Brevet FR2654793A3 — publié le 19910524

FR 2654793 A3 19910524 FR 9014642 A 19901123 Dispositif de commande d'une boîte de changement de vitesses d'un véhicule tel qu'en particulier un tracteur agricole " La présente invention concerne un dispositif de commande d'une boîte de changement de vitesses d'un véhicule tel qu'en particulier un tracteur agricole. Comme cela est bien connu, on utilise fréquemment pour amener en prise les engrenages de tracteurs agricoles, des organes de manoeuvre à trois positions (hydrauliques ou pneumatiques) commandés par un fluide. Ces organes de manoeuvre comprennent deux pistons pouvant glisser de manière étanche à l'intérieur d'un cylindre dans lequel ils définissent essentiellement deux chambres isolées l'une de l'autre L'un de ces pistons est normalement muni d'une bielle active fixée à l'élément mécanique à commander, et l'autre piston est destiné à effectuer un mouvement de translation à l'intérieur du cylindre et à coopérer avec le premier piston pour faire varier essentiellement sa position de fin de course Les trois positions sont ainsi obtenues en utilisant ces chambres sélectivement ou en combinaison. Des dispositifs munis d'organes de manoeuvre tels que ceux décrits cidessus, présentent un très grand nombre d 'inconvénients. En particulier, ces dispositifs ne donnent pas une sensation exacte du mouvement de l'élément commande, de sorte qu'on ne peut savoir immédiatement si l'opération de changement de vitesses a effectivement eu lieu. Le but de la présente invention est de créer un dispositif de commande d'une boîte de changement de vitesses d'un véhicule tel qu'en particulier un tracteur agricole, qui ne présente pas les inconvénients indiqués cidessus liés aux organes de manoeuvre de type connu décrits ci-dessus. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif de commande d'une boîte de changement de vitesses d'un véhicule tel qu'en particulier un tracteur agricole, du type comprenant un levier manuel pouvant être déplacé par l'opérateur entre au moins deux positions de travail et une position neutre pour obtenir, dans les positions de travail, l'enclenchement en prise des engrenages d'une plage de la boîte de changement de vitesses et, dans la position neutre, le débrayage de ces engrenages, un élément de transmission de mouvement associé aux deux positions de travail du levier et permettant d'obtenir la traction et la compression de celui-ci, et un organe de manoeuvre hydraulique qu'on peut faire fonctionner pour sélectionner, parmi trois positions déterminées, c'est-à-dire deux positions de fonctionnement et une position neutre, la position de moyens destinés à enclencher les engrenages en prise, dispositif caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre est du type suiveur à double action et comprend: un corps à l'intérieur duquel est formée une cavité cylindrique; un piston pouvant glisser axialement à l'intérieur de la cavité entre trois positions c' est-à-dire deux positions extrêmes de fonctionnement et une position neutre centrale; deux chambres définies à l'intérieur de la cavité par les extrémités axiales du piston; une première tige partant du piston et destinée à actionner les moyens d'enclenchement en prise; un arbre relié mécaniquement à l'élément de transmission de mouvement pour suivre la translation de celui-ci; un trou axial percé dans le piston et le long duquel l'arbre doit effectuer un mouvement de translation; une partie de cet arbre étant réalisée sous la formne d'un distributeur hydraulique de façon que dans la position neutre du levier celui-ci prenne, à l'intérieur du trou, une position correspondant à la position neutre, et les chambres étant reliées à une ouverture de décharge farinée dans le corps de manière à déterminer la position neutre du piston, ce qui permet ainsi de faire correspondre à chaque position de fonctionnement prise par le levier une translation vers une position de fonctionnement de la partie de manière à placer l'une des chainbres en communication avec