Brevet FR2709454A1 — publié le 19950310

Transmission hydrostatique pour véhicules automoteurs et notamment pour machines agricoles. La présente invention est relative à une transmission hydrostatique pour véhicules automoteurs, c'est-à-dire une transmission dans laquelle l'énergie du moteur sert à entraîner une pompe hydraulique à débit variable laquelle alimente un ou plusieurs moteurs hydrauliques entraînant les roues. Dans la majorité des cas, la motorisation se fait sur un seul pont c'est à dire que seules les roues avant ou les roues arrière sont motrices et munies chacune d'un moteur hydraulique (de préférence à cylindrée variable > , le pont motorisé étant généralement le pont non directeur; mais il est aussi connu de motoriser les deux ponts, chaque roue étant munie d'un moteur hydraulique. Ce type d'engin à quatre roues motrices est appelé à évoluer dans des terrains accidentés, c'est à dire en côte et en dévers, il y a donc lieu de prévoir des systèmes d'anti-patinage à chaque roue. Certains montages sont prévus avec des diviseurs de débit qui, s'ils doivent intervenir souvent avec des pressions différentielles importantes, handicapent sensiblement le rendement de l'installation en même temps qu'ils provoquent des échauffements qu'il faut alors éliminer par l'adjonction d'éléments de refroidissement tels que des radiateurs; D'autre systèmes plus élaborés, adjoignent à chaque moteur ou au moins aux moteurs ayant le plus tendance à patiner, des capteurs qui comparent la vitesse des moteurs entre eux ou par rapport à la vitesse d'avancement du véhicule; à partir de ces informations, soit des étrangleurs calibrent la circulation d'huile dans les moteurs qui ont tendance à patiner, soit des systèmes ajustent leur cylindrée - ces montages sont coûteux. L'engin automoteur, objet de la présente invention, est du type comportant quatre roues motrices, les deux roues arrière motrices étant fixes en direction et les deux roues avant directrices. On a dans ce cas proposé de disposer les quatres moteurs hydrauliques des quatre roues en un circuit fermé comportant une pompe hydraulique (à débit variable) dont la canalisation de sortie se divise en deux branches symétriques, chaque branche alimentant en série un moteur de roue arrière puis un moteur de roue avant, les deux branches se rejoignant ensuite en une unique canalisation de retour à la pompe. Dans un tel système, il s'est avéré préférable de mettre sur les mêmes branches les roues d'un même côté. Mais, il est possible de croiser les alimentations des moteurs des roues avant en alimentant le moteur avant gauche (roue directrice) par la sortie du moteur arrière droit (roue non directrice) et le moteur avant droit (roue directrice) par la sortie du moteur arrière gauche (roue non directrice). Ce système donne entièrement satisfaction en ce qui concerne la stabilité du tracteur en côte, en descente et en devers, mais il présente l'inconvénient majeur, qui le rend -en fait- inutilisable, de ne pouvoir tourner qu'en faisant patiner les roues ce qui ne peut se faire que si le rayon de virage est grand. Or pour un engin automoteur destiné aux vignes étroites, il faut impérativement pouvoir tourner très court en bout de rangée: il est donc dans la pratique impossible d'employer un tel système de transmission hydrostatique pour un tel engin et cela malgré que ce système soit très intéressant au point de vue efficacité et sécurité. La présente invention a pour objet de porter remède à l'inconvénient ci-dessus exposé de ce type de transmission. La présente invention concerne un dispositif connu de ce type, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mis en oeuvre par le braquage des roues qui modifient l'alimentation des moteurs intérieurs et extérieurs au virage lorsque les roues directrices du véhicule sont braquées au-delà d'un certain angle. Le dispositif selon la présente invention comporte également des moyens permettant de transformer la transmission à quatre roues motrices en transmission à deux roues motrices pour la circulation sur route. A noter également que dans le cas de déplacement en devers, si les deux roues d'un même côté ont tendance à patiner, il est nécessaire de pouvoir diminuer la cylindrée de ces deux roues, de sorte qu'il est préférable que les quatres moteurs hydrauliques des quatres roues soient des moteurs à cylindrée variable. A titre d'exemple, non limitatif, et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux figures annexées: Figure 1, une vue en élévation latérale d'un véhicule automoteur; Figure 2, une vue de dessus du véhicule de la figure 