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Perfectionnements au système de commande du mécanisme de changement de vitesse pour tracteurs
La présente invention se rapporte à un système de commande du mécanisme de changement de vitesse pour véhicules automobiles et, plus particulièrement à un système de commande réuni à la co- lonne de direction et destiné aux mécanismes de changement de vi- tesse ayant quatre ou plusieurs vitesses avant.
Un des principaux buts de l'invention consiste à établir un système de commande du changement de vitesse, réuni à la colonne de direction, pouvant être appliqué sur les tracteurs agricoles et analogues et qui convient au service dur auquel de tels véhicules
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sont soumis. Vu que la plupart des tracteurs sont construits autour d'un organe tubulaire qui sert à la fois corme châssis et comme carter renfermant les engrenages de changement de vitesse, l'arbre de transmission, le différentiel et l'essieu arrière, les systèmes de commande de changement de vitesse appliqués sur les véhicules de tourisme et les camions à châssis classique ne convien- nent pas entièrement aux tracteurs.
Un autre but de l'invention découle du fait que, les trois vitesses avant, prévues d'habitude dans les véhicules de tourisme, étant insuffisantes pour réaliser le rendement maximum dans un tracteur, le système de commande doit pouvoir s'adapter à la manoeuvre de mécanisme de changement de vitesse ayant au moins quatre vitesses avant et une vitesse arriè- re. Etant donné le faible encombrement imposé par le châssis tu- bulaire relativement étroit, la largeur totale du mécanisme de commande, y compris le champ de ses mouvements obligés, doit être maintenue à une valeur minimum. Par conséquent, les systèmes de commande utilisés jusqu'à présent et qui comportent des leviers coudés disposés latéralement et des organes analogues ne convien- nent pas aux tracteurs.
Un autre but de l'invention consiste à établir un système de commande de changement de vitesse non seu- lement capable de résister aux conditions de service extrêmement dures, telles qu'elles se présentent dans les tracteurs agricoles, mais qui, de plus, serait facilement accessible, tout en etant construit de façon à permettre un remplacement ou'un réglage aisé, au cas où une détérioration aurait lieu.
L'avantage de la construction décrite ici réside dans le fait que, en ce qui concerne le corps tubulaire du tracteur, elle est renfermée dans un espace latéral minimum compatible avec le fonc- tionnement de la boîte de vitesses. Un autre avantage réside dans le fait que les éléments du système ont complètement réglables depuis l'extérieur du tracteur sans qu'on doive accéder à la par- tie intérieure du châssis tubulaire. Un autre avantage consiste
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en ce qu'un ou plusieurs rapports de démultiplication addition- 'nels peuvent être aisément contrôlés sans complication supplémen- taire des moyens de commande.
Dans les dessins annexés:
Fig. 1 est une vue d'élévation en coupe longitudinale d'une partie d'un tracteur comportant la présente invention,
Fig. 2 est une vue analogue à plus grande échelle montrant notamment la liaison entre la boîte de vitesses et le dispositif de commande de changement de vitesse réuni à la colonne de direc- tion.
Fig. 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2, montrant la liaison entre les barres de commande coulissantes des baladeurs et le mécanisme de manoeuvre.
Fig. 4 est une vue d'élévation du côté opposé du carter de support montré dans la Fig. 2.
Fig. 5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la Fig. 2.
Fig. 6 est une vue en coupe transversale de la tige de comman- de suivant la ligne 6-6 de la Fig. Z.
En considérant d'abord la Fig. 1, 10 désigne généralement un tracteur de la construction "FOED" bien connue, comportant un moteur 11 et un châssis tubulaire relativement étroit 12 s'éten- dant vers l'arrière depuis ce moteur et renfermant la boîte de vi- tesses désignée généralement par 13, le différentiel 14, le pi- gnon d'entraînement principal 15, le dispositif de prise de puis- sance 16 et le dispositif de commande hydraulique 17.
Certains détails mécaniques de cette machine sont exposés amplement dans les mémoires descriptifs de. demandes de brevets connexes. En ce qui concerne la présente demande de brevet, il suffira de noter que le moteur 11 assure la commande de deux sys- tèmes indépendants. Un de ceux-ci est représenté par l'arbre de commande 18 de la prise de force, dont l'extrémité avant est mon-
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tée à rainures directement sur le vilebrequin du moteur 11, l'au- tre système étant représenté par le tube 19 qui engage le moteur 11 par l'intermédiaire de l'embrayage classique 20. L'arbre mo- teur 22 de la boîte de vitesses 13 engage à commande l'extrémité arrière du tube 19 et est lui-même de forme tubulaire, afin de permettre la rotation indépendante de l'arbre de commande 18 de la prise de force, qui traverse l'arbre 22.
