Brevet FR2631900A1 — publié le 19891201

La présente invention concerne un véhicule de travaux à quatre roues motrices qui peut travailler sélectivement en mode classique à quatre roues motrices, dans lequel les roues avant et les roues arrière sont entrainées à des vitesses sensiblement égales, en mode d'entraînement accé- léré à quatre roues motrices dans lequel les roues avant sont entrainées à une vitesse supérieure à celle des roues arrière, lorsque les roues avant sont tournées au-delà d'un angle prédéterminé, ou en mode à deux roues motrices, dans lequel seules les roues arrière sont entrainées, la trans- mission d'énergie aux roues avant étant interrompue. Un tracteur agricole constituant un exemple du véhi- cule de travaux à quatre roues motrices décrit précédemment est connu par exemple d'après le brevet Japonais n 63- 34 229 (correspondant au brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 723 622). Ce tracteur agricole peut être utilisé avec trois modes d'entraînement: le mode à deux roues motrices lorsque seules les roues arrière sont entraînées, le mode classique à quatre roues motrices dans lequel les roues avant et les roues arrière sont entraînées constamment et pratiquement à la même vitesse, et le-mode accéléré à qua- tre roues motrices dans lequel les roues avant sont entraî- nées à une vitesse supérieure à celle des roues arrière, lorsque les roues avant sont tournées au-delà d'un angle prédéterminé. Plus précisément, le mode d'entraînement à deux roues motrices et le mode classique d'entraînement à quatre roues motrices sont choisis par une manoeuvre de pivotement vers l'avant ou vers l'arrière d'un levier de commutation de mode, alors que le mode classique à quatre roues motri- ces et le mode accéléré à quatre roues motrices sont choi- sis par une manoeuvre de pivotement vers le haut et vers le bas du levier de commutation de mode. Ainsi, si le conduc- teur veut changer le mode d'entraînement du véhicule du mode à deux roues motrices au mode accéléré à quatre roues motrices, il doit manoeuvrer le levier de commutation suc- cessivement dans deux directions, c'est-à-dire qu'il doit d'abord manoeuvrer le levier dans la direction avant-arriè- re puis dans la direction haut-bas. Ainsi, dans la techni- que antérieure, la manoeuvre de commutation entre les trois modes nécessite des manoeuvres successives du levier de commutation dans deux directions différentes. Cet inconvé- nient a beaucoup réduit les possibilités de conduite du véhicule de travaux. L'invention remédie à cet inconvénient et améliore les possibilités de conduite, c'est-à-dire les possibilités de manoeuvre de commutation entre les modes d'entraînement du véhicule de travaux. Plus précisément, l'invention concerne un véhicule de travaux à quatre roues motrices ayant un appareil de changement de vitesse des roues avant qui peut être commuté sélectivement par une manoeuvre de coulissement d'un organe de changement de vitesse destiné à donner un mode classique à quatre roues motrices permettant l'entraînement des roues avant et des roues arrière pratiquement à la même vitesse, un mode d'entraînement accéléré à quatre roues motrices dans lequel les roues avant sont entraînées à une vitesse supérieure à celle des roues arrière lorsque les roues avant sont tournées au-delà d'un angle prédéterminé, ou un mode d'entraînement a deux roues motrices dans lequel seu- les les roues arrière sont entraînées, la transmission d'énergie aux roues avant étant interrompue; selon l'in- vention, l'appareil de changement de vitesse des roues avant comporte un organe à fourche de changement raccordé à l'organe de changement et constamment rappelé vers une position normale d'entraînement A quatre roues motrices, l'organe A fourche de changement pouvant être déplacé liné- airement de la position à quatre roues motrices A une posi- tion à deux roues motrices ou à une position accélérée & quatre roues motrices, une came raccordée à un volant et ayant une face de manoeuvre formée dans la direction de coulissement de l'organe à fourche de changement, la came ayant une position de travail dans laquelle elle repousse sélectivement l'organe à fourche de changement de la posi- tion normale à quatre roues motrices à la position accélé- rée à quatre