Brevet FR2609262A1 — publié le 19880708

La présente invention concerne le domaine technique des véhicules dont l'utilisation ou La fonction impliquent qu'ils soient stabilisés en inclinaison transversale. Le domaine visé est, plus spécialement, celui des véhicules à caractère utilitaire, au sens général du terme, et, plus spécialement encore, celui de tels véhicules destinés à circuler ou à progresser sur-des terrains pentus et/ou accidentés. Parmi les applications préférées, il convient de citer les véhicules du type tracteur, enjambeur ou non, et les machines à vendanger tractées ou automotrices. L'invention vise, plus spécialement encore, les véhicules du genre possédant une possibilité de réglage en hauteur et de compensation de dévers. Pour respecter les conditions ci-dessus et conférer à un véhicule du genre en question des caractéristiques de stabilité transversale, il est connu de mettre en oeuvre, pour chaque train de roulement, une balance mécanique pouvant être schématiquement considérée comme formée par un levier transversal, articulé en son point médian sur la structure porteuse du véhicule. Les deux extrémités du levier sont reliées aux fusées ou axes des deux roues constituant le train de roulement, lesquels sont associés à des systèmes élastiques autorisant un débattement vertical indépendant. Une telle construction permet de prendre en compte un déplacement vertical d'une roue et de le transmettre, avec inversion de sens, à la roue homologue du même train, de manière à maintenir l'assiette transversale du véhicule. Un tel système n'est pas toujours de réalisation pratique, notamment sur les tracteurs du type enjambeur, et se prête mal à une compensation ou limitation d'inclinaison transversale, pour ceux des véhicules dont les roues peuvent être commandées de façon individuelle ou simultanée en déplacement vertical, par exemple par l'intermediaire d'installations hydrauliques, pour permettre un réglage de hauteur ainsi qu'un reglage compensateur de dévers. La technique antérieure connaît, également, une proposition analogue consistant à remplacer la balance mécanique par une installation hydraulique assumant la même fonction. Dans une telle construction, telle qu'illustrée par la fig 1, le véhicule 1 possède un train, par exemple arrière, dont les roues 2 sont portées par des vérins 3, à simple ou double effet, reliés entre eux par un circuit d'alimentation et d'intercommunication 4 alimenté à partir d'un obturateur ou robinet de commande 5. La balance hydraulique est, généralement, prévue sur le train avant dont les roues 6 sont portées par des vérins 7 alimentés par deux robinets 8 à partir d'un circuit commun. Une telle installation peut être considérée comme répondant partiellement au problème posé, étant donné que tout déplacement vertical de l'une des roues arrière se traduit par une modification du volume de la chambre du vérin correspondant interconnectée à la chambre homologue du second vérin. Il en résulte, par conséquent, un transfert d'huile d'un des vérins vers l'autre, avec pour résultat une inversion de mouvement entre les deux roues dont l'une peut ainsi être menée par les irrégularités du sol, alors que l'autre se trouve, inversement, asservie aux mouvements de la première. Si une telle installation peut être considérée comme efficace pour la fonction de compensation d'inclinaison transversale, il convient de noter qu'elle ne permet pas, au contraire, de résoudre le problème de la stabilité transversale lorsque Le véhicule, pourvu de moyens de réglage en hauteur, de compensation de dévers et muni de vérins à grande course, se trouve dans une configuration de réglage plaçant lesdits vérins sensiblement en fin de course d'extension pour un coté latéral et de rétraction pour l'autre. Un tel cas est illustré par la fig. 2 selon lequel la progression du véhicule 1 amène la roue avant 2, par exemple droite, à rencontrer un obstacle saillant par rapport au plan de roulement. Dans un tel cas, aucun transfert d'huile ne peut intervenir entre les vérins avant 7, quel que soit le réglage des robinets 8. Le véhicule est donc sollicité en inclinaison transversale, dans le sens de la flèche f, ce qui entraîne un basculement général avec tendance à l'élévation de la roue arrière droite 2 qui quitte le sol. En raison de l'intercommunication 4, la roue arrière droite a tendance à entraîner, par son propre poids, le vérin 7 en course d'extension provoquant un appel d'huile prélevé à partir du vérin 7 de la roue arrière gauche 2.La roue arrière 8 droite s'abaisse pour rechercher un appui au sol, alors que, simultanément, la roue arrière gauche s'élève et quitte te sol supprimant un appui nécessaire pour assurer la stabilité du véhicule sollicité justement dans le sens de la flèche f1. Une telle installation s'avère donc etre une source d'instabilité et de danger, chaque fois que les vérins sont en fin de course ou que l'amplitude de basculement