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PERFECTIONNEMENTS AUX VEHICULES TELS QUE TRACTEURS OU ANALOGUESo
Pour répondra de façon satisfaisante aux conditions d'emploi variées qui leur sont demandées, les véhicules tels que tracteurs doivent réunir un ensemble de qualités en apparence contradictoires ; ils doivent être souples et robustes, puissants et peu encombrants, être très stables avec le maximum d9adhérence quelle que soit la nature du terrain et néanmoins pouvoir virer dans un espace réduit, etc...
Les tracteurs connus ne réunissent généralement pas l'ensemble de ces qualités, ce qui oblige à limiter leur utilisation à telle fonction dans une exploitation industrielle ou agricole par exemple, et à mettre en service un engin de conception différente pour telle autre fonction.
Pour fixer les idées, et en prenant comme exemple le tracteur de la forme la plus usuelle, celui-ci comporte deux roues arrière motrices de grand diamètre et à Pavant, pour compléter 1?assise du véhicule sur le sol, des roues non motrices de très petit diamètre. Ce tracteur est sans doute généralement satisfaisant quant à son utilisation sur terrains relativement réguliers. Par contre il laisse à désirer pour les virages sur court rayon et chaque fois qu9il doit gravir de fortes pentes ascendantes. La plus gran- de partie de son poids est en effet portée à l'arrière sur les roues motri- ces et au lieu de progresser le long de la rampe il risque de cabrer, la partie avant du tracteur, qui est légère, se soulevant autour de 1-*essieu ar- rière.
A la suite de celui-ci, 1?encombrement en largeur du tracteur est d'autre part très important en raison notamment des grandes dimensions gé- néralement données aux roues et pneus arrière. De tels inconvénients obli- gent bien entendu à renoncer à l'emploi de ce tracteur par exemple en agri- culture lorsque le terrain est à forte pente ou irrégulier et on doit avoir recours alors à la traction animale. De même dans une exploitation indus- trielle où la conformation de voies de circulation ne donne qu'un champ ré-
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duit pour les virages, on se verra contraint d'adopter une manutention spé- ciale et coûteuse par engins à faible capacité ou même de prévoir une instal- lation de ponts roulants.
La présente invention a pour objets des perfectionnements aux véhicules tels que tracteurs ou analogues permettant de supprimer les incon- vénients ci-dessus indiqués et de réaliser une construction simple et commode du véhicule ainsi qu'une marche souple et efficace sur tous terrains, avec une grande maniabilité.
Ces perfectionnements sont notamment caractérisés en ce que le véhicule comporte quatre roues motrices et pour la commande de ces roues un différentiel unique dont chaque planétaire est lié aux roues avant et arrière disposées d'un même côté du véhicule. On obtient ainsi les avantages qui découlent de la traction par quatre roues avec un encombrement réduit et une disposition simple des divers organes de transmission du véhicule.
Ces divers organes sont logés suivant l'invention dans un chas- sis du véhicule formant bâti et carter, ce qui permet d'obtenir une construc- tion commode et peu encombrante de ce châssis.
Selon une autre caractéristique, chaque planétaire du diffé- rentiel unique est associé à un frein individuel. On peut ainsi réduire dans de fortes proportions le rayon de giration dans les virages. D'autre part, le freinage du véhicule peut être obtenu par action simultanée sur les deux freins sans qu'il soit nécessaire de prévoir un autre moyen de freinage.
Pour permettre d'agir de façon simultanée sur les deux freins lorsqu'on ne désire par virer sur court rayon, les deux freins sont liés selon l'inven- tion à deux organes tournants associés chacun à une commande distincte au pied et des moyens sont prévus pour bloquer les deux organes en rotation à partir d'une commande à main et à partir du levier de changement de vitesse lorsqu'on place celui-ci en position de vitesse élevée.
Ces perfectionnements sont également remarquables en ce que, les roues arrière occupant une position prédéterminée par rapport au véhi- cule, les roues avant sont directrices et oscillantes, ces roues étant orien- tables dans tous les sens autour de joints fixes par rapport au châssis du tracteur et étant asservies l'une à l'autre d'une part par un organe de co- ordination de l'inclinaison des roues, d'autre part par un dispositif de di- rection du véhicule. Cette disposition permet d'obtenir, quel qu spit l'état du terrain un contact permanent et simultané des quatre roues motri- ces sur le solo Cette souplesse de manoeuvre confère au v,éhicule, même dans des conditions difficiles, la possibilité de mettre en service la somme des efforts à l'avancement de chaque roue motrice.
Lorsqu'un obstacle ou une dénivellation se présente sous une roue avant, l'ensemble des roues avant s'incline et le bâti du véhicule reste d'aplomb. Inversement, lorsque cet accident du terrain se présente sous une roue arrière, sans doute le bâti du véhicule s'incline, mais les roues deviennent obliques par rapport au bâ- ti, pour prendre une position verticale sur sol horizontal. L'ensemble du véhicule garde ainsi une adhérence complète sur le terrain par ses quatre roues. En outre, la disposition selon l'invention de joints d'articulation des roues avant, permet de réduire notablement la largeur du châssis du vé- hicule et par suite de rapprocher au maximum les roues de l'axe longitudinal de celui-ci, tout en conférant aux roues directrices une latitude d'orienta- tion très suffisante.
L'encombrement notamment en largeur du véhicule se trouve ainsi considérablement diminué.
Dans une forme d'exécution qui vise surtout les cas où le véhi- cule doit marcher à flanc de terrain incliné, la position prédéterminée des roues arrière par rapport au véhicule est réglable.
