Brevet FR2376606A1 — publié le 19780804

On sait que si les virages en fourrière ainsi que le maintien en direction, en cours de travail, des instruments agricoles, tels que charrues, canadiens, bineuses et analogues ne posent pas de problèmes particuliers pour les instruments agencés pour les labours en planches, c'est-à-dire virant toujours dans le meme sens, il en est tout différemment pour les instruments agricoles réversibles pour lesquels le châssis porte-outils occupe deux positions biaises différentes, suivant que ces instruments travaillent à droite ou à gauche. On a déjà mis au point un mécanisme de direction automatique pour le train de roues arrière dtins- truments agricoles réversibles à commande hydraulique du retournement. Ce mécanisme est basé sur la combinaison d'un système classique de tringleries à palonnier reliant un point fixe lié au tracteur au levier d'actionnement de la timonerie à essieu rigide des roues arrière, dlune part, et,d'autre part, d'un système de compensation sensible à la position angulaire du châssis porte-outils qui a pour effet de raccourcir ou d'allonger la longueur de la tige de liaison, selon que ledit châssis est amené en position de travail à droite ou à gauche. L'expérience a prouvé que si le mécanisme ci-dessus était parfaitement adéquat pour la plupart des engins agricoles travaillant dans des conditions normales, la réalisation d'un système de tringleries à palonnier présentant les caractéristiques mécaniques suffisantes, posait des problèmes lorsque ce système s' appliquait à des engins agricoles de très grande importance, notamment des charrues, devant travailler dans des conditions difficiles. La présente invention concerne un mécanisme de direction automatique totalement hydraulique pour le train de roues arrière d'instruments agricoles réversibles des types traînés, semi-portés ou semi-portés-portés et munis d'un retournement hydraulique classique, ledit mécanisme obviant à l'inconvénient majeur précité des mécanismesà tringleries. te mécanisme de direction automatique conforme à l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il comprend - un premier vérin double effet de commande articulé entre, d'une part, le levier d'actionnement de la timonerie à essieu rigide des roues arrière et, d'autre part, un axe d'articulation susceptible de recevoir un coulissement lon gitudinal ;; - un deuxième vérin double effet, articulé entre un point solidaire de la barre d'attelage de l'instrument agricole au tracteur et un-point solidaire du châssis dudit instrument agricole, qui détecte l'orientation de l'axe longitudinal de l'instrument agricole par rapport à la trajectoire du tracteur, les deux chambres du cylindre de ce vérin d'orientation étant reliées aux deux chambres du cylindre du vérin de commande de façon telle que, en position médiane de transport de l'instrument agricole, les roues arrière de ce dernier s'orientent toujours dans le même sens que les roues directrices du tracteur ; et - un troisième vérin double effet de compensation fixé longitudinalement sur le châssis de l'instrument agricole, dont la tige sert de support à l'axe d'articulation du premier vérin de cumiiiande e t dont les chambres du cylindre sont reliées respectivement aux cylindres des deux vérins de retournement du cassis rotatif porte-out de façon telle que lorsque ledit châssis porte-outils est pivoté en position de travail, le vérin de compensation provoque le déplacement voulu de l'axe d'articulation du vérin de commande pour obtenir la mise en biais de l'instrument agricole par rapport à la trajectoire du tracteur. D'autres caractéristiques, avantages et particularités de la présente invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-après en référence aux dessins schématitiques annexés représentant, à titre explicatif et nullement limitatif, une forme de réalisation possible de ladite invention appliguée à une charrue semi-portée quadrisoc réversible. Sur ces dessins la figure 1 est une vue en plan représentant très schématiquement une charrue semi-portée attelée en position de transport à un tracteur et sur laquelle on a représenté l'emplacement des différents éléments constitutifs du mécanisme de direction automatique suivant l'invention, les corps de labour n'étant par contre pas représentés pour la clarté du dessin la figure 2 est une vue de détail en perspective cavalière à plus grande échelle représentant la manière dont sont implantés sur la charrue, et combinés entre eux, les différents éléments constitutifs du mécanisme selon l'invention la figure 3 est un schéma explicatif des différentes liaisons hydrauliques entre les vérins de commande, ce schéma permettant d'expliquer le fonctionnement du système d'orientation du train de roues arrière conforme à l'invention, aussi bien lorsque la charrue est en position de transport qu'en position de travail les figures 4 et 5 sont des vues en plan d'une charrue comportant un dispositif d'orientation du train de roues arrière conforme à l'invention, la charrue étant représentée en cours de labour, respectivement, lorsqu'elle verse à gauche et verse à droite. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, la référence générale 1 y désigne un tracteur, 1A et 1B ses roues directrices, 2A et 2B ses roues motrices et 7 ses bras de relevage hydraulique aux extrémités desquels s'articule horizontalement la barre d'attelage 4 de la charrue. La barre d'attelage est pourvue en son centre d'un axe vertical 5 sur lequel s'articule l'extrémité avant de l'âge 6 de la charrue, tandis que l'extrémité arrière de cet âge est portée par un train de roues arrière orientables et directrices 7A 7B Bien entendu, un système de relevage classique, mécanique ou hydraulique, est disposé entre l'âge 6 et le train de roues arrière. Sur la forme de réalisation représentée à titre d'exemple sur la figure 2, le système de relevage est constitué d'un parallélogramme déformable désigné par la référence générale 8 sur la branche arrière verticale 8A duquel est fixé un essieu rigide 9 portant à ses extrémités les deux supports orientables des axes de roues, tels que 10, les leviers d'accouplement, tels que 11, la barre d'accouplement 12 et le bras de commande 13 d'orientation des roues. La branche verticale avant 8B du parallélogramme déformable est prolongée vers le haut et sert d'axe d'articulation au pied d'un vérin de manoeuvre 14 dont la tige 15 vient s'articuler sur un axe transversal 16 fixé à l'extrémité supérieure de la branche verticale arrière 8A. Bien entendu, la commande du vérin 14 est liée à celle des bras de relevage 3 du tracteur 1. Sur la figure 2, la charrue étant en position de frensports le système de relevage est évidemment représenté en position haute. Sur l'âge 6 dela charrue est monté le chassis pivotant portant les corps de labour. Afin de simplifier les dessins, on a schématisé sur la figure 2 ce chassispar deux plaques de support longitudinales 17A, 17B fixées à un manchon 18 susceptible de pivoter sur l'âge 6 lui servant d'axe de pivotement. lie système de retournement hydraulique est constitué dans l'exemple de deux vérins simple effet 19h,19B dont les pieds s'articulent respectivement sur deux axes 20Aet 20B solidaires des deux extrémités d'une plaque transversale 21 fixée à lapartie avant de l'âge 6, juste en amont du manchon pivotant 18. Les extrémités libres des tiges 22A et 22B des vérins de retournement s'articulent sur le même axe 23 agencé à l'extrémité libre d'un levier de manoeuvre 24 du châssis pivotant qui est fixé à l'extrémité avant du manchon pivotant 18. Les cylindres des deux vérins de retournement 19A et 19B sont reliés par des tubulures respectives 25A et 25B au système de pression hydraulique du tracteur de façon telle. que si les deux vérins 19A et 19B sont mis simultanément sous pression, le châssis pivotant porte-socs 17A-17B est maintenu en position médiane de transport Si par contre le vérin 19B est mis sous pression et le vérin 19A à la bâche, le châssis 17A-l?B va pivoter pour amener les corps de labour 26A-26B en position de travail de verse à gauche représentée sur la figure 4. A l'inverse, si le vérin 19A est mis sous pression et le vérin 19B à la bâche, le châssis 17A-17B va pivoter pour amener les corps de labour 26A-26B en position de travail de verse à droite représentée sur la figure 5. Suivant une caractéristique essentielle de la présente invention est aménagé un vérin double effet 27 dont le pied s'articule sur un axe 28 solidaire de la plaque transversale 21 solidaire de l'âge 6 de la charrue, tandis que sa tige 29 s'articule, à son extrémité libre, sur un axe 30 solidaire de la barre d'attelage 4 de la charrue. I1 est important de noter que le piston 31 (voir figure 3) du vérin double effet 27 se trouve rigoureusement situé au milieu du cylindre dudit vérin lorsque la charrue se trouve en position de transport, c'est-à-dire lorsque la barre d'attelage 4 de la charrue est parallèle à la plaque transversale 21 solidaire de l'age 6. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le bras 13 de commande d'orientation des roues '?A' , 7B du train arrière est actionné par un vérin de commande à double effet désigné par la référence générale 32. Ce vérin est monté de façon que, d'une part, l'extrémité libre de sa tige 33 s'articule sur l'extrémité libre du bras de commande 13, tandis que, d'autre part, son pied s'articule sur un axe 34 monté sur un étrier solidaire d'un manchon 35, lui-même monté à rotation sur un axe 36. Ce dernier est susceptible de coulisser longitudinalement dans la fente 37 d'une pièce cylindrique 38 fixée à la partie arrière de l'âge 6 de la charrue et sur le rôle de laquelle on reviendra en détail plus loin. On voit, en d'autres termes, que le vérin 32 est monté à la cardan sur un axe 36 susceptible de coulisser dans la fente 37. I1 est important de noter que, lorsque la charrue se trouve en position de transport (ctest-à-dire lorsque la barre d'attelage 4 et la plaque transversale 21 sont parallè les, d'une part, et lorsque le bras de commande 13 est parallèle à l'essieu rigide 9, d'autre part), le piston 39 (voir figure 3) du vérin 32 -se trouve rigoureusement situé au milieu du cylindre dudit vérin 32, tandis que l'axe 36 se trouve rigoureusement situé au milieu de la fente 37. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la partie aval 27A du cylindre du vérin 27 est reliée, au moyen d'une tubulure 40, à la partie amont 32B du cylindre du vérin 32 tandis que la partie amont 27B du cylindre du vérin 27 est reliée, au moyen d'une tubulure 41, à la partie aval 32A du cylindre du vérin 32. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la pièce cylindrique 38, fixée par tous moyens appropriés sur la partie arrière de l'âge de la charrue, sert d'enveloppe à un vérin à double effet 42 (voir figure 3) dont la tige 43 est dirigée vers l'avant et comporte une sorte de piston 44 susceptible de coulisser librement dans la pièce cylindrique 38 en regard de la fente 37. G"est ce piston 44 qui sert de support à l'axe 36 sur lequel s'articule le pied du vérin 32. I1 y a lieu de noter que lorsque l'axe 36 se trouve situé au milieu de la fente 77, le piston 45 du vérin 42 se trouve situé rigoureusement au milieu du cylindre dudit vérin. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la partie amont 42A du cylindre du vérin 42 est reliée, au moyen d'une tubulure 46, avec le cylindre du vérin de retournement l9A, tandis que la partie aval 423 du cylindre dudit vérin 42 est reliée, au moyen d'une tubulure 7, avec le cygindre du vérin de retournement 19B I1 est bien entendu que les pistons respectifs 48A et 48B des vérins de retournement 19A et 193 sont disposés symétriquement par rapport à l'axe d'articulation commun 23 et se trouvent à égale distance de l'age de la charrue lorsque celle-ci est en position de transport. On va maintenant exposer en détail le fonctionnement du dispositif d'orientation des roues arrière conforme à l'invention dont on vient de décrire une forme de rdalisation possible. On se placera tout d'abord dans le cas où la charrue est en position de transports c'est-à-dire que les éléments constitutifs mobiles se trouvent disposés dans les positions relatives représentées sur les figures 1, 2 et 3. On rappellera tout d'abord qu'en position de transport, le châssis pivotant 17A, 17B est maintenu en position médiane par le fait. que les deux vérins de retournement l9A,l92 sont maintenus l'un et l'autre sous pression. I1 en résulte évidemment que les parties amont 42A et aval 42B du cylindre du vérin 42 sont maintenues elles aussi toutes les deux sous pression et gue, par conséquent, le piston 45 est maintenu fixe dans sa position centrale. L'axe 36, sur lequel s'articule le pied du vérin 32 de commande du système de direction occupe donc alors une position fixe située au centre de la fente 37. Enfin, le système de relevage hydraulique 8 est maintetenu dans la position haute de la figure 2. Compte tenu de ce qui précède, on constate immédiatement (en se référant aux figures 1, 2 et 3) que si le conducteur du tracteur infléchit la direction de ce dernier dans le sens de la flèche F1, par exemple pour virer en fourrière, la barre d'attelage 4 de la charrue va tourner dans le même sens F1 par rapport à l'axe longitudinal de l'âge 6 de la charrue. La plaque transversale 21 de la charrue étant soli- daire de cet âge, il s'ensuit que les