Brevet FR2519511A2 — publié le 19830718

FR 2519511 A2 19830718 FR 8220139 A 19821201 Procédé et dispositif de mesure de la force transmise par les barres d'attelage inférieures d'un système de relevage d'un tracteur. (Addition 9 la demande de brevet 81 11373 L'invention concerne un procédé et un dispositif de mesure de la force transmise par les biellettes d'attelage de dessous ou barres inférieures d'un système de relevage d'un tracteur, où un capteur de déplacement détecte une déformation d'un élément fixé de façon définie sur le châssis et déterminée par la force transmise par les barres inférieures. Des dispositifs connus jusqu'ici fonctionnent selon un procédé od l'on mesure la déformation d'une barre de flexion montée à l'arrière du tracteur, aux extrémités latérales en saillie de laquelle sont articulées les barres inférieures et qui fléchit d'une façon bien déterminée qu .ld elle est soumise à la sollicitation des barres inférieures - par exemple au cours d'un labour réalisé au moyen d'une charrue semiportée ou attelée. La flexion de la barre de flexion dépend de la force transmise par les barres inférieures et elle est déterminée par l'intermédiaire de la mesure de la distance variable entre un point fixe du tracteur et le déplacement maximal en flexion de la barre de flexion. Ces dispositifs qui fonctionnent selon le procédé décrit ci-dessus ont l'inconvénient selon lequel le jeu des paliers de la barre de flexion, lors de la mesure de la force, entrent dans la valeur de la mesure de la force de traction ou de compression à mesurer. C'est pourquoi on a proposé un procédé selon la revendication 1 du brevet principal (demande de brevet 81 11373 selon lequel la barre de flexion est remplacée par un châssis porteur rigide et relié au tracteur, la mesure de la déformation étant déterminée par l'application des forces transmises par les barres inférieures. Ce procédé permet d'élimi- ner le problème sus-indiqué du saut ou bond de la courbe de la valeur de mesure. L'invention a pour objet de développer le procédé décrit dans le brevet principal 81 11373 ainsi que le dispositif décrit dans ce brevet pour la mise en.oeuvre du procédé, de saniere qu'il soit possible de réduire le coût technique du dispositif sans renoncer pour autant aux avantages apportés par le principe de mesure. En ce qui concerne le procédé, ce problème est résolu en mesurant le déplacement élastique des éléments du tracteur qui sont disposés de manière à former une chatne, ou parcours rigide,de passage de la force entre les barres inférieures et le sol. En ce qui concerne le dispositif, le problème est résolu au moyen d'un support de capteur de déplacement relié de façon rigide en un point du châssis, dont la distance par rapport au point d'articulation des barres inférieures est immuable, et qui porte un capteur de déplacement qui reste en contact de mesure avec un élément du tracteur qui est disposé dans la chaîne rigide constituée entre les barres inférieures et le sol et par où passe la force. Selon l'invention, on constate que les déplacements des éléments situés entre les barres inférieures et le sol dans la chaîne rigide d'éléments par où passe la force - chaîne qui de ce fait ne comprend aucune position de support où il y ait un jeu - peuvent etre également mesurés sans qu'il y ait de saut ou de bond dans leur courbe, ce qui fait que les avantages décrits dans la demande principale antérieure sont valables sans restriction aucune. Par ailleurs, il est possible d'éliminer gracie à l'invention la barre de flexion ou le cadre porteur de flexion qui était nécessaire jusqu'ici, ce qui permet de réduire fortement la complexité du dispositif de mesure de la force du point de vue technique, et de réduire également le coût du dispositif de mesure. Le procédé est particulièrement avantageux quand on mesure la flexion du carter de l'essieu car le déplacement relativement important du carter de l'essieu permet une mesure très précise de la force. Alors que le carter de l'essieu, en règle générale, fait nettement saillie par rapport au carter de la boîte de vitesses, le moment de flexion agissant sur la bride de fixation du carter de l'essieu est relativement important, ce qui fait que le déplacement mesuré au niveau du carter de l'essieu représente ; superposition ou la somme des déformations en flexion élastique de la paroi du carter de la boite de vitesse et du carter de l'essieu. Grâce à cette variante du procédé, la précision de la mesure peut être particulièrement élevée. Selon l'invention, les couts qui sont entraînés du point de vue technique par le dispositif se limitent au capteur de déplacement et au support qui lui est nécessaire, qui est fixé au châssis du tracteur. Du fait que la channe d'éléments