D'autre part, suivant l'invention, les organes du véhicule, no- tamment les organes lourds tels que le moteur, la boîte de vitesse, etc..., sont disposés vers l'avant du véhicule de sorte que la répartition sur les roues du poids global soit prépondérante sur les roues avant, ce qui permet
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d'éliminer tous risques de cabrage du véhicule, en particulier dans les cô- tés.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre de modes de réalisation choisis uniquement à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation d9un tracteur suivant 1?invention; la figure 2 est une vue correspondante partiellement en coupe suivant la ligne brisée II-II de la figure 1 ; la figure 3 est une vue à plus grande échelle en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2 ; la figure 4 est une vue partielle en perspective à grande échel- le d'un dispositif pour l'oscillation des roues avant suivant l'invention; la figure 5est une vue en plan schématique d'un dispositif pour la direction des roues avant;
la figure 6 est une vue d'une variante du tracteur,dans laquel- le la position des roues arrière est réglable; la figure 7 est une vue de détail suivant la ligne VII-VII de la figure 6 ; la figure 8 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de commande de basculement des roues arrière; la figure 9 est une vue partielle correspondante, en coupe sui- vant la ligne IX-IX de la figure 8; la figure 10 est une vue en coupe longitudinale de la commande de blocage en rotation des freins latéraux; la figure 11 est une vue en plan correspondante, dans une posi- tion de la commande; la figure 12 est une vue analogue à la figure 11 de la commande dans une seconde position, lorsqu'on opère à partir du levier de frein à main ;
la figure 13 est une vue analogue à la figure 12, lorsqu'on pla- ce la commande dans la seconde position, à partir du levier de changement de vitesse ; la figure 14 est une vue de la commande en coupe suivant la li- gne XIV-XIV de la figure 13.
Dans le mode de réalisation représenté (figures 1 et 2) le trac- teur suivant 1?invention comporte un bâti 1 formant à la fois châssis et car- ter et portant les divers organes actifs et déquipement du tracteur tels que le moteur 2 et son capot 3, le dispositif de direction avec le volant 4, le siège 5 du conducteur, etc..
Ce bâti est porté sur quatre roues motrices de même diamètre, deux roues arrière 6 et deux roues avant 7. Les roues arrière et avant sont égales et l'empattement de ces roues est prévu selon leinvention à peine su- périeur au diamètre des roues. En outre la répartition du poids du tracteur est prépondérante sur les roues avant 7 grâce à la disposition vers l'avant des organes lourds tel que le moteur 2 placé très en avant comme il est re- présenté. Cette répartition est prévue selon 1-'invention de deux-tiers envi- ron du poids sur les roues avant et d'un tiers sur les roues arrière.
La commande des roues motrices s'effectue par l'intermédiaire d'un différentiel unique 8 logé dans le bâti 1. Le pignon d'attaque 9 issu de la botte de vitesse (non représentée) est en prise avec une couronne den- tée 10 de ce différentiel. Celui-ci comporte des planétaires rendus soli-
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daires de deux arbres 11 transversaux et latéraux dans le prolongement l'un de l'autre. Chaque arbre latéral 11 tourillonne dans un palier ménagé dans le bâti 1 et reçoit un pignon denté 12 dit pignon central. Celui-ci est lié à la roue arrière 6 et à la roue avant 7.
La transmission à la roue arrière 6 comporte un pignon intermé- diaire 13 monté fou sur un axe 14 solidaire à ses extrémités en 15 du bâti 1.
Le pignon 13 est en prise en 16 avec le pignon central 12 et engrène en 17 avec un pignon dit récepteur arrière 18. Celui-ci est porté par un arbre 19 lié à la roue arrière 6 et engagé dans des paliers 20 et 21 faisant corps avec le bâti 1.
De façon analogue, la transmission à la roue avant 7 comporte un pignon dit intermédiaire 23 monté fou sur un axe 24 solidaire à ses extré- mités en 25 du bâti 1. Le pignon intermédiaire 23 est en prise en 26 avec le pignon 10 et engrène en 27 avec un pignon 28 dit récepteur avant. Le pi- gnon 28 est porté par un arbre 29 engagé dans despaliers 30 et 31 faisant corps avec le bâti 1.
Comme il est montré à la figure 2, les pignons récepteurs arriè- re 18 et avant 28 ont des diamètres égaux La transmission du mouvement à partir du pignon central 12 permet ainsi d'obtenir une même vitesse pour les pignons 18 et 28 et par suite une même vitesse pour les roues arrière et avant 6 et 7 qui sont égales. Les pignons intermédiaires 13 et 23 n?ont pas obligatoirement le même diamètre et peuvent éventuellement être remplacés par un train d'engrenages comportant un nombre impair de pignons. On a ainsi tou- te latitude pour choisir l'emplacement du différentiel 8 dans le bâti 1. Ces pignons ou trains de pignons intermédiaires peuvent bien entendu être rempla- cés par une transmission par chaînes ou autre.
Ils seront néanmoins avanta- geusement adoptés, la transmission qu'ils assurent étant particulièrement souple, efficace et sans à-coups.
Chaque arbre latéral 11 comporte en bout un frein composé par exemple de deux segments tels que 33 articulés en 34. Ces segments opèrent autour d'un disque 35 solidaire de l'arbre 11 et sont logés dans un carter 36. La manoeuvre de chaque frein est obtenue à partir d'une pédale 37 à la portée du conducteur assis sur le siège 5. Par chaque pédale 37 on peut ain- si agir séparément sur chaque arbre latéral 11, mais des moyens sont prévus selon l'invention pour permettre un freinage simultané sur les deux arbres 11.
Ces moyens (figs. 10 à 14) comportent un axe transversal 100 porté en 101 sur le châssis 1 du véhicule. Sur l'axe 100 sont fixés d'une part un levier latéral 102 associé à un frein latéral d'autre part la tige 103 de la pédale au pied correspondante 37.
Un manchon 104, monté rotatif mais non coulissant sur l'axe 100, regoit fixés les éléments correspondants à l'autre frein à savoir l'autre le- vier latéral 102' et la tige 103' de l'autre pédale au pied 37'.
