Brevet FR2235015A1 — publié le 19750124

L'invention concerne un dispositif de commande de la charge de véhicules de traction sur roues, en particulier destracteurs et machines agricoles. On sait qu'un effort de traction excessifS exercé sur un véhicule par un équipement attache à ce véhicule, provoque une surcharge du moteur et un glissement excessif des roues de traction par rapport à la surface du sol. Il en résulte une surchauffe et une usure rapide des pneumatiques0 Les constructeurs de tracteurs agricoles recherchent donc des moyens pour diminuer automatiquement effort de traction dès qutil présente des risques pour le moteur. Dans le cas des tracteurs agricoles, par exemple, on utilise un dispositif qui, lors d'un effort excessif sur la barre de traction, envoie une impulsion au mécanisme hydraulique dtun attelage triple, de façon à soulever partiellement l'équipement attaché. Une opération inverse, c'est-à-dire ltabaissement de lie- quipement, est provoquée dès que l'effort de traction diminue audessous d'une certaine valeur. En général, ce système est-satisfai- sant, mais il ne tient pas compte des forces autres quthorizontales. Or, le glissement entre les roues de traction et le sol peut être dt à des forces agissant obliquement ou verticalement0 Compte tenu de ce que le rendement diun véhicule de traction est fonction du glissement des roues de traction par rapport au sol, la présente invention vise à utiliser ce glissement pour régler la charge exerce par ltéquipement tracté. L'invention a également pour objet des moyens de réglage de la plage des valeurs de glissement qui commandent llaugmentation ou la diminution de la charge tractée. Le dispositif suivant l'invention comprend un instrument de mesure de glissement, fixé à un véhicule de traction sur roues, utilisable en tout terrain, par exemple un tracteur agricole. Le glissement des roues de traction par rapport au sol est mesuré par l'envoi de la vitesse périphérique de ces roues et de celle des roues à roulement libre au dit instrument de mesure de glissement. On envoie ensuite la sortie de cet instrument à un circuit logique qui est programmé pour réduire la charge de léquipement attaché, pour une valeur supérieure prédétertninée du glissement, et pour augmenter la charge pour une valeur inférieure prédéterminée du glissement. Le mécanisme convient particulièrement pour un outil agricole attaché à un tracteur par l'intermédiaire d'un dispositif de levage hydraulique tel qu'un attelage triple, la sortie de i' instrument de mesure de glissement étant envoyée, à travers un circuit logique, à un distributeur de commande qui envoie de l'huile sous pression du ceté voulu dgun vérin hydraulique du mécanisme de levage. On peut utiliser, dans la présente invention, n'importe quel type d'instrument de mesure de glissement. Toutefois, un dispositif approprié, du type à émetteur d'impulsions électromagnétiques ou optiques est décrit dans la demande de brevet nO 74018191. Dans ce système, la ou les roues de traction, ainsi que la ou les roues libres sont munies chacune d'une pièce circulaire ou cylindri- que, qui tourne à la meme vitesse que la roue à laquelle elle est fixée, ou à une vitesse proportionnelle. Chacune de ces pièces comporte, à égale distance de son axe, une pluralité d'émetteurs d'im- pulsions régulièrement espacés. Un compteur d'impulsions est prévu pour recevoir les dites impulsions et les transformer en signaux électriques.Un circuit logique reçoit ces signaux et transmet des commandes à un distributeur électrohydraulique qui sert à monter ou à descendre l'équipement attaché au tracteur, pour des valeurs prédéterminées haute et basse du glissement, respectivement, L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de sa forme de réalisation non limitative, représentée sur le dessin annexé. La figure jointe représente schématiquement un tracteur agricole à attelage triple, qui comporte une commande de charge par disques émetteurs d'impulsions. Le chassis 1 du tracteur représenté en pointillés, possède deux grandes roues 9 de traction à l'arrière et deux roues libres 3 à l'avant Un outil de culture, par exemple une charrue ou une herse, non représenté, est attaché à l'arrière du tracteur par un attelage usuel à trois points, comprenant une liaison supérieure 4, deux liaisons inférieures 5 et une flèche verticale 6.La montde et la descente de l'attelage sont commandées par des vérins hydrauliques 7 qui transmettent le mouvement de leurs pistons, par l'intermédiaire de tiges