Brevet FR2473976A1 — publié le 19810724

La présente invention concerne un dispositif directionnel pour petit engin automoteur à usage agricole et se rapporte plus particulièrement à un tel dispositif appliqué à un engin de traitement, par exemple par pulvérisation ou atomisation d'un produit liquide ou semi liquide, des cultures diverses notamment sous tunnel ou en serre. Dans le cas de cultures sous tunnel ou en serre, les zones de passage et de manoeuvre réservées aux engins ont des dimensions réduites au maximum et on souhaite donc pouvoir disposer d'engins très maniables surtout du point de vue directionnel et offrant un rayon de braquage réduit afin, notamment, de faciliter les manoeuvres en bout de rang. On connait déjà des engins du type précite équipés d'un dispositif directionnel réalisant le déclabotage de la roue motrice située du coté vers lequel l'engin doit tourner. Ces dispositifs ne donnent pas entière satisfaction; en effet, d'une part leur commande manque de souplesse étant donné que les opérations de clabotage et de déclabotage sont effectuées par à-coups et, d'autre part l'existence d'un temps mort entre le déclabotage et le clabotage de la roue concernée entraine une perte de terrain ce qui augmente l'importance de la zone nécessaire à la manoeuvre. La présente invention a pour but un dispositif directionnel pour petit engin automoteur, notamment à usage agricole, qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus précités et qui offre une très bonne maniabilité, assure une grande souplesse de manoeuvre et qui réduise le rayon de braquage de l'engin équipé. Ces qualités rediierchées visent à rendre le dispositif directionnel de l'invention utilisable sur des engins de traitement devant opérer sous tunnel ou dans des serres. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif directionnel pour petit engin automoteur, notamment à usage agricole, caractérisé par le fait qu'il comporte pour chacune des deux roues motrices de l'engin, interposé entre un fourreau solidaire en rotation de l'arbre moteur et le moyeu de la roue, un embrayage qui se trouve, en l'absence d'intervention du conducteur, à l'état embrayé provoquant l'entrainement en rotation du moyeu de la roue par le fourreau et qui, lorsque le conducteur agit sur la commande de direction, passe à l'état débrayé en désolidarisant le fourreau du moyeu et en entrainant le braquage de l'engin du cote de la roue ainsi débrayée. Ainsi, les changements de direction de l'engin équipé se font de façon immédiate et sans aucun à-coup tant lorsqu'on opère un braquage que lorsqu'on ramène l'engin suivant une trajectoire rectiligne. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'embrayage est du type à friction et comporte deux jeux de plusieurs.disques, disposés en alternance, les disques du premier jeu etant solidaires en rotation du fourreau relié à l'arbre moteur de l'engin, les disques du second jeu étant solidaires en rotation du moyeu de la roue équipée. De façon préférée, le dispositif est encore caractérisé par le fait que les disques du premier jeu sont réalisés en bronze et dotés d'une piste annulaire de friction en regard des disques du second jeu, ces derniers étant réalisés en acier. Ainsi, l'embrayage est efficace, robuste et présente des temps de réponse dans les deux sens de manoeuvre très courts. C'est encore une caractéristique de l'invention que de réaliser la solidarisation des disques du premier jeu avec le fourreau au moyen de cannelures prévues localement sur la surface extérieure du fourreau. Pour ce qui concerne les disques du second jeu, ils sont solidarisés au moyen de la roue par des tirants parallèles à l'axe du moyeu ancrés d'un côté sur le plateau de commande de l'embrayage et traversant de l'autre côté une bride équipant 1 'extrémité interne du moyeu. C'est une autre caractéristique de l'invention que de maintenir le dispositif à l'état embrayé en l'absence de sollicitations du conducteur, au moyen de ressorts hélicoïdaux prenant appui d'une part sur les extrémités libres des tirants solidaires des disques du second jeu et d'autre part sur la face externe de la bride équipant le moyeu de la roue; le plateau de commande de l'embrayage agissant en translation à l'encontre de ces ressorts sous l'action d'une commande, de préférence hydraulique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description ci-après, en faisant référence aux dessins annexés donnes uniquement à titre d'exemple non limitatif parmi lesquels - La figure 1 est une vue du dispositif directionnel de l'invention équipant les deux roues motrices d'un engin automoteur, en coupe suivant l'axe du moyeu d'une roue. - La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1. - La figure 3 est une vue en plan d'un disque du