Tracteur agricole Les tracteurs agricoles ne sont pas employés uni quement pour la traction d'une machine ou d'un outil, mais ils doivent mouvoir certains de ces outils, par exemple une faucheuse, une batteuse, etc. A cet effet, les tracteurs comportent différents axes tour nants dénommés prises de force qui sont précisément destinés au mouvement de ces machines. Ces prises de force sont entraînées par un jeu d'engrenages par le même moteur que celui qui sert à l'avancement de la machine. Un tracteur comprend en général plu sieurs prises de force, car ces machines peuvent être placées devant, au milieu ou à l'arrière du tracteur. Ainsi, on distingue les prises de force avant, médiane et arrière.
Ces prises de force doivent pouvoir être mises en service et arrêtées, le moteur étant en rotation, la man#uvre se faisant en présence du couple résistant. Il faut donc un élément d'embrayage. Par ailleurs, elles doivent pouvoir être enclenchées ou déclen chées à volonté, suivant les travaux à effectuer.
Ensuite, chacune de ces prises de force doit pou voir tourner à plusieurs vitesses pour une même vitesse de rotation du moteur et ceci indépendamment des rapports choisis pour l'avancement du tracteur.
Enfin, dans certains cas, la vitesse de rotation de ces prises de force doit être une fonction de la vitesse d'avancement du tracteur, car certaines machines, comme une planteuse à pommes de terre, doivent tourner à une vitesse qui dépend de la vitesse d'avan cement.
En résumé, les tracteurs agricoles sont équipés d'une ou plusieurs prises de force enclenchables et déclenchables, embrayables et débrayables, capables de tourner à des vitesses dépendantes ou indépen dantes de l'avancement.
La présente invention a pour objet un tracteur agricole équipé d'au moins une prise de force, dont l'embrayage et le débrayage se font d'une manière indépendante de l'embrayage ou du débrayage des vitesses d'avancement du tracteur.
Le tracteur selon l'invention, se caractérise en ce que la commande du dispositif d'accouplement de la prise de force se fait à distance par un moyen électro- hydraulique.
Les dessins annexés représentent schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution de l'objet de l'invention La fig. 1 représente un accouplement à friction à commande hydraulique.
La fig. 2 représente un servomoteur.
La fig. 3 montre un dispositif de changement de rapport de transmission.
La fig. 4 est une vue développée des différents axes et engrenages entraînant les prises de force.
La fig. 5 représente un servomoteur avec dispositif de verrouillage.
La fig. 6 est le schéma hydraulique de l'ensemble des servomoteurs.
La fig. 7 est une représentation d'un schéma des connexions électriques.
En référence à la fig. 1, l'accouplement représenté comprend les pièces principales suivantes: un arbre moteur 2, une roue entraînée 3 que l'on désire accoupler en rotation avec l'arbre 2, une pièce d'appui 4 qui effectue le serrage des lamelles de friction 12a, resp. 13a, les grandes lamelles 12a comportant une denture extérieure 12 et les petites lamelles 13a comportant une denture intérieure 13.
Chacune des petites lamelles 13a est intercalée entre les grandes lamelles 12a, une roue 7 porte une cannelure 9 qui la rend soli daire de l'arbre 2, un anneau 5 soudé à la roue 3 comporte une denture extérieure 6 qui correspond aux dentures extérieures 12 des grandes lamelles 12a, un jeu de ressorts 10 repousse la pièce d'appui 4 pour permettre le débrayage, un anneau 11 constitue avec la pièce d'appui 4 une chambre 1 dans laquelle vient s'exercer une pression d'huile. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: L'huile arrive par l'intermédiaire d'un tiroir de dis tribution 74, représenté sur le schéma de la fig. 6 et ali mente la chambre 1.
Lorsque celle-ci est sous pression, elle exerce une poussée qui a tendance à déplacer axia- lement de gauche à droite la pièce d'appui 4. Ce mouve ment a pour effet de comprimer, d'une part, les ressorts 10 et de serrer les unes contre les autres les diverses grandes et petites lamelles. Lorsque le serrage est ob tenu, la friction entre ces lamelles 12a, resp. 13a est suffisante pour entraîner la roue 5 donc la roue 3 avec la roue 7, par conséquent l'arbre 2 pour accoupler la roue 3 à l'arbre 2.
