Brevet FR2312186A1 — publié le 19761224

La présente invention concerne un dispositif d'asservissement de la hauteur de travail d'un outil par rapport au sol, destiné notamment aux machines agricoles et aux engins de travaux publics, l'outil travaillant dans le sol ou légèrement au-dessus de celui-ci. L'invention concerne également une machine munie d'au moins un dispositif de ce type. On connaît déjà des dispositifs assurant, après réglage de la position de l'outil, la constance de celle-ci par rapport à l'engin tracteur. Ces dispositifs dits à position contrblée, ont pour inconvénient de donner justement une hauteur de travail dépendant uniquement de la position du tracteur par rapport au sol ; il en résulte que si, par suite d'un effort à fournir trop important ou de l'inhomogénéité du terrain, le tracteur se cabre, l'outil suit le mouvement et travaille à hauteur variable ; les accidents de terrain, l'écrasement variable de ce dernier sous le poids du tracteur, ont également les mêmes inconvénients. On connait aussi des dispositifs comportant un patin ou une roue fixés sur l'outil ; il est alors extrêmement difficile de maintenir le patin ou la roue en contact avec le sol. On connaît également des dispositifs nécessitant que le conducteur de la machine ou de l'engin repère le niveau du sol par rapport à un repère solidaire de l'outil, et agisse sur des moyens de déplacement vertical de l'outil pour obtenir la hauteur voulue, les opérations de repérage et de déplacement vertical étant effectuées constamment en fonction du profil du sol. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et également de permettre de connaître la hauteur de travail de l'outil, tout en minimisant le travail de conducteur, notamment en lui évitant l'obligation de se retourner très souvent pour surveiller le deroulemeit de l'opération et en lui permettant de n'avoir rien d'autre à faire, en fonctionnement normal, qu'à conduire sa machine ou son engin. D'autres buts et d'autres avantages ressortiront de l'énoncé de caractéristiques préférentielles de l'invention. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'asservissement de la hauteur de travail d'un outil, par rapport au sol, destiné notamment aux machines agricoles et aux engins de travaux publics, dispositif caractérise en ce qu'il comporte un palpeur dont la position varie en fonction du profil du sol, cette position étant définie par au moins une donnée géométrique, des moyens de conversion de cette donnée géométrique en une donnée électrique, des moyens d'affichage d'une valeur de consigne par lesquels une action manuelle est convertie en une valeur de consigne sous la forme d'une grandeur électrique de même nature que la donnée électrique, des moyens d'asservissement comprenant notamment des organes de comparaison de la donnée et de la valeur de consigne, ces moyens d'asservissement délivrant un signal de réglage électrique à des moyens de commande et un moteur électrique commandé par les moyens de commande et agissant sur la position de l'outil pour maintenir en correspondance la hauteur de travail et la valeur de consigne. Ce dispositif particulièrement simple permet d'obtenir à moindres frais une régulation efficace de la hauteur de travail de l'outil, notamment même en cas de cabrage ou de tangage de la machine tractrice. Selon une caractéristique de l'invention les moyens de conversion, comportant une résistance variable, peuvent être reliés électriquement aux moyens d'asservissement, par l'intermédiaire des contacts d'un contacteur dont d'autres contacts sont reliés respectivement à la masse du montage ou/et à un générateur continu, de telle sorte que la résistance variable puisse être déconnectée des moyens d'asservissement, ces derniers étant alors raccordés à la masse ou au générateur. La simple manoeuvre du contacteur permet donc de passer de la position de travail de l'outil à sa position de repos, sans déréglage de la valeur de consigne. Selon une autre caractéristique de l'invention, une même machine, comportant au moins un outil, peut comr porter également au moins autant de dispositifs que d'outils. Aussi, sur un unique outil de grandes dimensions, il est possible d'obtenir une orientation constante par rapport au niveau du sol, simplement grâce à l'adaptation de plusieurs dispositifs. La machine peut également comporter plusieurs outils, certains travaillant dans le sol et d'autres au-dessus de lui ; l'adaptation de plusieurs dispositifs permet de régler individuellement ou collectivement ces outils, qu'ils soient différents ou identiques. De telles machines peuvent être aussi bien des charrues, des tondeuses, des faucheuses, des moissonneuses, des niveleuses agricoles ou de travaux publics, des excavatrices, des engins de draguage, ou autres machines ayant un outil dont il est