Une pièce 105 montée coulissante mais non rotative par cannelu- res 106 sur l'axe 100 comporte une rampe externe 107 et une lumière 108 for- mant une autre rampe. La pièce 105 comporte une denture 109 destinée à ve- nir en ou hors prise avec une denture complémentaire 110 disposée sur le manchon 104. Un ressort 111 est inséré entre le manchon 104 et la pièce 105, tandis qu'une butée annulaire 112 disposée sur l'axe 100 limite la course de la pièce 105 sous l'action du ressort 111.
Un levier de frein à main 113 est monté rotatif mais non coulis- sant sur l'axe 100 et traverse la lumière 108. Le levier 113 a une section sensiblement circulaire tandis que la lumière 108 a une section généralement; plus large que le levier 113 avec une rampe 114 disposée de sorte que quand le levier 113 pivote autour de l'axe 100 dans le sens de la flèche F, il co- opère avec la rampe 114 pour placer les'dentures 109 et 110 en prise.
Un levier 115 de changement de vitesse est disposé par rapport à la pièce 105 de sorte qu'en position de vitesse élevée il coopère avec la
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rampe externe 107 pour placer les dentures 109 et 110 en prise tandis que dans les autres positions,il dégage la rampe 107.
Les roues arrière 6 occupent une position fixe par rapport au bâti 1 et sont solidaires des arbres latéraux 19. Au contraire les roues avant 7 sont directrices et oscillantes. Chaque roue 7 (figures 3 et 4) est solidaire à cet effet d'une fusée 38 liée par un joint homocinétique 39 à
1?arbre 29 correspondant. La fusée 38 est portée dans un palier 40. Celui- ci du type à coussinet ou à roulements, est solidaire en 41 de deux pattes 42 présentant des portées planes 43 en regard, parallèles et obliques par rapport au palier 40. Les portées panes 43 comportent des tourillons 44 engagés dans des paliers 45 formés dans un cadre 46. Celui-ci est monté ro- tatif en 47 dans des supports 48 fixés en 49 sur le bâti 1.
Comme on peut le voir à la figure 3 l'axe de rotation du cadre 46 est longitudinal par rapport au tracteur tandis que laxe de rotation du palier 40 sur le cadre 46 est constamment situé dans le plan vertical transversal par rapport au trac- teur. Laxe de rotation du palier 40 sur le cadre 46 est choisi de telle sorte que le prolongement de cet axe coupe le sol en un point fictif P situé sur le côté intérieur dans le véhicule de la zone de contact de la roue 7 sur le solp à une faible distance de cette roue.
Les cadres 46 des deux roues avant 7 sont en outre munis de le- viers 50 fixés rigidement sur le cadre 46 et réunis par une bielle 51 arti- culée en 52 sur ces leviers 50. L'axe des articulations 52 est longitudinal et parallèle à 19 axe de rotation du cadre 46 sur les supports 48. La biel- le 51 comporte latéralement deux butées 53 en regard de butées 54 fixées sur le châssis 1. Ces butées permettent de limiter le déplacement de transla- tion latérale de la bielle 51. Ce déplacement de translation peut éventuel- lement être amorti par un dispositif tel que constitué par exemple et schéma- tisé par deux ressorts 55 attelés à une extrémité en 56 sur la bielle 51 et à leur autre extrémité en 57 sur un support 58 fixé en 59 sur le bâti 1.
Les roues avant 7 (figure 5) sont en outre commandées par un dispositif de direction du véhicule. Ce dispositif comporte une tige de manoeuvre 60 reliée au volant 4 et articulée en 61 sur une pièce coudée 62 montée rotative en 63 sur le bâti 1. La pièce 62 reçoit pour chaque roue avant une bielle 64 articulée par joint à rotule 65 sur la pièce 62. A son autre extrémité, la bielle 64 est reliée par joint à rotule 66 à une patte 67 (figures 4 et 5) soudée ou fixée de toute autre manière sur le palier 40.
En ligne droite et sur terrain uni, le tracteur avance comme un véhicule ordinaire à la différence qu9avec ses quatre roues motrices,il est capable de fournir un effort de traction, voire d'arrachement, particu- lièrement important. Lorsqu'il se présente un obstacle ou une dénivellation, les roues avant 7 s'inclinent,chaque cadre 46 (figures 3 et 4) tournant autour des articulations 47, de telle sorte que, sous l'effet du poids du bâti, les quatre roues restent en contact permanent et simultané avec le solo L'inclinaison des roues 7 est coordonnée par la bielle 51. Les butées 53 et 54 permettent de limiter l'inclinaison des roues.
Le dispositif d'a- mortissement, constitué par exemple par les ressorts 55, permet d'obtenir une marche souple lorsque la nature du terrain conduit les roues à s'incliner tantôt d9un côté, tantôt de l'autre à intervalles rapprochés.
En ligne droite,le maintien du volant de direction 4 oblige la fusée 38 à s'orienter dans un plan vertical passant par 1?arbre 29 et le vé- hicule avance dans le sens désiré, sans déviation, malgré les accidents du terrain.
Pour virer (figure 5), la manoeuvre du volant 4 imprime, suivant le cas une traction ou une poussée sur la tige 60, ce qui fait tourner la pièce 62 autour de l'articulation 63. Les bielles 64 sont ainsi entraînées et attirent ou poussent, par les pattes 67, les paliers 40 qui tournent sur le cadre 46 suivant les articulations 44. Les joints à rotule 65 et 66 des bielles 64 permettent une dénivellation qui se produit lorsque la fusée 38
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se trouve en dehors du plan horizontal passant par l'arbre 29, en cours de marche sur terrain irrégulier ou incliné.
Dans les virages courants à rayon de giration usuels, ce dispositif de direction permet de faire passer avec une précision suffisante pour un véhicule tel qu'un tracteur les prolongements des axes des roues sensiblement par une même verticale formant axe instantané de rotation.