premier jeu équipant l'embrayage du dispositif de la figure 1. - La figure 4 est une vue en plan d'un disque du deuxième jeu équipant l'embrayage du dispositif de la figure 1. Suivant l'exemple représente aux figures 1 à 4, il va maintenant être décrit la structure du dispositif directionnel de l'invention. Le dispositif équipe les deux roues motrices d'un engin, il est d'axe XX confondu avec l'axe de la roue équipée. L'axe XX sera donc admis comme étant horizontal. Le dispositif comporte - un fourreau 1 creux, cylindrique, d'axe XX enfile à l'intérieur du moyeu 2 d'une roue repérée dans son ensemble par la référence 3. - un embrayage repéré dans son ensemble par la référence 4. - un organe d'actionnement de l'embrayage 4 repéré dans son ensemble par la référence 5. Le fourreau 1 presente sur une partie de sa longueur des cannelures 6, au nombre de six espacées de 600 visibles à la figure 2. Les cannelures 6 sont proéminentes par rapport à la surface extérieure lisse des parties non cannelees du fourreau 1. Suivant l'axe XX, les cannelures 6 s'étendent sur environ un quart de la longueur du fourreau 1 en regard de l'embrayage 4. Par sa partie gauche, le fourreau 1 est solidaire en rotation de l'arbre moteur non représente de l'engin, cette solidarisation est schématisée par la flèche de liaison F. La partie droite non cannelée du fourreau 1 est enfilée à l'in térieur du moyeu 2 creux de la roue 3 en menageant un jeu jl qui a été exagere sur le dessin à des fins de clarté, et avec interposition de deux cages de roulement 7 et 8. La cage 7 est bloquée en translation entre la tranche d'extrémité droite des cannelures 6 et la face radiale 9 d'un dégagement 10 prévu interieurement à l'extrémité gauche du moyeu 2. La tranche gauche de la cage 7 affleure la face d'extrémité gauche du moyeu 2 qui est pourvu extérieurement à cet endroit d'une bride 11. De la même façon, la cage 8 est bloquee contre la face radiale 12 d'un dégagement 13 prévu intérieurement à l'extrémité droite du moyeu 2. A cet endroit, le fourreau 1 porte intérieurement un cône de serrage 14.A son extrémité droite, le moyeu 2 se prolonge par une enveloppe 15 à section en U constituant le tambour de frein. A l'intérieur de l'enveloppe 15 sont prevus, de façon classique, une garniture de freinage cylindrique 16, un sabot de frein 17 et son levier d'actionnement 18 et un flasque 24 coiffant l'ouverture de l'enveloppe 15. La partie gauche non cannelée du fourreau 1 reçoit l'organe d'actionnement 5 de l'embrayage 4. Cet organe 5 est constitue d'une partie cylindrique 19 coiffant le fourreau 1 avec un jeu j2 qui, tout comme pour jl, a été sur le dessin exagéré a des fins de clarté, d'une bride d'extrémité 20 et d'un plateau radial 21 en regard de la bride 11 du moyeu 2.Au repos, c'est à dire en l'absence de sollicitations du conducteur, le plateau 21 vient en appui contre la tranche d'extrémité gauche des cannelures 6 du fourreau 1. L'embrayage 4 est disposé entre le plateau 21 de l'organe 5 et la bride 11 du moyeu 2. L'organe 5 qui est solidaire en rotation du moyeu 2 porte contre sa bride 20 une butée à billes 22 qui lui autorise des mouvements de translation suivant l'axe XX afin d'opérer l'embrayage ou le débrayage. La butee 22 est reliée mécaniquement à la commande, schématisée en 23 et de préférence hydraulique, qui réalisera le débrayage, par translation de l'organe 5 et de son plateau 21 suivant la flèche g et par suite l'immobilisation de la roue 3 et le braquage de l'engin du cote de la roue immobilisée. Des tirants 25, au nombre de six, relient en rotation le plateau 21 de l'organe 5 et la bride Il du moyeu 2. Ils présentent a leur extrémité gauche une tête 26 fixée sur le plateau 21 et traversent à coulissement libre à leur extrémité droite des alesages 27 prévus à la périphérie de la bride Il du moyeu 2. Les tirants sont parallèles à l'axe XX et disposés à la périphérie de la bride 1 1 et du plateau 21. Les extrémités libres des tirants 25 sont filetées et portent chacune un écrou 28 reglable en position par vissage et peuvent être bloquées dans une position quelconque par des moyens classiques non représentés. Entre la face droite de la bride 11 du moyeu 2, côté roue 3, et les écrous 28, des ressorts hélicoidaux 29 sont enfilés sur les tirants 25. Ces ressorts maintiennent, en l'absence de sollicitation du conducteur, c'est à dire en l'absence de sollicitation émanant de la commande 23 et tendant à écarter suivant g le plateau 21 de la bride 11, le dispositif à l'état embrayé et l'en- gin conserve alors une trajectoire rectiligne. Entre le plateau 21 et la bride il sont disposés côte à côte les disques constitutifs de l'embrayage 4. A la figure 1, le dispositif directionnel est représenté a l'état embrayé et les disques, pour la clarte