L'arbre moteur 22 et l'arbre primaire entraîné 23 sont tous deux montés dans des coussinets prévus dans des parois 24 faisant corps avec des seg- ments du châssis tubulaire 12. L'arbre entraîné 23 se termine par un pignon conique 25 engrenant avec une couronne conique 26 qui porte le croisillon de différentiel 27. Ce dernier actionne à son tour les pignons d'entraînement 28 montés sur l'arbre trans- versal 29, lequel engrène avec les pignons de commande principaux 30 fixés aux arbres indépendants 32 qui portent les roues 33.
La transformation voulue du couple moteur est réalisée dans la boîte de vitesses à l'aide de pignons de première, de seconde, de troisième et de quatrième vitesses, formant corps les uns avec les autres et désignés respectivement par 34, 35, 36 et 37. Ces pignons sont engagés sélectivement par des pignons correspondants, désignés par 38, 39, 40 et 41. Le premier' et le second pignons 38 et 39 font corps avec le moyeu 45 monté à coulissement sur les rainures de l'arbre entraîné 23. La troisième vitesse est obte- nue par l'engagement du moyeu 44, qui est également monte à cou- lissement sur les rainures de l'arbre entraîné 23, avec le pignon 40 calé sur l'arbre 23. La prise directe est obtenue en déplaçant le moyeu 44 vers l'arrière, de manière à mettre le pignon 41 en prise avec le pignon 37.
Un troisième arbre, situé derrière l'ar- bre moteur 22, n'est pas visible; il porte le pignon intermediai- re de marche arrière désigné par 45 dans la Fig. 3 et qui est monté à coulissement sur ce troisième arbre, ce dernier pignon pouvant être engagé de la manière habituelle entre le baladeur
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de première vitesse et le pignon de première .vitesse, en vue de produire la rotation en sens inverse de l'arbre entraîné 23.
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Une pompe 46 est commandée depuis le tube 19 au moyen des engrenages 47 pour fournir du fluide moteur au cylindre d'action- nement 48 du dispositif de commande hydraulique (le piston n'é- tant pas montré) qui contrôle, au moyen de l'arbre 49, un arbre transversal 50 destiné à son tour à contrôler un accessoire.
Comme il est d'usage dans des tracteurs de ce type, le fonction- nement du dispositif d'actionnement hydraulique est contrôlé par la résistance du ressort 52 qui est relié par une timonerie appro- priée, non représentée, au dispositif d'attelage.
Le dispositif de prise de force 16 comprend un arbre trans- versal 53 relié à commande à une poulie à courroie et commandé lui-même au moyen des engrenages coniques 54 et de l'embrayage 55 depuis l'arbre de prise de force 18. Ce dispositif comprend éga- lement un arbre de prise de force longitudinal 56 commandé au moyen d'engrenages 57, et de l'embrayage 55 depuis l'arbre de prise de force 18. Des boucliers appropriés 58 et 59 sont prévus, comme décrit plus en détail dans les demandes connexes précitées.
On décrira ci-après le mécanisme solidaire de la colonne de direction. Celui-ci comprend un volant de direction 60 monté sur l'arbre de direction 64 monté à rotation dans la colonne 62 et qui se termine à son extrémité inférieure par un carter élargi 63 boulonné au châssis 12 et renfermant des engrenages de direction de type connu. L'arbre de direction 64 est supporté à rotation dans ce carter. Le carter 63 comprend également un caisson 65 sensiblement rectangulaire, montré en plan dans la Fig. 5 et en élévation dans la Fig. 6 et présentant une ouverture 66 sur sa face verticale située en arrière par rapport au plan de la Fig.
