Brevet FR2714335A1 — publié le 19950630

L'invention concerne un dispositif d'inversion marche avant marche arrière pour un tracteur. Il est bien connu que les boîtes de vitesses du genre normalement utilisé sur les tracteurs présentent un dispositif, dit inverseur, qui permet d'inverser le sens de rotation de l'arbre mené tout en maintenant celui de l'arbre menant. L'inverseur est actionné par un levier de comnande. Dans les tracteurs équipés avec des boites de vitesses conventionnelles, le passage de la marche avant à la marche arrière nécessite que l'opérateur actionne manuellement le levier de commande. Les tracteurs modernes sont équipés d'outils qui nécessitent une intervention ou un contrôle manuels de la part de l'opérateur: c'est le cas des relevages hydrauliques des transporteurs, des chargeurs etc. Un chargeur frontal, par exemple, permet l'adaptation de différents équipements, tels qu'un godet, une fourche à fumier, une fourche à désiller, une pince-balle, un lève-palettes, un surélévateur. En utilisant un chargeur frontal, l'opérateur doit effectuer fréquemment des passages marche avant - marche arrière et vice versa, tout en contrôlant manuellement la direction du tracteur et la commande du chargeur. Dans la plupart des cas, l'opérateur doit arrêter les autres opérations en cours, changer le sens de marche, et reprendre ensuite lesdites opérations. Il en résulte une perte de temps considérable. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients. A cet effet, l'invention propose un dispositif d'inversion marche avant - marche arrière pour un tracteur comprenant une boîte de vitesses avec un inverseur pour passer de la position marche avant à la position marche arrière et vice versa. Il est caractérisé en ce qu'il comprend: - un présélecteur, permettant la présélection de la marche arrière ou de la marche avant, - un actionneur prévu pour actionner l'inverseur, - un moyen de validation à commande manuelle, ledit actionneur actionnant l'inverseur dans la marche présélectionnée au moyen du présélecteur en réponse à la commande du moyen de validation. Grâce à ce dispositif d'inversion, l'opérateur peut présélectionner, par exemple, la marche arrière avant de commencer une série d'opérations en marche avant, effectuer la série d'opérations, par exemple avec un chargeur, tout en maintenant l'avancement du tracteur. Au moment de passer en marche arrière, il lui suffit de commander manuellement le moyen de validation pour que l'actionneur actionne l'inverseur dans la marche arrière qui avait été présélectionnée. Par moyen de validation à commande manuelle, on entend ici, en général, un moyen permettant la commande directe de l'actionneur par un opérateur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif est caractérisé en ce que l'actionneur comprend un vérin hydraulique à double effet piloté, dans un sens ou dans l'autre, par un premier distributeur à deux positions dont chacune est commandée électriquement par un commutateur à deux états, l'orifice d'alimentation en pression du premier distributeur étant relié à un deuxième distributeur dont la position est commandée par un interrupteur électrique de sorte que, dans la position de repos du deuxième distributeur, le premier distributeur soit séparé de la source de pression hydraulique et que, dans la position de travail du deuxième distributeur, le fluide sous pression soit amené dans le premier distributeur pour piloter le vérin dans un sens ou dans 1 'autre. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif est caractérisé en ce que le moyen automatique comprend un vérin hydraulique à double effet commandé dans un sens ou dans l'autre par un distributeur à trois positions; ledit distributeur, qui dans sa position centrale de repos ne pilote pas le vérin, étant commandé dans une des positions de travail par un commutateur électrique à deux positions lorsqu'un interrupteur électrique, monté en série avec ledit commutateur est fermé, et ledit distributeur retournant en position de repos lorsque ledit interrupteur électrique est ouvert. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif comprend en outre un moyen pour avertir un opérateur que le passage marche avant - marche arrière ou vice versa est en cours. Ainsi, l'opérateur est averti quand le passage de marche est en cours, pour qu'il ne relâche pas l'embrayage tant que le changement de marche n'est pas terminé. Grâce à ce moyen, l'opérateur peut aussi être averti de la mise en fonctionnement par inadvertance du dispositif. Selon un mode de réalisation, le moyen pour avertir l'opérateur comprend deux interrupteurs électriques en série avec un avertisseur acoustique et/ou lumineux, ledit actionneur commandant l'ouverture d'un desdits interrupteurs quand l'inverseur est dans l'une des deux positions. L'invention concerne en outre un tracteur équipé d'un tel dispositif d'inversion marche avant - marche arrière, dans lequel le moyen de validation est un interrupteur qui est commandé par l'action de la pédale de l'embrayage lorsque celle-ci rejoint sa fin de course. Ainsi, le changement de marche ne nécessite aucune opération manuelle, mais uniquement l'intervention sur la pédale de l'embrayage qui est de toute façon obligatoire pour une boîte de vitesse nonautomatique. L'opérateur peut faire patiner l'embrayage, par exemple en marche avant, et régler ainsi la puissance transférée aux roues motrices pendant qu'il effectue une série d'opérations (par exemple avec un chargeur) et passer en marche arrière simplement en appuyant à fond sur la pédale d'embrayage. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement A la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est un schéma synoptique d'un dispositif d'inversion selon l'invention, la Fig. 2 est un schéma d'un moyen d'avertissement équipant le dispositif d'inversion selon l'invention, la Fig. 3 est un schéma synoptique d'un dispositif d'inversion selon l'inversion, dans un autre mode de réalisation, la Fig. 4 est un schéma d'un tracteur équipé d'un dispositif d'inversion selon l'invention. Des mêmes signes de référence ont été adoptés dans les Figs. pour indiquer les mêmes éléments. La Fig. 1 montre un exemple d'un dispositif d'inversion selon l'invention. La boite de vitesses 1 est une boîte de vitesses conventionnelle pour tracteurs. Une biellette 2 permet, de par sa rotation d'un angle déterminé, d'inverser le sens de rotation de l'arbre mené tant en maintenant celui de l'arbre menant: la biellette 2 permet donc le passage de la marche avant à la marche arrière et vice versa. La rotation de la biellette 2 est commandée par un vérin hydraulique à double effet 3, la tige du piston 4 du vérin 3 étant reliée à l'extrémité libre de la biellette 2. Aux deux positions extrêmes du piston 4 correspondent les deux positions extrêmes de la biellette 2, dans chacune desquelles sont enclenchées, respectivement, la marche avant ou la marche arrière. Un premier distributeur hydraulique 5 à quatre orifices et deux positions (distributeur 4/2), à commande électrique, est associé au vérin 3. L'orifice d'échappement du distributeur 5 est relié à un réservoir R à pression atmosphérique. L'orifice d'alimentation en pression du distributeur 5 est relié à l'orifice d'un deuxième distributeur 6. Le deuxième distributeur 6 est un distributeur 3/2, monostable, commandé électriquement par un interrupteur 7, qui est normalement en position ouverte. Quand l'interrupteur 7 est en position ouverte, le distributeur 6 est dans la position, non représentée à la Fig. 1, dans laquelle la source P de fluide en pression est déconnectée du circuit hydraulique constitué par le vérin 3 et les distributeurs 5, 6. Aucune action mécanique n'est donc effectuée par le vérin 3 à l'égard de la biellette 2. Si on ferme l'interrupteur 7, un signal électrique (+ V) va commander le distributeur 6 afin que celui-ci prenne la position représentée à la Fig. 1. Le circuit hydraulique est alors mis sous pression grâce à la connexion avec la source P. Le piston 4 se déplacera alors vers la gauche ou vers la droite de la Fig. 1, selon la position prise par le distributeur 5. Dans le cas représenté à la Fig. 1, le piston 4 se déplace vers la gauche, la pression du fluide étant exercée sur la surface de droite du piston 4. La position du distributeur 5 est déterminée par un commutateur électrique 8 qui peut prendre deux positions, respectivement "AV" et "AR": dans la position "AV", le signal électrique (+ V) pilote le distributeur dans la position représentée à la Fig. 1; dans la position "AR", le signal électrique (+ V) pilote le distributeur dans l'autre position. Le fonctionnement du circuit est le suivant: l'opérateur effectue une présélection "marche arrière" ou "marche avant" en agissant sur le commutateur 8. Si on suppose que l'opérateur veuille passer en marche avant, il déplace alors le commutateur 8 dans la position "AV" à la Fig. 1. Le distributeur 5 reçoit donc un signal électrique qui le commande pour prendre la position de la Fig. 1. L'interrupteur 7 étant ouvert, le circuit hydraulique n'est pas sous pression. Quand l'opérateur désire passer effectivement de la marche arrière à la marche avant, après avoir effectué la présélection, il ferme l'interrupteur 7, ce qui a pour conséquence de porter le distributeur 6 dans la position représentée à la Fig. 1: le