du dessin, ne sont pas représentés jointifs mais écartes et avec une épaisseur réduite. Les disques constituent deux jeux, l'un intérieur est realisé par six disques 30 conformes à celui de la figure 3 et solidaires en rotation du fourreau 1, l'autre, extérieur est réalise par sept disques 31 conformes à celui de la figure 4 et solidaires, par l'intermédiaire des tirants 25, du moyeu 2 et du plateau 21 de l'organe d'actionnement 5. Les disques 30 et 31 sont alternés au sein de l'embrayage 4. Les disques 30 (figure 3) sont plans,circulaires et présentent sur les deux faces une garniture de friction périphérique 36 en regard des disques 31. En son centre, chaque disque 30 présente une lumière 32 dont la périphérie présente six encoches 33 destinées à coopérer avec les cannelures 6 du fourreau 1 et à immobiliser ainsi en rotation les disques 30 sur ce fourreau 1. Les disques 30 sont de préférence en bronze. Le diamètre extérieur des disques 30 est légèrement inférieur au diamètre interieur de la cage cylindrique définie par les six tirants 25. Les disques 31 (figure 4) sont plans, annulaires et réalisés de préférence en acier. Chaque disque 31 porte à sa périphérie trois oreilles 34 dont la lumiere 35 est destinée à coopérer avec un tirant 25. Ainsi, les oreilles 34 des disques 31 i-mmobilisent ceux-ci en rotation sur les tirants 25 etles solidarisent donc du plateau 21 et de la bride 11. Le diamètre extérieur des disques 31 correspond, en fond des lumières 25, au diamètre intérieur de la cage cylindrique definie par les six tirants 25. Leur diamètre intérieur est voisin du diamètre intérieur de la garniture de friction 36 dotant les disques 30. Les disques 30 et 31 peuvent coulisser librement suivant XX au sein de l'embrayage 4, les premiers grâce à la coopération de leurs encoches 33 avec les cannelures 6 du fourreau 1, les secondes grâce à la coopération de leurs lumières 35 avec les tirants 25. Le fonctionnement du dispositif de l'invention va maintenant être décrit en faisant référence à la figure 1. A la figure 1, le dispositif est à l'état embrayé, les disques 30 et 31 sont en contact entre eux (contrairement a ce qui résulte de la schématisation de la figure 1), aucune sollicitation n'est transmise par le conducteur à la commande hydraulique 23, ce sont les ressorts 29 qui maintiennent le dispositif dans cet état embrayé. Ainsi, le fourreau 1 fixé sur l'arbre moteur de l'engin est entraîne en rotation; par l'intermédiaire des cannelures 6 et des encoches 33, les disques 30 tournent également, les disques 31 serres contre les disques 30 tournent aussi en entraînant par l'intermédiaire des tirants 25 d'une part le plateau 21 de l'organe d'actionnement 5 et d'autre part et surtout la bride 11 et donc le moyeu 2 de la roue 3. Lorsque les deux dispositifs équipant les deux roues motrices de l'engin sont dans cet etat embraye, les deux roues tournent ensemble et l'engin conserve une trajectoire rectiligne. Quand le conducteur veut faire braquer l'engin d'un côté, il agit sur une commande manuelle, constituée par exemple par une poignée, qui met en oeuvre la commande hydraulique 23. Celle-ci agit, par l'intermédiaire de la butée à billes 22 sur organe 5 qui est mis en translation suivant la flèche g et le plateau 21 est ainsi écarté de la bride 11 du moyeu 2. Les disques 30 et 31 s'écartent à l'encontre des ressorts 29, ne s'entraînent plus entre eux et le dispositif vient à l'état debrayé. Le fourreau 1 et ses disques 30 continuent à tourner mais ce mouvement n'est plus transmis aux disques 31, au plateau 21, a la bride 11, au moyeu 2 et la roue 3 concernée s'immobilise en provoquant le braquage de l'engin du côté de cette roue. Quand le conducteur cesse de solliciter la commar.de 23, les ressorts 29 rappellent le plateau 21 vers la bride 11, les disques 30 reviennent en appui contre les disques 31 et les entraîne en provoquant à nouveau la rotation du moyen 2 de la roue 3. Le dispositif revient donc automatiquement et immédiatement à l'état embrayé et l'engin reprend une trajectoire rectiligne. L'invention présente un certain nombre d'avantages et notamment les suivants - Grâce à l'utilisation d'un embrayage multidisques comme dispositif direction nel, les manoeuvres de l'engin équipé s'effectuent en souplesse, sans à-coups et les temps de réponse sont très courts, l'engin est donc très maniable et son rayon de braquage (de l'ordre de o,r m , est très court. Gr ce au dispositif directionnel de l'invention, l'engin équipé peut être utilisé pour le traitement de cultures denses comme c'est le cas sous tunnels ou en serres ou les zones de manoeuvre sont réduites. - Grâce à l'utilisation d'une commande hydraulique 23 pour le débrayage et d'un peu de ressorts 29 pour l'embrayage, l'effort à exercer