FR2564922A1 - ATTENUATION VALVE FOR THE CLUTCH OF THE PTO SHAFT OF A TRACTOR - Google Patents
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Abstract
SOUPAPE D'ATTENUATION POUR L'EMBRAYAGE DE L'ARBRE DE PRISE DE FORCE D'UN TRACTEUR, MONTEE DANS LA CONDUITE SOUS PRESSION QUI RELIE LA POMPE HYDRAULIQUE, ACTIONNEE PAR LE MOTEUR DU TRACTEUR, A L'EMBRAYAGE DE L'ARBRE DE PRISE DE FORCE. LA SOUPAPE COMPORTE UN ORIFICE D'ENTREE A ET UN ORIFICE DE SORTIE B EN COMMUNICATION DIRECTE. ELLE COMPORTE EGALEMENT UN ORIFICE DE FUITE C QUI COMMUNIQUE AVEC LES ORIFICES D'ENTREE ET DE SORTIE A ET B PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN CLAPET DE PURGE 20 PLACE A L'INTERIEUR DU CORPS 10 DE LA SOUPAPE. LE CLAPET EST COMMANDE DE MANIERE A REGULER AUTOMATIQUEMENT LE RAPPORT DES DEBITS PASSANT PAR L'ORIFICE DE SORTIE B ET L'ORIFICE DE FUITE C, AINSI QUE LA PRESSION DU FLUIDE PASSANT PAR L'ORIFICE DE SORTIE B ET APPLIQUE A L'EMBRAYAGE, ET PAR SUITE LE TEMPS MIS POUR ENCLENCHER L'ARBRE DE PRISE DE FORCE.ATTENUATION VALVE FOR THE CLUTCH OF THE PTO SHAFT OF A TRACTOR, MOUNTED IN THE PRESSURE PIPE THAT CONNECTS THE HYDRAULIC PUMP, ACTUATED BY THE TRACTOR MOTOR, TO THE CLUTCH OF THE PTO SHAFT FORCE. THE VALVE HAS AN INPUT A PORT AND AN OUTPUT B PORT IN DIRECT COMMUNICATION. IT ALSO CONTAINS A LEAKAGE PORT C which communicates with the inlet and outlet ports A and B via a purge valve 20 placed inside the body 10 of the valve. THE VALVE IS CONTROLLED TO AUTOMATICALLY REGULATE THE REPORT OF THE FLOWS PASSING THROUGH OUTLET B AND LEAKAGE PORT C, AS WELL AS THE PRESSURE OF THE FLUID PASSING THROUGH OUTLET B AND APPLIED TO THE CLUTCH, AND THEN THE TIME TAKEN TO TURN ON THE PTO SHAFT.
Description
La présente invention se rapporte à une soupape d'atténuation pourThe present invention relates to an attenuation valve for
l'embrayage de l'arbre de prise de force the PTO shaft clutch
d'un tracteur, cette soupape étant montée dans la canalisa- of a tractor, this valve being mounted in the pipe-
tion sous pression qui va de la pompe hydraulique actionnée par le moteur du tracteur à l'embrayage de l'arbre de prise pressurized from the hydraulic pump powered by the tractor engine to the clutch of the drive shaft
de force, entre la vanne de branchement et l'embrayage. force, between the connection valve and the clutch.