roues motrices, et une position de repos dans laquelle elle n'est pas raccordée à l'organe à fourche de changement, et un mécanisme à bielle qui peut être commuté à un premier état de fonctionnement dans lequel la came est mise en position de travail, à un second état de fonction- nement dans lequel la came est mise en position de repos, et à un troisième état de fonctionnement dans lequel la came est mise en position de repos et l'organe à fourche de changement est mis dans la position à deux roues motrices. On décrit dans la suite les fonctions et résultats de cette construction. Dans la construction précédente, l'organe 14 de changement destiné à déterminer le mode d'entraînement est raccordé à l'organe à fourche de changement de vitesse qui est constamment repoussé vers la position normale à quatre roues motrices et est déplacé linéairement depuis cette position vers la position d'entraînement à deux roues mo- trices ou vers la position d'entraînement accéléré à quatre roues motrices le cas échéant. En outre, le positionnement, c'est-à-dire l'opération de changement de l'organe 17 à fourche, est réalisé soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire de la came 22 afin que le mode obtenu corresponde à l'orientation des roues avant (c'est-à- dire de manière que le mode accéléré à quatre roues motrices dans lequel des roues avant sont accélérées par rapport aux roues arrière soit obtenu lorsque l'angle de direction a dépassé la valeur prédéterminée). Ainsi, l'organe à fourche 17 de changement est déplacé par deux liaisons travaillant indépendamment. En outre, la came 22 est raccordée au vol- ant afin qu'elle pivote d'un angle de direction sous l'ac- tion du volant 22 de commande des roues avant, et la came 22 peut être mise sélectivement en position de travail afin que l'organe 17 à fourche de changement soit déplacé et en position de repos dans laquelle elle n'est pas raccordée à l'organe à fourche 17. En outre, la face de travail de la came 22 est for- mée dans la direction de déplacement de l'organe 17 à four- che, si bien que le pivotement de la came 22 peut placer l'organe à fourche 17 dans la position d'entraînement accé- léré à quatre roues motrices. Un mécanisme A de liaison est destiné & assurer, par une liaison convenable, l'opération de positionnement de l'organe à fourche 17 de changement et l'opération de commutation de position de la came 22. On décrit plus précisément les opérations obtenues avec la construction précitée. D'abord, on suppose que le mécanisme A de liaison est dans sa seconde position de travail et, si la came 22 est commandée dans la position de repos dans laquelle elle n'agit pas sur l'organe 17 à fourche de travail, le véhicu- le est automatiquement mis en mode classique d'entraînement à quatre roues motrices. Deuxièmement, on suppose que le mécanisme A de liaison est dans sa première position de travail et, si la came 22 pivote vers la position de tra- vail, ce mouvement de pivotement de la came 22 provoque un glissement de l'organe à fourche 17 vers la position d'en- trainement accéléré & quatre roues motrices si bien que les roues avant sont entraînées de façon accélérée lorsqu'elles dépassent un angle de direction prédéterminé. Troisième- ment, on suppose que le mécanisme de liaison occupe la troisième position de travail et, si la came 22 est mainte- nue dans la position de repos et en outre si l'organe à fourche 17 est déplacé vers la position d'entraînement à deux roues motrices, le mode d'entraînement à deux roues motrices est obtenu, seules les roues arrière étant entraînées. Comme décrit précédemment, dans la construction selon l'invention, les trois modes d'entraînement, à savoir le mode d'entraînement accéléré à quatre roues motrices, le mode d'entraînement classique à quatre roues motrices et le mode d'entraînement à deux roues motrices, peuvent être obtenus sélectivement par une simple opération de commuta- tion du mécanisme A de liaison. En outre, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, si l'opération de commutation du mécanisme de liaison est réalisée par pivotement d'un levier 24 de com- mutation de mode autour d'un axe horizontal P2, les trois modes d'entraînement peuvent être obtenus par simple pivo- tement du levier 24, si