Brevet FR2614172A1 — publié le 19881028

"Dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage" La présente invention concerne un dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage, utilisable pour l'irrigation par pulvérisation d'eau, dans le domaine de l'agriculture. Plus particulièrement, cette invention est relative aux appareils d'arrosage comprenant un pulvérisateur d'eau sous pression porté par un traîneau ou chariot et raccordé à un tuyau flexible s'enroulant sur un tambour monté tournant autour de son axe sur le châssis de l'enrouleur, le déplacement du traîneau étant obtenu, en cours de fonctionnement de l'appareil, par un enroulement du tuyau flexible résultant d'une rotation "pas à pas" du tambour, commandée par un vérin hydraulique qui actionne un bras de poussée à mouvement alternatif coopérant avec une crémaillère en forme de couronne portée par le tambour, le vérin étant alimenté avec la même eau sous pression que celle admise dans le tuyau flexible. Des appareils d'arrosage de ce type sont connus, par exemple, par les documents FR-A-2 179 596 et FR-A-2 485 331. Ces appareils permettent d'arroser de façon uniforme une surface de terrain importante, telle qu'un champ, en déplaçant lentement le traîneau muni du pulvérisateur d'eau, depuis une extrémité de la surface considérée jusqu'à l'extrémité opposée de cette surface, le traîneau étant tracté par l'enroulement du tuyau flexible servant à alimenter son pulvérisateur en eau sous pression. Pour éviter le recours à une source d'énergie particulière, c'est l'eau sous pression elle-même qui commande la rotation du tambour d'enroulement du tuyau flexible, en étant admise de manière cyclique dans un vérin hydraulique, pouvant être du type "à soufflet". La présente invention se rapporte, précisément, à l'alimentation en eau sous pression du vérin qui commande la rotation "pas à pas" du tambour, par l'intermédiaire du bras de poussée et de la crémaillère, le but de l'invention étant de fournir un système d'alimentation et d'évacuation fonctionnant selon un cycle préétabli mais ajustable, d'une manière particulièrement fiable, notamment en ce qui concerne la stabilité des positions occupées par les organes mobiles. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage, du type de ceux rappelés ci-dessus, dans lequel l'alimentation en eau sous pression du vérin précité, et l'évacuation de l'eau hors de ce vérin, sont assurées au moyen d'une vanne à trois voies, avec un orifice d'arrivée d'eau sous pression, un orifice de sortie raccordé au vérin et un orifice d'échappement, et avec un clapet mettant l'orifice de sortie en communication alternativement avec l'orifice d'arrivée et l'orifice d'échappement, le clapet étant solidaire d'une tige coulissante possédant une partie située à l'extérieur du corps de la vanne et liée à un mécanisme à genouillère, lequel est aussi lié, par une autre tige mobile, au bras de poussée actionné par le vérin, le mécanisme à genouillère étant déplaçable, par cette autre tige mobile, vers l'une ou l'autre de deux positions stables, de telle sorte que le "basculement" de la genouillère vers une position s'accompagne du passage du clapet de la vanne vers sa position mettant l'orifice de sortie en communication avec l'orifice d'échappement, tandis que le "basculement" inverse de la genouillère ramène le clapet vers sa position mettant l'orifice de sortie en communication avec l'orifice d'arrivée. Ainsi se trouve réalisé un système d'inversion de position de la vanne à trois voies, assurant alternativement l'alimentation et l'évacuation du vérin à eau, qui est commandé à partir des mouvements du bras de poussée directement actionné par le vérin lui-même. La genouillère confère, à ce système, deux positions de fonctionnement stables ; elle évite ainsi tout arrêt en position intermédiaire, ce qui contribue à la fiabilité du dispositif de commande. La vanne elle-même fonctionne selon le principe bien connu des sections différentielles, permettant de déplacer la tige coulissante et le clapet, en utilisant