Brevet FR2624449A1 — publié le 19890616

"Jispositif de commande de vitesses pour un véhicule utilitaire, notamment pour un tracteur agricole". La présente invention concerne un dispositif de commande de vitesses pour un véhicule utilitaire ou un tracteur, équipé d'une transmission hydrostatique pour l'entraînement du véhicule. Il existe de nombreux types de véhicules utilitaires équipés d'une transmission hydrostatique; dans cette transmission un axe de commande modifie l'angle de la plaque basculante de la transmission hy- drostatique; cet axe est relié mécaniquement, de ma- nière directe, avec pédale de changement de vitesses par une tige ou un moyen analogue. La plaque basculan- te de la transmission hydrostatique est soumise aux forces de réaction du fluide hydraulique fourni par la pompe et cette force tend à rappeler la transmission hydrostatique en position neutre. Il faut alors actionner la pédale de change- ment de vitesses contre cette force, ce qui exige une action relativement forte sur cette pédale. On a également proposé un véhicule utilitai- re dans lequel on détecte par un moyen électrique la position de commande de la pédale de changement de vitesses en utilisant un potentiomètre ou un moyen analogue et on règle l'angle de la plaque basculante de la transmission hydraulique à l'aide d'un moteur en fonction de la position de commande ainsi détectée. Un véhicule utilitaire tel qu'un tracteur agricole prévu pour rouler sur des routes sans revête- ment, dans un champ mou ou dans d'autres conditions défavorables. La boue, la terre, de l'eau ou autres tendent à s'accrocher sous le tracteur. Dans ces con- ditions, la liaison électrique ci-dessus ne peut être très fiable et très sûre et risque de mal fonctionner. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et se propose de créer un dispositif de commande de vitesses fiable et sûr, permettant de commander facilement la plaque basculante de la transmission hydrostatique. A cet effet, l'invention concerne un dispo- sitif de commande de vitesses pour un véhicule utili- taire caractérisé en ce qu'il comprend: - une transmission hydrostatique pour en- traîner le véhicule; - un moyen de commande manuel pour commander manuellement la transmission hydrostatique; - un vérin hydraulique composé d'un cylindre coopérant avec un axe de commande pour modifier l'an- gle de la plaque basculante de la transmission hydros- tatique et une tige de piston fixée au carter de la transmission hydrostatique et, - une soupape de commande fixée au cylindre et comportant un tiroir relié fonctionnellement au moyen de commande manuel le cylindre pouvant être dé- placé pour suivre le déplacement du tiroir. Dans le montage ci-dessus lorsque le moyen de commande manuel déplace le tiroir de la soupape de commande, le vérin hydraulique reçoit et refoule le fluide hydraulique et le cylindre suit le sens de dé- placement du tiroir. L'axe de commande permet ainsi de régler l'angle de la plaque basculante de la transmis- sion hydraulique en fonctionnant ainsi à la manière d'un servomécanisme. La soupape de commande est fixée au vérin hydraulique pour former un ensemble. Le vérin hydrau- lique et la soupape de commande sont montés de façon à pouvoir se détacher facilement de la transmission hy- drostatique en enlevant le cylindre de l'axe de com- mande de la plaque basculante et en séparant la tige de piston du carter contenant la transmission hydros- tatique, en séparant le tiroir de la soupape de com- mande du mécanisme de commande manuelle et en enlevant les conduites de la soupape de commande. Une tringle- rie reliant le moyen de commande manuelle à la sou- pape de commande et au vérin hydraulique peut être re- liée facilement à l'axe de commande ou bras de comman- de de la plaque basculante. La liaison hydraulique reliée au moyen de commande manuelle tel qu'une pédale et un axe de la transmission hydrostatique donne une plus grande fia- bilité et sécurité pour que la liaison électrique de l'art antérieur. De plus, le-vérin hydraulique et la soupape de commande constituent un ensemble qui se dé- monte et se monte facilement, ce qui simplifie les opérations et les remplacements. Il est possible de relier la tringlerie par- tant du moyen de commande manuelle qui peut être considéré lui-même comme correspondant à une structure connue, au cylindre ou à l'axe de commande de la pla- que basculante (ou à son bras de commande). Cette ca- ractéristique facilite le changement de type de moyen de commande manuelle et d'axe de commande de la trans- mission hydrostatique