imposée au châssis est supérieure à la course résiduelle dans le même sens imposée aux vérins. La présente invention vise à résoudre le problème ci-dessus en proposant une nouvelle installation hydraulique, particulièrement conçue pour limiter l'inclinaison transversale d'au moins un train de roulement, du type à palonnier hydraulique, d'un véhicule comportant des moyens de réglage en hauteur et de correction de dévers aptes à agir sur La position des organes de roulement du train. L'objet de l'invention est de proposer une installation hydraulique aisément adaptable sur tout véhicule susceptible d'être pourvu en énergie hydraulique, que ce véhicule soit tracté ou automoteur. Un autre objet de l'invention est de proposer une installation hydraulique qui soit simple, fiable et, en outre, aisément adaptable en compensation de surcharge latérale lorsque, par construction ou par utilisation, le véhicule devant être équipé se caractérise par un déséquilibre de répartition de charges ou de masses entre les deux roues d'un même train de roulement. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, l'installation hydraulique de limitation d'inclinaison transversale conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend - un limiteur de transfert hydraulique placé sur la canalisation d'intercommunication, - et un distributeur à trois positions, propre à chaque vérin, relié au circuit d'alimentation hydraulique, associé à des moyens de commande et interposé entre le vérin concerné et le limiteur. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de L'invention. Les fig. 1 et 2 sont des vues schématiques illustrant la conception et le fonctionnement d'un véhicule à palonnier hydraulique selon l'art antérieur. La fig. 3 est une vue transversale schématique d'un véhicule équipé de l'installation hydraulique conforme à L'invention. La fig. 4 est une vue transversale, analogue à la fig. 3, illustrant une phase particulière de fonctionnement. Les fig. 5 et 6 sont des vues schématiques, analogues aux fig. 1 et 2, et illustrant, comparativement à ces dernières, le fonctionnement de l'installation selon l'invention. La fig. 7 est une vue transversale illustrant une variante de réalisation de l'installation. La fig. 3 montre, schématiquement, en vue transversale, un véhicule 1, par exemple du type enjambeur, tel que ceux utilisés dans les exploitations vinicoles. Il doit être compris que l'objet de l'invention peut concerner tout type de véhicule possédant des moyens de réglage en hauteur et des moyens de compensation transversale de dévers. Il peut donc s'agir, indifféremment, de véhicules automoteurs, de véhicules tractés, de tracteurs ordinaires ou, encore, d'unités motrices épandeuses, etc. L'invention concerne, spécifiquement, les véhicules possédant un train arrière pourvu de roues 2 portées par les tiges de piston de vérins 3 alimenté par une intercommunication 4 et un train avant non représenté, composé comme dit précédemment. Pour plus de clarté, les roues droite sont affectées de la lettre d et les roues gauche de la lettre g. Les roues peuvent être, indifféremment, motrices ou non. Dans la description qui suit, tous les éléments constitutifs en relation avec les roues seront désignés par les mêmes références associées dans les dessins aux lettres d et g, en fonction du côté auquel ils appartiennent. L'invention concerne, plus spécifiquement, le train arrière destiné à assumer une fonction de palonnier hydraulique, alors que les distributeurs, équipant le train avant, permettent un réglage en hauteur et une compensation de dévers. De préférence, selon l'invention, chaque roue 2 est montée (fig. 4) sur la structure porteuse du véhicule et, plus spécifiquement, sur des jambages 10 par un bras de levier ou analogue 11 pivotant sur un axe horizontal 12. Le bras de levier 11 est relié à la tige 13 de piston 14 d'un vérin 3 hydraulique du type à simple effet. Les pistons 14 délimitent, dans les deux vérins 3, des chambres homologues alimentées 15d et 159 qui sont reliées entre elles par la canalisation d'intercommunication 4. Selon l'invention, cette canalisation 4 comprend un limiteur de transfert 16 constitué par une capacité divisée par un piston libre 17 en deux chambres 18d et 189 à volume variable. L'une des caractéristiques constructives du limiteur 16 est de présenter un volume utile maximal qui est inférieur à la capacité maximale de chaque chambre 15d ou 159. Selon une autre disposition constructive, l'installation hydraulique comprend, par ailleurs, deux distributeurs 19d et 199 à trois positions, dont la sortie de chacun est branchée sur la canalisation d'intercommunication 4, respectivement entre la capacité 16 et le vérin 3 correspondant. Les deux distributeurs 19 sont pourvus de moyens de commande 20 pneumatiques, hydrauliques ou électriques ne faisant pas partie directement de L'objet de l'invention. Les distributeurs 19 sont reliés à un circuit 