1; Figure 3, le schéma hydraulique du système de transmission hydrostatique selon l'invention en fonctionnement en ligne droite; Figure 4, le schéma de la figure 3 illustrant le fonctionnement avec seulement deux roues motrices; Figure 5, le schéma de la figure 3 illustrant le fonctionnement à quatre roues motrices en virage serré à droite; Figure 6 le schéma de la Figure 3 illustrant le fonctionnement à quatre roues motrices en virage serré à gauche; Les figures 1 et 2 représentent un véhicule à quatre roues motrices 10d et 10g pour les roues avant; 11d et 11g pour les roues arrière. Le chassis 1 est composé de deux longerons 2 entretoisés par des traverses 3, 4 et 5. Aux extrémités des jambes avant 6 et des supports arrière 7, sont fixés des moteurs-roues hydrauliques 8 et 9 servant de moyeux aux roues 10 et 11. Un moteur thermique M entraîne une pompe hydraulique 12, un vérin double effet 13 assure à partir d'un boîtier de direction, non représenté, la direction du véhicule. La référence générale 14 désigne un ensemble de distributeurs hydrauliques qui seront décrits ultérieurement. Sur la figure 3, on voit que le circuit hydraulique est un circuit hydraulique en boucle fermée qui comporte: - une pompe à cylindrée variable 12, entraînée par le moteur M qui est un moteur thermique mais pourrait être tout autre moteur par exemple un moteur électrique; - quatre moteurs hydrauliques à cylindrée variable 8d, 8g, 9d, 9g reliés entre eux par des canalisations 20 et en une boucle fermée par la canalisation d'alimentation 18 et la canalisation de retour à la pompe 21. De façon plus précise, la sortie A de la pompe débite dans une canalisation 18 qui en 18b se sépare en deux branches 19d et l9g. La branche 19d arrive à l'entrée A du moteur 9d actionnant la roue arrière îîd. Le liquide hydraulique ressort du moteur 9d par sa sortie B et est acheminé par la canalisation 20d à l'entrée A du moteur 8d entraînant la roue avant 10d. Le liquide hydraulique ressort du moteur 8d par sa sortie B et est acheminé vers le point de jonction 21a par la canalisation 21d. De façon symétrique, la branche 19g arrive à l'entrée A du moteur 9g actionnant la roue arrière llg. Le liquide hydraulique ressort du moteur 9g par sa sortie B et est acheminé par la canalisation 20g jusqu'à l'entrée A du moteur 8g entraînant la roue avant 10g. Le liquide ressort du moteur 8g par sa sortie B et est acheminé par la canalisation 21g jusqu'au point de jonction 21a. A partir du point 21a, le liquide hydraulique provenant des deux branches symétriques est ramené à l'entrée B de la pompe 12 par la canalisation de retour 21. On a ainsi une circulation en boucle fermée à deux branches, les deux moteurs arrière et avant d'un même côté, étant montés en série. La pompe 12 n'étant pas reliée au réservoir et des fuites internes étant toujours plus ou moins présentes, il est nécessaire d'adjoindre au circuit 18, 19, 20, 21 une pompe de gavage 12a qui est entraînée par le moteur M. Dans la pratique, cette pompe de gavage est le plus souvent intégrée dans le carter de la pompe. Cette pompe de gavage puise le liquide dans un réservoir 15 vers lequel sont collectées les fuites internes des divers composants pompes, moteurs, distributeurs) et d'une part, par des canalisations internes (non représentées) dans la pompe 12, maintient sous faible pression les canalisations 18 et 21 (suivant le sens de marche) et d'autre part, par une canalisation 62 qui se divise en deux canalisations 61d et 619 qui, à travers deux clapets anti-retour 60d et 60g assurent le maintient d'une faible pression dans les liaisons 20d et 209 si le besoin s'en fait sentir. Le bloc de distribution hydraulique 14 comporte deux distributeurs 14a et 14b. Le distributeur 14a est à trois positions: une première position dite neutre (qui est celle représentée au centre de la figure 3), elle ne permet aucune circulation de liquide, une deuxième position qui est à gauche, elle autorise une circulation de liquide de l'orifice P vers A dudit distributeur, une troisième position qui est à droite, elle autorise une circulation de liquide de P vers B. Ce distributeur passe de la position neutre à la deuxième position sous l'effet du solénoïde 44a et passe de la position neutre à la troisième position sous l'effet du solénoïde 44b. La sortie A de la pompe 12 est reliée à l'orifice P du distributeur 14a par une canalisation 22 raccordée en 23 à la canalisation 18, cette canalisation 22 comportant en amont dudit distributeur 14a un passage calibré 24, dont la fonction est d'éviter une alimentation exagérée de l'orifice P dudit distributeur 