FR2565651A1

FR2565651A1 - Systeme de changement de vitesses pour une boite de vitesses non synchronisee

Info

Publication number: FR2565651A1
Application number: FR8508653A
Authority: FR
Inventors: Hans Helmut Coenenberg; Gunter Eis; Helmut Homburg
Original assignee: Claas KGaA mbH
Current assignee: Claas KGaA mbH
Priority date: 1984-06-09
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1985-12-13
Anticipated expiration: 2005-06-07
Also published as: GB2159899B; GB2159899A; GB8513966D0; FR2565651B1; DE3421582A1

Abstract

LA PRESENTE DEMANDE DE BREVET CONCERNE UN SYSTEME DE CHANGEMENT DE VITESSES POUR UNE BOITE NON SYNCHRONISEE, NOTAMMENT POUR UNE BOITE D'ENTRAINEMENT POUR DES ENGINS AGRICOLES OU DE TRAVAUX PUBLICS AUTOMOTEURS AVEC EMBRAYAGE A CRABOTS OU A GRIFFES, AVEC UN DISPOSITIF DE CHANGEMENT DE VITESSES ASSISTE, ET AVEC UN DISPOSITIF DE COMMANDE ELECTRIQUE QUI DELIVRE AUDIT DISPOSITIF UNE AUTORISATION D'ENGAGEMENT DE LA VITESSE SOUHAITEE. SELON L'INVENTION, LE DISPOSITIF DE CHANGEMENT DE VITESSES POSSEDE UN ORGANE DE CHANGEMENT DE VITESSES DIRECTEMENT RELIE A LA BOITE 1, QUI POSSEDE AU MOINS DEUX POSITIONS FINALES QUI PEUVENT ETRE FIXEES, ET QUI EST ASSERVI PAR DES ORGANES DE COMMANDE 13, LE DISPOSITIF ELECTRIQUE DE COMMANDE COMPRENANT UN PROCESSEUR 17 COMMANDANT LES ORGANES DE COMMANDE 13, LEQUEL PROCESSEUR 17 FAIT VARIER LE MOMENT DE L'AUTORISATION D'ENGAGEMENT EN FONCTION DES MODIFICATIONS DE VITESSE DE ROTATION DES ARBRES DE BOITE 5, 8 ET D'UN TEMPS DE CHANGEMENT DE VITESSE CONSTANT DE L'ORGANE DE CHANGEMENT DE VITESSES DE TELLE SORTE QUE L'AUTORISATION D'ENGAGEMENT S'EFFECTUE A UNE VITESSE RELATIVE PREDETERMINEE DES ROUES DENTEES A ENGRENER QUI SE TROUVENT SUR LES ARBRES DE BOITE 5, 8, AVANT MEME LA MARCHE SYNCHRONE OU SELON LE CAS L'ARRET DE CES DERNIERES.

Description

- 1 - L'invention concerne un système de changement de vitesses pour

une boîte de vitesses non synchronisée selon le Préambule de la reen-

dication 1.

Un tel système de changement de vitesses est connu du brevet allemand DE 14 50 694. Le dispositif de changement de vitesses y est constitué d'une bielle entraînée par un servomoteur, qui est relié à

l'élément de changement de vitesses delaboite par l'intrmédiaired'unaccumu-

lateur d'énergie, ressort notamment. A la suite du débrayage de la vitesse précédente, la poursuite du fonctionnement du servomoteur et

la poussée de la bielle entraînent la précontrainte de cet accumu-

lateur d'énergie au-delà de la position neutre de l'élément de change-

ment de vitesses de la boîIte, ce dernier étant initialement bloqué à la

position neutre par un cliquet. Le dispositif de commande électrique déter-

mine alors le point de marche synchrone à partir de la comnparaison des régimes d'entrée et de sortie de boite et selon des paramètres alloués; dès que ce point est atteint, le cliquet est débloqué, de sorte que l'élénent de changement de vitesses de la boîte maintenant libéré peut par l'intermédiaire de l'accumulateur d'énerqie, être engagé dans la

position prévue pour la vitesse présélectionnée.

Le système de changement de vitesses connu est tout au plus adéquat pour des boites légères de véhicules automobiles, o il est

encore possible d'obtenir, sans que les roues dentées en soient dété-

riorées, une marche synchrone et un accouplement des roues dentées à relier au moyen d'un accouplement par friction de ces roues. En effet, le déblocage du cliquet et l'engagement de la vitesse choisie au moyen de l'accumulateur d'énergie necommencent que lorsque les

roues dentées à accoupler sont en marche synchrone, et comme le mou-

vement de détente de l'accumulateur d'énergie est un mouvement accé-

léré, sur lequel les masses déplacées et les longueurs de course de couplage exercent à leur tour une influence, l'engrènement des roues dentées à accoupler se produit à un moment indéterminé, auquel de toute manière il n'y a plus de marche synchrone. Même si les roues dentées accouplées s'engrenaient alors qu'on se trouve encore au régime synchrone, il est impossible d'éviter à chaque fois qu'une dent en rencontre une autre; la fréquence d'une telle rencontre dépend du rapport entre les têtes de dents et les entre-dents. Les roues dentées ne peuvent donc être constamment engrenées en marche synchrone, et, une fois que le point de marche synchrone a été dépassé, il est impossible qu'elles engrènent sans problème: il se produit donc un rebondissement et un broutage importants, lesquels, du moins pour des boites de taille importante, entraînent

inévitablement des dégradations importantes des roues dentées.