l'ouverture de décharge et l'autre chambre en communication avec une ouverture d'entrée d'un fluide sous pression, ce qui permet ainsi de produire une farce provoquant la translation du piston dans la même direction et sur la même course que la partie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend des moyens élastiques pour s'opposer à la translation de l'arbre de sa position neutre vers ses positions de fonctionnement, ces moyens élastiques ramenant automatiquement, en cours d'utilisation, l'arbre en position neutre lorsque l'opérateur relâche le levier. Pour mieux faire comprendre la présente invention, une forme préférée de réalisation de celle- ci sera maintenant décrite, simplement à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan partielle d'un dispositif réalisé selon le principe de la présente invention; la figure 2 est une vue de côté, partiellement en coupe, du dispositif à la figure 1; les figures 3 a et 3 b sont des vues destinées à illustrer les possibilités de positionnement d'un levier manuel de manoeuvre du dispositif à la figure 1 et la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un organe de manoeuvre hydraulique du dispositif à la figure 1. Comme illustré aux figures 1 et 2, la référence 1 désigne d'une façon générale un dispositif de commande d'une boîte de changement de vitesses d'un tracteur agricole Dans la forme de réalisation illustrée ici, le dispositif 1 commande l'étage de sélection de plages de la boîte de changement de vitesses, et en particulier les plages basse, moyenne et haute Une quatrième commande est également associée, dans ce cas, à la commande des trois plages indiquées ci-dessus, pour effectuer la sélection entre la commande de marche arrière et la commande de parking si la boîte de changement de vitesses est du type connu des spécialistes de la question sous le nom de boîte de changement de vitesses "à changement de puissance". Le dispositif 1 comprend: un levier manuel 2 pouvant être déplacé par l'opérateur entre quatre positions de travail et une position neutre pour obtenir, dans les positions de travail, l'enclenchement en prise d'une plage parmi les trois plages disponibles possibles, ou l'enclenchement de prise de l'engrenage de marche arrière ou de la commande de parking; un élément de transmission de mouvement flexible correspondant 3 associé aux deux positions de travail du levier 2; et un organe de manoeuvre hydraulique 4 de chaque élément de transmission de mouvement 3, destiné à sélectionner, parmi trois positions prédéterminées c'est-à-dire deux positions de fonctionnement et une position neutre, la position d'un levier 5 agissant à son tour sur des moyens d'enclenchement en prise de type classique non représentés. Les tiges de traction flexibles 3 sont de type connu, comme par exemple les tiges fabriquées par la firme "FLEXBALL ITALIANA Sp A", et comprennent essentiellement une bande centrale mobile qui transmet le mouvement et porte les fixations nécessaires à ses extrémités, deux profils demi-ronds, un certain nombre de billes placées entre les deux profils et la bande centrale, deux bandes d'écartement de billes et un tube flexible à l'intérieur duquel sont montés les éléments ci-dessus. En se référant aux figures 1, 3 a et 3 b, on indiquera maintenant les grandes lignes de la manière de faire fonctionner le levier 2 en ce sens qu'à la fois cette manière de faire fonctionner le levier 2, et la construction de l'élément dont ce levier fait partie, sont bien connues et se trouvent dans le tracteur constitué par le tracteur selon le demandeur. Le levier 2 est monté dans un élément 6 comportant un boîtier 7 dans la paroi supérieure 8 duquel est formée une piste ou ouverture 11 le long de laquelle on peut positionner le levier 2 Cette ouverture comporte une partie centrale lia correspondant à la position neutre du levier 2, deux parties llb et lic formées sur la gauche de la partie centrale lia, comme on peut le voit à la figure 3 b, la partie llb concernant la position d'enclenchement en