Brevet FR2325308A1 — publié le 19770422

La présente invention concerne les dispositifs hydrauliques de retournement plus particulièrement destinés aux machines agricoles telles que les charrues reversibles multisocs portées à traction mécanique. L'exécution de la manoeùvre de retournement des charrues portées reversibles nécessite une rotation de 1800 et plus autour d'un axe sensiblement horizontal prolongeant l'axe de travail du tracteur, de la partie mobile porteuse des paires de socs de la charrue. La présente invention vie essentiellement un dispositif hydraulique de retournement adaptable à l'équipement d'assistance hydraulique standard du tracteur pour effectuer une telle rotation dans ltespace de la charrue qui y est associée. Le dispositif hydraulique de retournement selon l1in- vention est caractérisé en ce qu'il comporte un vérin à double effet de type différentiel dont la première chambre, de forme annulaire, est alimentée, en vue du retournement, par une conduite d'amenée de pression, un passage de faible section reliant entre elles les deux chambres du vérin, et une valve dtinversion de marche pour couper la communication entre la deuxième chambre du vérin et une conduite de retour réservoir lorsque le piston arrive en bout de course sous l'action de la pression dans la première chambre et pour maintenir cette communication coupée ausi longtemps que la pression dans la deuxième chambre demeure supérieure à une valeur donnée. Selon une disposition préférée la valve dtinversion de marche est constituée d'un tiroir soumis aux effets antagonistes d'un moyen élastique de rappel et de la pression développée dans un passage de dérivation débouchant dans la deuxième chambre du vérin, un moyen obturateur actionné par le piston du vérin étant prévu pour couper, en bout de course dudit piston, la communication entre la conduite de retour réservoir et les deux passages précités. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins ai-annexés dans lesquels La figure 1 est une représentation schématique de l'installation d'un dispositif hydraulique de retournement selon l'invention sur une tête de charrue reversible, la figure 2 illustre le schéma hydraulique du dispositif de retournement de la figure 1 avec son dispositif de commande de verrouillage représenté en coupe, la figure 3 est une vue en coupe du vérin à double effet du dispositif de retournement de la figure 1, et la figure 4 est une illustration schématique de la cinématique du retournement par le vérin de la figure 3. Sur la figure 1, la référence 10 désigne la partie fixe dite tête de charrue, d'une charrue reversible portée à traction mécanique (non représentée). La tête de charrue est de manière classique fixée en trois points (1 point haut, deux points bas) aux bras d'attelage du tracteur (non représenté) ; le chasses (non représenté) de la charrue qui constitue la partie mobile de cette dernière porte une ou plusieurs paires de socs convenablement disposés. Il est susceptible de tourner par rapport à la tête de charrue 10 autour d'un axe 12 sensiblement horizontal prolongeant l'axe de travail du tracteur. La rotation du chassies de la charrue par rapport à la tête 10 autour de l'axe 12 est commandée par un dispositif hydraulique de retournement désigné par la référence 14. Le dispositif 14 se compose pour l'essentiel d'un dispositif de commande de déverrouillage 16, d'un vérin de commande de retournement 18 et d'un dispositif d'inversion de marche 20 avantageusement disposé, comme représenté, à l'extrémité du corps du vérin 18. Le dispositif de commande de déverrouillage 16 qui sera décrit plus en détail lors de la description du schéma hydraulique de la figure 2, est fixé sur la tête de charrue 10 pour commander l'actionnement d'un mécanisme de verrouillage (non représenté) prévu de manière classique entre les parties fixe et mobile de la charrue. Le vérin 18 se compose de deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre à savoir un corps de vérin généralement cylindrique 22 et une tige de vérin 24 susceptible de coulisser dans le corps 22 lors de l'allongement ou de la rétraction du vérin 18. L'une des parties du vérin, soit le corps 22 est articulée par l'intermédiaire d'une rotule (no représentée) à un axe 26 solidaire de la tête de charrue 10, l'autre partie du vérin, soit la tige 24,-étant articulée sur le châssis de la charrue et plus précisément sur une pièce particulière dite técamoussuret de ce châssis (non représentée). Le dispositif 14 est complété d'une conduite souple de retour réservoir 28 destinée à être reliée au réservoir de fluide hydraulique du tracteur (non représenté) et d'une conduite souple d'amenée de pression 30 destinée à être reliée à la sortie d'un distributeur de commande (non représenté.) montée sur le