Brevet FR2534771A1 — publié le 19840427

La présente invention concerne un circuit hydraulique pour accessoire flottant, destiné à réduire la charge appliquée par les accessoires de tate relativement lourds des machines de récolte et analogues, sur le sol, lors de leur avance le long de trajets pendant les opérations de récolte, si bien que ces accessoires placés en tête peuvent facilement et aisément se soulever et passer parwdessus les obstacles du terrain lorsqu'ils en rencontrent pendant leur fonctionnement, On a déjà utilisé des accumulateurs hydrauliquesm pneumatiques assurant l'application d'une force de rappel élastique par l'intermédiaire d'un gaz comprimé contenu dans de tels accumulateurs dans diverses applications à différents types de machines agricoles En outre, des vérins spéciaux dits à "pistons flottants" sont ddjd connus, de même que des vérins spéciaux dans lesquels un accumulateur et un piston flottant sont intégrés dans un m4me' ensemble Cependant, les accumulateurs pneumatiques nécessitent une recharge périodique des chambres pneumatiques afin que le ga qui peut avoir fui pendant les opérations dans les champs soit renouveld, et il peut s'agir d'un inconvénient important pour un fermier, surtout lorsqu'il est très engagé dans des opdra- tions de récolte.En outre, les accessoires de titre des machines agricoles sont souvent interchangeables sur un en- semble de base et, lorsqu'on utilise des ensembles classiques à accumulateurs avec des circuits flottants de support de tels accessoires de titre} le réglage de ces ensembles en fonction des variations de poids des différents accessoires n'est pas possible sans introduction ou retrait de gaz des accumulateurs. Il s'agit là manifestement d'un autre incon vénient pour le fermier. L'invention concerne un circuit hydraulique pour accessoire flottant dans lequel la force de rappel appliquée par l'accumulateur h gaz comprimé du circuit peut autre facilement réglée sans que du gaz soit introduit dans llaccumur lateur ou évacué de celui-ci, Si bien que les inconvénients pour l'utilisateur sont réduits au mlnimum et l'échange d'accessoires de tête ayant divers poids, sans que l'effi- cacité du circuit de l'accessoire flottant soit réduite ou dégradée7 peut entre facilement réalisé. Plus précisément, l'invention met en oeuvre un accumulateur ayant une charge de gaz, monté dans un circuit parallèle par rapport à des vérins de levage fixés à l'accessoire de tdte afin que celui-ci puisse être soulevé et abaissé. Ainsi, du fluide hydraulique sous pression transmis vers un cylindre circule aussi vers l'accumulateur et, lorsqu'un distributeur principal de sélection est fermé afin qu'il piège une masse de fluide dans le circuit, assurant le support de l'accessoire à une hauteur prédéterminée soit au-dessus de la surface du sol soit de manière qu'il glisse légèrement sur cette surface, le gaz comprimé présent dans l'accumulateur exerce sur l'accessoire7 par l'intermédiaire du fluide hydraulique piégés une force qui assure l'encaissement d'une partie de la charge de l'accessoire et facilite ainsi le passage facile de l'accessoire le long des obstacles du terrain et par-dessus ceux-ci. Un vérin placé dans le circuit de circulation entre les vérins de levage et-l'accumulateur a un piston flottant qui vient en butée'B-une première extrdmitd du vérin lorsque la pression due au poids de l'accessoire dépasse la pression du fluide provenant de l'accumulateur, Si bien que l'accessoire a un support ferme et non élastique ou "spongieux", et une canalisation. de dérivation passe autour du vérin contenant le piston flottant et a une soupape de décharge gui est incorporée afin qu'elle puisse etre ouverte sélectivement et fasse communiquer des parties du circuit hydraulique placées de part et d'autre du piston.l'une avec l'autre lorsque la pression hydraulique exercée par l'accumulateur doit êtreréglée. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale partielle, avec des parties arrachées représentant des détails de cons truction, d'une machine de récolte ayant un circuit hydraulique de support d'accessoire flottant selon l'invention la figure 2 est un schéma du circuit hydraulique tel qu'il est utilisé pendant-les opérations normales de travail dans les champs la figure 3 est un schéma analogue à celui de la figure 2, mais représentant la position des différents éléments lorsque le distributeur principal de sélection est mis dans une position assurant l'abaissement de l'accessoire;; la figure 4 est un schéma analogue à celui des figures 2 et 3 mais représentant la position des différents éléments lorsque le distributeur principal de sélection a pris une position correspondant au soulèvement de l'accessoire ; et la figure 5 est un schéma du circuit, analogue à celui des figures 2, 3 et 4, mais représentant la position des différents éléments lorsque la soupape de décharge de la canalisation de dérivation du circuit est mise en position ouverte afin que la valeur de la pression du fluide hydraulique soit réglée dans la partie du circuit comprise entre l'accumulateur et le vérin contenant le piston flottant. La machine 10 de récolte représentée sur la figure 1 a une partie principale 12 de base ou tracteur à laquelle est raccorde sous forme articulée une partie 14 formant un accessoire de tête qui peut se déplacer verticalement lorsque la machine 10 de récolte se déplace dans un champ. Il faut noter que l'accessoire 14 de mise en andains repréw senté sur la figure 1 est purement illustratif et que l'accessoire 14 peut avoir des formes très différentes, de même que la partie principale 12 de base. L'articulation horizontale 16 détermine un axe de pivotement vertical de l'accessoire 14, et le dispositif 18 représenté sur la figure 1 constitue l'un de deux vérins hydrauliques de levage destinés à élever et abaisser l'accessoire 14 par l'intermédiaire de canalisations hydrauliques 20 et 22. Comme représenté sur la figure 2, deux vérins 18 de levage sont normalement utilisés, la canalisation 20 cons tituant une canalisation à haute pression rejoignant les vérins 18 alors que la canalisation 22 constitue une canalisation à basse pression ou de retour, partant des vérins 18. Comme représenté, la canalisation 20 à haute pression est raccordée à une première extrémité des vérins 18, audessous de leurs pistons 24, alors que la canalisation 22 est raccordée à l'autre extrémité des vérins 18, du côté opposé des pistons 24. Une pompe 26 transmet le fluide hydraulique aux vérins 18 par une canalisation 28 partant d'un réservoir 30 alors qu'une canalisation 32 est aussi raccordée au réservoir 30 et retire l'huile du circuit dans les conditions convenables.Un distributeur convenable 34 à trois positions est disposé dans les. canalisations 20, 28 et 22, 32 afin qu'il fasse communiquer ces canalisations l'une avec .l'autre de diverses manières suivant sa position, sa position neutre représentée sur la figure 2 étant normalement utilisée pour les opérations dans les champs afin que les pistons ou organes 24 d'actionnement soient maintenus partiellement sortis et qu'ils maintiennent l'accessoire 14 à une hauteur choisie Un clapet 36 de retenue placé dans la canalisation 20 empeche la circulation du fluide en sens opposé à la flèche 38i et son obturateur peut être écarté de son siège par l'intermédiaire d'une canalisation pilote 40 couplée à la canalisation 22. Un accumulateur 42 comporte un récipient 44 ayant deux chambres internes 46 et 48 destinées à recevoir un gaz compressible et un fluide hydraulique incompressible respectivement. La chambre 46 est délimitée par une vessie gonflable 50 alors que la chambre 48 est délimitée par l'es- pace qui, dans le récipient 44, n'est pas occupé par la vessie 50. Ainsi, le fluide hydraulique présent dans la chambre 48 et le gaz présent dans la chambre 46 sont disposés afin qu'ils exercent des forces antagonistes, l'importance du gonflage de la vessie 50 dépendant de la pression qui lui est appliquée par le fluide hydraulique présent dans la chambre 48.Ainsi, 11 amplitude de la force de rappel exercée par le gaz comprimé dans la vessie 50 dépend de l'impor tance de la compression de la vessie ainsi que de la quantité de gaz qui a été chargée dans la vessie 50. Une canalisation 52 partant du récipient 44 et communiquant avec la chambre 43 de celui-ci raccorde le ré- cipient 44 afin qu'il communique avec une première extrémité dwun vérin 54 contenant un piston flottant 56. Ce piston 56 est en coopération étanche, à sa périphérie, avec les surfaces internes de la paroi du cylindre du vérin 54 et il est destiné à se déplacer alternativement à l'intérieur en fonction de la différence de pression de part et d'autre du piston 56. Les extrémités opposées 58 et 60 du vérin 54 constituent des butées physiques ou des limites du déplacement du piston 56 lorsque celui-ci vient à leur contact. Une canalisation 62 partant de l'extrémité 60 du vérin 54 relie cette dernière à la canalisation 20 reliée aux vérins 18 de levage. Une canalisation 64 de dérivation placée autour du vérin 54 relie les canalisations hydrauliques 52 et 62. Ainsi, la canalisation 64 