nécessaire de controler la hauteur par rapport au sol ou la profondeur d'introduction. Un exemple de réalisation est schématiquement représenté, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dessins dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement le palpeur et les moyens de conversion de la donnée géométrique en une donnée électrique, - la figure 2 représente le schéma électrique du dispositif. Le dispositif comporte un palpeur 1 destiné à prendre appui sur le sol et solidaire de l'outil. Ce palpeur 1 est calé sur un axe 2 pivotant porté par une partie du bâti de la machine ou de l'outil 3. Sur l'axe 2, est également calé un organe primaire 4 réalisé sous la forme d'un secteur circulaire dont la partie périphérique circulaire est en contact avec la périphérie d'un organe secondaire réalisé sous la forme d'un galet 5 calé sur l'axe de commande d'un potentiomètre 6. Une extrémité du potentiomètre 6 est reliée à une alimentation continue E, et l'autre à la masse du dispositif. Le curseur du potentiomètre 6 est relié à un contact d'un contacteur 7 dont un autre contact est relié à l'alimentation E, le contact commun d'un contacteur 6 étant relié à des moyens d'asservissement 8, et plus précisément àune première entrée d'un comparateur, pour lui transmettre la tension VA de sortie du potentiomètre 6 ou la tension d'alimentation E. Une deuxième entrée du comparateur est relié au curseur d'un potentiomètre 9 relié également par ses extrémités respectives à l'alimentation E et à la masse du montage, ce potentiomètre 9 étant destiné à l'affichage d'une valeur de consigne par action sur son curseur. Le curseur du potentiomètre 9 transmet donc une tension VB à l'entrée correspondante du comparateur. Un contacteur 10 a un contact relié à la première entrée du comparateur et un autre contact relié à la deuxième entrée ; le contact commun de ce contacteur 10 peut donc être relié à l'une ou à l'autre de ces entrées, et est branché à une borne d'un voltmètre 11 dont l'autre borne est à la masse du dispositif Ce voltmètre peut être gradué par exemple en centimètres et donner éga- lement la hauteur de travail de l'outil. Les sorties des moyens d'asservissement sont branchées à des bobines de relais 12, 13 dont une autre extrémité est à la masse du montage. Des contacts de ces relais 12, 13 sont reliés à un enroulement d'un moteur 14 dot l'arbre agit sur la position d'un outil non re,csenté ; les contacts opposés aux précédents sont reliés, dans chaque relais, d'une part à l'alimentation E et, d'autre part, à la masse du montage, de telle sorte que lorsque le moteur est relié par un relais à l'alimentation E, il soit relié par l'autre à la masse. Lorsque l'outil 3 se déplace par rapport au sol, le palpeur 1 pivote en entraînant l'axe 2 porté par l'outil 3, en suivant le profil du sol. En pivotant, l'axe 2 entraîne le secteur 4, qui entraîne lui-méme, par exemple par friction, le galet 5, en rotation.Le galet 5 actionne à son tour l'axe du potentiomètre 6 et, par conséquent, le curseur de ce dernier, et la tension VA de sortie du potentiomètre est fonction de la hauteur de travail de l'outil. Cette tension VA, en position de travail, est transmise à l'asservissement 8. Si l'outil doit avoir une hauteur de travail h, l'opérateur actionne le potentiomètre 9 d'affichage en conséquence, la tension de sortie VB de ce potentiomètre, image de la hauteur de travail, étant vérifiée grâce au voltmètre 9, le contacteur 10 étant placé dans la position correspondante Une fois ce réglage fait, le contacteur 10 peut étre replacé dans les conditions permettant à tout moment le contrôle de la hauteur de travail effective. Il est possible de tolérer une certaine différence entre la hauteur de travail théorique et la hauteur effective, cette différence b h correspondant à une tension VM. Différents cas peuvent alors se produire 1) si la hauteur effective est nettement superieure à la hauteur théorique, VA > VB + VM. Les moyens d'asservissement actionnent le relais 12, et le moteur 14 voit à ses bornes respectivement les tensions + E et O ; le moteur 14 tourne donc dans un sens déterminé et provoque la diminution de la hauteur de travail approximativement jusqu'à la valeur h +dh. 2) si la hauteur effective est voisine de la hauteur théorique, VB + VM > VA > VB-VM. La hauteur effective est comprise entre h + b h et h -dh; la différence effectuée par le comparateur est approximativement nulle, aucun des relais R1, R2 n'est excité, les bornes du moteur 14 sont à un potentiel nul, le moteur reste immobile et la hauteur reste fixe. 3) si la hauteur effective est nettement inférieure à la hauteur théorique, VA -bh. Lorsque le contacteur 7 est actionné, le circuit du potentiomètre 6 est ouvert et le potentiel E, supérieur à VB + VM, est appliqué au comparateur. Le relais