par laquelle passe la force est relativement longue, on dispose d'un grand nombre de positions de montage pour le capteur de valeur de mesure et pour son support, le montage étant facile du fait de la bonne accessibilité dans l'espace occupé par cette chaîne d'éléments. Quand le capteur de déplacement est monté sur un bras en porte-à-faux s'étendant jusqu'aux paliers externes de l'essieu et supportant en cet endroit le capteur de déplacement qui surplombe le carter de l'essieu dans son plan médian horizontal, on obtient un avantage particulier venant de ce que les déplacements deviennent très importants et que l'on peut maintenir à un niveau relativement faible la capacité de résolution du capteur de déplacement nécessaire. Selon l'invention, le capteur de déplacement est en contact par appui avec l'élément du tracteur. De plus, pour réguler la force de traction transmise par les barres inférieures du système de relevage du tracteur, on prévoit un circuit de régulation hydraulique pour la barre de levage, dont la position en hauteur peut etre commandée par un signal de sortie du capteur de déplacement. Selon l'invention, le capteur de déplacement peut travailler mécaniquement. Il peut comprendre un palpeur mobile dans un boîtier et s'appli.quant sous la précontrainte d'un ressort sur l'élément du tracteur, le palpeur étant accouplé à un c.lapet d'étranglement d'un circuit de régulation hydraulique. Selon une autre forme de l'invention, le capteur de déplacement peut travailler électriquement. Finalement, lorsque le capteur de déplacement est muni d'un dispositif pour amortir les oscillations haute fréquence, on peut éliminer les signaux perturbateurs provoqués par les chocs subis par le chassies. De ce fait, le signal envoyé par le capteur de déplacement peut être utilisé directement pour un traitement ultérieur dans un circuit de régulation de la barre de levage. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation et avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan de l'arrière d'un tracteur, avec les barres de connexion inférieures articulées du système de relevage du tracteur, la figure 2 est un schéma de commutation hydraulique d'un circuit de régulation destiné à la régulation de la force de traction transmise par les barres inférieures, labfigure 3 est une coupe horizontale à plues grande échelle de la constitution au capteur de déplacement représenté à figure 1, et la figure 4 est une coupe partielle d'une autre forme de réalisation du capteur de déplacement. La figure 1 est une vue en plan de l'arrière d'un tracteur 1, du carter 100 de la boîte de vitesse, lequel est en liaison définie avec le châssis du tracteur, et sur lequel sont fixés les pattes angulaires de fixation 101 des barres inférieures U du système de levage Su du tracteur qui n'est pas représenté à la figure 1. Les pattes angulaires de fixation 101 supportent par l'intermédiaire d'axes d'articulation qui ne sont pas représentés les barres de levage inférieures U qui sont susceptibles de transmettre une force de traction ou de compression au châssis du tracteur. Cette force est indiquée aux figures 1 et 2 par des flèches. Sur les côtés du carter 100 sont fixés les carters 102 des essieux arrière, dans lesquels sont montés les essieux d'entraînement qui ne sont pas représentés sur le dessin. Le carter 102 de l'essieu arrière supporte en outre la roue motrice 103 qui n'est représentée que partiellement pour simplifier le dessin. Une force F transmise par les barres inférieures U est transférée par l'intermédiaire de la chaîne rigide d'éléments depuis les pattes angulaires de fixation des barres inférieures 101 et par le carter 100 ae la boîte de vitesses, le carter 102 de l'essieu arrière et la roue motrice 103 jusqu'au substrat ou sol. Cette chaîne rigide de passage de la force détermine une déformation élastique des éléments du tracteur qui participent à cette transmission de la force. Pour être à même de surveiller la force F qui agit sur les barres inférieures U, on surveille au moyen d'un capteur de déplacement 30 la déformation d'un élément du tracteur qui participe à cette chaîne par où passe la force. Selon la forme de réalisation représentée à la figure 1, le capteur de déplacement 30 surveille le déplacement ou le déplacement en flexion du carter 102 de l'essieu arrière déterminé par la force F appliquée par les barres inférieures. Il en résulte, selon le dessin de la figure 1, que la force F appliquée par les barres inférieures U et agissant essentiellement en direction horizontale détermine, lors de sa tsansmission au sol, un moment de flexion du carter 102 de la boîte de vitesses autour d'un axe horizontal passant par la bride de fixation 105 du carter 102 de l'essieu arrière et le