constitue essentiellement un pas sage par lequel le fluide hydraulique sous pression de la chambre 48 de l'accumulateur peut communiquer avec le fluide hydraulique se trouvant du côté opposé du piston 56, dans les canalisation 20, 22 et 62 et inversement. Cette commu- nication est commandée par une soupape 66 de décharge représentée en position fermée sur la figure 2, si bien qu'elle empêche cette communication. Deux manomètres 68 et 70 sont raccordés à la canalisation 64 de part et d'autre de la soupape 66 et enregistrent la pression du fluide hydraulique dans les parties du circuit se trouvant de part et d'autre du piston 56. Au cours des opérations dans les champs, l'accessoire 14 est porté à une hauteur choisie qui dépend de l'im- portance de la sortie des tiges des pistons 24 des cylindres des vérins 18. Cette sortie des pistons est réalisée par déplacement du distributeur principal 34 de sélection vers sa position indiqué sur la figure; 4 Si bien que la canalisation 28 à haute pression communique, par I'intermé- diaire du distributeur 34, avec la canalisation 20, et la canalisation 22 de retour communique par l'intermédiaire du distributeur 34 avec la canalisation 32 de retour.L'effet résultant est une sortie des tiges des pistons 24 conte indiqué sur la figure 4 et, lorsque la hauteur voulue a été atteinte, cette hauteur pouvant correspondre à une faible distance au-dessus de la surface du sol, avec effleurement pratiquement de celui-ci, le distributeur 34 est remis dans sa position neutre représentée sur la figure 2. Le résultat est un piégeage d'une masse de fluide hydraulique dans les canalisations 20, 22, dans les parties inférieures des vérins 18 de levage, dans la canalisation 62, dans le vérin 54 du côté des vérins de levage du piston 56, et dans la canalisation 64, du côté de la soupape 66.En conséquence et tant que le piston flottant 56 est contre la butée 58 afin qu'un déplacement suppldmentaire vers l'accumulateur 42 soit empêché, l'accessoire 14 est maintenu fermement par masse de fluide incompressible et ne peut pas descendre au-dessous de la hauteur choisie. Normalement, on prévoit que, pendant les opérations dans les champs, la masse de fluide piégée dans la chambre 48 de l'accumulateur, dans la canalisation 52 et dans la partie de canalisation 64 se trouvant du mis côté de la soupape 66 que l'accumulateur est maintenu à. une pression plus faible que celle qui existe dans la masse de fluide se trouvant du côté des vérins de levage de la soupape 66 et du piston 56. Ceci est indiqué à titre illustratif par la position des manomètres 68 et 70 sur la figure 2 et assure la mise du piston 56 au contact de la butée 58 du vérin 54. En conséquence, l'accessoire 14 ne présente pas un comportement spongieux par contact avec une masse de gaz comprimé contenu dans la chambre 46 de l'accumulateur 42. Cependant, comme le fluide hydraulique contenu dans la canalisation 52 continue à exercer une force contre le piston 56 à ce moment, la force externe nécessaire au levage de l'accessoire 14 et à son passage au-dessus de l'obstacle est égale à la différence entre les forces exercées de part et d'autre du piston 56 Ainsi, tout le poids de l'accessoire 14 n'est pas appliqué en fait à l'obstacle du terrain lorsque l'accessoire tente de remonter et de passer par-dessus cet obstacle, tout soulèvement de l'accessoire 14 par la surface du sol étant facilité par le gaz comprimé présent dans la chambre 46 de l'accumulateur et qui a tendance à se dilater dans la mesure permise et à déplacer ainsi le piston flottant 56 vers la droite, vers les tiges 24 des vérins.Lorsque l'obstacle ese,dépassé, jL'accessoire 14 re- tombe d'une manière amortie lorsque le gaz de la chambre 46 est comprimé à nouveau, jusqu'à ce-que le piston 56 vienne à nouveau contre la paroi 58 de butée du vérin 54. Lorsque l'amplitude de la force d'assistance' créée par l'accumulataur 42 doit être réglée, l'opération peut autre facilement réalisée sans introduction de gaz dans la chambre 46 ou extraction de gaz de cette chambre. Par exemple, lorsque l'assistance assurée par l'accumulateur 42 doit être accrue, la soupape 66 de décharge peut être ouverte comme représenté sur la figure 5 lorsqu'unie pression relativement élevée existe' du côté du piston 56 tourné vers les vérins de levage, par exemple lorsque les tiges 24 des pistons sortent au moins partiellement.Ainsi, du fluide à une pression plus élevée peut circuler dans la canalisation 64 de dérivation, autour de l'obstacle formé autrement par le piston 56, et peut ainsi comprimer le gaz de