extrémités de la barre d'attelage 4 et de la plaque 21 situées du côté des roues de droite 1A, 2A et 7A vont se rapprocher l'une de l'autre suivant un mouvement de pince schématisé par les flèches F2-F3 . Ce mouvement de pince a pour effet de raccourcir le vérin 27 et par conséquent de faire déplacer le piston 31 de ce vérin dans le sens F4. Il s'ensuit un transfert de liquide hydraulique de la chambre 27A du vérin 27 vers la chambre 32B du vérin 32 par la tubulure 40 et un transfert équivalent de la chambre 32A du vérin 32 vers la chambre 27B du vérin 27, par la tubulure 41. Ce transfert a pour effet de faire se déplacer le piston 39 du vérin 32 dans le sens F5 et, par conséguent, de provoquer par allongement un braquage des roues arrière 7A et 7B dans le sens F6. Cette orientation automatique des roues arrière 7A' 7B de la charrue dans la sens F6 va permettre à la charrue de tourner très aisément avec le tracteur et ceci quelle que soit sa longueur sans que le tracteur ait, comme dans les systèmes classiques avec les roues arrière montées en roulette de fauteuil, à exercer un couple de rotation sur la charrue par l'intermédiaire de la barre d'attelage. I1 est bien évident, par ailleurs, qu'au fur et à mesure que le conducteur du tracteur redresse les roues avant 1A, 13 de ce dernier, le mouvement de pince F2-F3 diminue pour revenir à sa valeur d'équilibre initiale, ce qui a pour effet de ramener automatiquement, par l'intermédiaire du transfert du liquida hydraulique dans les vérins 27 et 32, les roues arrière 7A et 7B dans l'alignement des roues avant 1A et 1B du tracteur. Bien entendu, le système d'orientation automatique du train de roues arrière fonctionnerait rigoureusement en sens inverse au cas où le conducteur du tracteur orienterait les roues avant 1A et 1B de ce dernier vers la galoche. Si maintenant l'on suppose que le conducteur du tracteur, après avoir fait virer l'ensemble tracteur-charrue en fourrière de la manière qui vient autre décrite, veut amener la charrue dans la position de travail de verse à gauche représentée sur la figura 4, il procède comme exposé ciaprès. La charrue étant maintenue en position haute de transport et le trac-teur étant dirigé de façon que ses roues de gauche 1B et 2B soient placées contre le mur du sillon 50 qui a été tracé lors de la passe précédente, tandis que ses roues de droite 1A et 2A roulent sur le sol non encore travaillé, la conducteur actionne le système de pression des vérins de retournement de façon que le vérin 19B soit mis sous pression et le vérin 19A mis au contraire à la bâche. Ceci va avoir pour effet de faire pivoter le levier 24 dans le sens F7 et d'amener les corps de labour dans la position de travail de verse à gauche. Le pivotement du châssis porte-socs 17A-17B a pour effet simultané d'augmenter la pression dans la chambre 42B du vérin 42 et, au contraire, de mettre la chambre 42A à la bâche et, par conséquent, de faire se déplacer le piston 45, l'élément 44 et l'axe 36 dans le sens de la fleche F. Le vérin 32 dans son ensemble se trouve donc entraîné lui-même dans le sens F8, ce qui va faire tourner les roues 7A et 7B dans le sens Fg et, par suite, va faire s'éloigner la partie arrière de l'âge de la charrue vers la droite par rapport à la trajec toire du tracteur qui, elle, reste rectiligne. I1 apparaît immédiatement à la lecture de la figure 3 qu'au fur et à mesure que l'âge 6 de la charrue s'éloigne de la position médiane de la figure 1, le transfert de liquida hydraulique de la chambre 27A du vérin 27 vers la chambre 32B du vérin 32, d'une part, et de la chambre 32A du vérin 32 vers la chambre 27B du vérin 27, va progressivement faire diminuer l'angle de déviation des roues arrière 7A et 7B pour finalement l'annuler lorsque la roue arrière gauche 7B va se trouver exactement dans l'alignement des roues de gauche 1B et 2B du tracteur. Il suffit alors au conducteur du tracteur d'abaisser le système de relevage 3 et 8 en position de travail pour que les socs 26A pénètrent dans la terre et que l'ensemble tracteurcharrue se trouve dans la position de travail de verse à gauche de la figure 4. I1 est à noter que si,durant le travail et pour une raison quelconque, l'âge 6 avait tendance à dépasser la position angulaire adéquate dans un sens ou dans l'autre, l'ensemble des deux vérins 27-32 orienterait automatiquement les roues arrière 7A et 7B pour ramener ledit âge dans la position voulue. En d'autres termes, le système d'orientation conforme