Brevet FR2449749A1 — publié le 19800919

La présente invention concerne les supports articulés portés par les tracteurs de tyse agricole ou de chantier, permettant de déplacer une articulation destinée à soutenir un outil, dans un plan déterminé. Dans les dispositifs connus de ce genre, l'outil est soutenu par un bras articulé autour d'un axe vertical permettant des déplacements transversaux et autour d'un axe horizontal généralement constitué par le relevage du tracteur permettant des déplacements verticaux de l'outil. La combinaison de ces deux déplacements circulaires entrai- nent l'articulation soutenant l'outil sur une surface courbe sensiè blement sphérique. Cette configuration présente plusieurs inconvénients - La manipulation n'est pas aisée. Le conducteur a de la difficulté à repérer la trajectoire de l'outil pendant la manipulation. - Le déplacement transversal de l'outil étant ac-compagné d'un déplacement longitudinal provenant de la trajectoire circulaire engendre des difficultés au moment d'insérer l'outil entre deux plantations ou deux obstacles. Le déplacement transversal doit être limité afin d'éviter l'accentuation de ce défaut. - Généralement, l'utilisation de l'sutileteffeetue à l'aide du déplacement vertical. Celui-ci étant circulaire, et l'outil en contact avec le sol, l'axe de l'outil s'incline en fonction de la position du point d'articulation, ce qui est peu compatible avec llutilisa- tion de tarières ou de dispositifs d'implantation de pieux. - L'utilisation simultanée de vérins double effet et du relevage n'est pas prévue sur les tracteurs du type agricole. D'autres dispositifs connus de ce gen-e utilisent des glis sières perpendiculaires de manière à éviter les inconvénients cités précédemment m & s d'autres difficultés apparais;3ent - Le support d'outil est très encombrant. - L'outil est difficilement déportable a droite et à gauche du trac teur pendant des travaux effectués entre des lignes de plantation. Le dispositif, objet de l'invention permet d'éviter ces incorvénients. Dans celui-ci, en effet, la longueur du bras articulé varie de manière à maintenir 1 'articulation soutenant 1 'outil, dans un plan vertical et perpendiculaire à l'axe du tracteur. L'outil peut-être déporté transversalement de part et d'autre de l'axe longi tudinal et verticalement sans variation longitudinale etdans un encombrement réduit. Le dispositif, objet de l'invention, comporte un bras exten sible dont l'une des extrémités est une articulation soutenant l'ou til maintenu en position verticale par l'action de la pesanteur.Cette articulation se déplace dans un plan vertical et transversal par rapport à l'axe longitudinal du tracteur grâce à l'action de trois vérins agissant sur ce bras. Dieux vérins prennent appuis entre le chassis support et le bras de manière à orienter angulairement celui-ci dans un plan vertical et dans un plan horizontal. La commande de ces vérins s'effectue à 1' aide de deux distributeurs indépendants manoeuvrds par le conducteur selon la position désirée de I 'outil. Pour une longueur constante du bras, l'articulation soutenant l'outil décrit un arc de cercle dans un plan vertical ou horizontal selon le vérin utilisé. La combinaison des deux mouvements engendre une surface sphérique. Cette surface sphérique est transformée en surface plane grâce 9 l'u tilisation du troisième vérin situé sur le bras et agissant sur sa longueur. Pour une manoeuvre verticale du bras, le cercle décrit par l'articulation soutenant l'outil est transformé en droite verticale. De meme manière, pour une manoeuvre horizontale du bras, le cercle décrit par l'articll1ation soutenant l'outil est transforme en droite horizontale. La combinaison des deux mouvements engendre un plan vertical et per pendiculaire à l'axe longitudinal de l'ensemble tracteur-porte outil. Ce plan est situé de part et d'autre de l'axe longitudinal de manié re à ce que 1 outil puisse se déporter du tracteur afin de pouvoir s'inser dans des rangées de plantations situées de chaaue coté. La variation de la longueur du bras est synchronisée automatique ment à la variation angulaire verticale et horizontale du bras. La synchronisation est obtenue grâce au distributeur du vérin commandant la longueur du bras, monté coulissant sur le bras luimeAme et soumis à l'action d'une came solidaire du chassis d'une part et à l'action d'un dispositif de liaison reproducteur du mouvement de l'ar ticulation soutenant l'outil. La came est rectiligne et placée perpendiculairement au bras de manière à reproduire la droite à obtenir. La cinématique du système peut-être décomposée en deux mouvements distincts - Dans le mouvement horizoiltal du bras, la came impose au chariot supportant le distributeur et coulissant parallèlement au bras, un