Brevet FR2551014A1 — publié le 19850301

La présente invention concerne un dispositif de levage et de direction pour une roue directrice d'un véhicule>du type comprenant un corps tubulaire principal fixe, qui s'étend en gros verticalement et qui a une extrémité supérieure fermée, 5 un second tube qui est disposé coaxialement à l'intérieur du corps tubulaire principal, est monté coulissant dans celui-ci et fait saillie au-delà de son extrémité inférieure, un support de roue fixé rigidement à l'extrémité inférieure du second tube, un arbre qui est monté à rotation 10 dans l'extrémité supérieure fermée du corps tubulaire principal et qui s'étend axialement à l'intérieur de celui-ci et du second tube, un premier moyen d'accouplement pour accoupler l'extrémité supérieure de l'arbre à une commande de direction du véhicule, un deuxième moyen d'accouplement pour accoupler le second tube 15 à l'arbre, de façon à les rendre solidaires en rotation tout en permettant un mouvement axial du second tube par rapport à l'arbre, et un vérin hydraulique pour déplacer axialement le second tube par rapport à l'arbre. Les dispositifs de levage et de direction du genre susin20 diqué sont par exemple utilisés dans certains véhicules qui ont un centré de gravité élevé et qui sont équipés d'un système hydraulique correcteur de dévers, qui agit sélectivement sur chacune des roues du véhicule pour corriger son assiette lorsqu'il circule sur un terrain en pente Cela est notamment 25 le cas dans un certain nombre de machines de récoltes, telles que les machines à vendanger, les machines de récolte du café, les machines de récolte des cassis, framboises et autres baies. On connaît déjà un dispositif de levage et de direction du type décrit plus haut (voir le brevet américainn 4 340 237), dans lequel le corps tubulaire principal et le second tube forment respectivement le cylindre et la tige de piston du vérin hydraulique Le piston du vérin est monté coulissant à l'intérieur du corps tubulaire principal et il est fixé rigidement à l'extrémité supérieure du second tube dont l'extrémité inférieure est obturée de manière étanche au fluide En outre, la partie de l'arbre qui s'étend à l'intérieur du corps tubulaire principal et du second tube a une section non circulaire et passe à travers 10 une ouverture centrale du piston, qui a une forme correspondant à la section non circulaire de l'arbre et qui forme avec cette dernière le second moyen d'accouplement susmentionné. En fonctionnement, les efforts importants appliqués à la roue (motricité, direction) par réaction sur le sol introdui15 sent des contraintes élevées, donc des déformations dans les pièces coulissantes du dispositif de levage et de direction. Dans le dispositif de levage et de direction du brevet américain n 4 340 237, ces contraintes et ces déformations provoquent une usure rapide des joints d'étanchéité entre le corps tubulaire 20 principal et le piston, d'une part, et entre le corps tubulaire principal et le second tube formant la tige de piston, d'autre part Il en résulte des fuites de fluide sous pression qui nuisent au bon fonctionnement du dispositif de levage et de direction. 25 En outre, la partie inférieure du second tube qui coulisse dans l'extrémité inférieure du corps tubulaire principal et qui fait saillie à l'extérieur de celui-ci, se trouve au niveau de la roue et elle est donc vulnérable à l'abrasion par la terre,le sable ou la boue qui, en fonctionnement, est projeté par la roue. 30 La terre, le sable et la boue, peuvent ainsi provoquer une usure des joints d'étanchéité entre le corps tubulaire principal et le second tube et/ou des rayures sur la surface extérieure du second tube, qui nuisent à l'étanchéité du vérin hydraulique. La présente invention a essentiellement pour but de remé35 dier à ces inconvénients, en fournissant un dispositif de levage et de direction dans lequel les efforts importants appliqués à la roue ne sont pratiquemert pas transmis aux éléments coulissants du vérin hydraulique et dans lequel ces derniers sont bien protégés contre les projections de terre ou autres salissures par la roue,-évitant ainsi les problèmes d'usure des joints d'é- tanchéité et des