bien que les possibilités de ma- noeuvre du véhicule de travaux à quatre roues motrices sont notablement améliorées. En outre, dans un autre mode de réalisation de l'in- vention, si la came 22 est montée par l'intermédiaire de cannelures sur un arbre 21 de commande de commutation afin qu'elle puisse coulisser, cet arbre étant raccordé coaxia- lement à un arbre formant pivot d'une biellette de direc- tion des roues avant, le mécanisme à came, le bras de pivo- tement et le câble qui sont nécessaires dans la construc- tion classique peuvent être éliminés. En conséquence, dans ce type de véhicule de travaux à quatre roues motrices, l'invention permet une simplification de la construction mécanique placée entre la biellette de direction des roues avant et le dispositif de changement de vitesse des roues avant, si bien que le cot de fabrication de l'ensemble de l'appareil est réduit. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale générale d'un tracteur agricole constituant un exemple de véhicule de travaux à quatre roues motrices selon l'invention; la figure 2 est une élévation latérale, en coupe verticale, d'un dispositif de changement de vitesse des roues avant; la figure 3 est une élévation arrière représentant des éléments voisins d'une came, en mode d'entraînement accéléré à quatre roues motrices, lorsque les roues avant du véhicule sont entraînées à une vitesse supérieure à celle des roues arrière, à la suite de l'orientation des roues avant au-delà d'un angle prédéterminé; la figure 4 est une vue en plan représentant les éléments voisins de la came et un organe à fourche de chan- gement, dans le mode d'entraînement accéléré à quatre roues motrices; la figure 5 est une élévation latérale représentant les éléments voisins de la came et de l'organe à fourche de changement en mode d'entraînement accéléré à quatre roues motrices; la figure 6 est une vue en plan représentant les éléments voisins de la came en mode d'entraînement normal à quatre roues motrices, lorsque les roues avant et les roues arrière sont entraînées constamment pratiquement à la même vitesse, quelle que soit l'orientation des roues avant; la figure 7 est une vue en plan représentant les éléments voisins de la came dans le mode d'entraînement à deux roues motrices, lorsque seules les roues arrière sont entraînées; la figure 8 est une élévation latérale représentant les éléments voisins de la came et l'organe à fourche de changement en mode d'entraînement à deux roues motrices; la figure 9 est une élévation représentant les élé- ments voisins d'une partie de manoeuvre d'un levier de manoeuvre; la figure 10 est une élévation latérale représentant des éléments voisins du siège d'un conducteur; et la figure 11 est une élévation en coupe partielle représentant la connexion réalisée entre un arbre de com- mande de commutation et un mécanisme de direction dans un autre mode de réalisation de l'invention. Comme l'indique la figure 1, un tracteur agricole, constituant un exemple de véhicule de travaux à quatre roues motrices selon l'invention, comporte une carrosserie supportée par deux roues avant 1 et deux roues arrière 2, et supportant un moteur 3 placé dans sa partie avant ainsi qu'un embrayage 4 et un carter 5 de transmission, placés dans sa partie arrière. L'énergie du moteur 3 est transmise par l'embrayage 4 à un dispositif principal de changement de vitesse et à un dispositif auxiliaire de changement de vitesse tous deux logés dans le carter 4 afin qu'une opéra- tion de changement de vitesse des roues arrière 2 soit réalisée par leur intermédiaire. En outre, de l'énergie prélevée par l'intermédiaire du dispositif auxiliaire de changement de vitesse est transmise par un arbre 6 d'en- traînement des roues avant à un dispositif 7 de changement de vitesse des roues avant monté dans la région antérieure de la carrosserie afin qu'une opération de changement de vitesse soit réalisée avant transmission aux roues avant 1. On considère maintenant plus précisément la cons- truction du dispositif 7 de changement de vitesse des roues avant, en référence a la figure 2. Comme représenté, un arbre 8 de sortie destiné aux roues avant 1 porte un pignon 9 d'entrée de mode normal et un pignon 10 d'entrée de mode accéléré, les pignons 9 et 10 pouvant