L'invention a donc pour objectif de fournir un système de chan-

gement de vitesses du type présenté en introduction o, quel que soit l'état de service, lors d'un changement de vitesse imminent à un moment déterminable de manière précise, l'autorisation d'engagement de la vitesse par le dispositif de commande s'effectue alors même que la marche synchrone des roues dentées à accoupler n'est pas encore totalement atteinte; grâce à cette "avance", le dispositif assure l'engrènement sans problème des roues dentées à accoupler, sur la base d'une vitesse

relative existante prédéterminée de ces roues dentées.

Cet objectif est atteint au moyen d'un système de changement

de vitesses selon l'invention présentant les caractéristiques énumé-

rées à la revendication 1.

Le principal avantage apporté par le système de changement de vitesses selon l'invention est le suivant:lors d'un changement de vitesse, le processeur calcule le moment d'engagement qui est à chaque fois le plus favorable, en fonction de différentes données de

mesure et en tenant comred'un- comportement toujours constant du disposi-

tif de changement de vitesses. Ce faisant, l'autorisation d'engagement est calculée pour un moment qui se situe avant la marche synchrone des arbres de boite ou des roues dentées à accoupler, de sorte que les dents de ces roues qui se rencontrent ont encore une faible vitesse relative les unes par rapport aux autres, ce qui permet d'éviter des rencontres dent-à-dent, et d'assurer un engrènement fiable. La

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détermination du moment de l'autorisation d'engagement se joue ici au niveau de la milliseconde: c'est la raison pour laquelle il faut poser des exigences sévères en ce qui concerne la fidélité de la reproductibilité du temps de changement de vitesses par le dispositif de changement de vitesses. En ce qui concerne la réalisation du dispositif de changement de vitesses, plusieurs solutions sont à considérer. Ce dispositif peut comprendre des organes de réglage électromécaniques tels que des vis de réglage avec moteurs pas-à-pas et système de commande adéquat, O10 numérique par exemple, ce qui permet d'obtenir des processus de

réglage précis en ce qui concerne les positions et les vitesses d'en-

gagement. On peut également employer des dispositifs à actionnement mécanique munis d'accumulateurs d'énergie pouvant être commandés de manière précise -ce dans la mesure o il est suffisamment garanti que l'on peut faire varier dans une proportion adéquate les déroulements des mouvements nécessaires pour le processus de changement de vitesse. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, on emploie comme dispositif de changement de vitesses un ensemble de cylindres actionnés par un fluide sous pression, ce dernier pouvant

être pneumatique ou hydraulique. Lorsqu'on emploie des fluides pneu-

matiques, leur compressibilité doit, du fait de son influence sur les

mouvements de réglage, être compensée au moyen d'organes d'étrangle-

ment ou autres dispositifs annexes.

On peut prévoir des accumulateurs de fluide sous pression, qui permettent d'augmenter la vitesse de réglage au-delà de celle que la pompe de fluide sous pression peut atteindre à elle seule. On peut, de manière connue, assurer une protection contre le dépassement d'une vitesse de réglage maximale allouée au moyen d'organes d'étranglement,

de diviseurs de flux ou autres dispositifs similaires.

Il est particulièrement avantageux d'employer un dispositif de changement de vitesses muni de deux pistons ou ensemblede pistons de

réglage à double action. Il se peut que les pistons de réglage effec-

tuent des courses mortes en amont des parcours de réglage le long desquels ils sont reliés en force à l'élément de changement de -4 - vitesses de la boîte. Si de telles courses mortes sont indésirables, afin par exemple de pouvoir allouer le temps de changement de vitesse de manière plus précise, il est possible de prévoir en permanence un assemblage en force des pistons avec l'élément de changement de vitesses. Dans les deux cas, l'élément de changement de vitesses à déplacement linéaire est, par l'intermédiaire des pistons ou ensembles de pistons de réglage, également fixé dans la position neutre médiane.

Le système de changement de vitesses selon l'invention est par-

ticulièrement approprié pour des boîtes d'entraînement d'engins agri-

coles automoteurs, pour lesquels on a besoin d'effectuer des change-

ments de vitesse sans interrompre provisoirement la marche, ce même sur des sols difficiles ou dans des pentes. Il est ici possible de tenir également compte du freinage de l'arbre principal de boîte par

le châssis, tel que la baisse de régime d'un arbre d'entrée éventuel-

lement équipé d'un frein auxiliaire, ce afin de ne pas rater la plage optimale de moment d'engagement de la vitesse souhaitée pour l'état

de service correspondant.