mouvement a'avance au corps du distributeur. La came est placée à une distance de l'axe de rotation inférieure à la longueur du bras en position fermée pour des raisons d'encombrement. En effet, pendant un mouvement angulaire et horizontal du bras, commandé par le vérin horizontal, le distributeur se déplace sous l'action de la came rec tiligne, d'une quantité qui est proportionnelle à la variation de la longueur du bras dont ltextremité décrit une ligne droite horizontale.Opposé au mouvement du corps du distributeur provenant de la came, un dispositif de liaison réducteur agit sur le titoir du dis tributeur. Ce dispositif est placé entre l'extré:ité mobile du-bras supportant l'articulation de l'outil et le tiroir du distributeur. I1 peut-etre de différents types : levier et bielles, crémaillères et pignons ou cable et moufles avec un rappel par ressorts. Te rôle de ce dispositif de liaison est de transmettre la variation de longueur provenant de l'action du vérin, au tiroir du distributeur dans le me rapport de démultiplication que le sous multiple déterminant la distance de la came à l'axe de rotation. Ce rapport de démultiplication peut-être obtenu par un levier transmettant le mouvement de deux bielles dont l'une est liée à l'extrémité du bras et l'autre au tiroir du distributeur. Les déplacements sont choisis de même sens et le rapport égal au sous multiple déterminé précédemment.Un déplacement angulaire du bras d'un côté ou de l'autre de la position médiane engendre une action de la came sur le corps du distributeur, dont le tiroir est retenu par le Jeu de bielles à ltextrémité du bras. Ce mouvement relatif provoque l'alimentation du vérin destiné à augmenter la longueur du bras. Simultanément, le système de liaison communique l'information au tiroir du distributeur. Celui-ci cesse son activité lorsque le déplacement imposé par la came et l'angle du bras déterminé par la manoeuvre de l'opérateur devient égal au déplacement du tiroir provenant de la correc tion de longueur du bras. Suivant le rapport de démultiplication choisi, la course du tiroir dans le distributeur est suffisante pour absorber d'éventuels retards dus au temps de réaction du vérin. Dans le mouvement vertical du bras, la synchronisation de la variation de la longueur du bras est comme pour le mouvement horizontal donnée par l'action de la came sur le distributeur et la réaction du dispositif de liaison qui contrôle la longueur obtenue. Jdais pour une variation angulaire et verticale du bras, la came n'agit pas de la meme manière sur le chariot porte distributeur. Pour permettre une variation angulaire du bras dans un plan vertical, tout en main tenant un contact entre la came et le chariot coulissant, la came est supportée par deux bielles articulées suivant un axe transversal horizontal appartenant au chassis. Cet axe est placé dans le plan horizontal contenant l'ase de pivotement du bras.Un décalage entre ces deux axes est prévu de manière à provoquer une variation de la distance comprise entre le point de contact de la came sur le chariot coulissant sur le bras et l'axe horizontal d'articulation du bras. Si on considère l'axe horizontal du bras, l'axe horizontal des bielles supportant la came et l'axe horizontal passant par le point de contact de la came sur.le chariot, plussiez configurations se présentent : le bras est horizontal, les trois axes sont alors alignés, l'axe d'articulation du bras sur le chassis se trouve entre les deux autres axes, sensiblement au milieu, la distance entre cet axe et le point de contact de la came est minimale, lorsque le bras pivote autour de cet axe vers le haut ou vers le bas cet te distance augmente, la came pousse le corps du distributeur dont le tiroir est lié à l'extrémité du bras par l'intermédiaire du dispositif de liaison. Le distributeur entre en action. Le vérin, placé sur le bras allonge celui-ci jusqu'à ce que le dispositif de liaison retire le tiroir d'une quantité dgale à celle du déplacement du corps du distributeur. Le mouvement en sens inverse se comporte de la même manière car le distributeur est à trois positions et à double effet.L'allongement du bras pendant son déport vers les positions externes font que l'articulation supportant l'outil décrit une ligne sensiblement droite et verticale. Le système de correction horizontal peut-etre employé indé-pendamment du système de correction verticale. riais les deux systèmes sont compatibles sur le même support d'outil. La construction du triangle déformable passant par les trois axes horizontaux est facilitée par la présence d'un décalage longitudinal de l'axe vertical et de l'axe ilortzowst21 d'articu lation du bras sur le chassis.Ce décalage permet de conserver la distance du point de contact de la came à l'axe vertical