Comme on 1-la vu plus haut, le point iictif P (figure 3) se trou- ve à l'intérieur de la zone de contact sur le sol des roues avant 7 à faible distance de cette zone. L'effert pour la direction du véhicule est ainsi ré- duit; néanmoins en virage, les roues exercent un couple de redressement dans' le sens devancement du véhicule, ce qui permet une conduite facile de celui- ci notamment dans les manoeuvres sur virages courts.
Pendant un virage, la vitesse des roues avant et arrière inter- nes est inférieure à celle des roues côté externe. La commande par diffé- rentiel 8 (figure 2) qui a été décrite, confère à chaque instant une même vi- tesse aux roues avant et arrière d'un même côté du tracteur,et peut laisser libre selon le rayon du virage,le rapport entre les vitesses des roues, côté interne et coté externe.
La disposition suivant l'invention d'un frein individuel asso- cié à chaque planétaire, permet en outre au tracteur de virer dans un espace réduit avec un'très petit rayon de giration. Pour ce faire, il suffit d'ac- tionner ou même de bloquer si nécessaire, le frein latéral 33 situé du côté interne du virage, le volant étant braqué au maximum pour faciliter la ma- noeuvre. Le véhicule tourne alors dans un espace très restreint.
Lorsqu-'on ne désire pas virer sur court rayon, on peut (fig. 14) rendre solidaire l'axe 100 et le manchon 104 en abaissant le levier de frein à main 113 de la position inactive A (fig. 11) à la position B (fig. 12) où le levier 113 poussant la rampe 114 de la lumière 108 place les dentures 109 et 110 en prise Les deux freins latéraux sont ainsi rendus solidaires et on peut procéder au freinage soit en continuant d'abaisser le levier à main de la position B à la position C, ce qui fait tourner en bloc la piè- ce 105, l'axe 100 et le manchon 104, soit en agissant sur 1-lune ou 1-'autre des pédales 37.
Outre cette commande voulue par le levier 113 entre les posi- tions A et B pour rendre solidaires l'axe 100 et le manchon 104, ces deux élé- ments sont rendus automatiquement solidaires selon l'invention lorsqu'on dé- place le levier de changement de vitesse 115 d'une position non élevée (fig. 11) à une position de vitesse élevée (fig. 13). Ce levier pousse alors, comme on l'a vu, la rampe 107 de la pièce 105 ce qui met en prise les dentures 109 et 110. A cet effet la lumière 108 est prévue assez large pour permettre le libre déplacement du manchon 105 autour du levier 113 occupant la position A.
On réalise ainsi une commande de freinage très souple avec une sécurité complète puisqu?on peut à volonté agir séparément (fig. 11) ou si- multanément (fig. 12) sur les freins latéraux suivant le freinage sur court rayon ou normal désiré et, que d9autre part le freinage simultané est rendu obligatoire (figo 13) lorsque le tracteur roule avec la botte de vitesse en position de vitesse élevée.
La répartition du poids du véhicule qui est prépondérante sur les roues avant, comme on l'a vu précédemment, et comme il ressort des des- sins avec la disposition vers 1-'avant des organes lourds, permet d'éliminer les risques de cabrage notamment dans les côtés où ces risques sont norma- lement les plus élevés. Le tracteur peut ainsi être utilisé pour le travail sur coteaux en particulier dans les vignobles où jusqu'à présent n'ont pu être utilisés que des engins chenillés.
Le mode de réalisation qui vient d'être décrit s'applique plus particulièrement aux cas où le véhicule est appelé à marcher sur terrains pouvant présenter des accidents de toute nature où selon des côtés ou décli-
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vîtes même importantes, mais où néanmoins le sens d'avancement du tracteur ne se confond pas systématiquement avec les lignes de niveau de terrains for- tement inclines. Dans ce cas, en effets l'axe des roues arrière, qui se trou- verait inclinée entraînerait une inclinaison correspondante du châssis du trac- teurp peu favorable à la conduite du véhicule.
Pour parer à cet inconvénient et selon une variante de réalisa- tion (figures 6 à 9) les roues arrière 68 du véhicule occupent une position prédéterminée réglable par rapport au bâti. Chaque roue 68 est portée par une fusée 69 liée par joint homocinétique 70 à 1?arbre 19 correspondant.
Chaque fusée 69 est portée dans un palier 71 rendu solidaire d'un cadre 72.
Celui-ci est monté rotatif en 73 sur des supports 74 fixes en 75 au bâti 1 du véhicule. L'axe de rotation de chaque cadre 72 est longitudinal par rap- port à ce bâti. Un levier 76 est fixé en 77 au cadre 72. Une bielle 78 dis- posée à l'arriére du bâti est articulée à ses extrémités en 79 sur les leviers
76 et regoit articulé en 80, un levier 81 comportant un arbre d'équerre 82 monté rotatif sur le bâtio L'arbre 82 est solidaire d'un pignon denté 83 lo- gé dans un boîtier 84, fixé sur le bâti. Le pignon 83 est en prise avec une crémaillère 85 montée coulissante dans une rainure 86 du bâti et dans le fond du boîtier 84 en 87. La crémaillère porte fixée en bout une vis 88.
Celle-ci est engagée dans un écrou 89 monté rotatif en 90 sur le boîtier et empêché de coulisser par butées 91 du boîtier formées par exemple par rou- lements de butée ou autres. L'écrou 89 est solidaire en bout d'un volant de manoeuvre 92 muni d'une poignée 93. Ce volant est à la portée du conducteur.
Comme on peut le voir à la figure 6, les leviers 76 et 8l sont parallèles pour permettre le déplacement correct de la bielle 78.
Lorsque l'état du terrain (sillons de labour, flancs de coeaux, etc..) est tel que le tracteur ait à parcourir une distance relativement im- portante avec les zones de contact de roues d'un coté du véhicule surélevées par rapport aux zones de contact des roues de 1-'autre côté, le conducteur, par la manoeuvre dans le sens approprié du volant 92 fait basculer les roues arrière (figure 6) de sorte que le bâti reste d'aplomb.