éléments coulissants du vérin hydraulique et les défauts d'étanchéité qui en résultaient dans le dispositif de levage et de direction antérieurement connus. A cet effet, le dispositif de levage et dé direction de la présente invention est caractérisé en ce que le vérin hydraulique est disposé à l'intérieur du second tube et en ce que l'un des deux éléments du vérin hydraulique, à savoir son cylindre ou sa tige de piston, est accouplé au second tube, tandis que l'autre élément du vérin hydraulique est relié à l'arbre. Du fait que le vérin hydraulique est disposé à l'intérieur du second tube, ses éléments coulissants sont bien protégés contre les projections de terre ou autres salissures En outre, du fait que le corps tubulaire principal et le second tube ne constituent plus respectivement le cylindre et la tige de piston du vérin hydraulique comme cela était le cas dans le dispositif de levage et de direction du brevet américain n 4 340 237, les efforts appliqués à la roue ne sont plus transmis directement aux éléments coulissants du vérin hydraulique, mais indirectement et dans des proportions nettement moindres par l'intermédiaire du deuxième 20 moyen d'accouplement entre le second tube et-l'arbre et par l'intermédiaire de la liaison entre le vérin et le second tube ou le support de roue Il en résulte que les éléments coulissants du vérin hydraulique ne subissent pratiquement aucune contrainte due aux efforts appliqués à la roue, donc pas de déformations 25 susceptibles d'entraîner une usure des joints d'étanchéité et, par suite, des défauts d'étanchéité. On donnera maintenant, à titre d'exemple, une description détaillée de deux formes d'exécution de la présente invention en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue montrant schématiquement en élévation une machine de récolte, telle qu'une machine à vendanger, comportant un système hydraulique correcteur de dévers utilisant un dispositif de levage et de direction conforme à la présente invention. La figure 2 montre, en coupe verticale et à plus grande échelle une première forme d'exécution du dispositif de levage et de direction conforme à la présente invention. Aj 2551014 La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne IIIIII de la figure 2. La figue 4 est une vue semblable à la figure 3, montrant une variante. La figure 5 montre, en coupe verticale, une deuxième forme d'exécution du dispositif de levage et de direction de la présente invention. La figure 1 montre une machine de récolte 1, par exemple une machine à vendanger, dans laquelle le dispositif de levage 10 et de direction de la présente invention peut être utilisé La machine 1 comporte un châssis 2 qui supporte des moyens de récolte 3 et un moteur 4 pour entraîner les organes fonctionnels de la machine Le châssis 2 peut rouler sur le sol au moyen de quatre roues, à savoir deux roues avant motrices et directrices 5 et 15 deux roues arrière 6 (une seule des deux roues avant 5 et une seule des deux roues arrière 6 sont visibles sur la figure ( 1). La machine 1 comporte en outre, de façon connue, un système hydraulique correcteur de dévers qui ne sera pas décrit en détail dans la mesure o un tel système est bien connu et 20 ne fait pas partie de l'invention On notera simplement qu'un tel système permet de modifier sélectivement la hauteur des deux roues du côté droit de la machine ou des deux roues du cté gauche de la machine par rapport au châssis, pour compenser le dévers transversal lorsque la machine travaille à flanc de coteau 25 en se déplaçant dans une direction perpendiculaire à la pente du terrain Certains systèmes correcteurs de dévers permettent également de modifier sélectivement la hauteur des deux roues avant ou la hauteur des deux roues arrière par rapport au châssis pour compenser le dévers longitudinal lorsque la machine se déplace dans le sens de la pente Dans tous les cas, chacune des deux roues arrière 6 est montée rotative par exemple à l'extrémité d'un bras 7 qui est monté pivotant sur le châssis 2 et qui peut être sélectivement abaissé ou relevé au moyen d'un vérin hydraulique 8 relié au système hydraulique correcteur de dévers. 