Brevet FR2581153A1 — publié le 19861031

L'invention concerne le domaine des construc- tions mécaniques et se rapporte notamment aux machines automotrices. L'invention mourra être utilisée le pDlus ef- ficacement dans des machines qui doivent satisfaire aux exigences sévères en ce qui concerne leur capacité de franchissement et la précision de la conduite. Parmi ces machines figurent, par exemple, la majorité des ma- chines agricoles, en particulier, les machines utili- sées pour la culture et la récolte des cultures sarclées telles que: betterave sucrière, mais, etc. On connaît bien des machines automotrices (tracteurs, véhicules automobiles, combinés automoteurs, destinés à la récolte des cultures agricoles et d'autres, machines) équipées ordinairement d'un système de roule- ment classique comportant des roues motrices et des roues directrices. Les roues motrices droites et gau- ches sont liées entre elles par des mécanismes différen- tiels tandis que les roues directrices sont montées sur des porte-fusées. L'inconvénient principal de telles machines réside en ce que ces roues sont braquées et maintenues dans une direction imposée du mouvement seulement sous l'action des forces composantes transversales sur les roues directrices après le braquage des roues d'un angle correspondant. Il convient de noter que jusqu'à 25 % de poids d'une machine de ce type doit reposer sur ces roues di- rectrices pour qu'on puisse obtenir une valeur requise des forces susmentionnées sur les roues directrices. Toutefois, la diminution correspondant de la force du poids agissant sur les roues motrices (propulseurs} en- traîne la réduction de la force de leur adhésion à une surface d'appui, en augmentant le patinage des roues et, par conséquent, les dépenses improductives de la puis- sance du moteur. De plus, la liaison différentielle prévue en- tre les roues motrices réduit la capacité de traction d'une machine et nuit à la stabilité de son mouvement. Les inconvénients mentionnés ci-dessus se manifestent assez fortement dans des machines agrico- les automotrices, dont les organes de travail coopè- rent avec le sol. Les forces qui y sont alors engen- drées doivent être compensées par l'adhésion des roues motrices et directrices avec le sol. Toutefois, la plupart des machines agricoles, par exemple des machi- nes pour la culture et la récolte des cultures sarclées doivent satisfaire aux exigences sévères en ce qui con- cerne la précision de la conduite suivant une direction imposée (suivant des rangées de plantes, des sillons de marquage lors de l'ensemensement ou d'autres tra- vaux). Des machines automotrices équipées d'une transmission hydrostatique conçue selon un schéma à deux chaînes de transmission, décrit par exemple, dans l'ouvrage "Construction et calcul des tracteurs agri- coles" par Yo.Ya. Anilovich, Moscou, 1966, page 173, présentent des caractéristiques de fonctionnement plus élevées. Grâce à la suppression de la liaison différen- tielle, on a réussi à assurer un mouvement rectiligne stable de ces machines et à réduire aussi les influences négatives des inégalités du champ et des charges irrégu- lières ainsi que des charges transmises par les organes de travail coopérant avec le sol. Cependant, dans ce cas, du fait que le virage de ces machines ne peut être fait que par le ralentissement du mouvement des propul- seurs droits ou gauches, alors que les roues de la ma- chine ne subissent pas de braquage par rapport à la ma- chine, ces roues sont soumises à l'action de grandes forces latérales. C'est pour cette raison qu'on est obli- gé de limiter l'utilisation de ces machines. On connaît bien une machine automotrice compor- tant un châssis porteur, un train de roulement compre- nant des roues directrices montées sur des porte-fusées et un propulseur, une transmission hydrostatique et un système de commande de la transmission. La stabilité du mouvement de cette machine dans une direction désirée et les virages se font en modifiant les angles de braquage des roues directrices tandis que la variation du rapport de transmission de la transmission hydrostatique est utilisée uniquement pour le changement de la vitesse du mouvement de toute la machine. Le système de commande de la