prise de l'engrenage de marche arrière ou de la commande de parking, et la partie lic concernant la position d'enclenchement en prise d'une plage telle que la plage haute, de deux parties lld et lie formées sur la droite de la partie centrage lia et concernant l'enclenchement en prise des deux plages basse et moyenne. L'élément 6 comprend, à l'intérieur de celui-ci, des moyens qui, sur la base de la position prise par le levier 2, déterminent le déplacement dans un sens ou dans l'autre de l'élément de transfert de mouvement 3 pour produire ainsi les enclenchements en prise décrits ci-dessus. En se référant à la figure 4, chaque organe de manoeuvre 4 comprend un corps fixe 21 à l'intérieur duquel est formée une cavité cylindrique 22 définie entre une paroi de base 23 percée d'un trou central 24 et une plaque de fermeture 25 également percée d'un trou central 26 L'organe de manoeuvre 4 comprend un premier piston 27 logé à l'intérieur de la cavité 22 et pouvant effectuer un mouvement de translation entre trois positions prédéterminées suivant l'axe longitudinal de cette cavité Le diamètre extérieur du piston 27 est essentiellement égal au diamètre de la cavité 22 et par conséquence supérieur aux diamètres des trous 24 et 26 Des tiges respectives 28 et 31 partent coaxialement des extrémités axiales du piston 27, la tige 28 sortant du corps 21 par le trou 26 et la tige 31 sortant du corps 21 par le trou 24 Sur la tige 31 est montée une extrémité 32 d'un levier 5 dont la seconde extrémité est couplée à des moyens d'enclenchement et de synchronisation A l'intérieur de la cavité 22 sont formées deux chambres annulaires étanches 33 et 34 dont la chambre 33 est formée entre une première extrémité axiale du piston 27 et la paroi 23, et dont la chambre 34 est formée entre la seconde extrémité axiale du piston 27 et la plaque 25. Sur la surface latérale extérieure du piston 27 sont formées deux cavités espacées axialement qui définissent, avec la surface cylindrique de la cavité 22, deux chambres annulaires étanches 35 et 36 dont la chambre 35 vient contre la chambre 33 et dont la chambre 36 vient contre la chambre 34 Un trou axial 37 est percé dans toute la longueur de la tige 28 et du piston 27 ainsi que dans une partie de la tige 31 voisine du piston 27, et un arbre cylindrique 38 peut glisser axialement dans ce trou 37, cet arbre 38 assurant la fonction de distributeur hydraulique Un trou borgne 41 est percé parallèlement au trou 37 dans le piston 27, ce trou borgne partant de l'extrémité axiale du piston 27 qui délimite la chambre 33 A cette extrémité axiale du piston 27, le trou 41 est fermé et scellé par un bouchon 42. Le long de la paroi du trou 37, les cavités forment quatre chambres annulaires 43, 44, 45 et 46 entre cette paroi et la surface latérale extérieure de l'arbre 38 La chambre 43 est mise en communication avec la chambre 33 par des trous radiaux 47 percés dans la tige 31 La chambre 44 est mise en communication avec le trou 41 par un trou radial 48 percé dans le piston 27 Le long de la chambre 44 est formée la chambre 45 qui communique avec la chambre 35 par un trou radial 51 percé dans le piston 27. Ensuite, après la chambre 45, est formée la chambre 45 qui communique d'un côté avec le trou 41 par un trou radial 52 percé dans le piston 27, et du côté opposé avec la chambre 36 par un autre trou radial 53 percé dans le piston 27. En se référant à la figure 4, des trous borgnes axiaux respectifs 54 et 55 sont percé, suivant l'axe longitudinal de l'arbre 38, en correspondance avec les deux extrémités axiales de celui-ci Le trou 54 est fermé et scellé par un bouchon, ce trou étant percé dans la partie de l'arbre 38 voisine de la tige 31 Le trou 54 est en communication avec la chambre 43 par plusieurs trous radiaux 56, et communique également, par d'autres trous radiaux 57, avec une chambre annulaire 58 définie par une cavité sur la surface latérale extérieure de l'arbre 38 La chambre 58 est située entre les chambres 44 et 45 et, lorsque l'organe de manoeuvre 4 