La rotation du volant 92 et par suite celle de l'écrou 89 qui ne peut coulisser,détermine la montée ou la descente de la vis 88. Celle-ci ne tourne pas puisqu'elle est solidaire de la crémaillère 85 engagée coulis- sante en 86 et 87 dans le bottier 84. Le déplacement de la crémaillère im- prime au pignon 83 et par suite au levier 81 un mouvement de rotation. La bielle 78 est entraînée en un mouvement de translation qui détermine le bas- culement des cadres 72 et par suite des roues arrière 68.
La transmission vis-écrou est irréversible; un verrouillage sup- plémentaire (non représenté) peut néanmoins être prévu,ce verrouillage de toute forme connue et appropriée étant disposé sur le volant 92 ou le levier 81.
La disposition de roues arrière d'inclinai.son réglable permet non seulement de maintenir le bâti, le moteur, le conducteur dans une posi- tion verticale quelle que soit la nature du terrain (labours profonds, tra- vail à flanc de coteau), mais encore d'accroître la stabilité du véhicule, le centre de gravité de l'ensemble étant ramené selon l'axe longitudinal du quadrilatère formé par les zones d'impact des roues sur le solo Dans le cas de roues arrière d'inclinaison réglable, le fonctionnement des roues avant reste analogue à celui qui a été décrit dans le mode de réalisation avec roues arrière fixes. Les roues arrière peuvent en outre être rendues direc- trices, si besoin est, pour satisfaire à des conditions particulières d'uti- lisation du véhicule.
Les perfectionnements suivant l'invention permettent donc de réaliser une construction simple et commode du véhicule ainsi qu'une marche souple et efficace sur tous terrains avec une grande maniabilité.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux formes d'exé- cution décrites et représentées, mais au contraire embrasse toutes variantes dans la réalisation de ses divers éléments, par exemple., la position prédé-
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terminée des roues arrière peut être obtenue par l'intermédiaire d'une commande hydraulique au lieu d'une crémaillère, etc...
REVENDICATIONS. le Tracteur à quatre roues égales motrices commandées à partir d'un différentiel unique de position sensiblement centrale par rapport au châssis, caractérisé en ce que dans ce châssis formant une boîte étroite d'en- grenages, les deux demi-arbres du différentiel sont transversaux et coaxiaqx, chaque demi-arbre transversal étant relié aux arbres transversaux d'entraîne- ment des roues situées du côté correspondant du véhicule par une transmission dont le mouvement est situé uniquement dans un plan longitudinal.
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IMPROVEMENTS TO VEHICLES SUCH AS TRACTORS OR ANALOGUES
In order to respond satisfactorily to the varied conditions of use required of them, vehicles such as tractors must combine a set of apparently contradictory qualities; they must be flexible and robust, powerful and compact, be very stable with maximum grip whatever the nature of the terrain and yet be able to turn in a small space, etc ...
Known tractors generally do not combine all of these qualities, which makes it necessary to limit their use to such and such a function in an industrial or agricultural operation, for example, and to put into service a machine of different design for such other function.
To fix ideas, and taking as an example the tractor of the most usual form, this has two rear driving wheels of large diameter and at the front, to complete the base of the vehicle on the ground, non-driving wheels. very small diameter. This tractor is undoubtedly generally satisfactory as regards its use on relatively regular grounds. On the other hand, it leaves something to be desired for short radius turns and whenever it has to climb steep uphill slopes. Most of its weight is in fact carried at the rear on the drive wheels and instead of progressing along the ramp it risks pitching up, the front part of the tractor, which is light, lifting up. around 1- * rear axle.
As a result of this, the overall width of the tractor is on the other hand very large, in particular because of the large dimensions generally given to the rear wheels and tires. Such drawbacks of course make it necessary to renounce the use of this tractor, for example in agriculture when the ground is steeply sloping or irregular, and then animal traction must be used. Likewise in an industrial operation where the conformation of traffic lanes gives only a new field.
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However, for bends, we will be forced to adopt a special and costly handling by low capacity machines or even to provide for the installation of overhead cranes.
The objects of the present invention are improvements to vehicles such as tractors or the like making it possible to eliminate the drawbacks indicated above and to achieve a simple and convenient construction of the vehicle as well as a smooth and efficient walking on all terrains, with a great maneuverability.
These improvements are characterized in particular in that the vehicle has four driving wheels and for the control of these wheels a single differential, each sun gear is linked to the front and rear wheels arranged on the same side of the vehicle. The advantages which result from the traction by four wheels are thus obtained with a reduced bulk and a simple arrangement of the various transmission members of the vehicle.
These various members are housed according to the invention in a frame of the vehicle forming a frame and casing, which makes it possible to obtain a convenient and space-saving construction of this frame.
According to another characteristic, each sun gear of the single differential is associated with an individual brake. The radius of gyration in bends can thus be greatly reduced. On the other hand, the braking of the vehicle can be obtained by simultaneous action on the two brakes without it being necessary to provide another braking means.
To make it possible to act simultaneously on the two brakes when it is not desired to turn over a short radius, the two brakes are linked according to the invention to two rotating members each associated with a separate foot control and means are designed to block the two rotating members from a hand control and from the gearshift lever when it is placed in the high gear position.
These improvements are also remarkable in that, the rear wheels occupying a predetermined position relative to the vehicle, the front wheels are steered and oscillating, these wheels being orientable in all directions around joints fixed relative to the chassis of the vehicle. tractor and being slaved to one another on the one hand by a wheel inclination coordinating member and on the other hand by a vehicle steering device. This arrangement makes it possible to obtain, whatever the state of the ground, permanent and simultaneous contact of the four-wheel drive on the solo This maneuvering flexibility gives the vehicle, even in difficult conditions, the possibility of putting into service the sum of the forces at the advancement of each driving wheel.