transmission hydrostatique a un rapport de transmission constant. Les machines connues équipées d'une transmis- sion hydrostatique s'adaptent mieux aux conditions ex- térieures des routes et des charges variables, toutefois ces machines ne sont pas exemptes des inconvénients propres aux machines à commande mécanique des propul. seurs. On s'est donc proposé de mettre au point une machine automotrice munie d'un système de roulement et d'organes de commandes tels qu'ils assureraient un pa- tinage minimal des propulseurs, une bonne stabilité de la machine dans une direction imposée et, en même temps, une haute précision de la conduite suivant les direc- tions choisies. L'invention a donc pour objet une machine au- tomotrice, comportant un châssis porteur, un train de roulement ayant des roues directrices, montées sur des porte-fusées, et des propulseurs, une transmission hy- drostatique et un système de commande de la transmission caractérisée en ce que le système de commande est lié cinématiquement aux porte-fusées des roues directrices et comporte un mécanisme dont le rapport de transmission peut être modifié de façon continue. Il est avantageux que le mécanisme mentionné à rapport de transmission continu variable soit exécuté sous forme d'un levier pivotant à deux bras monté avec possibilité de se déplacer par rapport à son axe de ro- tation dans le but d'assurer la variation de la longueur de ses bras. Il est souhaitable que la liaison cinématique du levier pivotant à deux bras avec les porte-fusées des roues directrices soit réalisée à l'aide d'un ca- ble de Bowden. Dans certains cas, il est avantageux de met- tre en communication les conduits hydrauliques corres- pondants, tels que les conduits d'huile de la transmis- sion hydrostatique par l'intermédiaire d'étranglements. Le principe sur lequel est fondée la concep- tion de la machine automotrice permettra d'accroître sensiblement les performances d'utilisation de celle-ci. Grâce à la commande synchronisée de la transmission hy- drostatique et des roues directrices on réduit le pati- nage des propulseurs et on assure une utilisation plus rationnelle de la puissance d'un-moteur, on améliore la stabilité de la direction choisie du mouvement de la machine et la précision de sa conduite suivant une tra- jectoire imposée, par exemple, suivant des rangées de plantes agricoles, des sillons de marquage lors de l'en- semensement et d'autres travaux similaires, en amélio- rant ainsi la qualité des opérations agricoles réalisées à l'aide de cette machine agricole. L'essentiel de l'invention revendiquée consis- te en ce qui suit. La machine automotrice comporte un chassis porteur, un train de roulement à roues directrices mon- tées sur des porte-fusées et des propulseurs, une trans- mission hydrostatique et un système de commande de la transmission hydrostatique, liée cinfmatiquement aux porte-fusées des roues directrices et elle comporte un mécanisme à rapport de transmission variable en continu. Dans un mode de réalisation concret du mécanisme men- tionné on a utilisé un levier pivotant à deux bras mon- té de façon qu'il puisse se déplacer par rapport à son axe de rotation pour assurer ainsi la variation des lon- gueurs des bras. Lors du braquage des roues directrices, la liaison cinématique assure une variation correspondan- te du rapport de transmission du système de commande de la transmission hydrostatique. Par exemple, lors du braquage des roues directrices à droite le rapport de transmission du système de commande de la transmis- sion hydrostatique des propulseurs droits croits et la vitesse des propulseurs droits décroît de façon correspondante. En même temps, le rapport de transmis- sion du système de commande de la transmission hydrau- lique des propulseurs gauches diminue en provoquant l'augmentation de leur vitesse. On a établi par des calculs théoriques, et on a démontré par des expériences que les variations des vitesses des propulseurs droits et gauches pour des paramètres déterminées du dispositif sont suffisam- ment bien coordonnées avec les angles de braquage des roues directrices. De ce fait, les moments des forces crées par les roues directrices et par les propulseurs, qui font braquer la machine, sont