Brevet FR2564922A1 — publié le 19851129

La présente invention se rapporte à une soupape d'atténuation pour l'embrayage de l'arbre de prise de force d'un tracteur, cette soupape étant montée dans la canalisa- tion sous pression qui va de la pompe hydraulique actionnée par le moteur du tracteur à l'embrayage de l'arbre de prise de force, entre la vanne de branchement et l'embrayage. Pour la mise en service de l'arbre de prise de force d'un tracteur, on utilise habituellement le système hydraulique de ce dernier. L'arbre de prise de force est normalement accouplé à l'arbre venant du moteur du tracteur, par l'intermédiaire d'un embrayage à liquide, de sorte que l'arbre de prise de force est enclenché lorsque la pression dans l'embrayage à liquide atteint une valeur de pression de travail normale. Dans ce système, la pression de travail est, en règle générale,de l'ordre de 16.102 kPa. Si l'arbre de prise de force est enclenché sans qu'on retarde d'aucune façon l'augmentation de pression, le temps de montée en pres- sion est de l'ordre de 0,2 seconde. Un accouplement aussi rapide provoque une secousse brutale dans la prise de force, ce qui peut entraîner une détérioration de la machine reliée à l'arbre de prise de force, de cet arbre lui-même ou de l'arbre à cardan. Cet inconvénient est particulièrement grave lorsque la viscosité de l'huile de commande est fai- ble. Afin de résoudre ce problème et, par conséquent, de ralentir l'enclenchement de l'arbre de prise de force, on a utilisé jusqu'à présent des vannes à commande manuelle au moyen desquelles la pression d'accouplement du système peut être élevée progressivement, par réglage manuel. On évite, à l'aide de ces dispositifs, de détériorer les machines et l'équipement dans la situation d'enclenchement. Toutefois, cela nécessite une manoeuvre supplémentaire pour l'opéra- teur de l'équipement,qui doit toujours se souvenir de ré- gler le temps de montée en pression de façon appropriée, suivant les circonstances. Si le temps de montée en pres- sion est trop court, il peut en résulter une détérioration mécanique de l'équipement de transmission de puissance. Si ce temps est trop long, l'embrayage peut être brûlé. La présente invention a pour objet une soupape d'atténuation de type nouveau, pour l'embrayage de l'arbre de prise de force d'un tracteur, qui évte les inconvénients ci-dessus. Elle a pour avantage principal de procurer auto- matiquement une montée en pression progressive dans l'em- brayage, de sorte qu'on peut utiliser une vanne à commande électrique comme vanne de branchement. Le dispositif suivant l'invention est caractéri- sé en ce que la soupape d'atténuation régule automatiquement le temps d'enclenchement de l'arbre de prise de force, par réglage de la pression du fluide envoyé à l'embrayage. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complé- ment de description qui va suivre,qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma de fonctionnement de l'arbre de prise de force d'un tracteur, la figure 2 est une coupe d'une soupape d'atté- nuation conforme à l'invention, et la figure 3 est un graphique de la pression de sor- tie en fonction du temps, pour une soupape d'atténuation conforme à l'invention. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Le schéma de la figure 1 illustre un arbre 1 en- traîné par le moteur du tracteur et qui entraîne lui-même une pompe hydraulique 2. Celle-ci fournit la pression pour le système hydraulique. Un embrayage d'arbre de prise en force, représenté ici sous la forme d'un embrayage multi- disques 5, est également monté sur l'arbre 1. En fait, l'em- brayage peut également être un embrayage à liquide de tout autre type. Un arbre tubulaire 6 est monté sur l'arbre 1 et est relié d'autre part à l'embrayage multidisques 5. Une roue dentée 7 est montée sur l'arbre 6 et elle engrène avec un pignon 8 qui est fixé sur l'arbre 9 de prise de force. On voit, sur la figure 1, que la pompe 2 fournit la pression à une vanne 3 par l'intermédiaire de laquelle l'arbre 9 de prise de force est mis en service. Toutefois, la vanne 3 ne doit pas transmettre directement la pression à l'embrayage , mais une soupape d'atténuation 4 conforme à l'invention, représentée schématiquement, est montée entre la vanne 3 et l'embrayage 5, cette soupape 4 permettant de retarder la montée de la pression