When an obstacle or a difference in level occurs under a front wheel, all of the front wheels tilts and the frame of the vehicle remains level. Conversely, when this terrain accident occurs under a rear wheel, the frame of the vehicle no doubt tilts, but the wheels become oblique with respect to the frame, to assume a vertical position on horizontal ground. The whole vehicle thus retains complete grip on the terrain by its four wheels. In addition, the arrangement according to the invention of articulation joints of the front wheels makes it possible to significantly reduce the width of the vehicle frame and consequently to bring the wheels as close as possible to the longitudinal axis thereof, while by giving the steered wheels a very sufficient latitude of orientation.
The overall dimensions of the vehicle in particular are thus considerably reduced.
In one embodiment which is aimed above all at cases where the vehicle has to walk on the side of inclined terrain, the predetermined position of the rear wheels with respect to the vehicle is adjustable.
On the other hand, according to the invention, the components of the vehicle, in particular the heavy components such as the engine, the gearbox, etc., are arranged towards the front of the vehicle so that the distribution over the wheels of the overall weight is preponderant on the front wheels, which allows
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eliminate all risks of the vehicle pulling up, in particular on the sides.
The characteristics and advantages of the invention will moreover emerge from the following description of embodiments chosen solely by way of example with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is an elevational view of a following tractor 1? invention; Figure 2 is a corresponding view partially in section taken along the broken line II-II of Figure 1; FIG. 3 is a view on a larger scale in section along the line III-III of FIG. 2; FIG. 4 is a partial perspective view on a large scale of a device for the oscillation of the front wheels according to the invention; Figure 5 is a schematic plan view of a device for steering the front wheels;
FIG. 6 is a view of a variant of the tractor, in which the position of the rear wheels is adjustable; FIG. 7 is a detail view taken along line VII-VII of FIG. 6; Figure 8 is a cross-sectional view of a rear wheel tilt control device; Figure 9 is a corresponding partial view, in section taken along line IX-IX of Figure 8; FIG. 10 is a view in longitudinal section of the control for locking the lateral brakes in rotation; Figure 11 is a corresponding plan view, in a position of the control; FIG. 12 is a view similar to FIG. 11 of the control in a second position, when operating from the hand brake lever;
Figure 13 is a view similar to Figure 12, when the control is placed in the second position, from the gear shift lever; FIG. 14 is a view of the control in section taken along line XIV-XIV of FIG. 13.
In the embodiment shown (Figures 1 and 2), the tractor according to the invention comprises a frame 1 forming both the frame and the housing and carrying the various active components and tractor equipment such as the engine 2 and its engine. bonnet 3, the steering system with the steering wheel 4, the driver's seat 5, etc.
This frame is carried on four driving wheels of the same diameter, two rear wheels 6 and two front wheels 7. The rear and front wheels are equal and the wheelbase of these wheels is provided according to the invention to be barely greater than the diameter of the wheels. In addition, the distribution of the weight of the tractor is predominant on the front wheels 7 thanks to the forward arrangement of heavy components such as the engine 2 placed far forward as is shown. This distribution is provided according to the invention of about two-thirds of the weight on the front wheels and one-third on the rear wheels.
The driving wheels are controlled by means of a single differential 8 housed in the frame 1. The drive pinion 9 coming from the gearbox (not shown) is in mesh with a toothed crown 10 of this differential. This comprises planets made solid
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daires of two transverse and lateral shafts 11 in the extension of one another. Each side shaft 11 is journaled in a bearing formed in the frame 1 and receives a toothed pinion 12 called the central pinion. This is linked to the rear wheel 6 and to the front wheel 7.
The transmission to the rear wheel 6 comprises an intermediate pinion 13 mounted idly on an axis 14 integral with its ends at 15 of the frame 1.
The pinion 13 is engaged in 16 with the central pinion 12 and meshes at 17 with a pinion called the rear receiver 18. The latter is carried by a shaft 19 linked to the rear wheel 6 and engaged in bearings 20 and 21 forming a body. with frame 1.
Similarly, the transmission to the front wheel 7 comprises a so-called intermediate pinion 23 mounted idly on a pin 24 integral with its ends at 25 of the frame 1. The intermediate pinion 23 is engaged in 26 with the pinion 10 and meshes. at 27 with a pinion 28 called the front receiver. The pinion 28 is carried by a shaft 29 engaged in the steps 30 and 31 integral with the frame 1.
As shown in FIG. 2, the rear receiving gears 18 and front 28 have equal diameters. The transmission of movement from the central gear 12 thus makes it possible to obtain the same speed for the gears 18 and 28 and consequently the same speed for the rear and front wheels 6 and 7 which are equal. The intermediate gears 13 and 23 do not necessarily have the same diameter and can optionally be replaced by a gear train comprising an odd number of gears. There is thus all latitude in choosing the location of the differential 8 in the frame 1. These intermediate pinions or sets of pinions can of course be replaced by a chain transmission or the like.
They will nevertheless be advantageously adopted, the transmission which they provide being particularly flexible, efficient and smooth.
Each side shaft 11 comprises at the end a brake composed for example of two segments such as 33 articulated at 34. These segments operate around a disc 35 integral with the shaft 11 and are housed in a housing 36. The operation of each brake is obtained from a pedal 37 within reach of the driver seated on the seat 5. Each pedal 37 can thus act separately on each side shaft 11, but means are provided according to the invention to allow braking. simultaneous on both shafts 11.
These means (Figs. 10 to 14) comprise a transverse axis 100 carried at 101 on the chassis 1 of the vehicle. On the axis 100 are fixed on the one hand a lateral lever 102 associated with a lateral brake on the other hand the rod 103 of the corresponding foot pedal 37.