additionnés. Pour la liaison des roues directrices du système de commande transmission hydraulique avec les porte-fusées on utilise un cable flexible de Bowden. Dans certains cas, les conduits hydrauliques, tels que les conduits d'huile de la transmission hy- drostatique peuvent être liés l'un à l'autre par l'in- termédiaire d'un étranglement. Dans ce cas, si par sui- te de causes quelconques, par exemple, de l'inégalité des rayons de roulement des roues des propulseurs ré- sultant des grandes aspérités d'une route et analogues, il y a un désaccord entre les angles de braquage des roues directrices et les variations des vitesses des propulseurs, le liquide sera réparti d'une autre fa- çon à travers les étranglements entre les systèmes gauche et droit de la transmission. En conséquence, le patinage des roues directrices diminue. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation d'une machine auto- motrice avec référence aux dessins annexes dans les- quels: - la figure 1 représente, en vue de côté, une vue globale d'une machine automotrice, - - la figure 2 montre la même machine en vue de dessus, - la figure 3 représente un schema de princi- pe d'un système de commande de la machine automotrice, - la figure 4 est une vue partielle d'une des positions de la roue directrice lors de son bra- quage, La machine automotrice comporte un châssis porteur 1 (figure 1, 2) reposant sur un pont avant des roues directrices 2 et sur une roue motrice gauche 3 et une roue motrice droite 4 dites propulseurs. A par- tir du moteur 5, le mouvement est transmis aux roues motrices 3, 4 par l'intermédiaire d'une transmission hydrostatique comportant, pour la roue gauche 3, une pompe 6, un moteur hydraulique 7 et des conduits d'hui- le 8 et, pour la roue droite 4, une pompe 9, un moteur hydraulique 10 et des conduits d'huile 11. Les deux systèmes de la transmission hydraulique des propulseurs gauche et droit sont liés l'un à l'autre par des étran- glements 12. La machine automotrice comporte aussi une cabine 13, une plate-forme de conducteur avec direction et d'autres mécanismes de conduite bien connus (non mon- trés sur les schémas). Par les porte-fusées 14, les roues directrices 2 (figure 3) sont articulées à une poutre du pont avant et sont liées cinématiquement entre elles par un mé- canisme 16. Pour l'entraînement des pompes 6 et 9 par le moteur 5 on a prévu un réducteur 17. Les leviers 18 et 19 de la commande des mécanismes de variation du dé- bit des pompes 6 et 9 sont liés par les tringles 20 et 21 à un levier a deux bras 22, lié à un appui a char- nière 23 de façon qu'il puisse se déplacer par rapport audit appui suivant un élément de guidage 24. Par un élément de guidage 24, le levier 22 est li6 cinémati- quement à une pédale de commande 26 par une tringle 25 et un cable de Bowden 27, aux porte-fusées 14 des roues directrices 2. La machine automotrice revendiquée fonctionne comme suit. Entraúnées par le moteur 5, les pompes hydrau- liques 6 et 9 de la transmission hydrostatique refoulent un liquide moteur par des conduits d'huile 8 et 11 vers les moteurs hydrauliques 7 et 10 respectivement des pro- pulseurs gauche 3 et droit 4 de la machine. Les moteurs hydrauliques mettent en rotation les propulseurs et com- muniquent un mouvement de translation à la machine, si les leviers 18 et 19 sont déplacés de la position neutre. Pour tourner les leviers 18 et 19, on appuie sur la p6- dale 26. Le levier à deux bras 22 tourne alors d'un cer- tain angle et en agissant par l'intermédiaire des trin- gles 20 et 21 fait tourner les leviers 18 et 19 respec- tivement qui agissent sur des mécanismes bien connus de variation du débit des pompes. Par exemple, dans les pompes à piston axiaux, les leviers 18 et 19 changent l'angle d'inclinaison d'une rondelle qui commande les pistons. Si les roues directrices 2 sont parallèles aux roues motrices 3 et 4 les bras r1 et r2 du levier 22 sont égaux. De ce fait, les leviers 18 et 19 tour- nent, après qu'on appuie sur la pédale 26, d'angles égaux et les pompes refoulent des quantités égales de liquide moteur par seconde vers les moteurs hydrauli- ques. La machine marche en ligne droite. Si à l'îide de la direction on tourne les roues directrices 2 d'un