d'enclenchement. La figure 2 représente une soupape d'atténuation conforme à l'invention. La soupape est une pièce oblongue dont le corps 10 comporte, à une extrémité, un trou qui tra- verse transversalement le corps. Une extrémité A du trou constitue l'orifice d'entrée, par lequel l'huile est intro- duite dans la soupape, et l'autre extrémité B constitue l'o- rifice de sortie, par lequel l'huile sort de la soupape et est envoyée dans la chambre de commande de l'embrayage. Un alésage longitudinal 22 est ménagé dans le corps 10 de la soupape et il communique, par un orifice 21 prévu au fond de l'alésage, avec le trou transversal du corps. Un deuxième alésage longitudinal 11 est ménagé dans le corps 10, à côté de l'alésage 22, et il est également en communication di- recte avec le trou tranversal. L'alésage 11 constitue un canal dit d'étranglement ou de temporisation, dans lequel un piston d'étranglement 12 se déplace librement. A l'extrémité di corps 10 opposée au trou tranversal, un filetage permet de visser un chapeau taraudé 15 qui obture l'extrémité du corps 10 de façon étanche, de sorte que les alésages longi- tudinaux 11 et 22 ménagés dans le corps ne communiquent pas à cet endroit avec l'espace extérieur à la soupape. Un trou radial 13, prévu dans la paroi de l'alésage longitudi- nal 22 au milieu de la soupape, fait communiquer les alésa- ges 11 et 22 l'un avec l'autre. Le chapeau vissé 15 recou- vre le trou radial 13, de sorte que celui-ci n'est pas en contact direct avec l'espace à l'extérieur de la soupape. En outre, un trou radial C est prévu dans le corps 10 de la soupape, en communication avec l'alésage 22, à côté de l'orifice 21 situé au fond de l'alésage. Une bille 20 recou- vre l'orifice 21 au fond de l'alésage 22. A l'extrémité op- posée de l'alésage 22, un piston 16 se déplace en va-et- vient dans l'alésage et il comporte une tige de piston 17, dirigée vers la bille 20, et une queue 18 dirigée en sens inverse. Un ressort, interposé entre la bille 20 et le pis- ton 16, tend à écarter la bille et le piston l'un de l'au- tre. Entre la queue 18 et les parois de l'alésage 22, il reste un espace annulaire 14 qui communique avec le canal d'étranglement 11 par le trou radial 13. Lorsqu'on ouvre la vanne de branchement 3,repré- sentée sur la figure 1, l'huile traverse cette vanne et arri- ve à l'orifice d'entrée 1 de la soupape d'atténuation repré- sentée sur la figure 2. L'huile traverse directement le trou transversal et l'orifice de sortie B et arrive dans l'embra- yage de l'arbre de prise de force, de sorte que la résistan- ce opposée par l'embrayage crée une augmentation de pression dans la soupape d'atténuation. Par suite, la bille 20 placée sur l'orifice 21 est déplacée vers la droite sur la figure 2, ce qui ouvre une communication entre l'orifice d'entrée et l'orifice de fuite C. Le ressort 19 placé derrière la bille 20 détermine à quelle pression initiale po cette ou- verture de l'orifce de fuite C a lieu. Lorsque la pression devient plus forte, l'huile s'écoule également par le canal d'étranglement 11. Un certain jeu, appelé jeu d' étran- glement, dont la valeur peut être par exemple de 0,2 mm, est prévu entre le piston d'étranglement 12 placé dans le ca- nal 11 et les parois de ce canal. L'huile qui s'écoule dans le canal 11 pousse le piston 12 vers la droite sur la figu- re 2 mais, en même temps, l'huile fait également par le jeu d'étranglement, au-delà du piston 12 et par le trou radial 13, et arrive dans l'espace annulaire 14 à l'arrière du pis- ton de travail 16. Il en résulte une augmentation de pres- sion à l'arrière du piston 16, ce qui tend à pousser le pis- ton 16 vers la gauche sur la figure 2, contre la force de compression du ressort 19, et à presser à nouveau la bille sur l'orifice 21. Lorsque le piston 16 pousse la bille vers la position fermée, par l'intermédiaire du ressort 19, l'intervalle entre la bille 20 et l'orifice 21 diminue, de sorte que la pression augmente dans le système. L'aug- mentation de pression dans le système provoque également une augmentation de pression dans l'espace 14, de sorte que le piston 16 est poussé davantage vers la gauche et fi- nalement le piston 16 se déplace suffisamment pour que la tige de piston 17 presse fortement la bille 20 sur le côté. Ainsi, l'orifice 21 est complètement fermé et la fuite s'arrête. De cette façon, la