A sleeve 104, rotatably mounted but not sliding on the axis 100, receives the corresponding elements fixed to the other brake, namely the other side lever 102 'and the rod 103' of the other foot pedal 37 '. .
A part 105 mounted to slide but not to rotate by grooves 106 on the axis 100 comprises an external ramp 107 and a slot 108 forming another ramp. The part 105 comprises a set of teeth 109 intended to come into or out of engagement with a complementary toothing 110 disposed on the sleeve 104. A spring 111 is inserted between the sleeve 104 and the part 105, while an annular stop 112 disposed on the sleeve 104. the axis 100 limits the stroke of the part 105 under the action of the spring 111.
A hand brake lever 113 is rotatably but not slidably mounted on the shaft 100 and passes through the lumen 108. The lever 113 has a substantially circular section while the lumen 108 has a generally cross section; wider than the lever 113 with a ramp 114 arranged so that when the lever 113 pivots about the axis 100 in the direction of the arrow F, it co-operates with the ramp 114 to place the teeth 109 and 110 in taken.
A speed change lever 115 is arranged relative to the part 105 so that in the high speed position it cooperates with the
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external ramp 107 to place the teeth 109 and 110 in engagement while in the other positions, it releases the ramp 107.
The rear wheels 6 occupy a fixed position relative to the frame 1 and are integral with the side shafts 19. On the contrary, the front wheels 7 are steered and oscillating. Each wheel 7 (Figures 3 and 4) is integral for this purpose with a rocket 38 linked by a constant velocity joint 39 to
1? Corresponding tree 29. The spindle 38 is carried in a bearing 40. The latter of the pad or bearing type, is secured at 41 to two tabs 42 having flat surfaces 43 facing each other, parallel and oblique with respect to the bearing 40. The panes surfaces 43 comprise journals 44 engaged in bearings 45 formed in a frame 46. The latter is rotatably mounted at 47 in supports 48 fixed at 49 on the frame 1.
As can be seen in FIG. 3 the axis of rotation of frame 46 is longitudinal with respect to the tractor while the axis of rotation of bearing 40 on frame 46 is constantly located in the vertical plane transverse to the tractor. The axis of rotation of the bearing 40 on the frame 46 is chosen so that the extension of this axis intersects the ground at a fictitious point P located on the interior side in the vehicle of the contact zone of the wheel 7 on the ground at a short distance from this wheel.
The frames 46 of the two front wheels 7 are furthermore provided with levers 50 rigidly fixed to the frame 46 and joined by a connecting rod 51 articulated at 52 on these levers 50. The axis of the articulations 52 is longitudinal and parallel to each other. 19 axis of rotation of the frame 46 on the supports 48. The connecting rod 51 laterally comprises two stops 53 opposite stops 54 fixed to the frame 1. These stops make it possible to limit the lateral displacement displacement of the connecting rod 51. This translational movement can optionally be damped by a device such as constituted for example and shown diagrammatically by two springs 55 coupled at one end at 56 on the connecting rod 51 and at their other end at 57 on a support 58 fixed at 59. on the frame 1.
The front wheels 7 (Figure 5) are further controlled by a vehicle steering device. This device comprises an operating rod 60 connected to the flywheel 4 and articulated at 61 on a bent part 62 rotatably mounted at 63 on the frame 1. The part 62 receives for each front wheel a connecting rod 64 articulated by a ball joint 65 on the part. 62. At its other end, the connecting rod 64 is connected by a ball joint 66 to a lug 67 (Figures 4 and 5) welded or fixed in any other way on the bearing 40.
In a straight line and on level ground, the tractor moves forward like an ordinary vehicle, except that with its four-wheel drive, it is able to provide a particularly high traction force, or even breakout force. When an obstacle or a drop occurs, the front wheels 7 tilt, each frame 46 (Figures 3 and 4) rotating around the joints 47, so that, under the effect of the weight of the frame, the four wheels remain in permanent and simultaneous contact with the solo. The inclination of the wheels 7 is coordinated by the connecting rod 51. The stops 53 and 54 make it possible to limit the inclination of the wheels.
The killing device, constituted for example by the springs 55, makes it possible to obtain a smooth operation when the nature of the terrain causes the wheels to tilt sometimes to one side, sometimes to the other at close intervals.
In a straight line, maintaining the steering wheel 4 forces the rocket 38 to orient itself in a vertical plane passing through the shaft 29 and the vehicle moves in the desired direction, without deviation, despite the terrain accidents.
To turn (Figure 5), the operation of the flywheel 4 prints, depending on the case, a pull or a push on the rod 60, which turns the part 62 around the joint 63. The connecting rods 64 are thus driven and attract or push, by the lugs 67, the bearings 40 which rotate on the frame 46 according to the articulations 44. The ball joints 65 and 66 of the connecting rods 64 allow a difference in level which occurs when the rocket 38
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is outside the horizontal plane passing through the shaft 29, when walking on uneven or inclined terrain.
In current bends with usual radius of gyration, this steering device makes it possible to pass with sufficient precision for a vehicle such as a tractor the extensions of the axes of the wheels substantially through the same vertical forming an instantaneous axis of rotation.
As seen above, the iictive point P (FIG. 3) is located inside the zone of contact on the ground of the front wheels 7 at a short distance from this zone. The effect for the steering of the vehicle is thus reduced; nevertheless in bends, the wheels exert a righting torque in the direction of travel of the vehicle, which allows easy driving of the latter, in particular in maneuvers on short bends.
During a turn, the speed of the front and rear inner wheels is lower than that of the outer side wheels. The differential control 8 (FIG. 2) which has been described, gives the front and rear wheels on the same side of the tractor at each instant the same speed, and can leave free, depending on the radius of the turn, the ratio between the speeds of the wheels, internal side and external side.