qui sont directement reliés au type d'équipement du vérin hydraulique. Lorsque le dispositif de commande de vites- ses comporte un mécanisme hydraulique pour modifier l'angle de la plaque basculante de la transmission hy- drostatique, il faut une pompe pour fournir le fluide hydraulique sous pression au mécanisme hydraulique. Une pompe particulière pour le mécanisme hydraulique augmenterait le coût de la fabrication. La présente invention concerne un moyen hy- draulique pour modifier l'angle de basculement de la plaque de la transmission hydrostatique, sans augmen- ter de manière importante le coût de la fabrication ou la perte de puissance. A cet effet l'invention peut se réaliser de manière que la soupape de commande comporte un orifice d'entrée de fluide hydraulique relié à une position intermédiaire de la conduite d'alimentation en fluide hydraulique reliant la pompe d'alimentation à la transmission hydrostatique. On diminue la quantité de fluide hydraulique dans la transmission hydrostatique, on a une pompe d'alimentation particulière pour remplir la transmis- sion hydrostatique avec du fluide sous pression lors- que cela est nécessaire. Le fluide sous pression ne fuit pas rapidement ou fréquemment de la transmission hydrostatique et une partie importante du fluide sous pression fournit par la pompe d'alimentation en rota- tion constante est renvoyée à un réservoir par une soupape d'évacuation. Le fluide hydraulique renvoyé par la pompe d'alimentation vers le réservoir peut être fourni au mécanisme hydraulique comme dans la présente inven- tion. Cela n'entraîne aucune difficulté pour le rem- plissage de fluide de la transmission hydrostatique et supprime toute pompe additionnelle qui serait spécia- lement réservée au moyen hydraulique. La présente invention permet ainsi d'utili- ser efficacement la pompe d'alimentation associée de manière connue à la transmission hydrostatique. Cette caractéristique permet au moyen hydraulique de modi- fier l'angle de la plaque basculante, sans avoir de pompe particulière, en agissant sur la source de pres- sion hydraulique et en évitant toute augmentation de coût, ou perte de puissance. D'autres améliorations de l'invention sont caractérisées en ce que: - la soupape de commande comporte un orifice d'entrée de fluide hydraulique relié en position in- termédiaire à une conduite d'alimentation fluide hy- draulique venant d'une pompe d'alimentation pour la transmission hydrostatique. - le tiroir est parallèle au vérin hydrauli- que. - le vérin hydraulique et la soupape de com- mande font corps l'un avec l'autre. - l'axe de commande et le cylindre sont re- liés fonctionnellement par deux paires de parties en saillie réalisées sur la paroi latérale extérieure du cylindre et un bras de commande en forme de fourche partant de l'axe de commande et dont les extrémités éloignées se placent l'une et l'autre entre les par- ties en saillie. - l'axe de commande et le cylindre sont re- liés fonctionnellement par une paire de broches en saillie de la paroi intérieure et de la paroi exté- rieure respectives du cylindre, un bras de commande à fourche partant de l'axe de commande et coopérant avec les broches, une paire de plaques de liaison reliant les broches et le bras de commande. - la tige de piston est en saillie des ex- trémités opposées du cylindre, ces extrémités opposées de la tige de piston étant fixées au carter de la transmission hydrostatique. - la tige de piston s'étend seulement vers l'arrière par rapport au cylindre et l'extrémité de la tige de piston est fixée'au carter de la transmission hydrostatique. - le moyen de commande manuelle se compose d'une pédale qui pivote sélectivement vers l'avant et vers l'arrière. - le moyen de commande se compose de plu- sieurs pédales juxtaposées et fonctionnant indépendam- ment l'une de l'autre. - la transmission hydrostatique est logée dans un carter intermédiaire placé entre le carter avant de la transmission correspondant à la.boîte de vitesses des roues avant et le carter arrière de la transmission contenant un changement de vitesses auxi- liaire et un différentiel, la transmission hydrostati- que étant entraînée par un moteur placé à l'avant du châssis du véhicule et transmettant la puissance vers la boîte de vitesses auxiliaire pour entraîner les roues avant et les roues arrière. La présente invention sera décrite de maniè- re plus détaillée à l'aide des dessins annexés qui montrent un dispositif de commande de vitesses pour un véhicule utilitaire selon l'invention, dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté d'un trac- teur agricole; - la figure 2 est une en coupe d'un vérin hydraulique et d'une soupape de. commande, occupant la position neutre; - la figure 3 est une vue en coupe du vérin hydraulique et de la soupape de commande, la pédale de changement de vitesses étant enfoncée vers l'avant - la figure 4 est une vue arrière en coupe verticale d'une partie d'une transmission hydrostati- que comportant une plaque basculante; - la figure 5 est une vue d'un circuit hy- draulique et la transmission hydrostatique: - la figure 6 est une vue de côté d'une va- riante de vérin hydraulique relié à un bras de comman- de; - la figure 7 est une vue de face en coupe verticale d'une variante de vérin hydraulique relié au bras de commande; - la figure 8 est une vue en perspective éclatée du bras de commande et de la plaque de monta- ge, et - la figure 9 est une vue de côté d'une va- riante de dispositif de commande manuelle. Description de différents modes de réalisation préfé- rentiels: - Un système de commande de vitesses pour un tracteur agricole selon la présente invention sera dé- crit ci-après à l'aide des annexes. La figure 1 montre un tracteur agricole à quatre roues motrices comportant des roues avant 1, des roues arrière 2, un moteur 3 à l'avant du châssis du tracteur, un poste de conducteur 4 au milieu du châssis et une transmission 5 en position arrière. Selon les figures 1 et 2, la transmission 5 se compose d'un carter avant 5a pour la boite de vi- tesses des roues avant (non représentée), un carter intermédiaire 5b pour la transmission hydrostatique 6 et un carter arrière 5c pour la boîte de vitesses auxiliaire (non représentée), et un différentiel (éga- lement non représenté). Ces trois carters 5a, 5b, 5c sont reliés pour former la transmission à la boîte de transmission 5. La puissance fournie par le moteur 1 est transmise par un premier arbre de transmission 7 à la transmission hydrostatique 6 logé dans le carter in- termédiaire 5b. La transmission hydrostatique 6 trans- met la puissance par un changement de vitesses auxi- liaire aux roues arrière 2. Le changement de vitesses auxiliaire a une dérivation sur le changement de vi- tesses des roues avant du carter avant 5a et est ap- pliqué aux roues avant i par l'intermédiaire d'un se- cond arbre de transmission 13. Selon les figures 2 et 4, on décrira ci- après un système de commande de la transmission hy- drostatique 6. La transmission hydrostatique 6 possède une plaque basculante 8 reliée à un axe de commande 9 non latéralement en saillie. L'axe de commande 9 porte un bras de commande à fourche 10 formé par une plaque pliée. Le bras de commande 10 est relié à un vérin hy- draulique 11. Le vérin hydraulique 11 comporte un cy- lindre 12 et une tige de piston 14; le cylindre 12 délimite une première chambre à fluide hydraulique 12a et une seconde chambre à fluide hydraulique 12b. La tige de piston 14 est reliée aux extrémités opposées des parois latérales du carter avant 5a et du carter intermédiaire 5b par des vis 24. Le cylindre 12 pré- sente deux parties en saillie 12c sur chacune de ses parois latérales intérieure et extérieure; les extré- mités éloignées du bras de commande 10 viennent res- pectivement entre les parties en saillie 12c. Une soupape de commande 15 à tiroir est ré- alisée sous le cylindre 12 et fait corps avec celui- ci, le tiroir 16 étant parallèle à la tige de piston 14. Le tiroir 16 est relié mécaniquement et fonction- nellement par une tringlerie 18 à une pédale de chan- gement de vitesses fonctionnant comme dispositif de commande manuelle 17. Les actions de la pédale de changement de 2624449- vitesses 17, de la soupape de commande 15 et du vérin hydraulique 11 seront décrites ci-après. Comme repré- senté à la figure 2, la soupape de commande 15 reçoit du fluide sous pression (huile sous pression) par la sortie 20 de la pompe; ce fluide hydraulique sous pression est fourni par une pompe d'alimentation 19 remplissant la transmission hydrostatique 6 avec du fluide sous pression. Comme représenté à la figure 5, le circuit hydraulique présente à cet effet une structure de bou- cle fermée comprenant une pompe hydraulique 57 et un moteur hydraulique 58 entraînés par le moteur 3 et re- liés l'un à l'autre par une paire de conduites de fluide 59a et 59b. Une conduite d'alimentation en fluide 50 est prévue entre les deux conduites de flui- de 59a et 59b. Entre la conduite d'alimentation en fluide 50 et la pompe d'alimentation 19, on a une con- duite de fluide 52 munie d'un filtre 51, la pompe étant