Les revendications secondaires et la description qui suit mettent

en évidence d'autres configurations avantageuses caractérisant l'in-

vention.

La description qui suit décrit plus en détail l'invention, à

l'aide d'exemples de réalisation présentés sur le dessin annexé. Ce dessin montre: à la figure 1 la représentation schématique d'un système de changement de vitesses pour une boite de vitesses non synchronisée destinée à une machine agricole automotrice,

à la figure 2 une coupe longitudinale à travers le bloc de cylin-

dres du système de changement de vitesses selon la figure 1,

à la figure 3 une coupe longitudinale à travers un bloc de cy-

lindres d'un autre mode de réalisation du système de changement de

vitesses selon la figure 1.

La figure 1 présente schématiquement une boite d'entraînement 1 pour une moissonneuse agricole automotrice, moissonneuse-batteuse par exemple; la boîte 1 est dotée côté entrée d'une roue d'entraînement 2, -5- qui est reliée à un variateur de marche non représenté plus en détail, lequel autorise dans certaines limites une modification du régime d'entrée de la boîte 1: en général en effet, une telle moissonneuse est entraînée par un moteur à combustion interne tournant à un régime sensiblement constant. La roue d'entraînement 2 est montée sur un arbre 3 d'un embrayage 4 qui est coaxial à un arbre d'entrée de boite 5. L'embrayage 4 permet de désaccoupler l'un de l'autre l'arbre

d'embrayage 3 et l'arbre d'entrée de boite 5, afin de pouvoir entre-

prendre, indépendamment de l'entraînement, une adaptation du régime

de rotation de l'arbre d'entre 5. Un engrenage 6, représenté schéma-

tiquement, est monté sur l'arbre d'entrée 5; les différentes roues

dentées de l'engrenage 6 peuvent être accouplées avec les roues den-

tées d'un deuxième engrenage 7, lequel est monté sur un arbre prin-

cipal de boîte 8. Par l'intermédiaire de pignons intermédiaires non représentés, l'arbre principal 8 est accouplé à des arbres latéraux 9

qui mènent aux roues d'entraînement 10 de la moissonneuse.

Le changement de vitesse dans la boîte 1 s'effectue par le dépla-

cement de l'un des engrenages 6 ou 7, les roues dentées accouplées de la vitesse précédente étant tout d'abord séparées les unes des autres,

avant l'engrènement des roues dentées de la nouvelle vitesse engagée.

S'il s'agit, comme c'est le cas ici, d'une boite à baladeur, ceci s'effectue en déplaçant les roues dentées les unes par rapport aux autres sur des axes parallèles. Le déplacement des engrenages 6 et 7 est effectué par l'intermédiaire de tringles de changement de

vitesses 11, lesquelles sont reliées à un bloc de cylindres de chan-

gement de vitesses 12. Le bloc de cylindres 12 comprend deux cylindres hydrauliques, qui seront présentés plus en détail à l'aide des figures 2 et 3. Il s'agit de cylindres hydrauliques qui, par l'intermédiaire de conduiteS 14 de fluide hydraulique, peuvent être reliés à une pompe

hydraulique, l'asservissement des cylindres s'effectuant par l'inter-

médiaire d'électrovannes de commande 13, qui sont montées directement

sur le bloc de cylindres 12. Ceci est important pour la raison sui-

vante: en vue d'obtenir des temps de changement de vitesse précis

pour les tringles de commande 11 de la boite 1, il faut que les volu-

mes des chambres de pression pour le liquide hydraulique entre les -6-

vannes de commande 13 et les pistons du bloc de cylindres qui action-

nent les tringles 11 soient les plus faibles possible.

L'asservissement des électrovannes de commande 13 s'effectue par l'intermédiaire d'un processeur 17, qui est relié aux vannes 13 par des lignes électriques 16. L'alimentation de la partie électrique du système de changement de vitesses s'effectue par l'intermédiaire d'une

source d'alimentation électrique 18.

Le choix de la vitesse pour la boîte 1 s'effectue par l'intermé-

diaire d'un présélecteur 19, relié électriquement au processeur 17 dans lequel est intégré un montage de présélection des vitesses de la boite. Le déclenchement des ordres de commande que le processeur 17 doit donner aux vannes de commande 13 s'effectue par l'intermédiaire

d'une pédale d'embrayage 20, laquelle actionne indirectement l'em-

brayage 4, un commutateur électrique 21 étant à cet effet monté sur

la pédale d'embrayage 20, et relié au processeur 17. Lorsqu'on a pré-

sélectionné par l'intermédiaire du présélecteur 19 la vitesse suivante qui doit être engagée dans la boite 1, le processus de changement de vitesses ne s'effectue qu'à la suite du déclenchement fourni par l'intermédiaire du commutateur 21 qui se trouve sur la pédale

d'embrayage 20.

Le processeur 17 est en outre relié électriquement à des capteurs de régime 22 et 23, par l'intermédiaire desquels sont déterminées directement ou indirectement les vitesses de rotation de l'arbre

d'entrée 5 et de l'arbre principal 8 de la boite 1, afin d'être éva-

luées dans le processeur 17.