par le conducteur pour effectuer les manoeuvres est minime. - Le dispositif de l'invention est très efficace, sa fabrication, son montage, sa mise en oeuvre sont particulièrement simples. - L'utilisation de disques multiples 30 - 31 augmente la longévité du dispositif par ailleurs son entretien est des plus réduits. - Grâce aux écrous 28 vissés sur les tirants.25, l'effort d'appui des disques 30 et 31 entre eux peut être réglé de façon optimum et modifié, par exemple pour compenser l'usure des disques. - Le montage et le démontage du dispositif sont aisés, ainsi les éléments consti tutifs et notamment les disques 30 - 31 peuvent être rapidement et facilement changés. L'invention couvre de multiples variantes - On peut notamment changer le nombre, la forme, la nature et la conception des disques 30 - 31 ainsi que le type de liaison mécanique de ceux-ci respectivement avec le fourreau 2 et la bride 11 du moyeu 2. - La commande 23 de préférence hydraulique pourrait être aussi purement mécanique, ou pneumatique ou electrique ou électromagnétique ou autre. - Dans le dispositif décrit, l'embrayage est réalisé par les ressorts 29, le brayage par la commande 23, on pourrait concevoir une autre commande telle que 23 pour réaliser l'embrayage et remplacer le rappel élastique des ressorts 29. On aurait ainsi soit deux commandes telles que 23 antagonistes ou une commande unique mais double effet. - Selon l'invention, pour opérer le brayage, on opère une traction XX sur les tirants 25, on peut envisager l'inverse a savoir agir sur l'autre extrémité des tirants 25 et d'exercer alors une poussée sur ceux-ci. - La cage constituée par les six tirants 25 peut être remplacée par un pot monobloc fixé d'un côté sur le plateau 21 et venant par l'autre côté coiffer la bride 11 avec interposition d'un organe élastique unique entourant l'ensemble du moyeu 2. - D'autres variantes à la portée de l'homme de l'art sont envisageables sans sortir du cadre de la présente invention. - Le dispositif directionnel de l'invention a été décrit comme étant appliqué à de petits engins agricoles pour le traitement de culture, engins munis de deux roues motrices, il va de soi que d'autres applications, agricoles ou non, sont égale ment possibles. Revendications I. Dispositif directionnel pour engin automoteur, notamment à usage agricole, caractérise par le fait qu'il comporte pour chacune des deux roues motrices de l'engin, interposé entre un fourreau solidaire en rotation de l' bre moteur et le moyeu de la roue, un embrayage qui se trouve, en l'absence d'intervention du conducteur, à l'état embrayé provoquant l'entrainement en rotation du moyeu par le fourreau et qui, lorsque le conducteur agit sur une commande de dire c tion passe à l'état débraye en désolidarisant le fourreau du moyeu en provoquant le braquage de l'engin du côté de la roue ainsi débrayée. 2. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'embrayage, du type à friction, comporte deux jeux de plusieurs disques, disposés en alternance, les disques du premier jeu étant solidaires en rotation du fourreau relié à l'arbre moteur de l'engin, les disques du second jeu étant solidaires en rotation du moyeu de la roue équipée. 3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que la solidarisation des disques et du fourreau est realisée par des cannelures et des encoches. 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que les disques sont solidaires du moyeu de la roue par l'intermédiaire des tirants reliant le plateau d'un organe d'actionnement associé à une commande, à une bride du moyeu. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que l'extrémité de chaque tirant apposée au plateau traverse la bride a coulissement libre est filetée et porte un écrou, un ressort de rappel étant interposé entre la bride et I'écrou. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que les disques sont en bronze et sont dotés, sur leurs deux faces, à leur périphérie et en regard des autres disques, de garnitures de friction. 7. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que les disques sont en acier et portent à leur périphérie des oreilles dont les lumières viennent en prise avec les tirants. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que le débrayage du moyeu par rapport au fourreau est réalisé p par écartement axial du plateau et de la bride du moyeu au moyen d'une commande, l'embrayage du moyeu sur le fourreau étant realisé par le rappel élastique des ressorts équipant les tirants. 9. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait que la commande est hydraulique. 10. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 9 caractérisé par le fait que entre l'organe d'actionnement portant le plateau et la commande est interposee une butée à billes.