à l'invention est autostable. Il est bien évident que si le conducteur faisait basculer au départ le châssis porte-socs 17A-17B dans le sens inverse de la flèche F7, on obticlldrait le résultat inverse de celui que l'on vient de décrire, ctest-à-dire que la charrue viendrait occuper automatiquement la position de travail de verse à droite représentée sur la figure 5 et s'y trouverait maintenue de façon stable. En fin de raie, il suffit au conducteur de ramener le châssis porte-socs pivotant en position médiane pour que l'âge 6 revienne automatiquement dans la position médiane d'équilibre représentée sur la figure 1 pour laquelle le conducteur du tracteur pourra virer en fourrière, indifféremment à droite ou à gauche suivant les circonstances. I1 va de soi que le mécanisme de direction automatique du train de roues arrière suivant l'invention, dont on vient de décrire une forme de réalisation possible applicable à une char rue semi-portée, peut s'appliquer à tous instruments agricoles réversibles, trainés, portés ou semi-portés et munis d'un systhème de retournement hydraulique. I1 est d'ailleurs bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titra d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter des équivalences dans ses élérlents constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, lequel est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de direction automatique pour le train de roues arrière d'instruments agricoles réversibles, des types traînées, semi-portés ou semi-portés-portés et munis d'un retournement hydraulique classique, ledit mécanisme étant caractérisé par le fait qu'il comprend - un premier vérin double effet de commande articulé entre, d'une part, le levier d'actionnement de la timonerie à essieu rigide des roues arrière et, d'autre part, un axe d'articulation susceptible de recevoir un coulissement longitudinal - un deuxième vérin double effet, articulé entre un point solidaire de la barre d'attelage de l'instrument agricole au tracteur et un point solidaire du châssis dudit instrument agricole, qui détecte l'orientation de l'axe longitudinal de l'instrument agricole par rapport à la trajectoire du tracteur, les deux chambres du cylindre de ce vérin d'orientation étant reliées aux deux chambres du cylindre du vérin de commande de façon telle que, en position médiane de transport de l'instrument agricole, les roues arrière de ce dernier s'orientent toujours dans le même sens que les roues directrices du tracteur ;;et - un troisième vérin double effet de compensation fixé longitudinalement sur le châssis de l'instrument agricole dont la tige sert de support à l'axe d'articulation du premier vérin de commande et dont les chambres du cylindre sont reliées respectivement aux cylindres des deux vérins de retournement du châssis rotatif porte-outils, de façon telle que lorsque ledit châssis porte-outils est pivoté en position de travail, le vérin de compensation provoque le déplacement voulu de l'axe d'articulation du vérin de commande pour obtenir la mise en biais de l'instrument agricole par rapport à la trajectoire du tracteur. 2. Mécanisme d'orientation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier vérin de commande et le deuxième vérin d'orientation sont disposés du même côté de l'instrument agricole par rapport à l'axe longitudinal de ce dernier et que les deux chambres des deux cylindres des deux vérins sont reliées entre elles par des tubulures de façon telle que lorsqu'un des vérins s'allonge, l'autre raccourcit. 3. Mécanisme d'orientation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier vérin de commande et le deuxième vérin d'orientation sont disposés de part et d'autre de l'instrument agricole par rapport à l'axe longitudinal de ce dernier et que les deux chambres des deux cylindres des deux vérins sont reliées entre elles par des tubulures de façon telle que les deux vérins s'allongent et se raccourcissent simultanément. 4. Mécanisme d'orientation suivan-t l'une quelconque des revendications 1à 3, caractérisé prtr le fait cjue le troi siège vérin de compensation est disposé longitudinalement, sa tige étant dirigée de façon telle et les chambres de son cylindre étant reliées à celles des vérins de retournement de fa çon telle que l'axe d'articulation du premier vérin de commande est entraîné longitudinalement dans le sens provoquant l'orientation des roues arrière vers la droite lorsque l'instrument doit travailler à gauche et vice-lersa.