étant soudées l'une à l'autre, par soudure à friction, dans une partie 25 située au voisinage de la partie supérieure de l'engrenage conique en hélice 17. Plus précisément, l'arbre de trans- mission vertical 16 est divisé en une partie d'arbre inférieure 16a et une partie d'arbre supérieure 16b dans la partie 25 ne venant pas en contact avec un outil de coupe se déplaçant dans le sens longitudinal des dents de l'engrenage conique en hélice 17; en d'autres termes, la partie 25 se situe, d'un c6té de l'engrenage conique en hélice 17, au niveau du point de croisement entre une ligne 26 prolongeant le fond des dents de l'engrenage conique en hélice 17, et le pourtour extérieur de l'arbre de transmission vertical 16, ce qui permet ainsi de fabriquer indépendamment l'engrenage conique en hélice. 17, et de lui appliquer ensuite un traitement de finition. Ensuite, les parties 16a et 16b sont soudées l'une à l'autre pour former un arbre unique. On peut souder la partie d'arbre inférieure 16a à la partie d'arbre supérieure 16b par une soudure à l'arc, une soudure sous gaz inerte, ou une soudure par résistance. De plus, l'engrenage de réduction entraîné 18 peut être relié en fonctionnement à l'essieu 5 par l'inter- médiaire d'un mécanisme de réduction tel qu'un mécanisme à engrenages planétaires. La forme de réalisation ci-dessus utilisant l'engrenage conique en hélice 17 présente les avantages ci-apres: Comme l'engrenage conique en hélice est utilisé en engrenage de transmission, on profite de la caractéristique de celui-ci selon laquelle il peut trans- mettre un couple élevé par engagement d'un nombre de dents plus important que celui d'un engrenage conique normal. Comme on peut transmettre un couple prédéterminé même si le diamètre de l'engrenage conique devient très petit, on peut réduire à une valeur faible prédéterminée la vitesse de rotation transmise au mécanisme de différen- tiel, et la transmettre aux roues sans augmenter le rapport de réduction du mécanisme réducteur monté entre l'engrenage de réduction entraîné et l'arbre de trans- mission vertical, par augmentation du diamètre de l'engre- nage de réduction entraîné, ou sans augmenter le rapport de réduction du mécanisme de différentiel, par augmentation du diamètre d'un engrenage en prise avec l'engrenage de pignon d'entrée du mécanisme de différentiel. Par suite, on peut rendre compact le méca- nisme de différentiel tout en rendant compact le mécanisme de réduction comprenant l'engrenage d'entraînement et l'engrenage de réduction entraîné, de manière à pouvoir augmenter la hauteur de la boite de différentiel par rapport au sol sans faire monter le centre de gravité du corps de tracteur comme dans le cas ou l'on utilise un arbre de transmission vertical long. Par suite, même si des buttes de terre viennent passer entre les roues droites et gauches, il reste possible d'effectuer convenablement la manoeuvre ou le travail en évitant de façon satisfaisante tout contact entre les buttes ou les cultures, et la botte de différentiel ou tout autre mécanisme de transmission, ce qui permet d'avancer en touté sécurité avec un centre de gravité du corps de tracteur placé relativement bas. R E V E N D I CA T I 0 N S 1 ) Appareil d'entraînement des roues pour tracteur agricole, comprenant un essieu (5), un engrenage de réduction entraîné (8) relié en fonctionnement à l'essieu (5), un mécanisme de différentiel (13), un arbre de trans- mission vertical (16) interposé entre l'essieu (5) et le mécanisme de différentiel (13), un engrenage conique faisant partie intégrante de l'extrémité inférieure de l'arbre de transmission vertical (16) et s'amincissant vers sa partie supérieure, cet engrenage conique étant en prise avec l'engrenage de réduction entraîné (18), appareil caractérisé en ce que l'arbre de transmission vertical (16) comprend une partie d'arbre inférieure (16a) portant l'engrenage conique (17), et une partie d'arbre supérieure (16b) placée au-dessus de la précédente, ces parties (16a) et (16b) étant soudées l'une à l'autre en un point de celles-ci se situant au voisinage de la partie supérieure de l'engrenage conique (17). 2 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'arbre inférieure (16a) et la partie d'arbre supérieure (16b) sont soudées l'une à l'autre par soudure à friction. ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'engrenage de réduction entraîné (18) est relié directement au moyeu (5). 4 ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'engrenage conique (17) est un engrenage conique en hélice.