tracteur de manière standard.Dans le cas d'un distributeur à simple effet, la sortie du distributeur se trouve soit isolée (position normale du distributeur) soit en communication avec le réservoir de fluide hydraulique précité (positon de relâchement du distributeur) ou avec une source de fluide hydraulique sous pression (non représentée) alimentée par ce réservoir (position de commande du dxtributeur). Dans le cas d'un distributeur à double effet, la sortie envisagée sera constituée par l'une des deux voies de sortie du distributeur. Une conduite souple 32 assure;l'alimentation en fluide sous pression de l'orifice d'entrw 34 du vérin 18 à partir du dispositif de commande 16 ét une conduite de retour réservoir 36 reliée à la conduite 28/dttorifice de sortie 38 du dispositif d'inversion 20. Sur la figure 2, on a désigné en 40, 42 et 43 respectivement le réservoir de fluide hydraulique, la source de fluide hydraulique sous pression et le distributeur (du type à simple effet) mentionnés plus haut. Ces éléments représentés d'ailleurs sous forme schématique ne sont donnés qutå titre d'exemple pour la clarté de l'exposé. Sur cette figure 2, le dispositif de commande de déverrouillage 16 est réprésenté en coupe. il se compose d'un boîtier creux 44 fermé par un bouchon annulaire 46 et d'un piston 48 monté coulissant de manière étanche dans l'alésage central 50 du boîtier 44. Le piston 48 est pourvu d'une tige de piston 52 qui traverse avec interposition d'un joint torique d'étanchéité 54, une ouverture 56 ménagée dans le fond du boitier 44. La tige 52 est reliée convenablement par son extrémité au mécanisme de verrouillage (non représenté) qu'il s'agit d'actionner, un ressort de rappel (non représenté) sollicitant la tige 52 dans la direction F correspondant à l'engagement du mécanisme de verrouillage. Le boitier 44 comporte un orifice d'entrée 58 qui est relié à la conduite d'amenée de pression 30 et qui débouche au voisinage du fond de l'alésage 50,et un orifice de sortie 60 qui est relié à la conduite 32 et qui débouche dans l'alésage 50 à l'arrière du piston 48 quand celui-ci se trouve, comme représenté, sollicité par la pression hydraulique en butée sur le bouchon 46 à l'encontre de la force F. Le bouchon 46 comporte également un orifice 62 qui est relié aux conduites de retour réservoir 28-36 et qui débouche dans l'alésage 50 en avant du piston 48. Avec la disposition représentée de l'orifice de sortie 60, on conçoit que le piston 48 constitue avec son boîtier 44 non seulement un vérin apte à solliciter dans le sens du déverrouillage la tige 52 associée au mécanisme de verrouillage de la charrue mais également une valve à tiroir apte à relier la conduite 32 soit à la conduite d'amenée de pression 30 soit à la conduite de retour réservoir 28 selon que la pression dans 2a conduite 30 est supérieure ou non à une valeur donnée, déterminée par l'intensité de la force F. Le fonctionnement du dispositif de commande du déverrouillage est le suivant Dans la positionn > rmale du distributeur 43, la conduite 30 se trouve isolée au réservoir 40. Le piston 48 est en butée sur le fond de l'alésage 50 sous l'action de la force F et l'o- rifice 60 communique avec l'orifice 62 qui est relié au réservoir par la conduite 28. Lors de la commande par le conducteur du tracteur du distributeur 43, en vue du retournement de la charrue, le piston 48 est chassé vers le bouchon 46 à l'encontre de la force F sous l'action de la pression dans la conduite 30 alors reliée à la source 42. Lors de ce déplacement, la tige 52 provoque le dégagement du mécanisme verrouillage permettant aisi à la charrue de tourner autour de l'axe 12. En fin de déplacement du piston, l'orifice 60 se trouve en communication avec l'orifice 58 entraî- nant l'amenée de la pression hydraulique au vérin 18 par la anduite 32. Lors de la commande de relâchement du distributeur 43, la conduite 30 se trouve reliée au réservoir 40 ; le piston 48 se déplace vers le fond de l'alésage 50 sous l'action de la force F. Dans un premier tempos, le piston 48 bloque l'orifice 60 et verrouille ainsi hydrauliquement le vérin 18. Puis la tige 52 provoque l'engagement du mécanisme de verrouillage, l'orifice 60 se trouvant relié en fin d'engagement à l'orifice de retour réservoir 62. Le vérin t8 qui est représenté plus particulièrement à la figure 3 est du type différentiel à double effet. Il se compose d'un piston annulaire 64 fixé de manière étanche par un écrou 66 par exemple à l'extrémité interne filetée 68 do la tige de vérin 24. Deux óints annulaires à lèvres 70a et 70b montés en opposition assurent l'étanchéité entre la périphérie du piston 64 et la paroi de l'alésage cylindrique intérieur 72 du corps de vérin 22. Le piston 64 divise l'alésage 72 en deux chambres opposées à savoir une première