35 De même, chacune des roues avant et directrices 5 est montée rotative dans un support 9 qui est relié au châssis 2 par un dispositif de levage et de direction 10 C'est ce dernier qui fait plus particulièrement l'objet de la présente invention. Comme montré dans la figure 2, le dispositif de levage et de direction 10 comporte un corps principal tubulaire 11, qui s'étend en gros verticalement et qui est fixé rigidement au châssis 2 de la machine 1 (figure 1) par exemple par soudage ou par tout autre moyen approprié de fixation L'extrémité supérieure du corps tubulaire 11 est fermée par une plaque 12 Le corps tubulaire 11 a de préférence une section carrée comme montré dans les figures 3 et 4, mais il pourrait aussi avoir une section circulaire. Un second tube 13 est disposé coaxialement à l'intérieur du corps tubulaire 11 et peut coulisser dans deux bagues 14 axialement espacées et fixées au corps tubulaire 11 dans la partie inférieure de celui-ci Le support de roue 9 est fixé, par exemple par soudage, à l'extrémité inférieure du tube 13. Un arbre 15 est monté à rotation dans la plaque d' extrémité 12, une butée axiale à billes 16 étant interposée entre la plaque d'extrémité 12 et une collerette 17 de l'arbre 15 pour supporter une partie du poids de la machine tout en permettant la rotation de l'arbre 15 par rapport au corps tubulaire 11, 20 donc par rapport au bâti 2 de la machine. Un mouvement de rotation peut être communiqué à l'arbre au moyen d'un bras de direction 18 qui est relié au volant de direction 19 (figure 1) par une transmission appropriée (non montrée) et qui est fixée rigidement à un moyeu de direction 25 21 qui est accouplé à l'arbre 15 par une clavette 22 (figure 2) ou par une goupille 23 (figure 5). La partie inférieure de l'arbre 15 qui s'étend à l'intérieur du corps tubulaire 11 a une section transversale non circulaire Par exemple, comme montré dans la figure 3, la surface 30 extérieure de la partie inférieure de l'arbre 15 comporte des cannelures longitudinales La partie inférieure cannelée de l'arbre 15 passe à travers une bague 24 qui est fixée rigidement à l'extrémité supérieure du tube 13 et dont la surface intérieure comporte des cannelures longitudinales ayant une disposition et une forme complémentaires de celles de l'arbre 15 On obtient ainsi un accouplement entre l'arbre 15 et le tube 13, tel que le tube 13 est solidaire en rotation de l'arbre 15 et peut se déplacer axialement par rapport à celui-ci Cet accouplement permet de faire tourner le support 9, donc la roue 5, lorsqu'on fait tourner l'arbre 15 au moyen du volant de direction 19. A titre de variante, au lieu d'avoir une surface extérieure cannelée, la partie inférieure de l'arbre 15 peut avoir une section polygonale, par exemple hexagonale comme montré dansles fig 4 et 5, la bague 24 ayant alors une ouverture de forme correspondante. Pour abaisser et relever le support de roue 9, donc la roue 5 par rapport au châssis 2 de la machine, c'est-à-dire en réalité pour relever ou abaisser le châssis 2 par rapport au sol, le tube 13 à l'extrémité inférieure duquel est fixé le sup10 port de roue 9 peut être déplacé axialement par rapport à l'arbre et au corps tubulaire 11, donc par rapport au châssis 2, au moyen d'un vérin hydraulique 25. Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 2, la partie inférieure de l'arbre 15 qui s'étend à l'intérieur du 15 corps tubulaire 11 et du tube 13 est creuse et forme le cylindre du vérin hydraulique 25 Dans ce cas, la tige de piston 26 du vérin 25 est accouplée par un axe transversal 27 à l'extrémité inférieure du tube 13 La partie supérieure de l'arbre 15 comporte un premier passage longitudinal 28, qui débouche dans la chambre 20 29 du vérin hydraulique, située entre son piston 31 et l'extrémité supérieure de son cylindre A l'extrémité supérieure de l'arbre 15, le passage 28 est raccordé par un raccord approprié (non montré), qui peut être par exemple un joint tournant, et par des tuyaux et un distributeur de fluide à une source de fluide sous pression (tous ces éléments n'étant pas montrés dans la mesure o ils sont tout à fait classiques). De préférence, le vérin 25 est un vérin à double effet. Dans ce cas, la partie supérieure de l'arbre 15 comporte