alimentée en permanence par le moteur 3. Une conduite d'huile 25 est branchée sur la conduite d'huile 52 dans une position en aval du filtre 51 et arrive jusqu'à l'orifice de pompe 25 de la soupape de commande 15. La soupape de commande 15 est munie d'un orifice d'évacuation 23 relié à la conduite de fluide 26, elle-même reliée à une conduite de fluide 53 ve- nant de la pompe d'alimentation 19. La figure 2 montre le vérin hydraulique 11 et la soupape de commande 15 en position neutre. Lorsqu'on enfonce vers l'avant la pédale de changement de vitesses 17, la pédale 17 tire le.tiroir 18 de la soupape de commande 15 vers l'avant par la tringlerie 18 comme cela est représenté à la figure 3. Dans cette position, l'orifice 20 de la pompe communique avec un premier orifice 21 si bien que le fluide sous pression est fourni à la première chambre de fluide 12a du cy- lindre 12. En même temps le fluide sous pression sort de la seconde chambre de fluide 12b à travers un se- cond orifice 22 et l'orifice d'évacuation 23. Le cy- lindre 12 et la soupape de commande 15 se déplace ain- si vers la droite selon la figure 3, ce qui se traduit par le déplacement de l'axe de commande 9 et de la plaque pivotante 18 vers une position correspondant à l'accélération en marche avant. Inversement, si l'on enfonce la pédale de changement de vitesses 17 vers l'arrière, le tiroir 18 de la soupape de commande 15 s'enfonce, si bien que l'orifice 20 de la pompe vient communiquer avec le se- cond orifice 22. Du fluide sous pression est alors fourni à la seconde chambre de fluide 12b du cylindre 12 et le fluide sous pression est évacué de la premiè- re chambre 12a par l'intermédiaire du premier orifice 21, les passages de fluide 16a réalisés dans le tiroir 16 et par l'orifice d'évacuation 23. Le cylindre 12 et la soupape de commande 15 se déplacent ainsi vers la gauche selon la figure 2, si bien que l'axe de comman- de 9 et la plaque basculante 8 viennent dans une posi- tion correspondant à l'accélération en marche arrière. Selon la réalisation décrite ci-dessus, le vérin hydraulique 11 et la soupape de commande 15 sont reliés de manière détachable par des vis 24 reliant la tige de piston 14 du vérin hydraulique 11, au carter avant 5a et au carter intermédiaire 5b, en démontant le tiroir 16 de la soupape de commande 15 par rapport à la tringlerie 18 et en démontant les tuyaux 25 et 26 de l'orifice de pompe 20 et de l'orifice d'évacuation 23 de la soupape de commande 15. Les figures 6 à 8 montrent un autre mode de réalisation de l'invention; ce mode de réalisation comporte une tige de piston 14 fixée dans une certaine position sur le carter de transmission 5 et l'axe de 26244.49 commande de transmission 9 et le cylindre 12 sont re- liés d'une manière différente du mode de réalisation décrit ci-dessus. Le mode de réalisation des figures 6 à 8 comporte un bras de commande 10 relié à un vérin hy- draulique 11 comme dans le mode de réalisation précé- dent. Le vérin hydraulique 11 comporte une tige de piston 14 dirigée seulement vers l'arrière du cylindre 12 et l'extrémité de la tige de piston 14 est reliée à la paroi latérale du carter de transmission 5 par une vis 24. La liaison entre le bras de commande 10 et le vérin hydraulique 11 se compose de broches droite et gauche 12d en saillie du cylindre 12 et des cavités lOa réalisées à l'extrémité inférieure du bras de com- mande 10. Chaque broche 12b se loge dans la cavité correspondante l0a en passant par dessous. Cette liai- son comprend en outre des plaques de liaison recour- bées 27; chaque plaque comporte un perçage 27a et des - ergots de réglage de position 27b sur la paroi inté- rieure. Chaque plaque de liaison 27 est placée contre le bras de commande 10, la broche 12 étant logée dans le perçage 27a et les ergots 27b mis en place dans les trous de positionnement 12b du bras de commande 10. Puis on bloque la plaque de liaison 27 à l'aide d'une vis 28. Les ergots de réglage de positon 27b se réali- sent en poinçonnant la plaque de liaison 27 à un des endroits appropriés, à l'extérieur pour que les par- ties intérieures viennent en saillie. La construction de ce mode de réalisation assure une liaison de grande sécurité entre le bras de commande 10 et le cylindre 12. La figure 9 montre une variante de dispositif de commande manuelle 17 formé de deux pédales disposées côte à côte et se commandant indépendamment l'une de l'autre par opposition à la pédale de changement de vitesse 17 des figures 2 et 3 qui s'enfoncent sélectivement vers l'avant et vers l'arrière. Comme indiqué, le