la pression de l'eau. Avantageusement, la tige coulissante est liée, à l'intérieur de la vanne à trois voies, à une membrane déformable permettant de faire varier l'une des sections sur lesquelles s'exerce la pression de l'eau ; la variation de section de la membrane contribue au déplacement de la tige et du clapet, amenant ce clapet soit dans la position d'alimentation du vérin, soit dans la position d'évacuation du vérin. Selon une forme de réalisation de l'invention, le mécanisme à genouillère comprend un premier bras articulé autour d'un axe fixe et coopérant avec la tige coulissante solidaire du clapet de la vanne à trois voies, et un second bras articulé au premier bras et lié par l'autre tige mobile au bras de poussée actionné par le vérin, les deux bras de la genouillère étant reliés l'un à l'autre par au moins un ressort. La tige coulissante solidaire du clapet de la vanne à trois voies porte, avantageusement, deux butées élastiques 'de position réglable, disposées de part et d'autre du premier bras de la genouillère ; cette tige coulissante peut encore porter une troisième butée élastique, coopérant avec un dispositif d'arrêt en fin de course. Selon un mode de réalisation particulier, l'autre tige mobile qui relie le bras de poussée au second bras de la genouillère porte deux butées réglables disposées de part et d'autre dudit second bras, celui-ci étant muni d'un coulisseau pouvant glisser sur la tige entre les deux butées. De préférence, la vanne à trois voies et le mécanisme à genouillère sont fixés sur un support commun monté, sur le châssis de l'enrouleur. Ce support commun peut posséder une forme en "U", avec deux branches qui portent des butées réglables opposées, prévues pour l'appui du second bras de la genouillère dans l'une et l'autre des deux positions stables de celle-ci. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage Figure l est une vue générale, en perspective, montrant un appareil d'arrosage avec enrouleur, perfectionné par la présente invention Figure 2 est une vue en plan, très schématique, illustrant le principe d'arrosage d'un champ au moyen de l'appareil selon la figure 1 Figure 3 est une vue de face partielle de cet appareil, montrant le mécanisme de l'enrouleur Figure 4 représente, à plus grande échelle, un détail du dispositif de commande de l'enrouleur. La figure l montre un appareil d'arrosage, composé d'un enrouleur l avec un châssis 2 monté sur des roues 3, et d'un traîneau ou chariot 4 comprenant également un châssis 5 monté sur des roues 6. Le traîneau 4 comporte encore, monté sur le châssis 5, un pulvérisateur d'eau sous pression 7 raccordé à un tuyau flexible 8, qui constitue le seul lien entre le traîneau 4 et l'enrouleur 1. Le tuyau flexible 8 est enroulé autour d'un tambour 9 qui est monté tournant, autour d'un axe horizontal 10 (voir aussi figure 3), sur le châssis 2 de l'enrouleur l auquel aboutit un conduit d'alimentation en eau sous pression il. Ainsi, le déplacement du traîneau 4 est obtenu par enroulement du tuyau flexible 8 autour du tambour 9 de l'enrouleur l, ce dernier étant immobilisé sur le sol au moyen de béquilles rétractables 12. La figure 2 illustre le principe d'arrosage d'un champ 13, supposé de forme rectangulaire : l'enrouleur 1 est immobilisé à une extrémité du champ 13, et le traîneau 4 est initialement placé à l'extrémité opposée de ce champ 13, le tuyau flexible 8 étant déroulé. En actionnant l'enrouleur 1, on provoque un lent déplacement du traîneau 4 en direction de l'enrouleur, selon la flèche 14. A chaque instant, le traîneau 4 assure l'arrosage d'une bande de terrain transversale, de telle sorte que le déplacement du traîneau 4 d'une extrémité à l'autre du champ 13 assure l'arrosage de la totalité de la superficie de ce champ. L'enroulement du tuyau flexible 8 autour du tambour 9, tractant le traîneau 4, est obtenu en commandant une rotation "pas à pas" de ce tambour 9 autour de son axe 10, au moyen d'un vérin à eau 15, alimenté par la même eau sous pression que celle envoyée dans le tuyau fléxible 8. Comme le