Une 67 fixée à proximité de l'extrémité supérieure de la colonne 62 porte un pivot 68 servant de point d'appui à l'extrémité'inté- rieure du levier de manoeuvre 69 et de guide supérieur à la tige de commande 70 du changement de vitesse. Cette tige est fixée
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rigidement au manchon 72 dans lequel le levier 69 est monté à rotation, par exemple au moyen du joint à rotule 73 écarté de l'axe de la tige 70. Ainsi, la tige 70 peut être déplacée vers le haut et vers le bas ensuite d'un déplacement correspondant du levier 69, ou être tournée ensuite u'une rotation de ce levier.
L'extrémité inférieure de la tige 70 est montée à coulissement et à rotation dans le creux 74 qui forme un prolongement, dirigé vers le bas, du caisson 65, tandis que des ressorts antagonistes 75 et 76 , différemment calibrés d'une manière appropriée, sont prévus'pour maintenir la tige 70 et le levier 69 y associé, dans une position médiane ou neutre.
Le collier supérieur 77 est gou- pillé à la tige 70 à l'intérieur du caisson 65 et fait corps avec un bras 80 s'étendant à travers l'ouverture 66 (comme on voit le mieux dans la Fig. 5) et qui se termine par le doigt 78 engagé dans la fente 81 de la grille modifiée 79. Un orifice oblong 8, formé dans le bras 80 reçoit l'extrémité coudée 83 de la tringle 84 qui transmet ainsi à ce bras les mouvements angulaires de la tige 70. Un collier inférieur 85 est monté librement sur la tige 70, bien que son déplacement vertical soit limité par le collier supérieur 77 et par la rondelle à goupille 86 située au-dessous du collier 85. Ce collier inférieur est formé sur l'extrémité coudée 87 de la tringle 88 qui sert à transmettre les mouvements ascendants et descendants de la tige de commande 70.
On voit que le déplacement vertical du levier 69 se traduit par une rotation relative de la tringle 88 autour du pivot d'appui 89 monté sur le châssis 12 du tracteur, et qu'un mouvement de rotation du le- vier 69 par rapport à la colonne 62 se traduit par un déplacement longitudinal de la tringle 84.
Les deux tringles 84 et 88 sont renfermées dans un passage ou tunnel 90 formé par deux coquilles estampées en tôle relative- ment fine, qui s'étendent obliquement depuis le caisson 65 jus- qu'au châssis 12 du tracteur et sont boulonnées autour de l'ou- verture 92 prévue dans la partie supérieure de ce châssis. La
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coquille estampée 93 qui forme la partie du tunnel 90 située du côté de l'observateur de la Fig. 2 présente une ouverture 91 qui correspond à l'ouverture 66 du caisson 65. La coquille 94 qui forme la partie du tunnel située en arrière du plan de la Fig. 2 présente également une ouverture 71 de dimensions quelque peu moins importantes, par-dessus de laquelle est boulonnée la grille 79 mentionnée plus haut.
Les trous 95 destinés aux boulons par lesquels la grille est fixée à la coquille 94 Remettent un cer- tain jeu en vue de faciliter l'ajustement de la grille 79 et de régler ainsi les mouvements du mécanisme de changement de vitesse, auxquels correspondent les trajets suivis par le doigt 78. Un couvercle 96 est boulonné par-dessus de la grille 79 pour consti- tuer un élément de protection supplémentaire. On conçoit que, une fois le couvercle 96 et la grille 79 enlevés, toute la partie inférieure du système de commande solidaire de la colonne de direc- tion devient aisément accessible en vue d'un réglage ou d'une ré- paration.
On décrira ci-après la partie inférieure de la Fig. 2, qui montre le système de commande du mécanisme de changement de vi- tesse proprement dit. Ce système comprend les trois barres cou- lissantes 97,98 et 99 qui portent les fourchettes, à savoir, 100 pour la manoeuvre du baladeur de marche arrière, lui pour la ma- noeuvre du baladeur de première et de seconde vitesses et 102 pour la manoeuvre du baladeur de troisième et de quatrième vitesses.
Les deux dernières fourchettes engagent de la manière usuelle les moyeux 43 et 44 des baladeurs montés sur l'arbre secondaire ou entraîné 23, tandis que la première fourchette commande d'une ma- nière analogue le pignon intermédiaire de marche arrière, ce qui n'est pas montré en détail aux dessins annexés. Ces fourchettes sont munies de leurs encoches respectives 105, 104 et 105, les- quelles sont alignées dans le sens transversal du tracteur lors- qu'elles occupent la position de point mort montrée dans la Fig. 3.