de piston 8, de leviers 9 et de bielles 10, aux pièces de liaison inférieures 5, de façon à soulever ou à abaisser l'équipement attaché à la flèche 6. La course du piston est commandée par un distributeur 16 électro-hVdraulique, qui peut être actionné manuellement ou par un dispositif de-commande automatique comprenant les éléments suivants. Un disque denté 11, en acier, comportant un nombre N1 de dents 12, est solidement fixé à une des roues avant 3, de façon à tourner à la meme vitesse que cette dernière.Une tette magnétique 13, solidaire d'un compteur 14 d'impulsions électroniques, est placée à faible distance à l'opposé des dents 12 du disque 114 La tette 13 est raccordée par-un conducteur 15 à une botte 22 contenant un circuit logique. Un disque denté semblable 17, de plus grand diamètre, est fixé à une des roues arrièrè 2. Le disque 17 possède un nombre N de dents 18 et tourne avec les roues 2. A l'opposé et à faible distance des dents 18, une deuxième tette magnétique semblable 19 et un compteur d'impulsions 20 sont fixés rigidement au chassies du tracteur et reliés par un conducteur 21 au circuit logique dans la botte 22.Ce circuit logique est déterminé pour calculer le glissement relatif des roues arrière 2 et pour donner un signal électrique au distributeur ma magnétique 16, chaque fois que la limite supérieure ou inférieure du glissement est atteinte. Ce signal est utilisé pour actionner le distributeur magnétique 16 de commande de façon à déplacer le piston du vérin hydraulique-7 dans la direction voulue pour soulever ou abaisser l'attelage triple et 11 équipement attaché. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. La vitesse périphérique des roues de traction et des roues libres est égale à "v", s'il n'y a pas de glissement de ces roues. Pour un diamètre extérieur D de la roue de traction et d de la roue avant, on obtient le nombre de tours n sans glissement : n1 = v/d ; n2 = v/D. Dans le but d'utiliser des tettes magnétiques et des compteurs d impulsions de meme dimension et même type pour l'avant et pour 1rar rière, il est avantageux de choisir un nombre de dents proportionnel au diamètre de la roue, c'est-à-dire que N1/NZ = d/D. Toujours dans le cas d'une absence de glissement, le nombre de dents, qui traversent la tête magnétique par unité de temps, est, dans le cas de la roue avant, T1 = N1.n1 = N1.v/d, et, dans le cas de la roue arrière, T2 = N2n2 = (D.N1/d).Cv/D.) = N1*v/de On voit donc que T1 = T2 lorsqu'il n'y a pas de glissement, ce qui donne une sortie identique pour les deux compteurs d'impulsions 14 et 20. Dans le cas où il se produit un glissement, les révolutions de la roue arrière sont proportionnellement plus grandes et T2 est plus grand que T1, le glissement relatif pouvant être exprime par s = (T2 - T1)T2. Le circuit logique est réglé pour donner un signal de commande d' admission dthuile à la partie inférieure du vérin hydraulique 7, de façon~à-soulever l'attelage et l'équipement, dès que le glissement atteint la limite supérieure de la valeur admissible, ctest-à-dire 10 à 15% sur un terrain lourd et jusqu'à 20% sur du sable. Le soulèvement de léquipement diminue la charge et le glissement est réduit en conséquence, -de sorte que le distributeur revient à sa position neutre. Si, pour une raison quelconque, la résistance du sol diminue, ettque le glissement proportionnel soit réduit à la limite basse, le distributeur de commande est actionné dans le sens opposé et l'équipement est abaissé jusqu'à ce que le glissement admissible moyen soit atteint. L'instrument de mesure du glissement peut-ere du type optique, tel que décrit dans la demande de brevet nO 74018191. Ce dispositif comprend des disques il et 17, percés chacun d'une pluralité de fentes sur un mdme rayon. Une source lumineuse est fixée d'un coté du disque et un détecteur de lumière est fixé de l'autre coté, la lumière pouvant atteindre le détecteur chaque fois qu'unie fente passe devant la source lumineuse, Le détecteur transmet des impulsions de tension résultantes à un compteur d'impulsions comme précédemment, un circuit logique commandant un vérin hydraulique par l'intermédiaire d'un distributeur. Il n'est pas nécessaire de prévoir les deux disques avec un nombre de dents ou de fentes correspondant au diamètre de la roue, puisqutil est possible de régler la sortie du compteur d'impulsions en fonction de la vitesse de rotation de la roue comptée. Toutefois, lorsqu'on désire employer un equipement standard, le dispositif décrit ci-dessus est plus