montre la figure 3, le vérin à eau 15, qui est ici un vérin du type "à soufflet", est fixé à un support 16 monté sur le châssis 2 de l'enrouleur 1, et il actionne un bras de poussée radial 17, monté pivotant autour de l'axe 10 du tambour 9. Le bras de poussée 17 porte un doigt d'entraînement 18, qui coopère avec une crémaillère en forme de couronne 19 fixée contre l'un des flasques du tambour 9. Le vérin à eau 15, à simple effet, commande le pivotement du bras de poussée 17 dans le sens de la flèche 20, provoquant une rotation de même sens du tambour 9 selon un certain pas angulaire P. Un ressort de rappel 21 ramène le bras de poussée 17 en arrière, ce bras 17 n'agissant pas sur le tambour 9 lors de son mouvement de recul. La présente invention, illustrée plus particulièrement par la figure 4, concerne les moyens d'alimentation du vérin à eau 15 commandant la rotation "pas à pas" du tambour 9. Ces moyens comprennent essentiellement une vanne hydraulique à trois voies 22 et un mécanisme à genouillère 23, également visibles sur la figure 3. La vanne à trois voies 22 possède un corps 24 avec un orifice d'arrivée de l'eau sous pression 25, un orifice de sortie 26 pour l'alimentation du vérin 15, et un orifice d'échappement 27. L'orifice d'arrivée de l'eau 25 est raccordé à une dérivation branchée sur la tuyauterie amenant l'eau sous pression au tuyau flexible 8 pour l'arrosage. L'orifice de sortie 26 est relié à un conduit d'alimentation 28 raccordé au vérin 15. L'orifice d'échappement 27 est raccordé à un tube souple, non représenté, qui permet un échappement à l'air libre. l'intérieur du corps 24 de la vanne 22 est monté un clapet 29, porté par une tige 30 montée coulissante suivant l'axe 31 du corps 24 et elle-même liée à une membrane souple 32. La tige 30 traverse un passage central 33 du corps 24 de la vanne 22, faisant communiquer l'orifice d'arrivée de l'eau 25 avec les orifices de sortie 26 et d'échappement 27. Selon la position du clapet 29, la communication est établie soit entre l'orifice d'arrivée 25 et l'orifice de sortie 26, soit entre cet orifice de sortie 26 et orifice d'échappement 27. Le fonctionnement de la vanne 22 fait intervenir les sections suivantes sur lesquelles s'exerce la pression de l'eau - S1 : section fixe de passage de l'eau, sur le côté du clapet 29 tourné vers le passage central 33, donc vers l'alimentation. - S2 : section fixe de passage de l'eau, sur le côté du clapet 29 tourné vers l'orifice d'échappement 27. - S3 : section variable située au niveau de la membrane souple 32. Le corps 24 de la vanne 22 est fixé sur un support 34, en forme de "U", commun à cette vanne 22 et au mécanisme à genouillère 23, et monté lui-même sur le châssis 2 de l'enrouleur 1. La genouillère proprement dite comprend un premier bras 35, articulé autour d'un axe fixe 36 à la base du support 34, et un second bras 37, articulé au premier bras 36 autour d'un axe 38, les deux bras 35 et 37 étant reliés l'un à l'autre par au moins un ressort 39. Le premier bras 35 de la genouillère coopère avec la tige 30 liée au clapet 29, cette tige 30 se prolongeant à l'extérieur du corps 24 de la vanne 22. A cet effet, deux butées élastiques 40, portées par la tige 30 et de position réglable, sont disposées de part et d'autre du bras 35. Une autre tige mobile 41 relie le bras de poussée 17, actionné par le vérin 16, à l'extrémité supérieure du second bras 37 de la genouillère. La tige 41 porte deux butées réglables 42 disposées de part et d'autre de l'extrémité supérieure du bras 37, munie d'un coulisseau 43 pouvant glisser sur la tige 41 entre ces deux butées 42. Les deux branches, tournées vers le haut du support 34 portent des plots opposés réglables 44, formant butées, le bras supérieur 37 de la genouillère venant en appui contre l'un ou l'autre de ces plots 44 selon la position prise par la genouillère (les deux positions stables A et B de celle-ci étant indiquées respectivement en traits continus et en traits mixtes, sur la figure 4). Le mécanisme à genouillère 23 est ici complété par un dispositif d'arrêt