la chambre 46. En conséquence, lorsque la soupape 66 est ensuite fermée, la pression régnant du côté de la soupape 66 et du piston 56 qui est tourné vers l'accumulateur est accrue et augmente l'assistance au levage de l'accessoire 14, mais tant que cette pression reste inférieure à la pression appliquée du côté de la soupape 66 et du piston 56 tourné vers les vérins de levage, le piston 56 reste en butée contre l'extrémité 58 du vérin 54 et supporte fermement l'accessoire 14. Lorsque l'importance de l'assistance au levage assurée par l'accumulateur 42 doit etre réduite, la canalisation 64 de dérivation est à nouveau ouverte par dépla cement convenable de la soupape 66, mais cette fois lorsque la pression qui règne du côté de la soupape 66 et du piston 56 qui est tourné vers les vérins de levage est plus faible. Dans ces conditions, comme indiqué sur la figure 3 par exemple (bien que la soupape 66 y soit représenté fermée), le piston 56 vient en butée contre l'extrémité droite 60 du vérin 54 et l'ouverture de la soupape 66 de décharge permet au fluide hydraulique de la canalisation 52 et du côté de la soupape 66 tourné vers l'accumulateur de circuler dans la canalisation 64 de dérivation vers le côté du circuit formé entre l'accumulateur 42 et les vérins de levage 48 tourné vers ces vérins, si bien que le gaz de la chambre 46 peut se dilater. Lorsque la soupape 66 est à nouveau fermée et lorsque le distributeur principal 34 est mis dans la position de la figure 4 afin que du fluide hydraulique à haute pression parvienne aux vérins hydrauliques 18, le piston 56 revient contre l'extrémitss 58 de butée du vérin 54 et l'assistance au levage assurée par l'accumulateur 42 est inférieure à celle qui était obtenue avant le réglage. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'entre décrits uniquement-d titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit hydraulique pour acces-soire flottant verticalement pour machine agricole ou analogue, caractéris en ce qu'il comprend un dispositif de levage (18) commandé par un fluide sous pression et raccordé à l'accessoire afin qu'il assure le déplacement de celui-ci, un dispositif (26) raccordé afin qu'il communique avec le dispositif de levage et qu'il lui transmette du fluide sous pression, un dispositif élastique de rappel (42) commandé par un fluide sous pression et communiquant avec le dispositif de levage afin qu'il exerce une force élastique de rappel sur l'accessoire par l'intermédiaire du circuit formé entre le dispositif de levage et le dispositif de rappel lorsque du fluide est piégé dans ce circuit par le dispositif d'alimentation, un organe coulissant (54) commandé par du fluide sous pression et placé dans ledit circuit, cet organe ayant une butée (58) placée du côté tourné vers le dispositif derappel et destinée à limiter son déplacement vers le dispositif de rappel lorsque du fluide sous pression, placé du côté du dispositif de rappel, a une pression inférieure à celle du fluide se trouvant du côté du dispositif de levage, et un dispositif (66) destiné à régler la pression du fluide qui se trouve dans a partie du circuit comprise entre l'organe coulissant (54) et le dispositif de rappel (42) afin qu'une force variable soit applique de manière réglable à l'accessoire flottant 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande (66) comporte un passage (64) de dérivation de fluide reliant la première partie précitée du circuit à une seconde partie du circuit qui est comprise entre le dispositif de levage (18) et l'organe cou- lissant (54), le dispositif de commande comprenant en outre une soupape (66) placée dans le passage (64) et destinée à ouvrir ou fermer sélectivement le passage. 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de rappel (42) comporte un récipient ayant deux chambres internes (46, 48) destinées à contenir un gaz compressible et un fluide pratiquement incompressible respectivement, exerçant des forces antagonistes, ledit organe (54) étant disposé dans un cylindre séparé dudit récipient et dans lequel l'organe coulissant peut se déplacer en translation en coopérant de façon étanche par sa périphérie avec les parois du cylindre, la première partie du circuit comprenant un conduit faisant communiquer la chambre de fluide incompressible dudit récipient avec le cylindre. 4. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de butée (58) est une extrémité dudit cylindre. 5. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (66) comporte en outre deux manomètres l68, 70) placés de part et d'autre de la soupape (66).