Lorsqu'on fait disparaître la pression d'huile, les ressorts 10 repoussent l'anneau 4 de droite à gauche, ce quia pour effet de réduire le volume de la chambre 1 par échappement de l'huile qui y a été contenue et de des serrer les lamelles 12a, resp. 13a, faisant apparaître un jeu entre chacune d'elles. Cette décharge a pour con séquence de libérer la roue 3 par rapport à l'arbre 2.
Sur toutes les figures et d'une façon générale, les symboles utilisés sont: Pc pour indiquer une arrivée de pression d'huile en provenance d'une pompe, et E pour indiquer la mise à l'échappement, soit le retour sans pression au réservoir d'huile.
La fig. 2 représente un élément qui permet de com mander, d'une part, l'enclenchement ou le déclenche ment d'une prise de force, d'autre part, le choix entre une vitesse de rotation lente ou rapide de ces prises de force indépendante de l'avancement, et enfin la vitesse de rotation des prises de force qui dépend de la vitesse d'avancement du tracteur. Cet élément comprend un corps 20 dans lequel est ménagé un alésage 20a. Dans cet alésage 20a coulisse librement un piston 21. Ce dernier sépare la chambre centrale du corps 20 en deux chambres, l'une de petite section 22, l'autre de grande section 23. Le piston se prolonge et sort du corps à son extrémité droite par une tige 24. Cette tige porte un bras 25 qui se termine par une fourche 26 qui pénètre dans la rainure 26a ménagée dans une roue dentée 27 en rotation.
Le déplacement axial de cette roue provoque l'engrènement ou respectivement le désengrènement de celle-ci avec une roue 27' d'entraînement d'une prise de force. Une pression d'huile arrive par le canal 28, ali mente la chambre 22 et un distributeur 29 commandé par un électro-aimant 29a.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Lorsque l'électro-aimant 29a est sans tension, le distributeur occupe la position représentée schémati quement par le trait pointillé du dessin. La chambre 23 est donc sans pression d'huile puisqu'elle est reliée à ('échappement E. Par contre, la pression d'huile arrive par le conduit 28, pénètre dans la chambre 22, exerce une poussée de droite à gauche quia pour effet de dé placer le piston 21 dans sa position extrême gauche. Ce mouvement entraîne la tige 24, le bras 25, la fourche 26 et par conséquent la roue 27. Celle-ci s'éloigne de la roue menée 27', la prise de force étant ainsi déclenchée.
Par contre, si l'électro-aimant 29a du distributeur 29 est sous tension, la pression d'huile pénètre, d'une part, dans la chambre 22 comme précédemment, mais par le distributeur 29 qui occupe la position représentée par le trait plein du dessin, cette pression d'huile pé nètre dans la chambre 23 dont la section est nettement plus grande que celle de la chambre 22. Il en résulte une poussée hydraulique qui a pour effet de déplacer axiale- ment jusqu'à sa position extrême droite le piston 21. Ce mouvement, comme précédemment, entraîne la roue 27 qui vient s'engrener avec la roue 27' enclen chant la prise de force.
La fig. 3 représente schématiquement un dispositif pour changer le rapport de la vitesse de rotation des prises de force. Ce dispositif comprend un arbre 30 qui est cannelé sur toute sa longueur. Cet arbre est main tenu par deux roulements à billes 30a. Une douille cannelée 31 est libre axialement sur cet arbre 30, mais par l'effet des cannelures, tourne avec lui. Cette douille 31 comporte deux jeux de crabots 32a et 32b. Sur cette douille 31 sont montées deux roues dentées 33, 34 de diamètres différents. Ces roues ne peuvent pas se dé placer axialement, mais peuvent tourner librement par rapport à la douille 31 lorsque celle-ci occupe sa posi tion médiane représentée sur le dessin.