un deuxième passage longitudinal 32 qui communique avec un autre passage longitudinal 33 formé dans la paroi du cylindre du vérin hydraulique Cet autre passage longitudinal 33 communique avec l'autre chambre 34 du vérin hydraulique, située entre son piston 31 et l'extrémité inférieure de son cylindre, à travers au moins un passage radial 35 formé dans 35 la partie inférieure du cylindre du vérin hydraulique. Comme le passage longitudinal 28, le passage longitudinal 32 est relié à la source de fluide sous pression à travers un autre raccord, d'autres tuyaux et le distributeur de fluide susmentionné qui est un distributeur& quatre voies Comme montré dans les figures 2 à 4, la partie inférieure de l'arbre qui forme le cylindre du vérin 25 peut etre constituée par deux tubes concentriques, respectivement intérieur 15 a 5 et extérieur 15 b, ménageant entre eux un espace annulaire qui définit le passage longitudinal 33 susmentionné Les extrémités supérieures des deux tubes 15 a et 15 b sont fixées coaxialement à la partie supérieure de l'arbre 15, tandis que leurs extrémités inférieures sont obturées comme montré dans la figure 2 La tige de piston 26 passe à travers l'extrémité inférieure obturée du tube intérieur 15 a et le passage radial 35 susmentionné est formé dans le tube intérieur 15 a. Dans ce cas, le tube extérieur 15 b comporte des-cannelures longitudinales dans sa surface extérieure comme montré sur 15 la figure 3, ou il a une section transversale non circulaire, par exemple hexagonale comme montré dans la figure 4. Dans la forme d'exécution représentée sur la figure , les éléments qui sont identiques ou qui jouent le même rôle que ceux de la forme d'exécution représentée sur la figure 2, sont désignés par les mêmes numéros de référence et ne seront pas décrits à nouveau en détail La forme d'exécution représentée dans la figure 5 diffère de celle représentée sur la figure 2 en ce que l'arbre 15 est plein sur toute sa longueur Dans ce cas, le cylindre 36 du vérin hy25 draulique 25 est engagé librement dans la partie inférieure du tube 13 et son extrémité inférieure est attachée en 37 au support de roue 9, tandis que la tige de piston 26 du vérin hydraulique 25 a son extrémité supérieure qui est accouplée en 38 à l'extrémité inférieure de l'arbre 15. Dans les deux formes d'exécution, on notera que le vérin hydraulique 25 est logé à l'intérieur du tube 13 (sauf une petite partie du cylindre 36 du vérin 25 dans la forme d'exécution de la figure 5) et que, dans les deux cas, les éléments coulissants du vérin hydraulique 25 sont bien protégés contre 35 les projections de terre ou autres salissures par la roue Il est également visible que les efforts appliqués à la roue, par réaction sur le sol, ne sont pas appliqués directement aux éléments coulissants du vérin hydraulique 25, mais sont principalement appliqués au tube 13 et au corps tubulaire principal 11, de sorte que les éléments coulissants du vérin hydraulique 25 ne subissent pas ou pratiquement pas de déformations dues à ces efforts et que le vérin hy5 draulique travaille donc dans des bonnes conditions. Comme on l'a vu plus haut, le vérin hydraulique 25 est de préférence un vérin à double effet Ceci permet d'augmenter le couple anti-cabrage de la machine lorsque celle-ci gravit une pente En effet, dans ce cas, l'huile 10 qui est emprisonnée dans la chambre inférieure 34 du vérin de la figure 2 (ou dans la chambre supérieure du vérin de la figue 5) fournit une liaison rigide entre la tige de piston 26 du vérin et son cylindre Ainsi, lorsque la machine a tendance à se cabrer, les roues avant 5 se décol15 lent du sol, de sorte que le poids des deux roues avant 5, de leur support de roue 9 et des tubes 13 y associés créent un couple antagoniste qui s'oppose au couple de cabrage. Par contre, si le vérin 25 était un vérin à simple effet, comme cela est le cas dans le brevet américain N 4 340 237, 20 dans les mêmes circonstances, les roues avant 5 resteraient collées au sol, de sorte que l'on ne pourrait pas bénéficier de leur poids pour créer un couple anti-cabrage. Il va de soi que les deux formes d'exécution de la présente invention qui ont été décrites ci-dessus ont été 