Le processeur 17 présente la particularité suivante: il n'entre-

prend pas uniquement une comparaison des vitesses de rotation des arbres 5 et 8 de la boîte relevées par les capteurs 22 et 23, mais il calcule à l'avance le moment de changement de vitesses le plus

favorable pour la vitesse à engager à partir de l'accélération (posi-

tive ou négative selon les cas) avec laquelle s'effectuent les modi-

fications de régime des arbres 5 et 8 de la boîte, ce afin de fournir l'autorisation d'engagement de cette vitesse par l'intermédiaire des tringles de commande 11 alors même que la marche synchrone des roues dentées qui doivent engrene& les unes avec les autres n'est pas

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encore totalement atteinte,et qu'il existe donc une vitesse relative entre ces roues dentées, laquelle assure l'engrènement sans problème des roues dentées, au plus tard au moment de leur marche synchrone. Toutefois, le calcul précis du moment de l'autorisation d'engagement et de la délivrance par le processeur 17 des ordres de commande correspondant$ aux vannes de commande 13 qui se trouvent sur le bloc de cylindres 12 ne permettra d'atteindre cet effet voulu que dans la mesure o le dispositif de changement de vitesses hydraulique et mécanique permet de reproduire à la milliseconde près des temps de changement de vitesses précisément déterminables. Les détails d'un tel dispositif sont présentés ci-après à l'aide de la

figure 2.

On a disposé dans le bloc 12 de cylindres de changement de vitesses deux cylindres hydrauliques 24 qui sont parallèles l'un à

l'autre et qui sont chacun coaxial à l'une des tringles de change-

ment de vitesses 11. Ces deux cylindres 24 ont une structure identi-

que, et chacun d'entre eux a pour rôle de fixer la tringle de commande

correspondante dans la position médiane (ou position neutre) repré-

sentée, et de la déplacer de là, avec la même course, vers la droite

ou vers la gauche dans les deux positions d'engagement pour les engre-

nages 6 et 7 de la boite 1 (voir la figure 1).

Chacun des cylindres 24 est muni d'une tige de piston 25, qui

sort par le côté tourné vers la boite 1 du carter du bloc de cylin-

dres 12, et qui est reliéerigidement à la tringle de commande 11 qui

lui est affectée coaxialement. Les tiges de piston 25 sortent égale-

ment du côté opposé du carter du bloc de cylindres 12, et elles por-

tent à leurs extrémités libres des poignées 39, qui permettent d'ac-

tionner manuellement la boîte 1 en cas de panne du système d'assis-

tance. Chacun des cylindres 24 est de préférence doté de deux pistons 26 déplaçables coaxialement l'un par rapport à l'autre, lesquels sont également chacun déplacable par rapport à la tige de piston 25. Par ailleurs, la course relative de chaque piston 26 vis-à-vis de la tige de piston 25 correspondante est limitée par rapport à la course totale que chaque piston peut effectuer, de sorte que chaque piston 26 est

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à même d'entraîner sur une partie de sa course la tige de piston 25.

Les pistons 26 sont à double action. Ils peuvent donc être actionnés

par le fluide sous pression dans les deux directions.

A la figure 2, les tiges de piston 25 sont elles aussi fixées à une position neutre, correspondant à la position neutre (ou position médiane) des tringles de commande 11. Dans cette position, chacun des deux pistons 26 de chaque cylindre 24 se trouve contre l'une des têtes de cylindre 27 opposées. La tige de piston 25 est dotée de chaque côté d'une butée extérieure 29 sous la forme d'une bague élastique 0l ou autre pièce similaire, par l'intermédiaire de laquelle la tige de piston 25 repose contre le côté tourné axialement vers l'extérieur de chaque piston 26. La distance entre les butées extérieures 29 est choisie de telle manière que, lorsque les pistons 26 viennent s'appuyer simultanément contre ces butées 29, il leur reste encore

juste la place nécessaire pour prendre leurs positions finales respec-

tives à distance l'un de l'autre contre les têtes de cylindre 27.

La tige de piston 25 est également munie d'une butée intérieure contre laquelle peut venir s'appuyer individuellement chacun des deux pistons 26, la tige de piston 25 pouvant être ainsi; selon celui des pistons 26 qui est alimenté en pression, être entraînée avec ce piston pour se déplacer de la position neutre vers la boite 1, ou pour être éloignée de cette dernière. La course de la tige de piston est ici à chaque fois limitée par l'appui de la butée intérieure 30 contre le piston 26 non alimenté en pression, ce piston 26 sans

pression s'appuyant lui-même sur la tête de cylindre 27 correspon-

dante. Afin d'alimenter les pistons 26, des raccords de fluide sous pression 32 et 33 sont usinés dans la paroi 28 du cylindre 24; ces raccords traversent la paroi 28 pour aller vers l'extérieur, et une

des vannes de commande 13 est montée sur chacun des raccords 32, 33.