La plus petite des roues, 33, présente à sa gauche un jeu de crabots 33a qui peuvent engrener avec le jeu de crabots 32a de la douille 31. La plus grande des roues, 34, présente également à sa droite un jeu de crabots 34a qui peuvent engrener avec les crabots 32b de la douille 31. Une roue 35 possédant deux taillages différents entraîne simul tanément les roues 33 et 34; il est évident que celles-ci tournent à une vitesse différente l'une de l'autre.
Lorsque la douille 31, par un servomoteur, selon la fig. 2, dont la fourche 26 serait engagée dans une rai nure 31a de la douille 31, est poussée dans sa position extrême gauche ou extrême droite, elle engrène les crabots 32a, respectivement 32b, ce qui fait tourner l'arbre 30 à une grande ou respectivement petite vitesse.
Cet arbre 30 porte en outre une roue dentée double 36 qui est utilisée pour entraîner en rotation les pignons d'entraînement 37, resp. 38, des arbres de prises de force médiane et avant. L'arbre 30 se prolonge pour entraîner la prise de force arrière 50. Cette disposition permet donc, par le pilotage de la douille 31, d'entraîner les trois prises de force selon deux rapports de vitesse différents.
La fig. 4 représente, développé, c'est-à-dire tous les axes de rotation mis dans un seul plan, un schéma des différents axes et engrenages entraînant les prises de force. Les traits mixtes représentent les zones où les différents éléments agissent, par exemple la roue 38 d'entraînement de la prise de force avant est entraînée par la denture de petit diamètre de la roue dentée double 36. Ce schéma comporte les principaux éléments sui vants L'arbre 30 portant les différentes roues 33, 34 et 36 selon la fig. 3.
Un moteur d'entraînement général 41.
Une boîte 42 contenant le mécanisme des vitesses d'avancement du tracteur. Cette boîte à vitesses 42 en traîne, par un arbre 40 et le pignon conique 43, le pont arrière non représenté du tracteur. Cet arbre de sortie 40 porte, tournant librement sur lui, une roue à triple denture 44 et un baladeur 45 cannelé. Ce baladeur 45 tourne à la même vitesse de rotation que le pignon 43 Il peut être déplacé axialement par un servomoteur 56.
Une paire d'engrenages 46 entraîne l'arbre 47 des prises de force indépendantes de l'avancement. Cet arbre 47 se termine par lélément 48 qui est l'accouple ment à friction représenté sur la fig. I et qui comprend un accouplement à lamelles d'entraînement d'une roue 49. L'élément 36 est la roue double entraînée par l'arbre 30 de la fig. 3. Son arbre 30 se prolonge axiale- ment par un arbre 50 qui actionne la prise de force arrière. Cet arbre 50 est cannelé à son extrémité gauche et porte un manchon 51 également cannelé qui peut être déplacé axialement par un servomoteur 58. L'ar bre de la prise de force médiane est représenté en 52.
Il porte, comme le précédent, le pignon cannelé 37 qui vient s'engrener avec la denture de plus grand dia mètre de la roue double 36.
L'arbre 54 est relatif à la prise de force avant, dont la transmission comprend un dispositif de transmission à cardans permettant de placer la partie avant de cette transmission dans une bonne position, compte tenu des machines à entraîner. Cet arbre 54 comprend égale ment le pignon cannelé 38 qui peut s'engrener avec la denture de plus petit diamètre de la roue 36. Le schéma comprend encore 5 servomoteurs du genre représenté à la fig. 2. Le servomoteur 56 commande le pignon 45 et met en service ou hors service la vitesse des prises de force qui dépend de l'avancement du tracteur. Le servomoteur 57 actionne la douille 31 de la fig. 3 (non représentée entre l'arbre 30 et les roues 33 et 34 à la fig. 4).
Il permet donc de choisir la vitesse de rotation lente ou rapide des prises de force indépendante de la vitesse d'avancement du tracteur.
Un servomoteur 58 met en service ou hors service la prise de force arrière en embrayant les arbres 50 et 30 par le manchon cannelé 51. Un servomoteur 59 qui actionne le pignon 37 et permet son engagement avec la denture de plus grand diamètre de la roue double 36 mettant en ou hors service la prise de force médiane et enfin un servomoteur 60 qui déplace axialement le pignon 38 qui s'engrène sur la denture de plus petit diamètre de la roue double 36 met en service, respec tivement hors service, la prise de force avant 54.