Pour la mise en service de l'arbre de prise de force d'un tracteur, on utilise habituellement le système hydraulique de ce dernier. L'arbre de prise de force est normalement accouplé à l'arbre venant du moteur du tracteur, par l'intermédiaire d'un embrayage à liquide, de sorte que l'arbre de prise de force est enclenché lorsque la pression dans l'embrayage à liquide atteint une valeur de pression de travail normale. Dans ce système, la pression de travail est, en règle générale,de l'ordre de 16.102 kPa. Si l'arbre de prise de force est enclenché sans qu'on retarde d'aucune The hydraulic system of the tractor is usually used to commission the PTO shaft of a tractor. The PTO shaft is normally coupled to the shaft from the tractor engine via a liquid clutch, so that the PTO shaft is engaged when the pressure in the clutch liquid reaches a normal working pressure value. In this system, the working pressure is, as a rule, of the order of 16.102 kPa. If the PTO shaft is engaged without delaying any
façon l'augmentation de pression, le temps de montée en pres- way the pressure increase, the pressure rise time
sion est de l'ordre de 0,2 seconde. Un accouplement aussi rapide provoque une secousse brutale dans la prise de force, ce qui peut entraîner une détérioration de la machine reliée à l'arbre de prise de force, de cet arbre lui-même ou de l'arbre à cardan. Cet inconvénient est particulièrement sion is of the order of 0.2 seconds. Such a quick coupling causes a sudden jolt in the PTO, which can lead to damage to the machine connected to the PTO shaft, this shaft itself or the PTO shaft. This drawback is particularly
grave lorsque la viscosité de l'huile de commande est fai- severe when the viscosity of the control oil is low
ble. Afin de résoudre ce problème et, par conséquent, de ralentir l'enclenchement de l'arbre de prise de force, on a utilisé jusqu'à présent des vannes à commande manuelle au moyen desquelles la pression d'accouplement du système peut être élevée progressivement, par réglage manuel. On évite, à l'aide de ces dispositifs, de détériorer les machines et l'équipement dans la situation d'enclenchement. Toutefois, corn. In order to solve this problem and, therefore, to slow down the engagement of the PTO shaft, manual valves have been used so far by means of which the coupling pressure of the system can be gradually increased , by manual adjustment. With these devices, the machines and the equipment are prevented from being damaged in the switch-on situation. However,
cela nécessite une manoeuvre supplémentaire pour l'opéra- this requires an additional maneuver for the operation-
teur de l'équipement,qui doit toujours se souvenir de ré- equipment maker, who should always remember to
gler le temps de montée en pression de façon appropriée, set the pressure build-up time appropriately,
suivant les circonstances. Si le temps de montée en pres- depending on the circumstances. If the rise time in pres-
sion est trop court, il peut en résulter une détérioration mécanique de l'équipement de transmission de puissance. Si is too short, mechanical damage to the power transmission equipment may result. Yes
ce temps est trop long, l'embrayage peut être brûlé. this time is too long, the clutch may be burnt.
La présente invention a pour objet une soupape d'atténuation de type nouveau, pour l'embrayage de l'arbre de prise de force d'un tracteur, qui évte les inconvénients The subject of the present invention is a new type attenuation valve for clutching the PTO shaft of a tractor, which avoids the drawbacks
ci-dessus. Elle a pour avantage principal de procurer auto- above. Its main advantage is to provide self-
matiquement une montée en pression progressive dans l'em- matically a gradual rise in pressure in the em-
brayage, de sorte qu'on peut utiliser une vanne à commande clutch, so a control valve can be used
électrique comme vanne de branchement. electric as connection valve.
Le dispositif suivant l'invention est caractéri- The device according to the invention is characteristic
sé en ce que la soupape d'atténuation régule automatiquement le temps d'enclenchement de l'arbre de prise de force, par se in that the attenuation valve automatically regulates the engagement time of the PTO shaft, by
réglage de la pression du fluide envoyé à l'embrayage. adjustment of the pressure of the fluid sent to the clutch.
Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de In addition to the foregoing provisions, the invention also comprises other provisions, which will emerge from
la description qui va suivre.the description which follows.
L'invention sera mieux comprise à l'aide du complé- The invention will be better understood with the help of the
ment de description qui va suivre,qui se réfère aux dessins description which follows, which refers to the drawings
annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma de fonctionnement de l'arbre de prise de force d'un tracteur, annexed in which: FIG. 1 is an operating diagram of the PTO shaft of a tractor,
la figure 2 est une coupe d'une soupape d'atté- Figure 2 is a section of a control valve
nuation conforme à l'invention, etnuation according to the invention, and
la figure 3 est un graphique de la pression de sor- Figure 3 is a graph of the outlet pressure.
tie en fonction du temps, pour une soupape d'atténuation tie as a function of time, for an attenuation valve
conforme à l'invention.according to the invention.
Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. It should be understood, however, that these drawings and the corresponding descriptive parts, are given solely by way of illustration of the subject of the invention, of which they do not in any way constitute a limitation.
Le schéma de la figure 1 illustre un arbre 1 en- The diagram in Figure 1 illustrates a tree 1 in-
traîné par le moteur du tracteur et qui entraîne lui-même une pompe hydraulique 2. Celle-ci fournit la pression pour le système hydraulique. Un embrayage d'arbre de prise en dragged by the tractor engine and which itself drives a hydraulic pump 2. This provides pressure for the hydraulic system. A drive shaft clutch
force, représenté ici sous la forme d'un embrayage multi- force, shown here as a multi-clutch
disques 5, est également monté sur l'arbre 1. En fait, l'em- discs 5, is also mounted on the shaft 1. In fact, the em-
brayage peut également être un embrayage à liquide de tout autre type. Un arbre tubulaire 6 est monté sur l'arbre 1 et est relié d'autre part à l'embrayage multidisques 5. Une roue dentée 7 est montée sur l'arbre 6 et elle engrène avec clutch can also be a liquid clutch of any other type. A tubular shaft 6 is mounted on the shaft 1 and is connected on the other hand to the multi-plate clutch 5. A toothed wheel 7 is mounted on the shaft 6 and it meshes with
un pignon 8 qui est fixé sur l'arbre 9 de prise de force. a pinion 8 which is fixed on the shaft 9 of PTO.
On voit, sur la figure 1, que la pompe 2 fournit la pression à une vanne 3 par l'intermédiaire de laquelle l'arbre 9 de prise de force est mis en service. Toutefois, la vanne 3 ne doit pas transmettre directement la pression à l'embrayage , mais une soupape d'atténuation 4 conforme à l'invention, représentée schématiquement, est montée entre la vanne 3 et l'embrayage 5, cette soupape 4 permettant de retarder la It can be seen in FIG. 1 that the pump 2 supplies the pressure to a valve 3 by means of which the PTO shaft 9 is put into service. However, the valve 3 must not directly transmit the pressure to the clutch, but an attenuation valve 4 according to the invention, shown diagrammatically, is mounted between the valve 3 and the clutch 5, this valve 4 making it possible to delay the
montée de la pression d'enclenchement. rise in cut-in pressure.
La figure 2 représente une soupape d'atténuation conforme à l'invention. La soupape est une pièce oblongue Figure 2 shows an attenuation valve according to the invention. The valve is an oblong piece
dont le corps 10 comporte, à une extrémité, un trou qui tra- the body 10 of which has, at one end, a hole which passes through
verse transversalement le corps. Une extrémité A du trou transversely pours the body. One end A of the hole
constitue l'orifice d'entrée, par lequel l'huile est intro- constitutes the inlet, through which the oil is introduced
duite dans la soupape, et l'autre extrémité B constitue l'o- pick up in the valve, and the other end B constitutes the o
rifice de sortie, par lequel l'huile sort de la soupape et est envoyée dans la chambre de commande de l'embrayage. Un alésage longitudinal 22 est ménagé dans le corps 10 de la soupape et il communique, par un orifice 21 prévu au fond de l'alésage, avec le trou transversal du corps. Un deuxième alésage longitudinal 11 est ménagé dans le corps 10, à côté outlet port, through which the oil leaves the valve and is sent to the clutch control chamber. A longitudinal bore 22 is formed in the body 10 of the valve and it communicates, through an orifice 21 provided at the bottom of the bore, with the transverse hole of the body. A second longitudinal bore 11 is formed in the body 10, next to
de l'alésage 22, et il est également en communication di- of bore 22, and it is also in direct communication