R12 est donc excité, l'asservissement tend à diminuer la hauteur de travail et l'outil travaillant normalement dans le sol est remonté complètement. Il suffit de faire repasser le contacteur 7 dans sa position initiale pour replacer l'outil dans les mêmes conditions de travail, le palpeur reprenant sa fonction initiale. Dans le cas d'un outil travaillant en dehors du sol, l'une des bornes du contacteur 7 sera reliée à la masse du montage. En fait, la rotation du moteur 14 actionnant un levier de commande de relevage n'est qu'un cas particulier d'un dispositif commandé par des relais 12, 13, déplaçant un outil verticalement. Une même machine peut comporter un unique outil de grandes dimensions commande par plusieurs dispositifs pour obtenir une orientation constante par rapport au niveau du sol. Une même machine peut egalement comporter plusieurs outils, certains travaillant dans le sol et d'autres au-dessus, l'adaptation de plusieurs dispositifs permettant de régler individuellement ou collectivement les outils. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes et aux formes de réalisation ci-dessus décrits et repré sentés, i partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1"/- Dispositif d'asservissement de la hauteur de travail d'un outil par rapport au sol, destiné notamment aux machines agricoles et aux engins de travaux publics, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un palpeur (1) dont la position varie en fonction du profil du sol, cette position etant définie par au moins une donnée géométrique, des moyens de conversion (2,4, 5, 6) de cette donnée géométrique en une donnée électrique, des moyens d'affichage (9) d'une valeur de consigne par lesquels une action manuelle est convertie en une valeur de consigne sous la forme d'une grandeur électrique de même nature que la donnée électrique, des moyens d'asservissement (8) comprenant notamment des organes de comparaison de la donnée et de la valeur de consigne, ces moyens d'asservissement délivrant un signal de réglage électrique à des moyens de commande (12, 13) et un moteur électrique (14) commandé par les moyens de commande (12, 13) et agissant sur la position de l'outil (3) pour maintenir en correspondance la hauteur de travail et la valeur de consigne. 2"/- Dispositif d'asservissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palpeur (1) est une tige solidarisée à un axe pivotant (2), les moyens de conversion comportant une résistance variable (6), montée par exemple en montage potentiomètrique, alimentée par un générateur continu, le curseur de la résistance variable (6) étant actionné par la rotation de l'axe pivotant (2). 3"/- Dispositif d'asservissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que sur l'axe pivotant (2) est fixé un organe primaire (4), par exemple en forme de secteur circulaire, actionnant en rotation un organe secondaire (5), tel qu'un galet tournant, entraînant le déplacement du curseur de la résistance variable (6). 4"/- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la résistance variable (6) est constituée par un potentiomètre rotatif dont l'axe porte le galet tournant (-5). 5"/- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'affichage (9) comportent une résistance variable, montée par exemple en montage potentiométrique, alimevitée par un générateur continu. 6"/- Dispositif selon l'une quelconque des reven dications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement (8) comprennent notamment des organes de comparaison pouvant être reliés électriquement aux curseurs de potentiomètres(6, 9) et délivrant le signal de réglage à des moyens de commande (12, 13) réalisés sous la forme de relais dont une bobine est excitée par ce signal, les contacts correspondants étant insérés dans un circuit de commande d'un moteur électrique (14). 7"/- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de conversion, comportant une résistance variable (6), peuvent être reliés électriquement aux moyens d'asservissement (8) par 1 'intermé- diaire des contacts d'un contacteur (7) dont d'autres contacts sont reliés respectivement à la masse du montage ou/et à un générateur continu, de telle sorte que la résistance variable (6) puisse être déconnectée des moyens d'asservissement (8), ces derniers étant alors raccordés à la masse ou au générateur. 8"/- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un organe de visualisation (11) tel qu'un voltmètre., pouvant être relié aux entrées des moyens d'asservissement (8). 9"/- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de visualisation (11) relié aux entrées des moyens d'asservissement (8) par l'intermédiaire d'un inverseur (10). 10"/- Machine munie d'au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un outil (3) et au moins autant de dispositifs que d'outils (3).