avantageux0 Au lieu de disques, on peut utiliser des tambours ou cylindres creux dont la circonférence est-percee de fentes. En général, tout autre type connu d'instrument de mesure de glissement peut entre installé. Toutefois, ces appareils sont en général plus compliqués et par conséquent plus coûteux que le dispositif de/mesure à impulsions. Dans la description ci-dessus, la commande de charge agit sur un attelage à trois éléments attaché à l'arrière d'un tracteur agricole. Il est entendu toutefois que cette commande peut également actionner tout autre mécanisme capable de soulever ou abaisser un outil agricole, par exemple un vérin hydraulique à distance fixé sur un outil remorqué, Le système de commande peut de même actionner un équipement adapté à l'avant, sur le c8té, ou au milieu d'un tracteur, par l'intermédiaire d'un groupe hydraulique a cylindre et piston ou de tout autre système connu ou utilisable dans le futur. La commande de charge peut être appliquée à d'autres types de machines agricoles ou de construction de route, circulant sur des sols meubles et permettant un allègement des roues de traction par variation de la charge. Dans le cas ou le véhicule ne possède pas de roues libres, on peut ajouter une cinquième roue à roulement libre équipée d'un dispositif émetteur d'impulsions et d'un compteur d'impulsions. Afin de protéger les disques ou cylindres tournants, en particulier ceux qui sont fixés aux petites roues avant, contre la poussière et la boue, on peut les enfermer complètement dans un bottier. Pour la même raison, il peut être avantageux de remonter leur axe à un niveau plus élevé et de transmettre le mouvement de rotation de la roue avant par une transmission mécanique, par exemple à engrenages ou à courroie REVENDlCATIC'NS lo Mécanisme de réglage de charge pour un véhicule de traction sur roues, caractérisé en ce qu'il comprend : un dispositif de me sure qui indique le glissement des roues de traction par rap port au sol, par la mesure de la vitesse périphérique de ces roues et de la vitesse périphérique d'une ro-ue libre ; et un circuit logique programmé en vue de la réduction de la charge de l'équipement attaché, pour une valeur supérieure prédétermi née du glissement, et pour augmenter cette charge, lorsque le glissement prend une valeur inférieure, prédéterminée. 2o Mécanisme suivant la revendication 1, pour un véhicule de trac tion sur roues, comportant un dispositif de levage hydraulique, caractérisé en ce que la sortie de l'appareil de mesure de gLis- sement est envoyée, par l'intermédiaire d'un circuit logique électronique, à un distributeur de commande -qui fournit de l'qui le sous pression du côté voulu d'un vérin hydraulique du dispo sitif de levage. 3. Mécanisme suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'appareil de mesure de glissement comprend : (a) un premier disque ou cylindre fixé solidement et coaxialement à l'axe d'une roue libre et comportant une pluralité de pièces magnétiques re- gulièrement espacées et équidistantes de l'axe ; (b) un deuxiè me disque ou cylindre, fixé solidement et coaxialement à l'axe d'une roue de traction et comportant une pluralité de pièces ma gnétiques régulièrement espacées et équidistantes de l'axe ; (c) une première tête magnétique, fixée à proximité du premier dis que et orientée vers les pièces magnétiques, et un premier comp teur d'impulsions raccordé électriquement à ladite première tê te ; (d) une deuxième tête magnétique, fixée à proximité du deuxième disque et tournée vers les pièces magnétiquess et un deuxième compteur d'impulsions, raccordé électriquement à ladite deuxième tete ; (e) un circuit logique electronique, dont l'en trée reçoit la sortie du premier et du deuxième compteurs d'im pulsions, pour calculer à partir de ces données le glissement proportionnel des roues de traction et fournir un signal de commande à un distributeur, de façon à soulever l'équipement attaché chaque fois que le glissement est supérieur à une valeur prédéterminée et à l'abaisser chaque fois que le glissement de vient inférieur à une valeur prédéterminéeO 4. Mécanisme suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les nombres de pièces magnétiques sur le premier disque ou cylindre attaché à la roue libre et sur le deuxième disque ou cylindre fixé à la roue de traction, sont directement proportionnelles aux diamètres de la roue libre et de la roue de traction. 5. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure du glissement est du type à impulsions optiques.