The arrangement according to the invention of an individual brake associated with each sun gear further enables the tractor to turn in a small space with a very small radius of gyration. To do this, it suffices to actuate or even block if necessary, the lateral brake 33 located on the inside of the bend, the steering wheel being turned as far as possible to facilitate the maneuver. The vehicle then turns in a very small space.
When it is not desired to turn on a short radius, it is possible (fig. 14) to make the axle 100 and the sleeve 104 integral by lowering the handbrake lever 113 from the inactive position A (fig. 11) to the position B (fig. 12) where the lever 113 pushing the ramp 114 of the light 108 places the teeth 109 and 110 in engagement The two lateral brakes are thus made integral and we can proceed to braking either by continuing to lower the lever to hand from position B to position C, which turns part 105, axle 100 and sleeve 104 as a block, either by acting on one or the other of the pedals 37.
In addition to this control desired by the lever 113 between the positions A and B to make the axis 100 and the sleeve 104 integral, these two elements are automatically made integral according to the invention when the control lever is moved. speed change 115 from a non high speed position (fig. 11) to a high speed position (fig 13). This lever then pushes, as we have seen, the ramp 107 of the part 105 which engages the teeth 109 and 110. For this purpose the slot 108 is provided wide enough to allow the free movement of the sleeve 105 around the lever 113 occupying position A.
A very flexible braking control is thus achieved with complete safety, since one can act separately (fig. 11) or simultaneously (fig. 12) on the side brakes depending on the desired short radius or normal braking and, that, on the other hand, simultaneous braking is made compulsory (figo 13) when the tractor is running with the gear boot in the high gear position.
The distribution of the weight of the vehicle which is predominant on the front wheels, as seen above, and as emerges from the drawings with the arrangement towards 1-'forward of the heavy components, makes it possible to eliminate the risk of pitching especially on the sides where these risks are normally the highest. The tractor can thus be used for working on hillsides, in particular in vineyards where until now it has only been possible to use tracked machines.
The embodiment which has just been described applies more particularly to cases where the vehicle is called upon to walk on terrain which may present accidents of any kind where on sides or slopes.
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even high speeds, but where nevertheless the direction of travel of the tractor does not systematically merge with the level lines of steeply inclined terrain. In this case, in fact, the axis of the rear wheels, which would be inclined, would cause a corresponding inclination of the tractor frame, which is unfavorable to driving the vehicle.
To overcome this drawback and according to an alternative embodiment (FIGS. 6 to 9), the rear wheels 68 of the vehicle occupy a predetermined adjustable position relative to the frame. Each wheel 68 is carried by a spindle 69 linked by constant velocity joint 70 to a corresponding shaft 19.
Each rocket 69 is carried in a bearing 71 made integral with a frame 72.
This is rotatably mounted at 73 on supports 74 fixed at 75 to the frame 1 of the vehicle. The axis of rotation of each frame 72 is longitudinal with respect to this frame. A lever 76 is fixed at 77 to the frame 72. A connecting rod 78 placed at the rear of the frame is articulated at its ends at 79 on the levers.
76 and receives articulated at 80, a lever 81 comprising a square shaft 82 rotatably mounted on the frame. The shaft 82 is integral with a toothed pinion 83 housed in a housing 84, fixed on the frame. The pinion 83 is engaged with a rack 85 slidably mounted in a groove 86 of the frame and in the bottom of the housing 84 at 87. The rack carries a screw 88 fixed at the end.
The latter is engaged in a nut 89 rotatably mounted at 90 on the housing and prevented from sliding by stops 91 of the housing formed for example by stop bearings or the like. The nut 89 is integral at the end of a handwheel 92 provided with a handle 93. This steering wheel is within reach of the driver.
As can be seen in Figure 6, the levers 76 and 8l are parallel to allow the correct movement of the connecting rod 78.
When the condition of the ground (plowing furrows, sidewalls, etc.) is such that the tractor has to travel a relatively large distance with the wheel contact zones on one side of the vehicle raised in relation to the wheel contact zones on the other side, the driver, by maneuvering the steering wheel 92 in the appropriate direction, tilts the rear wheels (FIG. 6) so that the frame remains plumb.
The rotation of the flywheel 92 and consequently that of the nut 89 which cannot slide, determines the rise or fall of the screw 88. The latter does not rotate since it is integral with the rack 85 slidably engaged in 86 and 87 in the casing 84. The movement of the rack imparts a rotational movement to the pinion 83 and consequently to the lever 81. The connecting rod 78 is driven in a translational movement which determines the tilting of the frames 72 and consequently of the rear wheels 68.
The screw-nut transmission is irreversible; an additional locking (not shown) can nevertheless be provided, this locking of any known and appropriate form being arranged on the steering wheel 92 or the lever 81.
The arrangement of rear wheels with adjustable inclination not only keeps the frame, the engine, the driver in a vertical position whatever the nature of the ground (deep plowing, working on the hillside), but also to increase the stability of the vehicle, the center of gravity of the whole being brought back along the longitudinal axis of the quadrilateral formed by the impact zones of the wheels on the solo In the case of rear wheels with adjustable inclination, the operation of the front wheels remains similar to that which has been described in the embodiment with fixed rear wheels. The rear wheels can also be made steerable, if necessary, to meet specific conditions of use of the vehicle.
The improvements according to the invention therefore make it possible to achieve a simple and convenient construction of the vehicle as well as a flexible and efficient walk on all terrains with great maneuverability.
It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments described and shown, but on the contrary embraces all variants in the realization of its various elements, for example., The predetermined position.
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completed rear wheels can be obtained via a hydraulic drive instead of a rack, etc.
CLAIMS. the Tractor with four equal drive wheels controlled from a single differential with a substantially central position relative to the chassis, characterized in that in this chassis forming a narrow gearbox, the two half-shafts of the differential are transverse and coaxial, each transverse half-shaft being connected to the transverse drive shafts of the wheels situated on the corresponding side of the vehicle by a transmission the movement of which is situated only in a longitudinal plane.