du bras nécessaire en fonctionnement horizontal, tout en situant l'axe horizontal du bras à distance des deux autres axes horizontaux. Les dessins annexées illustrent à titre d'exemple des modes de réali sation du dispositif conforme à la présente invention. La rivure I représente un dispositif àdéplacement transversal. La figure 2 représente un dispositif à déplacenent transversal et vertical en fonctionnement vertical. La figure 9 représente l'ensemble d'un support d'outil dont le dépla cement est un plan vertical et transversal. Le support d'outil représenté par la figure I peut se mouvoir dans un seul plan. Un bras composé de deux parties coulissantes I et 2 est articulé en 3. Le bras I est orienté à l'aide d'un vérin 4 prenant appui entre le chassis 5 et ledit bras I respectivement en 7 et 8. Un distributeur 9 conditionne le mouvement du vérin 4. Sur le bras I une glissière 10 guide un distributeur II parallèlement à l'axe du bras. Ce distributeur est alimenté en série avec le distributeur 9 sur le circuit d'une pompe hydraulique. Le corps du dtstributeur II est entraîné par un galet 12 prenant appui sur la came I3 qui est solidaire du chassis 5. La came 13 peut avoir une forme quel conque. Dans le cas présent, c'est une ligne droite reproduisant le déplacement à obtenir I4.Pendant la rotation du bras I autour de l'axe 7 selon que le bras I s'écarte de la position centrale ou se rapproche de cette position, four un angle donné, le déplacement du corps est proportionnel à la variation de longueur du bras I,2 lors que l'extrémité I5 de la partie 2 du bras décrit la ligne droite I4. Cette proportion est équivalente au rapport de la longueur du bras 1,2 sur la distance de la came I3 à l'axe 3. Ce rapport est réduit à I lorsque la came 13 est confondue avec la ligne I4. La synchroni sation de la variation de la longueur du bras I,2 et de l'angle for mé par celui-ci est obtenue grâce à l'action du vérin I6 prenant appui sur les axes I7 et IS solidaires respectivement des parties Iet 2 du bras et commandé par le distributeur -11 dont le tiroir I9 est lié au bras 2 par 1 'intermédiaire d'un dispositif de liaison assurant un rapport de réduction de mouvement équivalent au rapport défini précédemment.Ce dispositif est constitué d'une bielle 20 articulée en 21 sur le tiroir I9 du distributeur et en 22 sur un levier 23 réduisant le mouvement dans le rapport déterminé. Ce levier est articulé en 24 sur le bras I et entraîné par la bielle de liaison 25, articulée en 26 sur ledit levier et en 27 sur le bras 2. Toute action sur le distributeur 9 entraine, par l'intermédiaire du vérin 4, une action sur le tiroir I9 du distributeur II qui bloque le circuit du fluide sous pression et le dirige vers un compartiment du vérin I6. Le distributeur 9 est alors alimenté par le fluide chassé par l'autre compartiment du vérin I6. L'orientation du bras obtenu, l'opérateur relache le distributeur 9 qui rend alors le circuit libre et permet au vérin I6 d'achever sa correction.Le distributeur II a alors retrouvé sa position neutre. la figure 2 concerne un support d'outil constitué d'un chassis 28 supportant un bras 29,30. Ce bras a la possibilité de s'orienter autour de ltaxe vertical 31. Le fonctionnement est semblable à celui du dispositif décrit par la figure I. Ledit bras29,30 a aussi la possibilité de s'orienter autour de l'axe horizontal 32. L'axe 31 et l'axe 32 sont supportés par la pièce commune 33. Un vérin 34 modifie cette orientation en prenant appui sur la pièce 33 en 35 et sur le bras 29 en 36. La came 37, nécessaire au fonctionnement pendant la rotation autour de l'axe 31, est articulée sur un axe 38 appartenant au chassis 28, perpendiculaire à l'axe 31 et à l'axe longitudinal de l'ensemble. Le mouvement de rotation du bras 29 n'est pas entravé par la présence de la came 37.La position de l'axe 38 est choisie de telle manière que le point de contact de la came 37 et du galet 39 solidaire du distributeur 40 coulissant sur le rail 41 du bras 29, l'aie d'arti culation 32 du bras et de l'axe d'articulation 39 de la came soient alignés quttnd le bras 29,30 est en position milieu de sa course. De plus, l'axe 32 du bras est décalé de l'aie 31 du bras d'une quantité permettant de situer l'axe 32 à mi-distance de la ca:-ae 37 et de son axe 3:3 la rotation du bras 29 autour de l'axe 32 provoque la déformation du triangle foré par les axes 32,37,38.Dans ce triangle,le côté 32,33 et le coté 73,77 ont des longueurs constantes, le côté 32, 37 est alors variable. Cette variation éloigne ou rapproche le distributeur 40 de l'axe 32. Comme dans le support d'outil décrit sur la figure I un dispositif de liaison transmet le mouvement de l'ex trémité 42 du bras 30 au tiroir 43 du distributeur 40. La liaison est assurée par