pression d'enclenchement com- plet est atteinte et l'enclenchement est entièrement effec- tué. Après enclenchement, la même pression règne dans tout le système. Par suite, le ressort 19 repousse le piston 16 vers la droite et, par l'effet de l'huile déplacée par le piston, le piston d'étranglement 12 est ramené à sa position initiale. Le clapet représenté sur la figure 2 et pressé par le ressort 19 n'est pas nécessairement un clapet à bille 20, mais il peut être un clapet de purge de manière générale, par exemple un cône. La figure 3 est un graphique du temps mis pour l'enclenchement de la soupape d'atténuation. Sur ce graphi- que, la pression d'enclenchement est portée en ordonnée et le temps d'enclenchement en abscisse. On voit sur la figure 3 que la pression s'élève rapidement au début, jusqu'à la valeur po, qui est ladite pression initiale. La valeur de cette pression initiale po0 est déterminée par la rigidité du ressort 19 agissant sur le clapet de purge 20. On peut choisir la rigidité du ressort 19 de la façon la plus avan- tageuse, par exemple de sorte que cette pression initiale po soit de l'ordre de 5.102 kPa. Lorsque la pression ini- tiale po est atteinte, le clapet de purge 20 commence à s'ouvrir, ce qui ralentit beaucoup la croissance de la pression, comme représenté sur la figure 3. L'augmentation de pression se poursuit, ainsi ralentie, jusqu'à la valeur pl, qui est la pression d'enclenchement complet. La valeur de cette pression d'enclenchement complet est de l'ordre de 16.102 kPa. Le temps T d'augmentation de la pression de po à P1 est appelé temps d'atténuation. On peut choisir ce temps d'atténuation dans la plage de 1 à 2 secondes. Cette valeur peut être modifiée de différentes façons. On peut choisir le jeu d'étranglement, entre le piston d'étrangle- ment 12 et le canal 11, de manière à obtenir le temps d'at- ténuation T désiré. Plus ce jeu est faible, plus le temps d'atténuation est long. Le diamètre du piston de travail 16 agit également sur le temps d'atténuation T, qui augmente lorsque ce diamètre augmente. L'allongement de la soupape affecte -également le temps d'atténuation car, dans ce cas, les longueurs des déplacements des pistons augmentent. Une soupape plus longue permet donc d'obtenir un temps d'atté- nuation plus long. La rigidité du ressort 19 n'affecte pas le temps d'atténuation lui-même mais seulement la pression initiale po0, comme expliqué plus haut. La soupape d'atténuation conforme à l'invention présente l'avantage, par rapport à l'art antérieur, que l'at- ténuation de la croissance de la pression d'enclenchement s'effectue automatiquement. Ainsi, on peut utiliser par e- xemple une vanne à commande électrique comme vanne de bran- 256 4t922 chement 3 de la prise de force. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réali- sation et d'application qui viennent d'être décrits de fa- çon explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. Revendications 1. Soupape d'atténuation pour l'embrayage de l'arbre de prise de force d'un tracteur, ladite soupape (4) étant montée dans la canalisation sous pression qui relie la pompe hydraulique (2), actionnée par le moteur du tracteur, à l'embrayage (5) de l'arbre (9) de prise de force, entre la vanne de branchement (3) et l'embrayage (5), caractérisée en ce que ladite soupape d'atténuation (4) règle automati- quement le temps d'enclenchement de l'arbre (9) de prise de force, par variation de la pression du fluide envoyé à l'em- brayage (5). 2. Soupape d'atténuation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la soupape (4) comporte un orifice d'entrée (A) et un orifice de sortie (B) qui communiquent directement l'un avec l'autre, ainsi qu'un orifice de fuite (C) qui communique avec les orifices d'entrée et de sortie (A et B) de la soupape d'atténuation par l'intermédiaire d'un clapet de purge (20) placé à l'intérieur du corps (10) de la soupape (4), de sorte que le clapet de purge (20) ac- tionné par ses moyens de commande régule le rapport des débits de fluide passant par l'orifice de sortie (B) de la soupape d'atténuation (4) et par l'orifice de fuite (C), ain- si que la pression du fluide qui passe de l'orifice de sor- tie (B) à l'embrayage (5). 