fluide sous pression est injecté dans le cylindre du vérin 3, causant ainsi le déplacement du piston 4 et de la biellette 2 vers la gauche. A la fin de son déplacement, la biellette 2 sera dans sa position d'extrémité de gauche, qui correspond à l'enclenchement de la marche avant. Pour passer en marche arrière, l'opérateur, de la même façon, effectue la présélection de la marche arrière, en déplaçant le commutateur 8 dans la position "AR". Ensuite, en fermant le contact 7, il commande la mise en pression du circuit hydraulique, et le piston 4 se déplace vers la droite: ainsi, la biellette 2 se déplace vers la droite, où elle arrive à sa position d'extrémité droite, correspondant à l'enclenchement de la marche arrière. Afin de prévenir l'opérateur que le passage de la marche avant à la marche arrière, ou vice versa, est en cours, on peut adopter le circuit représenté schématiquement à la Fig. 2. En effet, si l'opérateur interrompt la fermeture de l'interrupteur 7 alors que la biellette 2 n'a pas encore rejoint sa position d'extrémité, le changement de marche ne sera pas complètement effectué. On prévoit alors deux interrupteurs 9 et 10 aux positions d'extrémité de la biellette 2. Ces interrupteurs 9 et 10 sont en position fermée si aucune force n'agit sur eux. Dans chaque position extrême (celle de gauche est représentée à la Fig. 2), la biellette 2 vient en appui sur un interrupteur, en ouvrant ainsi le circuit électrique constitué par les deux interrupteurs 9 et 10 en série. Un avertisseur 11 est monté en série avec les interrupteurs 9 et 10. Dans les positions extrêmes de la biellette 2, un des interrupteurs 9, 10 est ouvert et donc le courant électrique ne circule pas dans l'avertisseur 11. Pendant le passage d'une position extrême à l'autre, la biellette 2 n'est en contact avec aucun des deux interrupteurs. Ainsi, un courant circule dans l'avertisseur 11, ce qui produit un signal acoustique et/ou lumineux avertissant l'opérateur que le passage de marche est en cours. D'autres formes du circuit représentées à la Fig. 2 sont envisageables. Par exemple, des interrupteurs pourraient être montés sur une partie fixe du tracteur ou sur une partie solidaire du cylindre du vérin 3, et des pièces de contact sur une partie solidaire de la tige du piston 4, une pièce de contact venant en appui contre un interrupteur dans chaque position extrême de la tige du piston 4 du vérin 3. Au lieu de prévoir un avertisseur, on peut prévoir un dispositif pour maintenir l'interrupteur 7 en position fermée tant que les interrupteurs 9 et 10 sont tous les deux fermés. D'autres modifications du dispositif d'inversion sont possibles, tout en restant dans le cadre de l'invention. Par exemple, on peut remplacer les deux distributeurs 5 et 6 de la Fig. 1 par un seul distributeur 12 à cinq orifices et trois positions comme représenté à la Fig. 3. Ce distributeur 12 est commandé par le commutateur 7 relié en série à l'interrupteur 8. En l'absence de signaux de commande (interrupteur 8 ouvert), le distributeur 12 retourne automatiquement en position centrale et le vérin 3 n'est pas sous pression. En fermant l'interrupteur 8, le distributeur 12 prend une des positions latérales, suivant la position du commutateur 7, dans laquelle le fluide sous pression est amené dans le cylindre du vérin 3. Les dispositifs représentés peuvent être à commande hydraulique, pneumatique ou électrique. On peut aussi utiliser, avec une commande appropriée, un vérin à simple effet. Les éléments hydrauliques, tels que les distributeurs 5, 6 et 12 et le vérin 3 peuvent être remplacés par des moyens pneumatiques ou électriques. Dans ce dernier cas, un circuit électrique par exemple commande un moteur électrique à deux sens de rotation avec un pignon qui engrène une crémaillère prévue sur une tige reliée à une biellette qui déplace l'inverseur, ou bien un circuit électrique commande un moteur électrique linéaire. Le déplacement de l'inverseur peut aussi, en principe, être commandé directement en rotation, ce qui veut dire que la rotation d'un moteur est transmise à l'inverseur sans transformer le mouvement de rotation en mouvement linéaire. Enfin, la commande de l'actionneur 3 pourrait etre réalisée grâce à des moyens électroniques, et en particulier au moyen d'une unité numérique. La Fig. 4 montre une application du dispositif selon l'invention à un tracteur. On reconnaît la boîte de vitesses 1, la biellette 2, le vérin 3, un organe de pilotage 13 qui pilote le vérin 3 et qui reçoit les signaux d'un interrupteur 7 et d'un présélecteur 8. Avantageusement, le présélecteur 8 est situé près du volant ou même sur celui-ci. Ceci permet d'accéder rapidement à la commande. Le montage du présélecteur 8 ne présente aucune difficulté, s'agissant d'un simple commutateur électrique nécessitant de très peu de place. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'interrupteur 7 est fermé par la pédale d'embrayage 14 quand celle-ci arrive à sa fin de course. Ainsi, l'opérateur a la possibilité d'effectuer le changement de marche présélectionné tout simplement en appuyant à fond sur la pédale d'embrayage 14. Il faut remarquer que, en marche avant et le présélecteur 8 étant sur la position correspondant à la marche avant, la fermeture de l'interrupteur 7 n'entraîne aucun déplacement du piston du vérin 3, et donc de la biellette 2. L'opérateur est donc libre d'appuyer à fond sur la pédale d'embrayage 14 pour engager les différentes vitesses. Pendant l'opération de passage de marche arrière à marche avant et vice versa, l'opérateur ne doit ainsi effectuer aucune commande manuelle, ce qui le laisse libre de tenir les mains sur le volant ou d'actionner des mécanismes associés avec le tracteur, tels que des chargeurs ou autres outils requérant un contrôle manuel. La source de pression peut être une pompe spécialement conçue pour l'alimentation en pression du vérin hydraulique 3, mais peut aussi être une source de pression déjà prévue sur le tracteur pour l'alimentation d'un autre circuit hydraulique. Dans ce cas, on peut prévoir des résistances hydrauliques dans le circuit du vérin 3, afin de réduire la pression à des valeurs acceptables. De telles résistances hydrauliques pourraient être par exemple des gicleurs prévus dans les orifices d'admission de fluide du cylindre du vérin 3. Avantageusement, le vérin 3 est monté sur le tracteur par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs "silent blocks". Ces blocs en caoutchouc permettent d'isoler le vérin des vibrations, des chocs, et permettent aussi de légers déplacements angulaires du vérin 3. REVEND I CATI OUS 1) Dispositif d'inversion marche avant - marche arrière pour un tracteur, le tracteur comprenant une boite de vitesses (1) avec un inverseur pour passer de la position marche avant à la position marche arrière et vice versa, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend: - un présélecteur (8), permettant la présélection de la marche arrière ou de la marche avant, - un actionneur (3, 5, 6, 12, 13) prévu pour actionner l'inverseur, - un moyen de validation (7) à commande manuelle, ledit actionneur (3, 5, 6, 12, 13) actionnant l'inverseur dans la marche présélectionnée au moyen du présélecteur (8) en réponse à la commande du moyen de validation (7). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur comprend un vérin hydraulique (3) à double effet piloté, dans un sens ou dans l'autre, par un premier distributeur (5) à deux positions dont chacune est commandée électriquement par un commutateur (8) à deux états, l'orifice d'alimentation en pression du premier distributeur (5) étant relié à un deuxième distributeur (6) dont la position est commandée par un interrupteur électrique (7) de sorte que, dans la position de repos du deuxième distributeur (6), le premier distributeur (5) soit séparé de la source de pression hydraulique (P) et que, dans la position de travail du deuxième distributeur (6), le fluide sous pression soit amené dans le premier distributeur (5) pour piloter le vérin (3) dans un sens ou dans l'autre. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen automatique comprend un vérin hydraulique (3) à double effet, commandé dans un sens ou dans l'autre par un distributeur (12) à trois positions; ledit distributeur (12), qui dans sa position centrale de repos ne pilote pas le vérin (3), étant commandé dans une des positions de travail par un commutateur électrique (8) à deux positions lorsqu'un interrupteur électrique (7), monté en série avec ledit commutateur (8) est fermé, et ledit distributeur (12) retournant en position de repos lorsque ledit interrupteur électrique (7) est ouvert. 4) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (11) pour avertir un opérateur que le passage marche avant - marche arrière ou vice versa est en cours. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen pour avertir l'opérateur comprend deux interrupteurs électriques (9, 10) en série avec un avertisseur 11 acoustique et/ou lumineux, ledit actionneur (3, 5, 6, 12, 13) commandant l'ouverture d'un desdits interrupteurs (9, 10) quand l'inverseur est dans l'une des deux positions. 6) Tracteur équipé d'un dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de validation est un interrupteur (7) qui est commandé par l'action de la pédale de l'embrayage (14) lorsque celle-ci rejoint sa fin de course.