recte avec le trou tranversal. L'alésage 11 constitue un canal dit d'étranglement ou de temporisation, dans lequel un piston d'étranglement 12 se déplace librement. A l'extrémité di corps 10 opposée au trou tranversal, un filetage permet de visser un chapeau taraudé 15 qui obture l'extrémité du recte with the transverse hole. The bore 11 constitutes a so-called throttling or timing channel, in which a throttle piston 12 moves freely. At the end of the body 10 opposite the transverse hole, a thread makes it possible to screw a threaded cap 15 which closes the end of the
corps 10 de façon étanche, de sorte que les alésages longi- body 10 tightly, so that the bores
tudinaux 11 et 22 ménagés dans le corps ne communiquent pas à cet endroit avec l'espace extérieur à la soupape. Un tudinals 11 and 22 formed in the body do not communicate at this location with the space outside the valve. A
trou radial 13, prévu dans la paroi de l'alésage longitudi- radial hole 13, provided in the wall of the longitudinal bore
nal 22 au milieu de la soupape, fait communiquer les alésa- nal 22 in the middle of the valve, connects the bores
ges 11 et 22 l'un avec l'autre. Le chapeau vissé 15 recou- vre le trou radial 13, de sorte que celui-ci n'est pas en ages 11 and 22 with each other. The screwed cap 15 covers the radial hole 13, so that the latter is not in
contact direct avec l'espace à l'extérieur de la soupape. direct contact with the space outside the valve.
En outre, un trou radial C est prévu dans le corps 10 de la soupape, en communication avec l'alésage 22, à côté de In addition, a radial hole C is provided in the body 10 of the valve, in communication with the bore 22, next to
l'orifice 21 situé au fond de l'alésage. Une bille 20 recou- the orifice 21 located at the bottom of the bore. A ball 20 covered
vre l'orifice 21 au fond de l'alésage 22. A l'extrémité op- vre the hole 21 at the bottom of the bore 22. At the op-
posée de l'alésage 22, un piston 16 se déplace en va-et- posed of the bore 22, a piston 16 moves back and forth
vient dans l'alésage et il comporte une tige de piston 17, dirigée vers la bille 20, et une queue 18 dirigée en sens comes into the bore and it comprises a piston rod 17, directed towards the ball 20, and a tail 18 directed in the direction
inverse. Un ressort, interposé entre la bille 20 et le pis- reverse. A spring, interposed between the ball 20 and the pis-
ton 16, tend à écarter la bille et le piston l'un de l'au- tone 16, tends to spread the ball and piston one of the other
tre. Entre la queue 18 et les parois de l'alésage 22, il reste un espace annulaire 14 qui communique avec le canal be. Between the tail 18 and the walls of the bore 22, there remains an annular space 14 which communicates with the channel
d'étranglement 11 par le trou radial 13. throttle 11 through the radial hole 13.
Lorsqu'on ouvre la vanne de branchement 3,repré- When opening the connection valve 3, represent
sentée sur la figure 1, l'huile traverse cette vanne et arri- felt in figure 1, the oil passes through this valve and arrives
ve à l'orifice d'entrée 1 de la soupape d'atténuation repré- ve at inlet port 1 of the attenuation valve shown
sentée sur la figure 2. L'huile traverse directement le trou felt in figure 2. The oil passes directly through the hole
transversal et l'orifice de sortie B et arrive dans l'embra- transverse and the outlet orifice B and arrives in the
yage de l'arbre de prise de force, de sorte que la résistan- of the PTO shaft, so that the resistance
ce opposée par l'embrayage crée une augmentation de pression dans la soupape d'atténuation. Par suite, la bille 20 placée sur l'orifice 21 est déplacée vers la droite sur la figure 2, ce qui ouvre une communication entre l'orifice d'entrée et l'orifice de fuite C. Le ressort 19 placé derrière la this opposite by the clutch creates an increase in pressure in the attenuation valve. As a result, the ball 20 placed on the orifice 21 is moved to the right in FIG. 2, which opens a communication between the inlet orifice and the leak orifice C. The spring 19 placed behind the