tourner l'un par rapport à l'autre. Ces pignons d'entrée 9 et 10 sont en prise respectivement avec un pignon 12 de sortie de mode normal et un pignon 13 de sortie de mode accéléré tous deux montés à demeure sur un arbre 11 de transmission qui reçoit l'énergie de l'arbre 6 de sortie des roues avant. En outre, un organe 14 de changement de vitesse est monté par l'in- termédiaire de cannelures sur l'arbre 8 de sortie afin qu'il puisse coulisser. Lors du fonctionnement, lorsque cet organe 14 est déplacé vers une position d'entraînement normal à quatre roues motrices afin qu'il coopère avec le pignon d'entrée 9 du mode normal, la puissance est transmi- se à la même vitesse aux roues avant et aux roues arrière 2. Inversement, si l'organe 14 de changement est déplacé vers une position d'entraînement accéléré à quatre roues motrices afin qu'il mette en prise un embrayage 15 à fric- tion placé entre le pignon 10 d'entrée en mode accéléré et l'arbre 8 de sortie, l'énergie est transmise aux roues avant 1 à une vitesse supérieure à oelle des roues arrière 2. En outre, si l'organe 14 de changement est mis en posi- tion à deux roues motrices, sans contact avec le pignon d'entrée 9 de mode normal et sans contact avec l'embrayage i5 à friction, l'arbre Il de transmission ne transmet pas d'énergie à l'arbre 8 de sortie. On considère maintenant la construction de l'organe 14 de changement de vitesse. Comme représenté sur les figu- res 3, 4 et 5, une fourche 17 de l'organe 14 de changement est montée par l'intermédiaire d'un ressort 19 sur un arbre 18 de manoeuvre qui peut coulisser axialement, la fourche 17 étant rappelée vers une position d'entraînement normal à quatre roues motrices dans laquelle l'organe 14 est en prise avec le pignon 9 d'entrée de mode normal grâce A un ressort supplémentaire 20 exerçant une force de rappel inférieure a celle qu'exerce le ressort 19. D'autre part, un arbre 21 de manoeuvre de commuta- tion est placé perpendiculairement à l'arbre 18 et une came 22 est montée sur lui par l'intermédiaire de cannelures afin qu'elle puisse coulisser. Cette came 22 repousse un bras 7 de manoeuvre supporté sous forme articulée autour d'un axe horizontal P1 de manière qu'elle déplace l'arbre 18 et la fourche 17 et provoque la mise en prise de l'embrayage 15 à friction en mode d'entraînement accéléré à quatre roues motrices. On décrit maintenant un mécanisme de liaison A rac- cordé à un levier 24 de commutation de mode et destiné A contrôler l'état de fonctionnement du dispositif 7 de chan- gement de vitesse des roues avant. Le mécanisme A de liai- son, comme représenté sur les figures 3, 4 et 5, comporte un mécanisme B à arbre de support et un mécanisme C à arbre double. Le mécanisme B comporte un arbre 23 de support et une partie 25 de bras d'arbre de support. L'arbre 23 est supporté afin qu'il puisse tourner et il a une première extrémité raccordée à un mécanisme 28 de liaison à un le- vier 24 de commutation de mode qui peut pivoter autour d'un axe horizontal P2 comme représenté sur la figure 3, et son autre extrémité est fixée A la partie 25 de bras de l'arbre de support. En outre, un arbre cylindrique 26 est monté sur cet arbre 23 de manière qu'il puisse tourner. Cet arbre cylindrique 26, avec un premier bras 26a et un second bras 26b, forme le mécanisme C à arbre cylindrique. Plus préci- sément, l'arbre cylindrique 26 porte à demeure le premier bras 26a et le second bras 26b, le premier bras 26a coopé- rant avec un moyeu de la came 22 alors que le second bras 26b coopère avec la partie 25 de bras de support pour une position de l'arbre 23 de support. Le levier 24 de commutation de mode est représenté sur les figures 3, 4 et 5 en position d'entraînement accé- léré des roues avant 4WD-II, alors que le mécanisme A de liaison est dans la première position de travail. Comme représenté en particulier sur la figure 4, la fourche 17 est commandée par la force de rappel du ressort 20 vers la position d'entraînement normal à quatre roues motrices dans laquelle le pignon d'entrée 9 de mode normal est en prise. D'autre part, la came 22 est déplacée par la force de rap- pel du ressort 27 qui l'éloigne d'un galet 16a du bras 16, vers la gauche sur la figure 4 (c'est-à-dire de la position de travail vers la position de