illustré à la figure 4 est en position neutre, la chambre 58 est en communication avec la chambre 44. Le trou 55 comporte une partie filetée dans laquelle vient se visser une partie d'extrémité filetée d'un second arbre 61 sortant, comme le trou 37, à l'extérieur de la tige 28 o il est relié mécaniquement à l'élément de transmission de mouvement 3 Le trou 55 est en communication, par le trou radial 62, avec une chambre annulaire 63 définie, grâce à l'utilisation d'une cavité, sur la surface latérale extérieure de l'arbre 38 La chambre 63 est une communication avec la chambre 34 par le trou radial 64 formé dans la tige 28 Le trou 55 est en communication, par les trous radiaux 65, avec une chambre annulaire 66 définie par une cavité sur la surface latérale extérieure de la tige 38 La chambre 66 est située entre les chambres 45, 46 et, lorsque l'organe de manoeuvre 4 est dans la position neutre illustrée à la figure 4, la chambre 66 est en communication avec la chambre 46. Entre une collerette formée à l'extrémité axiale de l'arbre 61 et un épaulement formé à l'extrémité correspondante de l'élément de transmission de mouvement 3, sont disposés coaxialement deux chapeaux 67 entre lesquels est monté un ressort précomprimé 68 L'un des chapeaux 67 comporte une collerette en saillie qui vient en contact avec l'extrémité axiale de la tige 28, et un manchon 71 verrouillé à cette dernière Une coupelle 72 est fixée par des vis aux manchons 71 et loge les chapeaux 67 à l'intérieur de celle-ci de manière à empêcher ces chapeaux de s'échapper de la coupelle 72 proprement dite. En se référant aux figures 2 et 4, une ouverture d'entrée 73 est formée dans le corps 21 de chaque organe de manoeuvre 4 et conçue pour placer la chambre 35 en communication hydraulique avec une conduite d'alimentation 75 provenant de la sortie de distribution d'une pompe 76 destinée à pomper un fluide dans un réservoir 77 Dans le corps 21 est en outre formée une ouverture de sortie 74 qui est la chambre 36 en communication avec une conduite 78 destinée à décharger et à renvoyer le fluide au réservoir 77 Une soupape de sécurité de pression 81 est montée dans la conduite 75. En se référant aux figures 1 et 2, les corps 21 des deux organes de manoeuvre 4 sont réalisés d'une seule pièce et, de ces organes de manoeuvre, part parallèlement à la tige 31 une plaque 82 dans laquelle on forme tout d'abord, pour chaque tige 31, un siège correspondant 83 pour chacun de deux détecteurs 84 destinés à détecter la position axiale de la tige 31, puis on forme ensuite un manchon 85 dans lequel vient s'engager l'extrémité libre de la tige 31 A cette extrémité de la tige 31 sont formées successivement trois encoches hémisphériques 86 sur la surface extérieure de la tige, ces encoches 86 correspondant aux trois positions axiales que la tige 31 doit prendre Dans le manchon 85 est percé un trou radial 87 dans lequel agit un ressort 88 poussant une bille vers la tige 31 L'engagement de cette bille dans une encoche 86 empêche toute translation horizontale de la tige 31. A la figure 4, l'arbre 38 est illustré dans la position centrale ou position neutre correspondant à la position du levier 2 le long du bras lia de l'ouverture Cette position centrale de l'arbre 38 correspond à une position centrale du piston 27 et par conséquent de la tige 31, cette position correspondant à son tour à la position neutre et par conséquent au dégagement du manchon de couplage porté par le levier 5 La position de centrage de l'arbre 38 par rapport au piston 27 est maintenue par le ressort 68 de façon que les chambres 33 et 34 soient reliées à l'ouverture 74. En fait, la chambre 34 est en communication avec l'ouverture 74 par l'intermédiaire des trous 64, de la chambre 63, du trou 62, du trou 55, des trous , de la chambre 66, de la chambre 46, du trou 53 et de la chambre 36 La chambre 33 est en communication avec la chambre 46 et par conséquent avec l'ouverture 74, par l'intermédiaire des trous 57, de la chambre 58, de la chambre 44, du trou 48, du trou 