un cable 44 lié à l'extrémité 42 du bras d'une part, et au bras 29 d'autre part en passant par un Jeu de moufles 45 axé sur le bras 29 et un jeu de moufles 46 axé sur le tiroir. D'autre part, le cable est maintenu en permanence sous tension à l'aide du ressort 47 situé entre le tiroir 43 et la pièce 33. L'ensemble cable et moufles permet de réduire, dans un rapport important, le mouvement du bras mobile 30.L'encombrement de la came 37 et le déclage des axes supportés par la pièce 33 sont par conséquent réduits. Toute variation angulaire du bras 29,30, sous l'action du vérin 34 engendre une correction automatique de la longueur du bras 29,30 soumis à l'action du vérin 48 commandé par le distributeur 40. L'extrémité 42 du bras 30 se déplace suivant une ligne sensi bleent droite. La figure 3 représente itensemble d'un support d'outil destiné à déplacer un outil suivant deux axes perpendiculaires. Le déplace ment vertical est assuré par le vérin 49, le déplacement horizontal par le vérin 50, le vérin 51 assure la variation du bras 52,53 riaintenant l'outil 54 dans un plan vertical etdébordant transversa lement de l'encombrement du chassis 55. Une came 56 en forme de U rectiligne et un dispositif de liaison 57 agissant simultanément et respectivement sur le corps et le tiroir du distributeur 58.La came 56 solidaire des guides 59 et 60 coulissant dans les glissières 62 et 63.se déplace dans un plan vertical, parallèle au chassis 55. La came 55 est maintenue au contact avec le galet entraînant le disti- buteur 5 j grâce à deux ressorts 61. Le plan décrit par l'extrémité du bras 52,53 de longeur variable,pendant son déplacement autour des axes d'articulations, est parallèle au plan décrit par le corps du distributeur 5 guidé par la canne 55. Tout écart de l'extrémité du bras 52-53 du plan de référence est transmis au tiroir du distributeur 58 pr le dispositif de liaison 57.Le vérin 5I corrige alors la longueur du bras 52-53 jusqu'à ce que le dispositif de liaison 57 amène le tiroir du distrinuteur 58 en position neutre. Ce type de support d'outil n1 est nullement limité à ces quelques exemples. Le bras extensible peut-etre remplacé par un bras articulé, tandis que le distributeur hydraulique par deux contacteurs électriques agissant sur des électrovannes. Le dispositif, objet de l'invention, peut-être utilisée dans tous les cas où on désire déplacer un objet suivant une surface sensiblement plane, et plus particulièrement en viticulture lorsqu'on désire déporter un outil de part et d'autre d'un tracteur travaillant dans un interligne notamment dans le cas de tarière ou d'enfonce pieux travaillant suivant un axe vertical. REVENDICATIONS I.Dispositif permettant de déporter transversalement suivant une ligne droite perpendiculaire à l'axe longitudinal du tracteur et de uider suivant une ligne verticale un outil soutenu par un bras extensible et orientable caractérisé par le fait qu'il comporte un boi tier de co mande déterminant la longueur du bras extensible soumis aux actions dues à l'orientation du bras par rapport à un plan fixe défini par une came Vidée et par rapport à un plan défini par un dispositif de liaison reproduisant dans un rapport donné le plan décrit pr l'outil. 2. Dispositif selon la revendication I caractérisé par le fait que le boîtier de commande de la longueur du bras coulisse longitudina- lement sur le bras extensible et orientable. 3. Dispositif selon les revendications I et 2 caractérisé par le fait qu'une came rectiligne guidée perpendiculairement sur le chassis maintient le boitier de commande dans le plan défini passant par la came et parallèle au guide quelle que soit 11 orientation du bras extensible. 4. Dispositif selon les revendications I, 2 et 3 caractérisé par le fait qu'te levier articulé sr le bras transmet à l'aide de bielles les mouvements de l'extrémité du bras au tiroir du boîtier de commande circulant parallèlement à la coulisse, dans le !nê !e sens et dans un rapport de démultiplication égal au rapport de la longueur du bras en position minimale sur la distance du plan fixe de la came à l'articulation du bras sur le chassis. 5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que le boîtier de conmande est maintenu dans un plan fixe à l'aide d'une came rectiligne ayant un degré de liberté suivant une ligne verticale assuré par un jeu de trois bielles produisant une courbe à rande inflexion assimilable à une droite. 6. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le dispositif de liaison de l'extrémité du bras au tiroir du distributeur est un simple cable circulant entre des moufles solidai res du bras d'une part et du tiroir d'autre part . Le rappel est assuré par un ressort. Tue rapport est déterminé par le nombre de brins du cable reliant les poulies.