14a. Le distributeur 14a comporte deux sorties (A et B) raccordées l'une par une canalisation 25d à la canalisation 20d reliant les deux moteurs droit 9d et 8d, l'autre par une canalisation 25g à la canalisation symétrique 20g reliant les deux moteurs gauche 99 et 89. Le solénoïde 44a est relié électriquement par une ligne 42 au plot 33a d'un contacteur 31; tandis que le solénoïde 44b est relié électriquement par une ligne 41 au plot 34a d'un contacteur 32. Les contacteurs 31 et 32 sont actionnés par une came 30 portée par la tige du vérin hydraulique 13 de braquage des roues. Le distributeur 14b est à deux positions: une première position dite neutre (qui est celle représentée à la figure 3) et une deuxième position (à droite de la précédente) reliant l'orifice P aux orifices A et B. Le distributeur est d'une part en A et B raccordé par deux canalisations 26d et 26g aux canalisations 20d et 20g et d'autre part en P à la canalisation de retour 21 par la canalisation 27. Le distributeur 14b est actionné par un solénoïde 45 qui est relié par une ligne 43 au plot 39b d'un contacteur 38. Le circuit électrique comporte un interrupteur général 36. La figure 4 illustre le fonctionnement du système en deux roues motrices, ce qui est obtenu grâce au distributeur 14b. Dans ce cas, le contacteur général 36 étant activé, on met en oeuvre le contacteur 38 pour mettre sous tension la ligne 43, ce qui excite le solénoïde 45 qui amène le distributeur 14b dans la deuxième position. Dans cette position, les deux canalisations 20d et 20g sont mises en communication avec la canalisation de retour 21 par l'intermédiaire des canalisations 26 et 27. L'entrée A et la sortie B de chacun des moteurs 8g et 8d sont alors en équipression de sorte que ces moteurs tournent sans fournir aucune énergie. Les roues avant 10d et 10g ne sont plus motrices et seules les roues arrière le sont. La figure 5 illustre le fonctionnement du système en virage à droite, les quatres roues étant motrices. A noter que pour passer de la configuration de la figure 4 à celle de la figure 5, on aura mis sous tension la ligne 40 donc les contacts 33b et 34b des contacteurs 31 et 32 par basculement du contacteur 38. Ceci autorise la mise en oeuvre du distributeur 14a. Lorsque le braquage des roues directrices est faible, la came 30 du vérin du braquage 13 est sans action. Lorsque le braquage des roues vers la droite est important, la came 30 actionne le contacteur 32 qui met en liaison les plots 34a et 34b; de sorte que le solénoïde 44b est excité ce qui fait passer le tiroir du distributeur 14a dans la troisième position. Dans cette position, l'entrée P du distributeur 14a est mise en liaison avec sa sortie B ce qui a pour effet de relier la canalisation 22 à la canalisation 25d à travers le distributeur 14a. Comme la canalisation 25d communique avec la canalisation 20d, cela a pour résultat que l'entrée A et la sortie B du moteur 9d de la roue arrière droite 11d sont mises en communication à une même pression : l'entrée A par les canalisations 18 et 19d ; et la sortie B par les canalisations 18, 22, le distributeur 14a, la canalisation 25d et la canalisation 20d. Le moteur 9d se trouvant en équipression ne délivrera aucun couple. Par contre, le liquide sous pression se trouvant dans les canalisations 20d et 25d se dirigera vers le moteur 8d à une pression sensiblement identique à celle régnant en "A" des moteurs 9d et 9g. Le débit arrivant par la conduite 25d étant limité par le passage calibré 24, tout emballement du moteur 8d sera évité. Comme la roue avant gauche roule plus vite que la roue avant droite, le moteur 8g risque de n'être pas suffisamment alimenté; il en résulte une baisse de pression dans la canalisation 20g, ce qui permet l'ouverture du clapet anti-retour 60g et une alimentation normale dudit moteur 8g par les tuyauteries 62 et 61g raccordées à la pompe de gavage 12a. Le fonctionnement est identique lorsque le braquage serré se fait à gauche, la came 30 actionnant le contacteur 31 qui active le solénoïde 44a qui met en liaison les canalisations 22 et 25g, ce qui met en équipression les deux côtés A et B du moteur 9g et assure une alimentation du moteur 8g. On a ainsi décrit le fonctionnement du circuit selon l'invention dans le cas d'une marche en avant avec quatre roues motrices, les deux roues îîd et llg étant seulement motrices et les deux roues 10d et 10g motrices et directrices. Dans ce cas, le liquide sous pression sort de la pompe 12 par son orifice "A". Lorsqu'on agit sur la commande de pompe pour inverser le sens de circulation du liquide hydraulique, on inverse