21 d'alimentation hydraulique comprenant une canalisation d'amenée 22 issue d'une pompe 23 prélevant du fluide hydraulique à partir d'une bâche 24 dans laquelle aboutit une canalisation de retour 25.Le circuit 21 n'est représenté que de façon schématique mais comporte, ainsi que cela est connu pour l'homme de l'art, les moyens de limitation de débit, de réglage de pression, de filtration et d'accumulation éventuellement nécessaires. La fig. 4 illustre une position de fonctionnement, dite neutre, dans laquelle, pour un réglage de hauteur donné, conféré par l'intermédiaire de la commande simultanée des distributeurs 19, les roues 2d et 29 reposent sur un plan de roulement d'orientation horizontale considéré transversalement à l'axe longitudinal du véhicule. Dans un tel état, le piston libre 17 du limiteur 16 occupe une position médiane à l'intérieur de la capacité. Dans un tel état, les chambres 18d et 189, de sensiblement même volume, sont entièrement remplies de fluide hydraulique, de meme que la canalisation d'intercommunication 4 et que les chambres 15d et 15g. Si lors de la progression la roue 2d, par exemple, rencontre une élévation locale de terrain, elle se trouve sollicitée en déplacement ascendant dans le sens de la flèche f1, autorisé par le levier Iîd. Le piston 14d est repoussé à l'intérieur du vérin 3d et refoule une partie du fluide hydraulique de la chambre 15d, en direction de la chambre 18d du limiteur 16. Le piston 17 est sollicité en déplacement, dans le sens de la flèche f2, de sorte qu'une meme quantité de fluide hydraulique est refoulée de la chambre 189 en direction de la chambre 159 du vérin 39. Le bras 11g abaisse la roue 29 d'une même mesure que la sollicitation d'élévation imposée à la roue droite 2d. Un fonctionnement semblable intervient dans le cas où la roue gauche est sollicitée en abaissement ou, encore, lorsque la roue droite est entraînée en pivotement ascendant. Le fonctionnement de l'installation décrite ci-dessus intervient de même façon, quel que soit le réglage de hauteur imposé au véhicule par la commande simultanée des distributeurs 19d et 199. La seule limite devant être considérée dans tous les cas est celle correspondant à la course maximale de déplacement pouvant être imposée au piston 17 à I1 intérieur de la capacité du limiteur 16. L'effet de balance est donc atteint sur une course limitée des vérins 3d et 39, course limitée qui est déterminée pour correspondre à une amplitude moyenne susceptible d'etre rencontrée pratiquement. Cette limitation imposée par la course maximale du piston 17 est, justement, prévue selon l'invention, de manière à supprimer l'inconvénient rappelé précédemment en référence à la fig. 2, en particulier, lorsque les vérins 3 sont du type à grande course et qu'une alimentation sélective des vérins de l'un des trains du véhicule permet un réglage en hauteur et une correction de dévers. Les fig. 5 et 6 illustrent, comparativement aux fig. 1 et 2, le fonctionnement de l'installation selon l'invention dans le même cas type d'évolution ou de progression du véhicule 1. La fig. 5 montre le véhicule 1 évoluant en assiette horizontale sur un sol en dévers et dans une application au travail d'une rangée de végétaux. Ces conditions ont impliqué un réglage en hauteur et une compensation de dévers plaçant les vérins latéraux gauche en bout de course d'extension. Dans cet état, le piston 17 occupe toujours sa position médiane, puisque le réglage des vérins arrière 3 a été obtenu par la manoeuvre indépendante des distributeurs 19. Si, comme dans l'exemple retenu précédemment, la roue avant droite rencontre une élévation locale de terrain, le véhicule 1 est sollicité en basculement dans le sens de la flèche f, avec tendance à l'élévation de la roue arrière droite 2d. Cette roue sollicite le vérin 3d en course d'extension, limitée par la capacité de transfert du limiteur 16. Un transfert limité d'huile s'effectue dans la même proportion, entre le vérin 3 gauche et la chambre 189, jusqu'au moment ou le piston 17 est amené en butée. Dans cet état, illustré par la fig. 2, la roue arrière 29 reste en contact avec le sol et la chambre 159 du vérin 39 reste en pression. L'ensemble vérin-roue maintient un appui positif entre le sol et le véhicule qui conserve ainsi une bonne stabilité, assurée par L'appui trois points 6g, 6d et 29 et par le mouvement antagoniste au basculement créé par le poids de la roue 2d suspendue au vérin 3d immobilisé en course axiale par le limiteur 16. Dans ce qui précède, il est indiqué que le piston 14 est du type libre. Un tel limiteur est apte à donner satisfaction dans la fonction de transfert, dans la mesure où la charge imposée par l'utilisation ou le fonctionnement est, effectivement, égale pour chacun des vérins 3d et 39. En réalité, il est fréquent que les conditions de fabrication, d'utilisation ou de fonctionnement imposent une surcharge locale au véhicule. Une telle