41 et du trou 52. On examinera maintenant par exemple le fonctionnement de l'organe de manoeuvre 4 correspondant à la section de l'enclenchement en prise il de deux plages et par conséquent au positionnement du levier 2 dans le bras lld ou 1 le de l'ouverture On remarquera tout d'abord que le positionnement du levier 2 dans ces bras de l'ouverture provoque la traction ou la compression de l'élément de transmission de mouvement 3 associé à cette paire de bras d'ouverture, et par conséquent une translation de l'arbre 38 dans un sens ou dans l'autre. En se référant à la figure 4, si l'arbre 38 est translaté vers la droite, contre l'action du ressort 68, comme on peut le voir à la figure 4, tandis que la chambre 66, du fait de sa dimension longitudinale, reste en communication avec la chambre 46 en assurant ainsi la communication entre la chambre 34 et l'ouverture de décharge 74, la chambre 58 n'est plus en communication avec la chambre 44 mais avec la sortie de distribution 73 par l'intermédiaire de la chambre 45 et du trou 51 Le fluide sous pression provenant de la chambre 58 par les trous 57, le trou 54, les trous 56, la chambre 43 et les trous 47, est introduit dans la chambre 33 en provoquant ainsi une translation vers la droite du piston 27, cette translation étant égale à celle effectuée par l'arbre 38 Comme cela apparaîtra à l'évidence, le piston 27 doit tirer le levier 5 au moyen de la tige 31, ce qui produit l'enclenchement en prise d'une plage d'engrenages. Si l'arbre 38 est translaté vers la gauche à partir de la position neutre, toujours contre l'action du ressort 68, la communication entre les chambres 46 et 66 et la communication entre les chambres 45 et 68 sont coupées de sorte que, d'une manière analogue à celle qui vient d'être décrite, la chambre 33 est en communication avec l'ouverture de décharge 75 en suivant le même chemin que celui considéré dans la description de la position neutre de l'arbre 38. Pendant ce temps, la chambre 34 est reliée à l'ouverture de distribution 73 par les trous 64, la chambre 63 les trous 62, le trou 55, les trous 65, la chambre 66, la chambre 45, le trou 51 et la chambre L'introduction de fluide sous pression dans la chambre 34 produit une poussée axiale du fluide sur le piston 27 qui doit effectuer une translation vers la gauche égale à celle effectuée par l'arbre 38 On doit donc obtenir une translation égale de la tige 31 qui doit produire, au moyen du levier 5, l'enclenchement en prise d'une plage. L'organe de manoeuvre 4 est donc formé de telle manière que quelle que soit la position prise par l'arbre 38, le piston 27 s'arrête automatiquement dans la même position En résumé, le piston 27 reproduit le mouvement de l'arbre 38 en ce sens qu'on applique à ce piston 27 une force proportionnelle à la surface de poussée définie sur celui-ci et à la pression du fluide En calculant convenablement ces deux paramètres, il est possible de permettre au piston 27 de suivre la translation de l'arbre 38 avec un mouvement d'égale amplitude. D'après ce qui a été décrit ci-dessus, les avantages que la présente invention permet d'obtenir sont évidents. En particulier, lorsqu'on applique une force réduite au levier 2 pour déplacer celui-ci le long de la piste 11, au moyen de l'élément de manoeuvre 4, on obtient la force nécessaire pour produire l'embrayage ou le débrayage des engrenages ou des plaques Chaque organe de manoeuvre 4 comporte un arbre de commande 38 relié de façon fixe à l'élément de transmission de mouvement correspondant 3, et dont la translation axiale produit une translation égale du piston 27 et par conséquent de l'élément d'embrayage et de débrayage Tout ceci implique que les systèmes de détection de l'embrayage et du débrayage peuvent être montés à volonté sur l'un des éléments en mouvement, avec tous les avantages qui en résultent tels que par exemple un montage simplifié et un plus faible encombrement d'ensemble. On remarquera en outre qu'une caractéristique très importante pour l'opérateur et qu'on rencontre