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Un levier de commande 106 est muni, d'une tête sphérique 107 montée à mouvement universel dans le joint 108 fixé au cnâssis 12 du tracteur, et présente à son extrémité inférieure une petite rotule 109 destinée à s'engager sélectivement dans les encoches 103, 104 ou 105 en vue de la manoeuvre des fourchettes respecti- ves. Une cheville 110, qui traverse la rotule 107, est engagée par l'extrémité bifurquée 11 (montrée en pointillé en Fig. et en coupe en Fig. 3) de la tringle 88. Une branche 113 du le- vier 106, s'étendant dans un plan situé entre les extrémités de celui-ci, est reliée à pivotement en 111 à l'extrémité de la tringle 84.
On comprendra sans difficulté la manoeuvre du mécanisme sélecteur d'engrenages. En partant de la position de point mort montrée aux dessins, et dans laquelle le levier de commande 106 est engagé dans l'encoche intermédiaire ou de marche arrière 103, la rotation du levier de changement de vitesse 69 dans le sens approprié aura pour effet d'avancer la tringle 84, faisant ainsi pivoter le levier de commande 106 autour de la tête sphérique 107 et déplaçant la fourche 100 vers l'arrière de manière à engager le pignon intermédiaire de marche arrière avec les pignons de commande appropriés.
Ou bien, et si l'on désire passer en pre- mière vitesse, le levier de changement de vitesse 69 peut être déplacé verticalement, ce qui aura pour effet de faire pivoter la tringle 88 autour du point d'appui 89 et de faire basculer le levier de commande 106, par l'intermédiaire de la cheville 110, de manière à l'engager dans l'encoche 104, après quoi la rotation du levier 69 aura pour effet de faire avancer la tringle 84, avec pivotement du levier de commande 106 et déplacement de la four- chette 101 de manière à effectuer l'engagement voulu des engre- nages. Des manoeuvres correspondantes sont exécutées pour cha- cune des vitesses avant.
On comprend qu'il est nécessaire de prévoir des moyens de verrouillage appropriés entre les differen- tes barres coulissantes, afin d'éviter l'actionnement de plusieurs
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fourchettes à la fois et de limiter les manoeuvres de changement de vitesse à celles,nécessaires en vue d'un actionnement normal.
Ces moyens de verrouillage peuvent être établis selon le 'système usuel, par exemple comme ceux existant dans les boîtes de vites- ses de type courant.
Comme montré dans la Fig. 1, la construction est complétée par un auvent embouti 115 qui sert également comme tableau de bord et comme support supérieur pour la colonne de direction et la tige de commande. Cet auvent s'étend vers l'avant en 116 pour former le réservoir à carburant et le capot du moteur et se pro- longe vers le bas en 117, de manière à masquer la colonne de di- rection. Une ouverture 118 est prévue autour du boîtier 65, cet- te ouverture étant toutefois masquée par le blindage relativement étroit 119. On peut juger du faible encombrement latéral du dis- positif par la largeur nécessaire du tunnel, comme montré en Fig.5, et l'on voit que l'amplitude des déplacements latéraux des divers organes est réduite au minimum, comme montré en Fig. 3.
Ainsi, ce dispositif convient particulièrement pour les tracteurs, où l'espace est limité, contrairement aux véhicules automobiles cou- . rants où, pratiquement, la totalité de l'espace compris entre les longerons du châssis est disponible pour l'installation et la ma- noeuvre. Un autre avantage de la construction suivant l'invention réside dans le fait que le mécanisme de commande tout en étant pleinement protégé, est facilement accessible, n'étant pas renfer mé dans le châssis tubulaire du tracteur, par quoi il est compa- rable à la construction employée dans les véhicules automobiles.
On remarquera en outre qu'un tube de commande unique est nécessaire pour obtenir les cinq positions d'engagement actif de la boîte de vitesses, requises dans la présente construction et que, en aug- mentant l'amplitude de déplacement de la tringle 88 et en auen- tant en conséquence le nombre d'encoches et de fourchettes, on peut même obtenir avec le même mécanisme de base, un nombre de vitesses sélectives plus élevé. Ainsi, cette construction est
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particulièrement précieuse dans le matériel destiné à un service dur, où il est essentiel de disposer de moyens de commande per- mettant de graduer le couple moteur.
Certaines modifications peuvent être apportees à la construc- tion décrite ici, sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
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