situation se traduit par un décalage correspondant de la position neutre du piston 17 avec, pour conséquence, un dysfonctionnement partiel ou total. Afin de régler ce problème, il est avantageux, comme le montre la fig. 3, d'associer le piston 17 à un système élastique 26 consistant en deux ressorts du type hélicoidal, travaillant, par exemple, à La compression. Ces ressorts sont placés sous contrainte en opposition, de part et d'autre du piston 17, à l'intérieur des chambres 18d et 18g. Le système élastique 26 peut être accordé ou désaccordé, s'il convient de compenser un défaut de répartition des charges en privilégiant la réaction à la contrainte élastique de l'un des ressorts constitutifs du système. Un même résultat pourrait être obtenu en mettant en oeuvre, en tant que limiteur de transfert 16, un cylindre hydraulique du type vérin différentiel, c'est-à-dire comportant un piston 17 possédant d'un côté une tige de piston 27 occupant toujours le volume de la chambre correspondante. Dans un tel cas, illustré par la fig. 7, le système de rappel élastique 26 peut alors être interposé de part et d'autre d'une butée 28 portée par la tige de piston 27. Les ressorts constitutifs du système de rappel sont alors placés en opposition, de part et d'autre de la butée 28, pour prendre appui, respectivement, contre la capacité du limiteur 16 et contre une butée 29 présentée, par exemple, par la structure du véhicule 1. La fig 7 met, également, en évidence une variante de réalisation selon laquelle l'installation hydraulique de limitation est mise en oeuvre avec des vérins 3 à double effet. Dans un tel cas, de tels vérins délimitent, intérieurement, deux chambres 30d et 309 qui sont réunies à une canalisation d'intercommunication 31 aboutissant aux sorties correspondantes des deux distributeurs 19d et 199. Dans cette forme d'exécution, le poids des roues 4d et 49 participe à la stabilité du véhicule en établissant une course de transfert utile, lorsque chacune d'elles est animée d'un déplacement descendant imposé par la rencontre d'un abaissement de terrain présenté par la voie de circulation empruntée par le véhicule. Outre les avantages de simplicité et de fiabilité, il convient de remarquer que l'installation selon l'invention peut être aisément adaptée à tout type de véhicule et, plus spécialement encore, aux véhicules du type enjambeur dont la structure porteuse se caractérise, généralement, par un pseudo-châssis sur lequel sont montés articulés des trains de roulement du type à palonnier comportant des jambages de grande hauteur. L'installation selon l'invention peut aussi être aisément adaptée à tout type de structure porteuse, variable en largeur et pour laquelle des palonniers mécaniques sont très difficiles à mettre en oeuvre. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Installation hydraulique de limitation d'inclinaison transversale d'au moins un train de roulement à palonnier hydraulique d'un véhicule (1), du type comprenant, pour chaque roue (2) du train de roulement, un vérin (3) interposé entre la roue et la structure porteuse du train et au moins un moyen de distribution disposé entre un circuit d'alimentation hydraulique (21) et une canalisation d'intercommunication (4) entre les chambres homologues des vérins, caractérisée en ce qu'elle comprend - un limiteur de transfert hydraulique (16) placé sur la canalisation d'intercommunication (4), - et un distributeur (19) à trois positions, propre à chaque vérin, relié au circuit d'alimentation hydraulique (21), associé à des moyens de commande (20) et interposé entre le vérin (3) concerné et le limiteur (16). 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les vérins (3) sont du type à simple effet. 3 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les vérins (3) sont du type à double effet. 4 - Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le limiteur (16) est formé par une capacité divisée par un piston (17) en deux chambres (19) à volume variable, respectivement raccordées aux chambres (15) homologues des deux vérins (3). 5 - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le piston (17) est associé à un système (26) de rappel élastique dans une position stable prédéterminée. 6 - Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le système de rappel (26) est constitué par deux ressorts montés en opposition. 7 - Installation selon la revendication 1, 4 ou 5, caractérisée en ce que le piston est associé à un compensateur de charge. 8 - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le compensateur de charge est formé par un système de rappel désaccordé. 9 - Installation selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le compensateur de charge est formé par un vérin différentiel. 10 - Véhicule du type comportant au moins un train de roulement à palonnier comprenant deux roues portées par deux vérins alimentés par une installation selon L'une des revendications 1 à 9.