25 données à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de levage et de direction pour une roue directrice ( 5) d'un véhicule ( 1) comprenant un corps tubulaire principal fixe ( 11), qui s'étend en gros verticalement et qui a une extrémité supérieure fermée ( 12), un second tube ( 13), qui est disposé coaxialement à l'intérieur du corps tubulaire principal, est monté coulissant dans celui- ci et fait saillie au-delà de son extrémité inférieure, un support de roue ( 9) fixé rigidement à l'extrémité inférieure du second tube ( 13), un arbre ( 15) qui est monté à rotation dans l'extrémité supérieure fermée ( 12) du corps tubulaire principal ( 11) et qui s'étend axialement à l'intérieur de celui-ci et du second tube ( 13), un premier moyen d'accouplement ( 18, 21, 22) pour accoupler l'extrémité supérieure de l'arbre ( 15) à une comman15 de de direction ( 19) du véhicule ( 1), un deuxième moyen d'accouplement ( 24) pour accoupler le second tube ( 13) à l'arbre ( 15), de façon à lesrendre solidairesen rotation tout en permettant un mouvement axial du second tube par rapport à l'arbre, et un vérin hydraulique ( 25) pour déplacer 20 axialement le second tube ( 13) par rapport à l'arbre ( 15), caractérisé en ce que le vérin hydraulique ( 25) est disposé à l'intérieur du second tube ( 13) et en ce que l'un des deux éléments du vérin hydraulique, à savoir son cylindre ( 15; 36) ou sa tige de piston ( 26), est accouplé au second tube ( 13), 25 tandis que l'autre élément du vérin hydraulique est relié à l'arbre ( 15). 2. Dispositif de levage et de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de l'arbre ( 15) qui s'étend à l'intérieur du corps tubulaire principal ( 11) et du second tube ( 13) est creuse et forme le cylindre du vérin hydraulique ( 25), et en ce que la tige de piston ( 26)) du vérin hydraulique ( 25) est accouplée à l'extrémité inférieure 'du second tube ( 13). 3 Dispositif de levage et de direction selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie supérieure de l'arbre ( 15) comporte un premier passage longitudinal ( 28) qui débouche dans la chambre ( 29) du vérin hydraulique ( 25), située entre son piston ( 31) et l'extrémité supérieure 10 de son cylindre ( 15), pour l'alimentation de ladite chambre en fluide sous pression. 4. Dispositif de levage et de directionn selon la revendication 3, caractérisé en ce que le vérin hydraulique ( 25) est un vérin à double effet, et en ce que la partie supérieure de l'arbre ( 15) comporte un deuxième passage longitudinal ( 32) qui communique avec un autre passage longitudinal ( 33) formé dans la paroi du cylindre ( 15) du vérin hydraulique, cet autre passage longitudinal ( 33) communiquant avec l'autre chambre ( 34) du vérin hydraulique, située entre son 20 piston ( 31) et l'extrémité inférieure de son cylindre ( 15), à travers au moins un passage radial ( 35) formé dans la partie inférieure du cylindre du vérin hydraulique. 5. Dispositif de levage et de directionn selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cylindre ( 15) du vérin hydraulique ( 25) est formé par deux tubes concentriques, respectivement intérieur ( 15 a) et extérieur ( 15 b), ménageant entre eux un espace annulaire qui définit ledit autre passage longitudinal ( 33), les extrémités supérieures des deux tubes ( 15 a et 15 b) étant fixées coaxialement à la partie supérieure 30 de l'arbre ( 15), tandis que leurs extrémités inférieures sont obturées, la tige de piston ( 26) passant à travers l'extrémité inférieure obturée du tube intérieur ( 15 a) et ledit passage radial ( 35) étant formé dans le tube intérieur ( 15 a). 6. Dispositif de levage et de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre ( 36) du vérin hydraulique ( 25) est engagé librement dans la partie inférieure du second tube ( 13) et a son extrémité inférieure ( 37) qui est attachée au support de roue ( 9), et en ce que la tige de piston ( 26)) du vérin hydraulique a son extré- 255 1 N 1 i 4 1 1 mité supérieure qui est accouplée (en 38) à l'extrémité inférieure de l'arbre ( 15). 7. Dispositif de levage et de direction selon la revendication 6, caractérisé en ce que le vérin hydraulique ( 25) est un vérin à double effet.