Le raccord de fluide sous pression médian 32 est relié à une chambre de fluide sous pression 31 médiane qui se trouve dans le cylindre 24 et qui est délimitée par les côtés intérieurs des deux pistons 26. En position médiane (ou position neutre) de la tige de piston 25, cette chambre de fluide sous pression médiane 31 est sous pression, ou est -9- isolée par l'intermédiaire de la vanne de commande 13 correspondante, de sorte que les deux pistons 26 sont fixés dans leurs positions finales extérieures respectives, et donc que la tige de

piston 25, et par suite la tringle de commande 11 qui lui est accou-

plée, est fixée à sa position neutre. Il est bien évident

que les cftés xYérieurs des deux pistons 26 sont alors sans pression.

Si maintenant un des deux pistons 26 est alimenté en pression sur son côté extérieur, et qu'en conséquence la chambre de fluide sous pression médiane 31 est dépressurisée, le piston 26 en question se déplace tout d'abord, en parcourant une course morte désignée sur le dessin par "I", jusqu'à venir buter par son côté intérieur sur la butée intérieure 30 de la tige de piston 25. A partir de ce point, il entraîne dans la poursuite de son mouvement la tige de piston 25, jusqu'à ce que la butée intérieure 30 vienne buter contre le deuxième piston 26 qui se trouve dans sa position finale extérieure. Cette

deuxième partie de la course du piston, qui est accomplie simultané-

ment par le piston 26 en question et par la tige de piston 25, est

désignée à la figure 2 par "II". Il s'agit ici de la course d'enga-

gement, qu'accomplit également la tringle de commande 11 concernée.

Pour débrayer de cette position la tringle de commande 11, les deux pistons 26 sont à nouveau alimentés en fluide sous pression sur leurs côtés intérieurs par l'intermédiaire du raccord médian 32, de sorte que le piston 26 qui se trouve à sa position finale intérieure se déplace à nouveau vers sa position finale extérieure, en accomplissant tout d'abord une course morte par rapport à la tige de piston 25, jusqu'à ce que le piston 26 vienne buter par son côté extérieur sur la butée extérieure 29 correspondante de la tige de piston 25. A partir de ce point, le piston 26 poursuit son mouvement en entrainant avec lui la tige de piston 25 jusqu'à la position neutre; on a alors

à nouveau atteint la position de départ présentée à la figure 2.

L'engagement et le débrayage de la tringle de commande 11 concernée

par l'intermédiaire de la tige de piston 25 correspondante s'effec-

tuent de manière analogue, dans les sens de déplacement opposés. Afin que la butée extérieure 29 qui se trouve sur le côté extérieur de cel des pistons 26 qui reste à sa position finale extérieure pendant le mouvement de déplacement de la tige de piston 25 puisse se déplacer librement, les pistons 26 reçoivent une forme de cuvette et possèdent sur leur côté extérieur un évidement central 40, qui entoure la tige de piston 25 en formant une fente annulaire, de telle manière que la butée extérieure 29 correspondante peut se déplacer librement dans

cette fente, parallèlement à son axe. Par contre, la butée inté-

rieure 30 et les butées extérieures 29 viennent s'appuyer directement sur le fond de la cuvette du piston 26. On y trouve par ailleurs les joints d'étanchéité nécessaires, lesquels assurent l'étanchéification entre les côtés intérieurs et les côtés extérieurs des pistons. Ces

joints d'étanchéité ne sont pas détaillés sur le dessin.

Les temps de course morte et de réglage des deux pistons 26 peuvent être utilisés par le processeur 17 (voir figure 1) pour faire varier le moment de l'autorisation d'engagement.-Il peut ainsi y avoir un chevauchement du mouvement de réglage de la tige de piston 25 de l'un des cylindres 24 avec la course morte du piston 26 concerne, afin de préparer le mouvement de réglage de la tige de piston 25 de l'autre cylindre 24; à cet effet, on peut également prévoir des prélèvements de position pour les pistons 26, la tige de piston 25 ou encore les tringles de commande 11, prélèvements dont

les signaux peuvent être exploités dans le processeur 17.

Afin que l'on puisse ne déplacer à chaque fois que l'une des deux tringles de commande 11 qui se trouvent à leur position neutre, les deux tringles 11 sont verrouillées mécaniquementl'une par rapport à l'autre. A cet effet, les tringles de commande 11 possèdent des rainures circonférentielles 34 qui se trouvent à une même hauteur dans le sens axial à la position neutre des tringles, rainures dans lesquelles peut s'engager un verrou 35 qui occupe une position fixe dans le sens axial des tringles 11. Le verrou 35 a perpendiculairement au sens axial des tringles de commande 11 une longueur telle qu'il est obligé de s'enfoncer dans la rainure circonférentielle 34 de l'une des tringles de commande 11 lorsqu'il autorise tULdéplacement de l'autre tringle de commande Il dans le sens axial. Afin que le verrou 35 soit dévié automatiquement vers la tige de commande 11 qui n'est pas déplacée, lesrainures circonférentielles 34 s'élargissent vers

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l'extérieur par des flancs obliques 38, sur lesquels peut glisser l'extrémité d'engagement concernée du verrou 35. Le verrou 35 est monté sur un levier pivotant 36, qui est fixé de manière articulée à distance des rainures circonférentielles 34 des tringles de commande 11 se trouvant à leur position neutre sur un palier fixe 37

qui se trouve au milieu entre les axes des tringles de commande 11.