chambre 74 de forme annulaire et une deuxième chambre 76 de forme cylindrique. La première chambre 74 est alimentée par l'orifice 34 et la deuxième chambre 76 par un orifice 78 ménagé dans le fond 80 du corps de vérin 22. Selon une disposition particulière à l'invention, un passage de section reitivement faible 82 est ménagé dans l'ex- trémité 68 de la tige 24 pour relier en permanence les chambres 74 et 76 du vérin 18. Le dispositif d'inversion de marche 20 est, dans la réalisation représentée, agencé dans le fond 80 du corps de vérin 22. Il est entendu cependant qu'il pourrait être séparé du vérin 18 et relié à celui-ci par un Jeu de conduites hydraulique approprié. Le dispositif d'inversion 20 se compose pour l'essentiel d'une valve à tiroir 84 dont la fonction est de couper la communication entre la chambre 76 du vérin 18 et la enduite de retour réservoir 36 lorsque le piston 64 arrive en bout de course comme représenté à la figure 3 et pour maintenir ensuite cette communication coupée aussi longtemps que la pression dans la chambre 76 demeure supérieure à une valeur donnée. Plus précisément, la valve à tiroir 84 est constituée d'un tiroir 86 mobile en coulissement de façon étanche dans un alésage 88 ménagé dans le fond 80 pour contrôler la communication de l'orifice 78, qui débouche dans la partie médiane de l'alésage 88, soit avec l'orifice de retour réservoir 38 qui dé, bouche dans l'extrémité supérieure de celui-ci, soit avec un passage de dérivation 90 qui est ménagé dans le fond 80 pour relier l'extrémité inférieure de cet alésage 88 à la chambre 76 du vérin 18. Le tiroir 86 peut comporter sur sa périphérie un ou plusieurs canaux axiaux 92 qui s'étendent sur la plus grande partie du tiroir de sorte que, seule la partie annulaire supérieure 94 de celui-ci assure l'étanchéité entre les chambres 96 et 98 formées par le tiroir dans l'alésage 88. Un ressort de compression ou moyen de rappel similaire 100 est disposé sous une certaine charge dans la chambre 96 entre le bouchon 102 qui ferme cette dernière et le tiroir 86 pour solliciter celui-ci vers le bas, en direction du passage 90. Le tiroir 86 peut avantageusement comporter, comme représenté, un moyen d'obturation tel qu'une portée tronconique ou un pointeau 104 apte à coopérer de manière étanche avec le débouché dans la chambre 98 du passage 90. Le but de ce moyen d'obturation 104 est d'assurer que le déplacement du tiroir 86 à l'encontre de la force du ressort 100 ne peut avoir lieu que lorsque la pression dans le passage 90 a atteint une valeur suffisante pour laquelle elle équilibre la force du ressort 100 en agissant sur la surface relativement faible du tiroir 86 exposée à la pression dans le passage 90. De manière similaire, le piston 64 ou, ce qui revient au même, l'extrémité 68 de la tige 24 à laquelle il est fixé, est pourvu d'un moyen obturateur tel qutune portée tronconique 106 apte à coopérer de manière étanche, avec le débouché dans la chambre 76 du passage 90. La fonction du moyen obturateur 106 actionné (et porté) par le piston 64,est d'isoler en bout de course du piston les deux passages 82 et 90 en maintenant néanmoins la liaison hydraulique entre ces passages 82 et 90. Dans une variante possible, le moyen obturateur 106 est apte à coopérer non pas avec le débouché du passage 90 dans la chambre 76 mais avec celui de Itorifice 78 dans cette même chambre. Le fonctionnement du vérin 18 décrit ci-dessus est le suivant En position initiale, le vérin est en complète extension. L'extrémité, articulée sur la charrue, de la tige 24 occupe par exemple la position A (voir figure 4). Lors de la commande de retournement, après dégagement du mécanisme de verrouillage (voir plus haut), le fluide hydraulique sous pression afflue dans la chambre 74. Seule une petit partie du fluide sous pression retourne au réservoir par le passage 82 (de section relativement faible) et par les orifices 78 et 38, de sorte que le piston 64 est sollicité vers le fond 80 sous l'action de la pression dans la chambre annulaire 74. Lorsque le piston 64 arrive en bout de course, la moitié de la phase de retournement est effectuée et l'extrémité deli tige de vérin 24 a légèrement dépassé le point haut B (figure 4) sous l'action de l'inertie de la charrue compte-tenu du déplacement en rotation relativement rapide de celle-ci au cours de cette première phase. L'isolement par le moyen obturateur 106 de la liaison entre les passages 82 et 90 et l'orifice de retour réservoir 38, permet à la pression dans le passage 90 de déplacer le tiroir 86 à l'encontre du ressort 100. L'orifice 78 se trouve isolé du réservoir par la plage annulaire 94 puis relié au passage 90 par les canaux 92. Le fluide sous pression gagne la chambre 76 et provoque le déplacement du piston 64 dans le sens de