Les éléments 45, 51, 37 et 38 sont cannelés, ainsi que les arbres sur lesquels ils sont fixés. Ils peuvent donc être déplacés axialement par rapport à l'arbre qui les porte, mais ne peuvent pas tourner par rapport à ces arbres. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Supposons que l'on veuille choisir la vitesse lente et mettre en service la prise de force arrière, toutes les autres prises de force étant hors service, on distribue l'huile dans les différents servomoteurs de telle ma nière que: 1. l'élément 56 occupe sa position extrême gauche de sa course, 2. l'élément 57 occupe également sa position ex trême gauche de sa course.
Ce faisant, on aura choisi la petite vitesse de rota tion. Pour mettre en service la prise de force 50, on mettra l'électro-aimant 83a (fig. 6) du servomoteur 58 sous tension et la douille 51 va pénétrer sur l'arbre 30 et engrener ces deux arbres 50 et 30; les deux autres prises de force sont déclenchées par déplacement à la position extrême gauche du pignon 37, et à la position extrême droite du pignon 38: Toute cette manoeuvre étant faite, le moteur étant en rotation, on provoquera l'alimentatation en pression d'huile de l'accouplement 48. Cet accouplement va embrayer sa roue 49 (3 à la fig. 1) et va entraîner en rotation la prise de force arrière selon le rapport de vitesse choisi.
Pour débrayer il suffit d'enlever la pression d'huile qui alimente l'ac couplement 48. Il est bien entendu que toutes les manaeuvres d'enclenchement et de déclenchement, de choix des prises de force, doivent se faire les pignons étant pratiquement arrêtés.
Il est évident qu'il est nécessaire de prendre des précautions afin d'éviter que l'on puisse, à la suite d'une erreur, d'un défaut, embrayer simultanément une vitesse dépendante de l'avancement et une vitesse indépendante de l'avancement. Supposons, par ex emple, que le servomoteur 56 occupe sa position ex trême droite comme le servomoteur 57. Si, à ce mo ment on embraye également le dispositif 48, on aurait tendance à donner deux vitesses de rotation différentes à l'arbre 30, ce qui est impossible. Il faut donc, par un système de verrouillage, prendre des précautions afin que la pression ne puisse parvenir à l'embrayage 48 que lorsque le servomoteur 56 est à sa position extrême gauche.
Par ailleurs, il faut prendre d'autres pré cautions et embrayer la rotation par le dispositif 48 seulement si chacun des éléments 56, 57, 58, 59 et 60 sont en fin de course gauche pour le 56 et gauche ou droite pour tous les autres.
La fig. 5 représente une exécution de servomoteur prévue avec dispositif de verrouillage destiné à em pêcher toute fausse manoeuvre. Ce dispositif comprend un corps 90 dans lequel coulisse un piston 70 qui est, à peu de chose près, comme le servomoteur de la fig. 2, sans verrouillage. On a ajouté dans ce dispositif deux rainures 67 et 68 ménagées dans le corps 90, une rai nure 66 et un perçage 64-65 ménagés dans le piston 70 et une sortie d'huile supplémentaire 69.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant: L'huile arrive par le canal marqué Pc. Elle pénètre dans le tiroir de distribution 62 commandé par un électro-aimant 62a et dans la petite chambre 61 du servomoteur. Lorsque l'électro-aimant 62a est sous tension, il occupe la position supérieure du dessin mar quée par un trait plein. L'huile pénètre dans la chambre 63, soit la grande chambre du servomoteur. Le piston 70 de ce dernier est soumis à une poussée de gauche à droite qui le déplace jusqu'à sa position extrême droite pour engrener la roue 91 pilotée par ce servomoteur et la roue fixe 92 et mettre en service une prise de force ou une vitesse de prise de force.