Dans l'exemple de réalisation présenté, le palier 37 est disposé sur

le côté extérieur de la tête de cylindre 27 du bloc de cylindres de -

changement de vitesses 12 qui est voisine de la boîte de vitesses 1.

Pour certaines boîtes de vitesses, la combinaison de course mortes et de coursesde réglage présentée ci-dessus à l'aide de la figure 2 pour les pistons employés pour déplacer la tige de piston 25 du cylindre 24 concerné peut s'avérer inopportune: ceci est par exemple le cas si, pendant l'accomplissement des courses mortes, les modifications des vitesses de rotation des arbres de boîte à accoupler sont tellement élevées que, pendant le temps résiduel qui est disponible pour l'accomplissement de la course de réglage, il n'est plus possible d'atteindre le moment de changement de vitesses

optimal pour l'engrènement des roues dentées à accoupler.

Dans de tels cas, il est avantageux d'employer des cylindres de chan-

gement de vitesses qui fonctionnent dans une large mesure sans tempo-

risation. L'exemple de réalisation selon la figure 3 présente un bloc

de cylindres de changement de vitesses muni de tels cylindres.

A nouveau, les deux cylindres 24 de ce bloc ont une

structure identique; la différence est ici que la tringle de change-

ment de vitesses 25 du cylindre 24 qui se trouve en haut sur la figure est à sa position neutre médiane tandis que la tringle de commande 25

du cylindre inférieur 24 se trouve à la position embrayée (c'est-à-

dire engagée vers la droite). Sur la tringle de commande 25 de chacun des cylindres 24, on a disposé de manière inversement symétrique à distance l'un de l'autre deux ensembles de pistons 50, 56, qui sont

chacun constitué d'un piston principal 56 et d'un piston auxi-

liaire 50. Le piston principal 56 est relié fixement

à la tringle de commande 25 par l'intermédiaire de bagues d'entrai-

riement 51 insérées dans des rainures, tandis que le piston

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auxiliaire 50 peut se déplacer longitudinalement sur la tringle de

commande 25. L'ensemble de pistons 50, 56 peut être globalement consi-

déré comme un piston à double action qui peut être alimenté en pres-

sion dans le cylindre 24 par l'intermédiaire de la chambre de fluide sous pression médiane 31 et par l'intermédiaire des deux chambres de fluide sous pression 53, lesquelles se trouvent en position extérieure. Ici encore, on emploie à cet effet le raccord de fluide sous pression médian 32 et les deux raccords de fluide sous pression 33,

qui se trouvent en position extérieure.

Le piston auxiliaire déplaçable 50, qui est disposé sur le côté intérieur (par rapport au centre longitudinal du cylindre 24) du

piston principal 56, peut d'une part venir buter sur le piston prin-

cipal 56, et d'autre part s'appuyer soit sur une butée 58 située au centre longitudinal du cylindre 24, soit sur une butée 55 située à distance vers l'extérieur, la course du piston auxiliaire 50 entre la butée médiane 58 et la butée extérieure 55 concernée correspondant à la course de réglage de la tringle de commande 25 entre une des positions finales d'engagement et la position neutre médiane. Dans chacune des positions finales d'engagement de la tringle de commande 25, celui des pistons principaux 56 qui est éloigné du milieu du cylindre est écarté du piston auxiliaire 50 correspondant, de sorte

que la chambre de cylindre 54, qui se trouve entre le piston princi-

pal 56 concerné et le piston auxiliaire 50 et dont le volume se

modifie, est sans pression, et ouverte vers l'extérieur par l'intermé-

diaire d'un raccord de compensation 57 pratiqué dans la paroi 28 du cylindre. Le mode de fonctionnement du cylindre de changement de vitesses 24 selon l'exemple de réalisation de la figure 3 est le suivant: Afin d'amener la tringle de commande 25 à la position neutre et de la fixer à cette position, position qui est celle prise à la figu-

re 3 pour le cylindre supérieur 24, la chambre de fluide sous pres-

sion médiane 31 est alimentée par l'intermédiaire du racord 32.