repos). Ce mouvement est transmis au mécanisme C à arbre cylindrique, c'est-à-dire du premier bras 26a et de l'arbre cylindrique 26 au second bras 16b. Cependant, ce déplacement est empêché par contact du second bras 26b avec la partie 25 de bras de l'arbre de support 23. Ainsi, la came 22 est maintenue en position de fonctionnement afin qu'elle transmette son pivotement au galet 16a. L'arbre 21 de commande de commutation est raccordé à un mécanisme D de direction des roues avant 1 de manière que l'arbre 21 pivote en position de travail lors d'une opération de rotation des roues avant 1. Si les roues avant sont orientées au-delà d'un angle prédéterminé, la came 22 repousse le galet 16a du bras 16 et fait pivoter ce bras 16 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre sur la figure 5. Ce mouvement de pivotement du bras 16 provoque la mise de l'embrayage 15 à friction à l'état embrayé sous la commande de la fourche 17 et de l'organe 14, afin que le mode d'entraînement accéléré à quatre roues motrices, dans lequel les roues avant 1 sont entraînées plus vite que les roues arrière 2, soit obtenu. Si le levier 24 de commutation de mode pivote vers la position d'entraînement normal à quatre roues motrices 4WD-I, le mécanisme A de liaison est mis dans sa seconde position de travail. Dans cette seconde position et comme représenté sur les figures 3 et 6, l'arbre 23 de support pivote d'un angle prédéterminé (dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 6) et la came 22 est déplacée par la force de rappel du ressort 27, vers la gauche sur la figure 6, à distance du galet 16a du bras 16 de manoeuvre (c'est-a-dire vers la position de repos). D'autre part, le galet 16a du bras 16 garde sa position actuelle (position représentée sur la figure 5) sous l'action de la force de rappel du ressort 20. Dans cette position, même lorsque les roues avant 1 sont orientées, la came 22, comme elle est placée en position de travail, pivote sans aucun contact, si bien que le bras 16 ne pivote pas et l'organe 14 et la fourche 17 de changement sont constamment maintenus, par la force de rappel du ressort 20, dans la position d'entraîne- ment normal à quatre roues motrices dans laquelle le pignon 9 d'entrée est en prise. Si le levier 24 de changement de mode pivote vers la position à deux roues motrices 2WD, le mécanisme A de liai- son est mis dans une troisième position de travail. Dans cette position, l'arbre 23 de support pivote plus loin d'un angle prédéterminé (dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 7) et, comme indiqué sur les figures 3, 7 et 8, la partie 25 de bras de l'arbre de support 23 est mise au contact d'une extrémité inférieure 16b du bras 16 qui pivote ainsi autour de l'axe horizontal P1 (dans le sens contraire des aiguilles d'une montre sur la figure 8). Lors de ce déplacement, l'organe 14 de changement est écarté par la fourche 17 du pignon 9 d'entrée de mode normal vers la position à deux roues motrices dans laquelle il n'agit pas sur l'embrayage 15 a friction. Etant donné l'effet de pous- sée du bras 16 et la force de rappel du ressort 20 vers la position de coopération avec le pignon d'entrée 9 de mode normal, l'organe 14 est maintenu dans la position à deux roues motrices dans laquelle la transmission d'énergie aux roues avant 1 est interrompue. La figure 9 représente les éléments voisins des parties de travail du levier 24 de commutation de mode. En outre, comme représenté sur la figure 10, un siège 29 de conducteur est supporté afin qu'il puisse pivo- ter autour d'un axe horizontal P3 au-dessus du carter 5 de transmission, si bien que ce siège 29 peut aussi Jouer le rôle d'un couvercle qui peut être ouvert et fermé et qui coopère avec une ouverture 32 délimitée dans un panneau 30 de fond, la périphérie externe de l'ouverture 32 ayant une garniture 31 de caoutchouc assurant l'étanchéité. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 11, lorsque l'arbre 21 de manoeu- vre de commutation, dans l'appareil 7 de changement de vitesse des roues avant, est placé verticalement par rap- port à la carrosserie de manière qu'il soit raccordé co- axialement à un arbre 51 de pivotement d'une biellette 50 de direction des roues avant 1, la construction de la con- nexion assurée entre la biellette et l'appareil 7 de chan- gement de vitesse des roues avant peut être simplifiée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées de l'homme de l'art aux véhicules de travaux qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Véhicule de travaux à quatre roues motrices, comportant un appareil (7) de changement de vitesse d'en- traînement des roues avant, qui peut être commuté sélecti- vement par une opération de coulissement d'un organe (14) de changement de vitesse, afin qu'il donne un mode d'en- traînement normal à quatre roues motrices dans lequel les roues avant et les roues arrière sont entraînées pratique- ment à la même vitesse, un mode d'entraînement accéléré à quatre roues motrices dans lequel les roues avant sont entraînées à une vitesse supérieure à celle des roues ar- rière, lorsque les roues avant sont orientées au-delà d'un angle prédéterminé de direction, et un mode d'entraînement à deux roues motrices dans lequel seules les roues arrière sont entraînées, la transmission d'énergie aux roues avant étant interrompue, caractérisé en ce que l'appareil (7) de changement de vitesse des roues avant comporte: un organe (17) à fourche de changement raccordé à l'organe (14) de changement et constamment rappelé vers une position d'entraînement normal à quatre roues motrices, l'organe (17) à fourche de changement pouvant être déplacé linéairement de la position d'entraînement à quatre roues motrices à une position d'entraînement à deux roues motri- ces ou à une position d'entraînement accéléré à quatre roues motrices, une came (22) raccordée à un volant et ayant une face de travail formée dans la direction de coulissement de l'organe (17) à fourche de changement, la came (22) pouvant être mise dans une position de travail dans laquelle elle repousse sélectivement l'organe (17) à fourche de change- ment de la position d'entraînement normal à quatre roues motrices à la position d'entraînement accéléré à quatre roues motrices, et dans une position de repos dans laquelle elle n'est pas raccordée à l'organe (17) à fourche de chan- gement, et un mécanisme de liaison (A) qui peut être commuté -à une première position de travail dans laquelle la came (22) est mise en position de travail, à une seconde position de travail dans laquelle la came (22) est mise en position de repos, et à une troisième position de travail dans laquelle la came (22) est mise en position de repos et l'organe (17) à fourche de changement est mis dans la position d'entraî- nement à deux roues motrices. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison (A) peut être commuté par pivotement d'un levier (24) de commutation de mode, autour d'un axe horizontal (P2). 3. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la came (22) repousse l'organe (17) à fourche de changement par l'intermédiaire d'un bras de manoeuvre (16). 4. Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison (A) comporte: un mécanisme (B) ayant un arbre de support (23) qui peut pivoter sous la commande du levier (24) de commutation de mode, et une partie de bras (25) d'arbre de support fixée à l'arbre de support (23), et un mécanisme (C) à arbre cylindrique comprenant un arbre cylindrique (26) monté sur l'arbre de support (23) de manière qu'il puisse pivoter et ayant un premier bras (26a) de commutation de la position de la came (22) et un second bras (26b) destiné à être au contact de ladite partie (25) de bras de support afin qu'il positionne le premier bras (26a), le mécanisme de liaison (A), à la suite de la ma- noeuvre du levier (24) de commutation de mode, provoquant la commutation de la came (22) entre la position de travail et la position de repos par l'intermédiaire de la partie (25) de bras d'arbre de support et du mécanisme (C) à arbre cylindrique, et positionnant l'organe (17) à fourche de changement dans la position d'entraînement à deux roues motrices par l'intermédiaire du bras de manoeuvre (16). 5. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came (22) est montée sur l'arbre (21) de manoeu- vre de commutation par l'intermédiaire de cannelures afin qu'elle puisse coulisser, l'arbre (21) de manoeuvre de commutation étant raccordé coaxialement à un arbre de pivo- tement d'une biellette de direction des roues avant.