dispositif de commande ma- nuelle 17 se compose d'une pédale avant 17F et d'une pédale arrière 17R portées de manière à pivoter indé- pendamment l'une de l'autre sur un axe transversal P1 dans la partie inférieure du poste de conducteur 4. Un bras de commande 38 en forme de T est monté pivotant sur un autre axe transversal P2 en-dessous de l'axe Pi. Les deux pédales 17F et 17R sont reliées au bras de commande 38 par des tiges de liaison 34F et 34R respectives. Le bras de commande 38 est relié au ti- roir 16 de la soupape de commande 15 par une tige de liaison 18 et ce bras est poussé en position neutre par un ressort hélicoïdal 35. Le dispositif de comman- de manuel 17 peut également être réalisé de cette ma- nière. REVENDICATIONS 1l) Dispositif de commande de vitesses pour un véhicule utilitaire caractérisé en ce qu'il com- prend: - une transmission hydrostatique (6) pour entraîner le véhicule; - un moyen de commande manuel (17) pour com- mander manuellement la transmission hydrostatique (6); - un vérin hydraulique (11) composé d'un cy- lindre 12 coopérant avec un axe de commande (9) pour modifier l'angle de la plaque basculante de la trans- mission hydrostatique (6) et une tige de piston (14) fixée au carter (5) de la transmission hydrostatique (6) et, - une soupape de commande (15) fixée aui cy- lindre (12) et comportant un tiroir (16) relié fonc- tionnellement au moyen de commande manuel (17), le cylindre (12) pouvant être déplacé pour suivre le déplacement du tiroir (16). 2') Dispositif de commande de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de commande (15) comporte un orifice d'entrée de flui- de hydraulique (20) relié en position intermédiaire à une conduite d'alimentation fluide hydraulique (50) venant d'une pompe d'alimentation (19) pour la trans- mission hydrostatique (6). 3') Dispositif de commande de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir (15) est parallèle au vérin hydraulique (11). 4') Dispositif de commande de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin hy- draulique (11) et la soupape de commande (15) font corps l'un avec l'autre. ') Dispositif de commande de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de commande (9) et le cylindre (12) sont reliés fonction- nellement par deux paires de parties en saillie (12c) réalisées sur la paroi latérale extérieure du cylindre (12) et un bras de commande en forme de fourche (10) partant de l'axe de commande (9) et dont les extrémi- tés éloignées se placent l'une et l'autre entre les parties en saillie (12c). 6') Dispositif de commande de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de commande (9) et le cylindre (12) sont reliés fonction- nellement par une paire de broches (12d) en saillie de la paroi intérieure et de la paroi extérieure respec- tives du cylindre (12), un bras de commande à fourche (10) partant de l'axe de commande (9) et coopérant avec les broches (12d), une paire de plaques de liai- son (27) reliant les broches (12d) et le bras de com- mande (10). 7) Dispositif de commande de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de piston (14) est en saillie des extrémités opposées du cylindre (12), ces extrémités opposées de la tige de piston (14) étant fixées au carter (5) de la transmis- sion hydrostatique (6). 8') Dispositif de commande de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de piston (14) s'étend seulement vers l'arrière par rap- port au cylindre (12) et l'extrémité de la tige de piston (14) est fixée au carter (5) de la transmission hydrostatique (6). 9') Dispositif de commande de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande manuelle (17) se compose d'une pédale qui pi- vote sélectivement vers l'avant et vers l'arrière. ') Dispositif de commande de vitesses se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande (17) se compose de plusieurs pédales jux- taposées et fonctionnant indépendamment l'une de l'au- tre. 11*) Dispositif de commande de vitesses se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission hydrostatique (6) est logée dans un car- ter intermédiaire (5b) placé entre le carter avant (5a) de la transmission correspondant à la boîte de vitesses des roues avant et le carter arrière (5c) de la transmission contenant un changement de vitesses auxiliaire et un différentiel, la transmission hydros- tatique (6) étant entraînée par un moteur (3) placé à l'avant du châssis du véhicule et transmettant la puissance vers la boîte de vitesses auxiliaire pour entraîner les roues avant (1) et les roues arrière (2)