L'ensemble de pistons 50, 56, qui se trouve initialement contre la butée médiane 58, se déplace alors vers l'extérieur jusqu'à ce que le piston auxiliaire 50 correspondant vienne buter sur la butée extérieure 55. Par ailleurs, le deuxième ensemble de pistons se

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trouve déjà avec le piston auxiliaire 50 appuyé contre la butée extérieure 55, de sorte que le maintien de la pression dans la chambre de fluide sous pression médiane 31, ou encore l'isolement de cette chambre de fluide sous pression, entraîne la fixation de la tringle de commande 25 à la position neutre. Les distances entre les deux pistons principaux 56 sont bien évidemment prévues de telle sorte qu'ils se trouvent précisément dans cette position en butée sur les côtés extérieurs des pistons auxiliaires 50. Si maintenant on ouvre la chambre de pression 31 et que l'on alimente une des deux chambres de pression 53 (situées vers l'extérieur), l'ensemble de pistons 50, 56 concerné est, par l'intermédiaire du piston principal 56, refoulé vers le milieu jusqu'à ce que le piston auxiliaire 50 vienne buter sur la butée médiane 58. Le piston principal 56 de l'ensemble de pistons opposé se détache alors du piston auxiliaire 50 appuyé sur la butée extérieure 55, ce afin de prendre la position qui, à la figure 3, se trouve à titre d'exemple en bas à droite. Ce processus est forcé: en

effet, les deux pistons principaux 56 sont assembles fixement à la trin-

gle-de commande25, et la butée extérieure 55 qui se trouve contre la

paroi du cylindre 28 mainret uniquement le piston auxiliaire 50 corres-

pondant.Quelle que soitcelle des trois positions allouées o se trouve

la fingede comma-de 25, une alimentation en pression adéquate, prove-

nant selon le cas soit de la chambre de cylindre médiane 31, soit d'une des chambres de cylindre 53 situées vers l'extérieur, exerce immédiatement sur la tige de piston 25 une force de réglage. Avec ce

mode de réalisation, il n'y a pas de courses mortes des pistons.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Système de changement de vitesses pour une boîte de vitesses non synchronisée, notamment pour une boîte d'entraînement pour engins agricoles ou de travaux publics automoteurs avec embrayage à crabots ou à griffes, avec un dispositif de changement de vitesses assisté relié à un élément de changement de vitesses de la boîte, et avec un dispositif de commande électrique qui est relié à des capteurs de régime qui se trouvent sur les arbres de boîte à accoupler, et qui délivre au dispositif de changement de vitesses une autorisation

d'engagement de la vitesse souhaitée, caractérisé en ce que le dispo-

lO sitif de changement de vitesses possède un organe de changement de vitesses (25) directement relié à la boîte (1), qui possède au moins deux positions finales qui peuvent être fixées, et qui est asservi par des organes de commande (13), le dispositif électrique de commande comprenant un processeur (17) commandant les organes de commande (13),

lequel processeur (17) fait varier le moment de l'autorisation d'en-

gagement en fonction des modifications de vitesse de rotation des arbres de boîte (5, 8) et d'un temps de changement de vitesse constant de l'organe de changement de vitesses (25) de telle sorte que l'autorisation d'engagement s'effectue à une vitesse relative prédéterminée des roues dentées à engrener qui se trouvent sur les arbres de boîte (5, 8), avant même la marche synchrone ou selon le

cas l'arrêt de ces dernières.

2. Système de changement de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que le processeur 17) du dispositif de commande est doté d'un circuit de présélection des vitesses de la boite, et est

relié électriquement à un présélecteur de vitesses (19).

3. Système de changement de vitesses selon la revendication 2, caractérisé en ce que la boite de vitesses (1) est dotée d'un arbre d'entrée (5) muni d'un embrayage (4) précédant la boite, l'élément d'actionnement (20) de cet embrayage étant muni d'un commutateur (21) qui, afin de transmettre un signal d'autorisation de changement de

vitesse, est relié au processeur (17).

4. Système de changement de vitesses selon l'une quelconque des

revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de change-

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ment de vitesses est cinstitué d'au moins un cylindre de changement de vitesses (24) actionné par fluide sous pression et dont l'organe de changement de vitesses est une tige de piston (25) qui possède au

moins deux positions finales qui peuvent être fixées et qui est direc-

tement reliée à l'élément de changement de vitesses (11) de la boite (1), des vannes de commande (13) commandant l'alimentation en fluide sous pression étant directement montées sur le cylindre de

changement de vitesses (24) en tant qu'organes de commande.

5. Système de changement de vitesses selon la revendication 4,

caractérisé en ce que la tige de piston (25) du cylindre de change-

ment de vitesses (24) possède trois positions finales asservissables, et qu'à cet effet deux pistons (26) ou ensemblesde pistons (50, 56) à double action sont montés sur la tige de piston (25), lesquels coopèrent avec des dispositifs d'entraînement (29, 30, 51) qui se trouvent sur la tige de piston (25), la position neutre médiane de la tige de piston (25) étant déterminée par la situation des pistons

(26, 50) dans leurs positions finales distantes l'une de l'autre.

6. Système de changement de vitesses selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux pistons (26) à double action peuvent être chacun déplacés sur la tringle de commande (25) entre une butée extérieure (29) et une butée intérieure (30) enentrainant la tige de piston (25), l'écartement des deux butées

extérieures (29) étant dimensionné de telle sorte que les deux pis-

tons (26) qui s'appuient contre ces butées se trouvent simultanément dans leurs positions finales distantes l'une de l'autre, limitées

par la longueur du cylindre de changement de vitesses (24).