bille 20 détermine à quelle pression initiale po cette ou- ball 20 determines at what initial pressure in. this or
verture de l'orifce de fuite C a lieu. Lorsque la pression devient plus forte, l'huile s'écoule également par le the leakage hole C takes place. When the pressure becomes stronger, the oil also flows through the
canal d'étranglement 11. Un certain jeu, appelé jeu d' étran- bottleneck 11. A certain game, called a foreign game,
glement, dont la valeur peut être par exemple de 0,2 mm, est glement, whose value can be for example 0.2 mm, is
prévu entre le piston d'étranglement 12 placé dans le ca- provided between the throttle piston 12 placed in the case
nal 11 et les parois de ce canal. L'huile qui s'écoule dans nal 11 and the walls of this canal. The oil flowing in
le canal 11 pousse le piston 12 vers la droite sur la figu- channel 11 pushes piston 12 to the right on the figure
re 2 mais, en même temps, l'huile fait également par le jeu d'étranglement, au-delà du piston 12 et par le trou radial re 2 but, at the same time, the oil also makes through the throttling clearance, beyond the piston 12 and through the radial hole
13, et arrive dans l'espace annulaire 14 à l'arrière du pis- 13, and arrives in the annular space 14 at the rear of the pis-
ton de travail 16. Il en résulte une augmentation de pres- working tone 16. This results in an increase in pres-
sion à l'arrière du piston 16, ce qui tend à pousser le pis- sion at the rear of the piston 16, which tends to push the piston
ton 16 vers la gauche sur la figure 2, contre la force de compression du ressort 19, et à presser à nouveau la bille sur l'orifice 21. Lorsque le piston 16 pousse la bille vers la position fermée, par l'intermédiaire du ressort 19, l'intervalle entre la bille 20 et l'orifice 21 diminue, tone 16 to the left in FIG. 2, against the compression force of the spring 19, and to press the ball again on the orifice 21. When the piston 16 pushes the ball towards the closed position, via the spring 19, the interval between the ball 20 and the orifice 21 decreases,
de sorte que la pression augmente dans le système. L'aug- so the pressure increases in the system. August
mentation de pression dans le système provoque également une augmentation de pression dans l'espace 14, de sorte mentation of pressure in the system also causes an increase in pressure in space 14, so
que le piston 16 est poussé davantage vers la gauche et fi- that the piston 16 is pushed further to the left and
nalement le piston 16 se déplace suffisamment pour que la nally the piston 16 moves enough so that the
tige de piston 17 presse fortement la bille 20 sur le côté. piston rod 17 strongly presses ball 20 to the side.
Ainsi, l'orifice 21 est complètement fermé et la fuite Thus, the orifice 21 is completely closed and the leak
s'arrête. De cette façon, la pression d'enclenchement com- stop. In this way, the engagement pressure is
plet est atteinte et l'enclenchement est entièrement effec- plet is reached and interlocking is fully performed
tué. Après enclenchement, la même pression règne dans tout le système. Par suite, le ressort 19 repousse le piston 16 vers la droite et, par l'effet de l'huile déplacée par le piston, le piston d'étranglement 12 est ramené à sa position initiale. Le clapet représenté sur la figure 2 et pressé par le ressort 19 n'est pas nécessairement un clapet à bille 20, mais il peut être un clapet de purge de manière générale, kill. After switching on, the same pressure prevails throughout the system. As a result, the spring 19 pushes the piston 16 to the right and, by the effect of the oil displaced by the piston, the throttle piston 12 is returned to its initial position. The valve represented in FIG. 2 and pressed by the spring 19 is not necessarily a ball valve 20, but it can be a purge valve in general,
par exemple un cône.for example a cone.