Dans sa position extrême droite, la rainure 66 du piston 70 correspond avec la rainure 68 ménagée dans le corps 90 tandis que dans la position extrême gauche, cette rainure 66 correspond avec la rainure 67. Ces deux rainures 67 et 68 sont re liées par un canal 55 ménagé dans le corps 90 et à l'ex térieur par un canal 69; pour les positions intermédi aires du piston, la rainure 66 est obturée et ne peut pas alimenter la canalisation 69.
En résumé, la pression d'huile existe en 69 seule ment lorsque le piston 70 occupe une position à fin de course gauche ou droite.
La fig. 6 représente le schéma hydraulique global de tous les servomoteurs et de leur commande, compte tenu des servitudes de précaution destinées à éviter un embrayage intempestif d'un élément ou d'un autre.
Les éléments 57, 58, 59, 60 sont identiques au servo moteur représenté sur la fig. 5. L'élément 58 est relatif à la mise en service de la prise de force arrière 50, l'élé ment 59 à la prise de force médiane 52 et l'élément 60 à la prise de force avant 54, 57 est le servomoteur d'en clenchement des vitesses rapide respectivement lente indépendantes des vitesses d'avancement (voir fig. 4).
L'élément 56 exécute la mise en ou hors service de la vitesse dépendante de l'avancement du tracteur. Il est pratiquement identique aux éléments 57 à 60 sauf qu'il ne comporte pas, incorporé sur lui, un dispositif électro-hydraulique de commande.
Les éléments 73 et 74 sont des tiroirs de distribution à commande électrique. Dans la position sans ten sion du tiroir 73, représentée en trait plein sur ce des sin, celui-ci alimente le tiroir 74 suivant; dans sa posi tion supérieure sous tension dessinée en pointillé, l'huile pénètre de la droite et alimente l'élément 56 et met en service la vitesse des prises de force dépendante de l'avancement.
Le tiroir de distribution 74 commande l'élément 48 d'embrayage des prises de force.
Le fonctionnement est le suivant: Le conducteur du tracteur choisit auparavant, par des commutateurs électriques, les prises de force et la vitesse de rotation de la prise de force qu'il va utiliser. Ce choix fait, les électro-aimants qui commandent les différents servomoteurs sont respectivement sous ou sans tension. La pression d'huile Pc pénètre par l'élé ment 58, alimente ce premier servomoteur qui se met en position en fin de course gauche ou droite. Ce mou vement terminé, la pression d'huile se transmet à l'élé ment suivant qui se met également en position. Ce pro cessus se répète pour tous les éléments. Si le conducteur désire utiliser une vitesse dépen dante de l'avancement, l'électro-aimant 85 du tiroir 73 est sous tension.
A ce moment, l'huile traverse ce tiroir 73 et alimente la chambre gauche du servomoteur 56. Celui-ci se déplace de gauche à droite et engrène le pignon 45 sur la denture de plus grand diamètre de la roue 36 de la fig. 4. Ce mouvement du tiroir 73 a coupé l'alimentation du tiroir 74 et par conséquent, l'em brayage 48 ne peut plus être mis sous pression d'huile même si le conducteur en donne l'ordre électrique ment. Si, par contre, le conducteur désire travailler avec une vitesse indépendante de l'avancement, l'élec- tro-aimant 85 de l'élément 73 est sans tension. Celui-ci occupe la position dessinée en trait plein sur ce schéma et alimente le tiroir 74.
Dès que le conducteur donnera l'ordre d'embrayer, l'électro-aimant 86 du tiroir 74 déplace celui-ci ce qui provoque la mise sous pression de l'élément 48 donc l'embrayage des prises de force.
Une seconde pression d'huile Pc, identique à celle qui arrive en 76, arrive sur l'élément 56 en 77. Elle sort de l'élément 56 seulement lorsque cet élément occupe une position à fin de course gauche ou droite. A ce moment-là, cette pression d'huile alimente l'élément à tiroir 78 qui, s'il est sous pression d'huile, permet d'embrayer par un système 78a, identique au système 48 (mais non représenté à la fig. 4), les vitesses 42 d'avancement du tracteur.