carter 100 de la boîte de vitesse.Ce moment de flexion induit une déformation de la paroi laterale 106 du carter 100 de la boite de vitesses ainsi qu'une déformation en flexion du carter 102 de l'essieu arrière. A proximité du palier extérieur non représenté d'un arbre d'entraînement également non représenté, cette déformation en flexion superposée est détectée par le capteur de déplacement 30. Pour ce faire, le capteur de déplacement 30 est fixé dans le plan horizontal, c'est-à-dire dans le plan du dessin de la figure 1, sur un bras en porte-à-faux 104 qui est accouplé de façon rigide au carter 100 de la botte de vitesses. Grâce à cet accouplement, on est certain que la distance A séparant les points de fixation des barres inférieures U et le capteur de deplacement 30 mesurée en direction de la force transmise par les barres inférieures est immuable. L'ensemble de l'espace occupé par la chaîne d'éléments par où passe la force et qui a été décrite ci-dessus est disponible pour y monter le capteur de déplacement 30. Mais il est particulièrement avantageux de disposer ce capteur de déplacement dans un endroit où apparaissent des déplacements élastiquès importants. Le capteur de déplacement 30 peut fonctionner mécaniquement - cas dans lequel un palpeur est amené en contact par appui sur l'élément qui se déforme élastiquement - ou électriquement ou optiquement, cas dans lequel aucun contact direct n'est nécessaire entre le capteur de déplacement et l'élément. Selon la forme de réalisation représentée à la figure 1, le capteur de déplacement 30 fonctionne mécaniquement au moyen d'un palpeur 31 qui reste constamment en contact d'appui sur la surface externe du carter 102 de l'essieu arrière. Le déplacement du palpeur 31 détermine l'émission d'un signal qui dépend directement de la force de traction ou de compression F passant par les barres inférieures. Le dispositif décrit ci-dessus pour la mesure de la force F qui est transmise par les barres inférieures U peut être utilisé, comme cela sera décrit plus loin, pour réguler la force de traction ou de compression F transmise par les barres inférieures U du système de relevage du tracteur. Pour décrire ce processus de régulation, il est fait référence à la figure 2. Chacun des barres inférieures U est fixée par une extrémité à l'arrière du tracteur 1 par l'intermédiaire de pattes angulaires respectives de fixation 101 et d'un axe d'articulation 107. Les barres inférieures U sont des éléments constitutifs d'un système de relevage de tracteur comprenant un mécanisme de levage constitué par une barre ou bielle de levage 2, un bras angulaire 3 et une bielle 4 ainsi qu'un vérin hydraulique 5. L'autre extrémité de chaque barre inférieure U est en liaison avec un engin de travail tel qu'une charrue, dont la force (force de traction) est proportionnelle à la profondeur du labour, c'est-à-dire à la position de la barre inférieure U par rapport à lghorizontale.Pour maintenir la profondeur du labour constante, le vérin 5 est excité par une vanne 10 qui est intégrée dans un circuit de régulation RK --fonctionnant par exemple également hydrauliquement. Mais on peut également envisager un circuit de régulation fonctionnant sur une base électrique et qui déplace par exemple la vanne au moyen de moteurs d'asservissement, ou qui actionne le piston de travail directement par des conduites électriques, de manière que le système de commande ne dépende plus du système hydraulique du tracteur. Dans le cas représenté à la figure 2, le vérin 5 est alimenté par l'intermédiaire d'une conduite de travail 11 en fluide sous pression provenant d'un réservoir 7. Une pompe de travail 8 aspire dans ce but le fluide sous pression par l'intermédiaire d'une conduite d'aspiration 9 et le pompe pour le faire passer par la vanne à plusieurs voies 10 qui, dans le cas représenté, est une vanne à 3/3 voies, pour parvenir au vérin 5 où il exécute son travail par déplacement d'un piston de levage 6. La vanne à 3/3 voies 10 est commandée par'un circuit de pression de régulation par l'intermédiaire de dispositifs de commande 12 et 13 montés des deux cotés. Le circuit de pression de régulation comprend une pompe de commande 14 qui alimente le circuit de régulation en fluide sous pression par l'intermédiaire d'un réseau de conduites 15. Lorsqu'elle n'est pas soumise aux dispositifs de commande 12 et 13, la vanne à plusieurs votes 10 est maintenue dans sa position moyenne représentée par un jeu de ressorts de commande 16 ou 17. Sur un côté de la vanne 10 est appliquée une pression qui est déterminée par deux clapets fixes 18 ou 19. La pression appliquée à l'autre côté de. la vanne 10 est déterminée par la chute pression au niveau des deux clapets d'étranglements variables 20 ou 21. Le clapet