l'allongement étant donné la structure différentielle de l'ensemble mobile 24-64.Le tiroir 86 est maintenu par la pression dans la position acquise et le retournement se termine lorsque l'extrémité de la tige 24 atteint le point C souhaité. (La position de ce point est avantageusement définie par une butée extérieure mécanique réglable associée à la tige de vérin 24 ou à la charrue elle-même). On notera que la vitesse de déplacement de la tige 24 au cours de cette deuxième phase est inférieure à celle de la première phase compte-tenu de l'écoulement du fluide mo- teur au travers du passage 82. On assure ainsi une mise en butée de fin de course sans choc important. Avec la mise en communication de la conduite 32 avec le réservoir hydraulique 40 par le distributeur 43 lors de la commande do relâchement, le tiroir 86 regagne sa position normale sous l'action du ressort 100 une fois le mécanisme de verrouillage de la charrue engagé. On observera que la commande purement hydraulique du tiroir 86 et que le léger temps mort qui en résulte lors de l'inversion de marche du vérin permet un passage aisé du point mort B. Il est bien entendu que le dispositif de l'invention qui a été décrit plus haut en combinaison avec une charrue portée à traction mécanique pourrait être également utilisé dans d'autres types do charrues réversiblét telles que les charrues semiportées et les charrues traînées ainsi-que dans toute autre machine agricole ou non pour commander le retournement d'une partie mobile de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif hydraulique de retournement pour machine agricole telle qu'une charrue reversible, caractérisé en ce qu'il comporte un vérin à double effet de type différentiel disposé entre les parties fixe et mobile de la machine et dont la première chambre, de forme annulaire, est alimentée, en vue du retournement, par une conduite d'amenée de pression, un passage de faible section reliant entre elles les deux chambres du vérin, et une valve d'inversion de marche pour couper la communication entre la deuxième chambre du vérin et une conduite de retour réservoir lorsque le piston arrive en bout de course sous l'action do la pression dans la première chambre et pour maintenir cette communication coupée aussi longtemps que la pression dans la deuxième chambre demeure supérieure à une valeur donnée. 2. Dispositif hydraulique de retournement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valve d'inversion de marche est constituée d'un tiroir soumis aux effets antagonistes d'un moyen élastique de rappel et de la pression développée dans un passage de dérivation débouchant dans la deuxième chambre du vérin, un moyen obturateur actionné par le piston du vérin étant prévu pour couper, en bout de course dudit piston, la communication entre la conduite do retour réservoir et les deux passages précités. 3. Dispositif hydraulique de retournement seloh la revendication 2, caractérisÇen ce que le tiroir de la valve d'inversion de marche est apte à relier la deuxième chambre du vérin différentiel soit au réservoir soit audit passage de dérivation, le moyen obturateur précité étant apte à relier dirxc- tement les deux passages précités en les isolant de la deuxième chambre quand le piston arrive en bout de course. 4. Dispositif hydraulique de retournement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le passage de faible section est ménagé dans le piston du vérin pour déboucher dans la deuxième chambre sensiblement au meme niveau que le passage de déritation, le piston comportant au droit du débouché du passage de faible section une portée tronconique apte à coopérer de manière étanche, en fin de course du piston, avec le débouché dans la deuxième chambre du passage de dérivation. 5. Dispositif hydraulique de retournement selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le tiroir présente sur sa face soumise à la pression dans le passage de dérivation un moyen d'obturation apte, lors de la mise en butée du tiroir sous l'action des moyens de rappel, à coopérer de manière étanche avec le débouché du passage de dérivation dans le logement du tiroir. 6. Dispositif hydraulique de retournement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un vérin auxiliaire alimenté par la conduite d'amenée de pression pour commander l'actionnement d'un mécanisme de verrouillage prévu entre les parties fixe' et mobile de la machine. 7. Dispositif hydraulique de retournement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le vérin auxiliaire forme une valve à tiroir apte à interrompre l'alimentation en pression de la première chambre du vérin pour relier cette chambre à une conduite de retour réservoir lorsque la pression du fluide dans la conduite d'amenée ds pression devient inférieure à une valeur donnée.