Ce schéma montre que l'embrayage des prises de force par l'accouplement à friction 48 ne peut se faire que si tous les servomoteurs qui commandent leur enclenchement ou déclenchement et le servomoteur qui commande le choix de la vitesse de rotation indé pendante de l'avancement sont: d'abord tous en posi tion de fin de course gauche ou droite, et si la vitesse des prises de force dépendante de l'avancement est hors service. Par ailleurs, l'embrayage des vitesses d'avance ment du tracteur par l'élément 78 ne peut se faire que si le servomoteur 56 et respectivement le pignon 45, est à fin de course gauche ou droite.
La fig. 7 représente une exécution d'un schéma des connexions électriques à réaliser pour permettre la commande à distance de la mise en service des prises de force et le choix de leur vitesse de rotation. Il comporte trois commutateurs 80a, 80b, 80e qui sont destinés à mettre en service ou hors service les prises de force. Ces commutateurs comprennent chacun trois positions commandant à gauche la mise hors service, au milieu le passage, à droite la mise en service.
Il comprend en outre un commutateur à 5 posi tions 81 destiné au choix des vitesses de prise de force. La position 1 correspond à la vitesse lente indépen dante de l'avancement, la position 2 est un contact de passage, la position 3 correspond à la vitesse rapide indépendante de l'avancement, la position 4 est un contact de passage, la position 5 correspond à la vitesse de rotation des prises de force dépendante de l'avance ment. Il comprend en outre un relais temporisé 82 qui ouvre immédiatement son contact lorsqu'il est mis sous tension mais ne le referme qu'après une temporisation réglable de quelques secondes lorsqu'il est mis hors tension. Ce schéma mentionne encore les différents électro-aimants qui interviennent dans le circuit.
Les électro-aimants 83c, 83b, 83e correspondent respec tivement aux électro-aimants des servomoteurs 58, 59, 60 de la fig. 6. L'électro-aimant 84 correspond à celui du servomoteur 57, l'électro-aimant 85 au tiroir 73, l'électro-aimant 86 au tiroir 74 et enfin l'électro aimant 87 au tiroir 78.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant: En régime permanent, soit pour toutes les positions possibles des commutateurs sauf pour les positions dites de passage, les différents électro-aimants se met tent sous tension et commandent la fonction désirée. Si par contre la machine étant en marche on veut modifier cet état, on provoque le débrayage de l'avancement du tracteur et de la prise de force par enlèvement de la pression d'huile aux deux embrayages 48 et 78a de la fig. 6.
Chaque fois que l'on déplace un commutateur quelconque d'une position de commande à une autre, on passe par une position dite de passage, ce qui a pour effet de provoquer la mise sous tension du relais tem porisé 82, la mise hors tension des électro-aimants 86 et 87, et par conséquent le débrayage de la prise de force et le débrayage de l'avancement du tracteur. Ce débray age se maintiendra tant que le relais n'est pas retombé, soit après la temporisation choisie à quelques secondes et pendant le déplacement des différents servomoteurs.
Lorsque le relais retombe, il donne l'ordre d'embrayage aux éléments 48 et 78a, manoeuvre qui s'effectue seule ment lorsque tous les éléments occupent en fin de course leur nouvelle position, la pression d'huile apparaissant alors à l'élément d'embrayage.
Différentes formes d'exécution sont possibles pour réaliser un dispositif de verrouillage. Au lieu du dis positif hydraulique, on pourrait employer également un dispositif électrique. Il faudrait alors équiper les servomoteurs selon fig. 2 de contacts de fin de course et faire les connexions électriques de telle manière que l'ordre d'embrayage d'une prise de force ne puisse se faire que lorsque tous les servomoteurs qui comman dent les différents enclenchements et déclenchements des prises de force occupent une position bien déter minée en fin de course. Un même dispositif de protec tion est électriquement réalisable et permettrait d'évi ter l'embrayage des prises de force si la vitesse de rotation de la prise de force est celle qui correspond à une vitesse dépendante de la vitesse d'avancement du tracteur.
Enfin, électriquement, on peut également réaliser un dispositif qui permette d'enclencher ou respective ment de déclencher une prise de force ou de modifier une vitesse de rotation d'une prise de force seulement lorsque l'embrayage de la prise de force et l'embrayage de l'avancement du tracteur sont débrayés.