l'entrée et la sortie de sorte que le liquide sous pression sort de la pompe 12 par son orifice "B". Ceci a pour effet d'inverser le sens de rotation des quatre moteurs 8d, 8g, 9d et 9g et le véhicule se déplacera en sens inverse. Le fonctionnement du circuit est identique mais inversé. En se référant à la figure 5 {c'est-à-dire fonctionnement en quatre roues motrices, les deux roues directrices 10d et 10g en virage serré à droite), le liquide sous pression sort de la pompe par son orifice "B" puis par les conduites 21, 21d, 21g arrive aux orifices "B" des moteurs 8d et 8g ; les sens de rotation de ces moteurs est donc inversé. Le moteur 9d reçoit d'une part en "B" le liquide sous pression venant du moteur 8d par la canalisation 20d et d'autre part en "A" le liquide sous pression ayant cheminé par la canalisation 25d, le distributeur 14a, les canalisations 22, 23, 18 et 19d. Il est donc en équipression et ne fournit aucun couple. Le débit passant à travers le moteur 8d sera, comme précédemment, contrôlé par le passage calibré 24 et cela pour éviter tout emballement du moteur 8d et une bonne alimentation du moteur 8g. Dans l'éventualité où la pression dans la canalisation de liaison 20g viendrait à diminuer, un apport de liquide serait assuré par la pompe de gavage reliée par le clapet 60g. A noter que, comme cela est représenté, les interrupteurs 38 d'une part et 31 ou 32 d'autre part, sont montés en série de sorte que lorsque l'interrupteur 38 de commande du distributeur 14b est actionné, les interrupteurs 31, 32 du distributeur 14a ne peuvent plus 1 'être. REVENDICATIONS 10/ Transmission hydrostatique pour véhicules à quatre roues motrices dont toutes les roues sont entraînées chacune par des moteurs hydrauliques deux roues (10d, 10g) étant directrices et deux roues (lad, 11g) étant nondirectrices, constituée par un circuit en boucle fermée comportant une pompe hydraulique à débit variable (12) entraînée par un moteur (M) et associée à une pompe de gavage (12a), une canalisation de sortie d'un orifice (A ou B) de pompe (18 ou 21) se divisant chacune en deux branches (19g, 19d ou 21g, 21d), chaque branche alimentant, l'un après l'autre, deux moteurs (99, 8g et 9d, 8d ou 9g, 8d et 9d, 8g) raccordés entre eux par une canalisation (20g, 20d) de telle sorte que chaque paire de moteur (8g, 8d) ou (9g, 9d) se trouve en amont de l'autre paire de moteur (9g, 9d) ou (8g, 8d) dans ledit circuit venant de la pompe (12) et une tuyauterie de retour (18-21) raccordant le retour des moteurs vers l'autre orifice (A ou B) de la pompe (12), caractérisée en ce qu'au circuit en boucle fermé (18, 19 20, 21) sont associés des moyens (14a) qui modifient, lorsque le véhicule est en virage, le circuit d'alimentation ou de retour (20g, 20d) du moteur d'une des roues directrices (89, 8d) placé sur le circuit du moteur d'une des roues non directrices (99, 9d), ledit moteur étant celui situé à l'intérieur du virage. Transmission hydrostatique selon la revendication 1 dans laquelle les moyens qui modifient l'alimentation des moteurs sont constitués par un distributeur (14a) actionné par les mouvements de braquage (13) des roues directrices (10g, 10d). 30/ Transmission hydrostatique selon la revendication 2, dans laquelle le distributeur (14a), lorsqu'il est actionné, met en communication la canalisation de liaison 20g, 20d) d'un moteur (8g, 8d) de roue directrice (10g, 10d) au moteur (9g, 9d) de la roue non directrice (11g, îîd) intérieure au virage avec la canalisation (18, 21) de pompe (12) de façon à diminuer, voire annuler, la différence de pression entre les orifices d'entrée et de sortie du moteur (9d, 9g) de la roue non directrice (ils, 11g) placée à l'intérieur du virage. 4g/ Transmission hydrostatique selon la revendication 3, caractérisée en ce que chacune des deux canalisations (20d, 20g) reliant l'un à l'autre les moteurs (8d, 8g) des deux roues directrices 10d, 10g) aux moteurs (9d, 9g) des deux roues non-directrices {lad, llg) sont reliés à une pompe de gavage (12a) par une canalisation (61d, 61g) munie d'un clapet anti-retour (60d, 60g) de telle sorte que, lorsque la pression baisse dans l'une ou l'autre des canalisations d'alimentation normale 50/ Transmission hydrostatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte, en outre, un deuxième distributeur (14b) qui lorsqu'il est actionné met simultanément les entrées et les sorties 6*/ Transmission hydrostatique selon la revendication 5, dans laquelle l'alimentation électrique des distributeurs (14a, 14b) est disposée de telle sorte que lorsque l'un est alimenté l'autre ne peut plus l'être.