La figure 3 est un graphique du temps mis pour Figure 3 is a graph of the time taken to
l'enclenchement de la soupape d'atténuation. Sur ce graphi- the engagement of the attenuation valve. On this graphi-
que, la pression d'enclenchement est portée en ordonnée et le temps d'enclenchement en abscisse. On voit sur la figure 3 que la pression s'élève rapidement au début, jusqu'à la valeur po, qui est ladite pression initiale. La valeur de cette pression initiale po0 est déterminée par la rigidité du ressort 19 agissant sur le clapet de purge 20. On peut that, the engagement pressure is plotted on the ordinate and the engagement time on the abscissa. It can be seen in FIG. 3 that the pressure rises rapidly at the start, up to the value po, which is said initial pressure. The value of this initial pressure po0 is determined by the rigidity of the spring 19 acting on the purge valve 20. It is possible to
choisir la rigidité du ressort 19 de la façon la plus avan- choose the stiffness of spring 19 in the most advanced way
tageuse, par exemple de sorte que cette pression initiale tagger for example so this initial pressure
po soit de l'ordre de 5.102 kPa. Lorsque la pression ini- po is of the order of 5.102 kPa. When the initial pressure
tiale po est atteinte, le clapet de purge 20 commence à s'ouvrir, ce qui ralentit beaucoup la croissance de la pression, comme représenté sur la figure 3. L'augmentation de pression se poursuit, ainsi ralentie, jusqu'à la valeur pl, qui est la pression d'enclenchement complet. La valeur de cette pression d'enclenchement complet est de l'ordre de 16.102 kPa. Le temps T d'augmentation de la pression de po à P1 est appelé temps d'atténuation. On peut choisir ce temps d'atténuation dans la plage de 1 à 2 secondes. Cette valeur peut être modifiée de différentes façons. On peut tial po is reached, the purge valve 20 begins to open, which greatly slows the growth of pressure, as shown in Figure 3. The pressure increase continues, thus slowed down to the value pl , which is the full cut-in pressure. The value of this full cut-in pressure is of the order of 16.102 kPa. The time T for increasing the pressure from po to P1 is called the attenuation time. You can choose this attenuation time in the range of 1 to 2 seconds. This value can be changed in different ways. We can
choisir le jeu d'étranglement, entre le piston d'étrangle- choose the throttle clearance, between the throttle piston-
ment 12 et le canal 11, de manière à obtenir le temps d'at- ment 12 and channel 11, so as to obtain the waiting time
ténuation T désiré. Plus ce jeu est faible, plus le temps d'atténuation est long. Le diamètre du piston de travail 16 agit également sur le temps d'atténuation T, qui augmente lorsque ce diamètre augmente. L'allongement de la soupape affecte -également le temps d'atténuation car, dans ce cas, les longueurs des déplacements des pistons augmentent. Une desired attenuation T. The lower this play, the longer the attenuation time. The diameter of the working piston 16 also acts on the attenuation time T, which increases when this diameter increases. The elongation of the valve also affects the attenuation time because, in this case, the lengths of displacement of the pistons increase. A
soupape plus longue permet donc d'obtenir un temps d'atté- longer valve therefore allows a waiting time
nuation plus long. La rigidité du ressort 19 n'affecte pas le temps d'atténuation lui-même mais seulement la pression longer nuation. The rigidity of the spring 19 does not affect the attenuation time itself but only the pressure
initiale po0, comme expliqué plus haut. initial po0, as explained above.
La soupape d'atténuation conforme à l'invention The attenuation valve according to the invention
présente l'avantage, par rapport à l'art antérieur, que l'at- has the advantage, compared to the prior art, that the
ténuation de la croissance de la pression d'enclenchement attenuation of the growth of the switching pressure
s'effectue automatiquement. Ainsi, on peut utiliser par e- takes place automatically. So we can use by e-
xemple une vanne à commande électrique comme vanne de bran- xample an electrically operated valve as a branch valve
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chement 3 de la prise de force.chation 3 of the PTO.
Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- As is clear from the above, the information
vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réali- vention is by no means limited to those of its modes of realization
sation et d'application qui viennent d'être décrits de fa- sation and application which have just been described in a
çon explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la explicit lesson; on the contrary, it embraces all the variants which may come to the mind of the technician in the matter, without departing from the framework, nor from the scope, of the
présente invention.present invention.
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