7. Système de changement de vitesses selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on dispose sur la tige de piston (25), au milieu de l'écartement entre les deux butées extérieures (29), une

butée intérieure (30) commune pour les deux pistons (26).

8. Système de changement de vitesses selon l'une quelconque des

revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les pistons (26) ou les

ensembles de pistons (50, 56) sont dotés dans le cylindre (24), sur leurs côtés intérieurs, d'une chambre de fluide sous pression commune (31, avec un raccord unique de fluide sous pression (32) situé

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en position médiane et pratiqué dans la paroi (28) du cylindre.

9. Système de changement de vitesses selon la revendication 8, caractérisé en ce que d'autres raccords (33) de fluide sous pression pratiqués dans la paroi (28) du cylindre pour les chambres de fluide sous pression (53) situées sur les côtés extérieurs des pistons (26) ou des unités de pistons (50, 56),de même que les deax pistons (26) ou ensemble de pistons (50, 56)j sont symétriquement opposés les uns aux autres.

10. Système de changement de vitesses selon l'une quelconque des

O10 revendications 5, 8 ou 9, caractérisé en ce que les ensembles de

pistons (50, 56) sont chacun constitués d'un piston principal (56) en position extérieure, assemblé fixement à la tringle de commande (25), et d'un piston auxiliaire (50) intérieur, situé vers le milieu et venant s'appuyer sur le piston principal (56), la séparation du piston auxiliaire (50) par rapport au piston principal (56) permettant le déplacement de la tringle de commande (25) par rapport au piston auxiliaire (50), et que, afin de limiter les deux positions finales

extérieures de la tringle de commande (25), on dispose au milieu lon-

gitudinal du cylindre (24), sur la paroi (28) du cylindre, une butée

médiane (58) pour les ensembles de pistons (50, 56) et, symétrique-

ment à cette butée médiane (58), deux butées extérieures (55) pour les pistons auxiliaires (50), afin de fixer la position médiane

neutre de la tringle de commande (25).

11. Système de changement de vitesses selon la revendication 10, caractérisé en ce que le piston principal (56) et le piston auxiliaire (50) constituent chacun en soi un piston à action simple, et que la chambre (54) qui se trouve entre eux est ouverte sans pression par l'intermédiaire d'un raccord de compensation (57) prévu dans la

paroi (28) du cylindre.

12. Système de changement de vitesses selon l'une quelconque des

revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les vannes de commande

(13) sont montées directement sur le côté extérieur de la paroi (28) du cylindre, au niveau des raccords (32, 33) de fluide sous pression, lesquels sont dirigés directement vers l'extérieur en traversant la

paroi (28) du cylindre.

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13. Système de changement de vitesses selon l'une quelconque des

revendications 5 à 11, caractérisé en ce que la boîte de vitesses (1)

comporte comme élément de changement de vitesses une tringle de commande (11) à déplacement linéaire, qui est disposée coaxialement à la tige de piston (25), et qui est assemblée rigidement à cette dernière.

14. Système de changement de vitesses selon la revendication 13, caractérisé en ce que la boîte (1) est munie de deux tringles de commande (11) déplaçables dans le sens axial et placées en parallèle l'une à côté de l'autre, qui sont reliées à deux tiges de piston (25) de deux cylindres (24) de changement de vitesses identiques placés

l'un à côté de l'autre.

15. Système de changement de vitesses selon la revendication 14, caractérisé en ce que les deux tringles de commande_ (11) sont chacune dotées d'une rainure ou entaille circonférentielle (34), et qu'un verrou (35) est monté entre les tringles de commande (11), verrou qui est déplaçable dans le sens radial des tringles (11) et fixe dans leur sens axial, et dont la longueur efficace est comprise entre l'écartement des côtés extérieurs les plus proches l'un de l'autre des tringles de commande (11) et cet écartement diminué de la profondeur de l'une des rainures circonférentielles (34), lequel verrou (35) s'engage dans la rainure circonférentielle (34) d'une des

deux tringles de commande (11) à leur position neutre.

16. Système de changement de vitesses selon la revendication 15, caractérisé en ce que les rainures circonférentielles (34) sont munies de flancs obliques (38} qui s'écartent radialement vers l'extérieur, et que le verrou (35) -a au moins à ses extrémitésd'engagement une

largeur qui correspond à la largeur du fond de la rainure circonfé-

rentielle (34) correspondante.

17. Système de changement de vitesses selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que le verrou (35) est monté sur un levier pivotant (36) , lequel est fixé en position médiane entre les axes des tringles de commande (11) qui se trouvent à la position neutre, à

distance de leurs rainures circonférentielles (34).

18. Système de changement de vitesse selon l'une quelconque des - 18-

revendications 12 à 17, caractérisé en ce que la tige de piston (25)

sort du carter du cylindre de changement de vitesses (24) par son extrémité opposée à la tringle de commande (11), et est équipée à

cette extrémité d'une poignée (39).