certain angle f (figure 4), par exemple à droite, le porte-fusée 14 fait déplacer par l'intermédiaire du câble 27 le levier 22 par rapport à la charnière 23. En conséquence, le bras r1 croit d'une certaine valeur z P. sin t, o: est le rayon du levier sur le porte-fusée 14 et le bras r2 diminue d'une même valeur /%. Maintenant, lors du pivotement du levier 22 les leviers 18 et 19 de la commande des pompes sont tournés d'angles différents. De ce fait, la quantité de liquide refoulé vers le moteur hydraulique droit 10 sera inférieure à celle fournie à la pompe gau- che 7. Le propulseur droit 4 tournera plus lentement que le propulseur gauche 3. Les rapports des éléments des mécanismes sont choisis de manière que le changement des vitesses de rotation des propulseurs 3 et 4 soit coordonné avec une précision suffisante avec les rayons de virage de la machine déterminés par les angles de braquage des roues directrices 2. Si, dans certains cas, par suite de causes quelconques, par exemple, d'une inégalité des rayons de roulement des propulseurs due à l'irrégularité d'une route ou analogue il y a une certaine perte de synchro- nisme, la répartition du liquide entre les systèmes gauches et droits de la commande hydraulique est modi- fiée. En conséquence, le patinage des roues directrices sera diminué. Dans ce cas, en raison du fait que le li- quide s'écoule par étranglements 12, il se crée dans les systèmes une différence de pression créant un cou- ple qui fait virer la machine. Si la conception de la machine et les condi- tions de son fonctionnement assurent une synchronisa- tion suffisamment stable des vitesses des propulseurs avec le braquage des roues directrices, il est possible de supprimer ou fermer les conduits d'huile allant-aux étranglements 12. La maniabilité requise est assurée, même si les roues directrices avant sont déchargées totalement. Il convient de noter qu'on peut appliquer d'autres modes de réalisation du mécanisme avec un rap- port de transmission variable en continu, par exemple, des modes de réalisation dans lesquels on fait appel aux dispositifs électrotechniques. Si pour assurer une stabilité de la machine, on prévoit une charge sur les roues avant, constituant % de la force du poids total, la force d'adhésion des roues motrices augmente dans ce cas d'au moins 15 % et la valeur de leur patinage décroît. En résultant, la vitesse de travail et le rendement d'un grand nom- bre de machines agricoles automotrices peuvent être augmentés d'au moins 5 %. Selon les avis des experts, la réduction du compactage du sol par les roues avant et l'amélioration de la précision de la conduite peuvent réduire approxi- mativement de 30 % les pertes et la détérioration des plantes-racines par les organes de travail montés sur le châssis entre les roues avant et arrière d'une ré- colteuses de betteraves. On s'attend dans une mesure analogue à la réduction ou à l'encrassement du tas par les impuretés du sol, quand la machine travaille dans les conditions de sol humide. REVENDICATIONS 1. Machine automotrice comportant un châssis (1), un train de roulement à roues directrices (2) sur des porte-fusées (14) et des propulseurs (3, 4), une transmission hydrostatique et un système de commande de la transmission, caractérisée en ce que ledit systè- me de commande est lié cinématiquement aux porte-fusées (14) des roues directrices (2) et comporte un mécanisme dont le rapport de transmission est variable en continu. 2. Machine automotrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mécanisme à rapport de transmission variable en continu comporte un levier pi- votant à deux bras (22) monté de façon qu'il puisse se déplacer par rapport à son axe (23) de pivotement pour le changement de la longueur r1 et r2 des bras. 3. Machine automotrice selon les revendica- tions 1 et 2, caractérisée en ce que la liaison cinéma- tique du levier pivotant (22) à deux bras avec les por- te-fusées (14) des roues directrices (2) est assurée par un câble de Bowden (27). 4. Machine automotrice selon la revendica- tioni,caractérisée en ce que dans la transmission hy- drostatique les conduits hydrauliques correspondants, tels que des conduits d'huile sont liés entre eux par des étranglements (12).