d'étranglement 20 fournit la valeur de consigne et le clapet d'étranglement 21 fonctionne en tant que détecteur de valeur de réelle du circuit de régulation. L'étranglement 21 est accouplé au capteur de déplacement 30 - qui est représenté seulement en tiretés sur la figure 2 - par une voie mécanique, électrique ou hydraulique (indiquée en 22), de manière que cet accouplement serve de retour pour le circuit de régulation. Comme décrit plus haut, le capteur de déplacement 30 détecte la déformation des parties 1 du tracteur qui sont situées, dans la chaîne rigide d'éléments par où passe la force, entre la barre inférieure U et le sol ou la roue motrice 103. Cette chaîne est représentée à la figure 2 par la cartouche hachurée 1. La position représentée indique la position régulée de la vanne à plusieurs voies 10. Le clapet d'étranglement 20 détermine la hauteur de la barre inférieure ou l'inclinaison de cette barre inférieure U par rapport au plan horizontal. La force traction ou la force de compression F transmise par la barre inférieure U est si importante que la pression régnant entre les deux clapets d'étranglement 20 et 21 correspond à la pression entre les deux clapets fixes 18 et 19. Quand, pour une raison quelconque, la force transmise par la barre inférieure dévie par rapport à la valeur régulée, et par exemple quand la charrue pénètre plus profondément dans le sol du fait qu'elle passe sur une partie plus en relief, la section de passage transversal du capteur de valeur réelle (clapet d'étranglement 21) se modifie, et la pression qui est alors appliquée au dispositif de commande 13 augmente. Du fait que la pression sur le coté 12 du dispositif de commande est constante, la vanne à plusieurs voies 10 est alors déplacée dans une position dans laquelle le fluide de pression est pompé dans le vérin 5, ce qui détermine le soulèvement de la barre d.lattelage U par l'intermédiaire du mécanisme de levage.La force transmise par la barre inférieure U devient alors plus faible et le clapet d'étranglement 21 se rouvre à nouveau un peu, ce qui détermine un nouvel état d'équilibre dans lequel la force passant par la barre inférieure se trouve à nouveau régulée, la position de la barre inférieure U étant cependant modifiée. La figure 3 représente la constitution du capteur de déplacement qui peut produire une valeur de réglage proportionnelle à la force appliquée aux barres inférieures et destinée au clapet d1étranglement 21 du circuit de régulation RK. Le capteur de déplacement 30 représenté à la figure 3 travaille mécaniquement au moyen d'un palpeur 31 déjà repré senté à la figure 1 et qui est appliqué par la précontrainte d'un ressort sur le carter 102 de l'essieu arrière. Le capteur de déplacement 30 comprend un boîtier 32 dans lequel est constitué un alésage 33 dans lequel le palpeur 31 est monté de façon coulissante et étanche à sa partie terminale.Grâce à une arête de commande 34, le palpeur commande la conduite hydraulique également intégrée au capteur de déplacement et allant au réservoir 7, et détermine de ce fait la pression à l'amont du dispositif de commande 13 (voir figure 2). Grâce à un ressort de compression 35 qui s'appuie contre le boîtier du capteur de déplacement par l'intermédiaire d'une vis 36 vissée dans le boîtier 32, le palpeur 31 applique une pression contre le carter 102 de l'essieu arrière au moyen de sa section terminale de forme sphérique. Le boîtier 32 du capteur de déplacement 30 est monté de façon fixe sur le bras en porte-à-faux 104, qui est de son côté relié de façon fixe au carter 100 de la boîte de vitesses (voir figure 1). Quand une force de traction F dépassant la force réglée pour les barres attelage inférieures est appliquée à ces barres inférieures U, le carter 102 de l'essieu arrière se déforme en direction du capteur de déplacement 30, et le palpeur 31 qui suit cette déformation étrangle le courant du fluide de commande sous pression. La vanne à plusieurs voies 10 est alors déplacée et le vérin 5 est alimenté en fluide sous pression. La barre inférieure U se soulève alors, la force qui lui est appliquée par l'équipement de travail semiporté ou attelé devenant de ce fait plus faible, ce qui fait qu'un nouvel état d'équilibre s'établit dans la vanne à plusieurs voies 10. La figure 4 représente une forme de réalisation du capteur de déplacement pouvant être utilisée dans des circuits de régulation électriques. Le boîtier 32 comprend dans ce cas - par exemple comme dans le cas décrit ci-dessus - un palpeur 31 qui est appliqué-par exemple au moyen d'un ressort de compression 35 - contre l'élément du tracteur faisant partie de la chaîne rigide de passage de la force qui a été décrite ci-dessus, et par exemple contre le carter 102 de l'essieu arrière. La