3. Soupape d'atténuation suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le clapet de purge est consti- tué d'un obturateur (20) placé dans un alésage (22) et d'un orifice (21) situé au fond de l'alésage (22), cet orifice (21) communiquant directement avec les orifices d'entrée et de sortie (A et B)de la soupape d'atténuation (4) et son diamètre étant plus petit que le diamètre de l'alésage (22) et de l'obturateur (20),de sorte que le bord de l'orifice (21) tourné vers l'alésage (22) sert de surface de siège pour l'obturateur (20). 4. Soupape d'atténuation suivant les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de commande du cla- pet (20) comprennent un canal d'étranglement (11), consti- tué par un alésage dans lequel est placé un piston mobile d'étranglement (12), et un piston de travail (16) placé dans l'alésage (22) dans lequel se trouve également le clapet de purge (20), le piston (16) agissant par l'inter- médiaire d'un ressort (19) sur le clapet de purge tandis que le canal d'étranglement (11) et l'alésage (22) communi- quent l'un avec l'autre. 5. Soupape d'atténuation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le canal d'étranglement (11) com- munique avec l'orifice d'entrée (A) de la soupape d'atté- nuation et en ce que le canal d'étranglement (11) communi- que avec l'alésage (22) par un trou (13) qui traverse ra- dialement la paroi de l'alésage (22) à l'extrémité de ce dernier opposée à l'orifice (21) prévu dans l'alésage (22). 6. Soupape d'atténuation suivant les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le diamètre du piston d'é- tranglement (12) est plus petit que le diamètre du canal d'étranglement (11) de sorte qu'un jeu d'étranglement est défini entre le canal (11) et le piston (12), le fluide pou- vant s'écouler par ce jeu et contourner le piston (12). 7. Soupape d'atténuation suivant les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le piston de travail (16) com- porte une tige de piston (17), dirigée vers le clapet de purge (20), sur laquelle le ressort hélicoldal (19) est mon- té entre le piston (16) et le clapet de purge (20) de façon à tendre à écarter ces derniers l'un de l'autre, de sorte que, lorsque le ressort (19) est comprimé, la tige de pis- ton (17) appuie directement sur l'obturateur (20) du clapet de purge, et en ce que le piston de travail (16) comporte une queue (18) de direction opposée à celle de la tige de piston (17), de sorte qu'un espace annulaire (14) est défi- ni entre la paroi de l'alésage (22) et la queue (18), le canal d'étranglement (11) communiquant avec cet espace annu- laire (14) par l'intermédiaire du trou (13). 8. Soupape d'atténuation suivant l'une des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que, lorsqu'on met en service l'arbre (9) de prise de force du tracteur, l'hui- le qui pénètre dans la soupape d'atténuation (4) par l'ori- fice (A) passe directement dans l'embrayage (5) par l'orifi- ce (B), de sorte que la résistance de l'embrayage (5) pro- voque une augmentation de la pression dans la soupape; en ce que, lorsque la pression atteint une certaine valeur initiale (po), le clapet de purge (20) s'ouvre et crée une fuite de l'orifice d'entrée (A) vers le bac, par l'intermé- diaire de l'orifice de fuite (C), tandis qu'en même temps l'huile s'écoule dans le canal d'étranglement (11) par le jeu d'étranglement et contourne le piston d'étranglement (22) pour arriver à l'arrière du piston de travail (16) dans l'espace annulaire (14), de sorte que le piston (16) se dé- place vers le clapet de purge (20) et, par l'intermédiaire du ressort (19) , presse le clapet de purge (20) vers la position fermée, ce qui provoque une augmentation de la pression dans la soupape d'atténuation (4); et en ce que, lorsque le ressort (19) a été complètement comprimé, la tige de piston (17) pousse le clapet de purge (20) à la po- sition complètement fermée, de sorte qu'on atteint la pression d'enclenchement (p1). 9. Soupape d'atténuation suivant l'une des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que la rigidité du ressort (19) détermine la pression initiale, dont la valeur est par exemple de 5 bars(ou 5.102 kPa environ). 10.Soupape d'atténuation suivant l'une des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que le temps d'en- clenchement, mis pour passer de la pression initiale (po) à la pression (P1) d'enclenchement complet, est choisi dans la plage de 0,5 à 30 secondes, et de préférence dans la plage de 1 à 2 secondes.