pendant les mouvements d'enclenchement en prise et de déclenchement, vient du fait qu'on donne à l'opérateur une sensation exacte du mouvement du piston 2 et par conséquent de l'exécution de la manoeuvre commandée En fait, si pendant la translation de l'arbre 38 le piston 27 ne suivait pas la position de celui-ci, la petite course de l'arbre 38 étant déterminée par l'utilisation complète de la distance prédéterminée entre les plaques 67, cet arbre 68 viendrait buter contre la tige 28, par l'intermédiaire du second arbre 61, en donnant ainsi à l'opérateur la certitude que la manoeuvre commandée n'a pas été effectuée Enfin, on remarquera que dès que l'opérateur relâche le levier 2 dans la piste lla de l'ouverture, l'arbre 38 et par conséquent l'ensemble de l'organe de manoeuvre revient automatiquement sur la position neutre sous l'action du ressort 68. Enfin, il est clair que de nombreuses modifications et variantes peuvent être supportées au dispositif 1 décrit ci-dessus, sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de commande d'une boîte de changement de vitesses d'un véhicule tel qu'en particulier un tracteur agricole, du type comprenant un levier manuel ( 2)pouvant être déplacé par l'opérateur entre au moins deux positions de travail et une position neutre pour obtenir, dans les positions de travail, l'enclenchement en prise des engrenages d'une plage de la boîte de changement de vitesses et, dans la position neutre, le débrayage de ces engrenages, un élément de transmission de mouvement ( 3) associé aux deux positions de travail du levier ( 2) et permettant d'obtenir la traction et la compression de celui-ci, et un organe de manoeuvre hydraulique ( 4) qu'on peut faire fonctionner pour sélectionner, parmi trois positions prédéterminées c'est-à-dire deux positions de fonctionnement et une position neutre, la position de moyens ( 5) destinés à enclencher les engrenages en prise, dispositif caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre ( 4) est du type suiveur à double action et comprend: un corps ( 21) à l'intérieur duquel est formée une cavité cylindrique ( 22); un piston ( 27) pouvant glisser axialement à l'intérieur de la cavité ( 22) entre trois positions c'est-à-dire deux positions extrêmes de fonctionnement et une position neutre centrale; deux chambres ( 33) et ( 34) définies à l'intérieur de la cavité ( 22) par les extrémités axiales du piston ( 27); une première tige ( 31) partant du piston ( 27) et destinée à actionner les moyens d'enclenchement en prise ( 5); un arbre ( 38, 61) relié mécaniquement à l'élément de transmission de mouvement ( 3) pour suivre la translation de celui-ci; un trou axial ( 37) percé dans le piston ( 27) et le long duquel l'arbre ( 38, 61) doit effectuer un mouvement de translation; une partie ( 38) de cet arbre étant réalisée sous la forme d'un distributeur hydraulique de façon que dans la position neutre du levier ( 2), celui-ci prenne, à l'intérieur du trou ( 37), une position correspondant à la position neutre, et les chambres 33) et ( 34) étant reliées à une ouverture de décharge ( 74) formée dans le corps ( 21) de manière à déterminer la position neutre du piston ( 27), ce qui permet ainsi de faire correspondre à chaque position de fonctionnement prise par le levier ( 2) une translation vers une position de fonctionnement de la partie ( 38) de manière à placer l'une des chambres en communication avec l'ouverture de décharge ( 74) et l'autre chambre en communication avec une ouverture d'entrée ( 73) d'un fluide sous pression, ce qui permet ainsi de produire une force provoquant la translation du piston ( 27) dans la même direction et sur la même course que la partie ( 38). ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens élastiques ( 68) pour s'opposer à la translation de l'arbre ( 38) de sa position neutre vers ses positions de fonctionnement, ces moyens élastiques ( 68) ramenant automatiquement, en cours d'utilisation, l'arbre ( 38) en position neutre lorsque l'opérateur relâche le levier ( 2).