section supérieure 31a du palpeur 31 est entourée par une bobine 37 qui est en liaison par l'interme- diaire des raccords 38 et 39 de son enroulement avec le circuit de régulation électrique et qui émet un signal électrique correspondant à la position ou au mouvement du palpeur en fonction de la flexion de l'élément du tracteur.Cette génération du signal peut naturellement être réalisée aussi en dehors de la façon inductive qui a été décrite en faisant appel à d'autres effets physiques et par. exemple au moyen d'effets optiques ou par effet de Hall. L'invention propose ainsi un procédé et un dispositif de mesure de la force transmise par les barres d'attelage inférieures d'fun système de relevage de tracteur, dans lesquels un capteur de déplacement détecte une déformation, déterminée par la force transmise par les barres inférieures, d'un élément fixe et défini du châssis du tracteur. La barre de flexion qui était nécessaire jusqu'ici peut être totalement éliminée grâce au procédé de l'invention, puisqu'on mesure le déplacement élastique d'éléments du tracteur qui sont disposés à l'intérieur de la chaîne rigide de passage de la force entre les barres d'attelage inférieures et le sol sur lequel circule le tracteur. Le capteur de déplacement est alors fixé sur un support qui est relié de façon rigide à un point du châssis du tracteur, dont la distance par rapport au point d'articulation des barres inférieures est immuable. Loraque le capteur de déplacement est amené en contact de mesure avec l'élément choisi sur le tracteur,. ce capteur de déplacement émet un signal dont l'importance correspond à la force transmise par les barres d'attelage inférieures. Ce procédé convient particulièrement à la régulation de la force de traction transmise par les barres inférieures du système de relevage, le signal de sortie du capteur de déplacement étant transmis dans ce cas au circuit de régulation de la bielle de levage. REVENDICATIONS I. Procédé de mesure de la force transmise par les barres d'attelage inférieures d'un système de relevage d'un tracteur, dans lequel un capteur de déplacement détecte une déformation, déterminée par la force transmise par les barres inférieures, d'un élément fixé de façon définie sur le châssis, caractérisé en ce qu'on mesure le déplacement élastique des éléments du tracteur qui sont disposés de manière à former une chaîne ou parcours rigide (100 à 106) de passage de la force entre les barres inférieures (U) et le sol. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure la flexion du carter (102) de l'essieu. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant un capteur de déplacement pour détecter la déformation, déterminée par les forces transmises par les barres d'-attelage inférieures, d'un élément fixé de façon définie au châssis du tracteur, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de déplacement (104) relié de façon rigide en un point du châssis (1), dont la distance (A) par rapport au point d'articulation (101) des barres inférieures est immuable et qui supporte un capteur de déplacement (30) qui reste en contact de mesure avec un élément du tracteur qui est disposé dans la chaîne rigide constituée entre les barres inférieures (U) et le sol et par où passe la force. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support (104) du capteur de déplacement est un bras en porte-à-faux qui s'étend jusqu'aux paliers externes de l'essieu et supporte en cet endroit le capteur de déplacement (30) face au carter (102) de l'essieu dans le plan médian horizontal. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le capteur de déplacement (30) est en contact par appui avec l'élément du tracteur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que pour réguler la force de traction transmise par les barres d'attelage inférieures (U) du système de relevage (S) du tracteur, on prévoit un circuit de régulation hydraulique pour la barre de levage (2), dont la position en hauteur peut être commandée par un signal de sortie du capteur de déplacement (30). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le capteur de déplacement (30) travail le mécaniquement. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le capteur de déplacement (30) comprend un palpeur (31) mobile dans un boîtier (32) et s'appliquant sous la précontrainte d'un ressort (35) sur l'élément (102) du tracteur, le palpeur étant accouplé à un clapet d'étranglement (21) d'un circuit de régulation hydraulique (RK). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le capteur de déplacement (30) travaille électriquement. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le capteur de déplacement (30) est muni d'un dispositif d'amortissement des oscillations haute fréquence.