en fin de course 45, coopérant avec une troisième butée élastique 46 de la tige 30 ainsi qu'avec un ressort 47. Le cycle de fonctionnement, partant de la position indiquée en. traits continus sur la figure 4, est le suivant L'eau sous pression étant admise dans la valve 22 par l'orifice d'arrivée 25, le clapet 29 obture l'orifice d'échappement 27 et permet l'alimentation en eau sous pression du vérin 22, par l'orifice de sortie 26 et par le conduit 28. Le vérin 22 actionne le bras de poussée 17, qui provoque une rotation du tambour 9 d'enroulement du tuyau flexible 8. Le mouvement de pivotement du bras de poussée 17 autour de l'axe 10 déplace la tige 41 vers la droite, ce qui entraîne dans le même sens, par l'intermédiaire de l'une des butées 42, le second bras 37 de la genouillère, et amène l'ensemble de la genouillère de la position A indiquée en traits continus vers la position B indiquée en traits mixtes. Lors du "basculement" de la genouillère, le premier bras 35 de celle-ci provoque, par l'intermédiaire de l'une des butées 40, un déplacement de la tige 30 vers la gauche. Le clapet 29 est ainsi déplacé depuis sa position d'obturation de l'orifice d'échappement 27 jusqu'à la position d'obturation du passage central 33 de la valve 22, aidé en cela par la membrane souple 32, sur la section S3 de laquelle s'exerce la pression de l'eau. Lorsque le clapet 29 ferme le débouché du passage central 33, la communication entre l'orifice d'arrivée 25 et l'orifice de sortie 26 est entièrement interrompue, et le vérin 15 est mis en communication avec l'orifice d'échappement 27. Ceci provoque l'échappement de l'eau hors du vérin 15, s'accompagnant d'un retour du bras de poussée 17 vers sa position initiale, aidé par le ressort de rappel 21. Ce mouvement du bras de poussée 17 déplace la tige 41 vers la gauche, et entraîne dans le même sens le second bras 37 de la genouillère. Il se produit alors un "basculement" de l'ensemble de la genouillère, ramenant celle dans sa position A indiquée en traits continus. Au cours de ce "basculement", le premier bras 35 de la genouillère provoque un déplacement de la tige 30 vers la droite. Le clapet 29 est ramené desapositiondlobturation du passage central 33 de la valve 22 à sa position d'obturation de l'orifice d'échappement 27, aidé en cela par la membrane souple 32 dont la section sous pression S3 a varié. Le dispositif se retrouve alors dans sa position initiale, et le même cycle peut recommencer. La durée de ce cycle peut être.modifiée, au moyen d'une vanne auxiliaire à fermeture progressive placée soit à l'arrivée de l'eau, soit à l'échappement de l'eau. D'une manière connue par le document FR-A-2 485 331, la régulation du débit d'eau peut être assurée à partir d'un palpeur mécanique 48, maintenu appliqué contre les spires du tuyau flexible 8 enroulées sur le tambour 9 - voir figures 1 et 3. Commé il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande pour un enrouleur (1) d'appareil d'arrosage, du type de ceux comprenant un pulvérisateur d'eau sous, pression (7) porté par un traîneau ou chariot (4) et raccordé à un tuyau flexible (8) s'enroulant sur un tambour (9) monté tournant autour de son axe (10) sur le châssis (2) de l'enrouleur (1), le déplacement du traîneau (4) étant obtenu, en cours de fonctionnement de l'appareil, par un enroulement du, tuyau flexible (8) résultant d'une rotation "pas à pas" du tambour (9), commandée par un vérin hydraulique (15) qui actionne un bras de poussée (17) à mouvement alternatif coopérant avec une crémaillère en forme de couronne (19) portée par le tambour (9), le vérin (15) étant alimenté avec la même eau sous pression que celle admise dans le tuyau flexible (8), caractérisé en ce que l'alimentation en eau sous pression du vérin précité (15), et l'évacuation de l'eau hors de ce vérin (15), sont assurées au moyen d'une vanne à trois voies (22), avec un orifice d'arrivée d'eau sous pression (25), un orifice de sortie (26) raccordé au vérin (15) et un orifice d'échappement (27), et avec un clapet (29) mettant l'orifice de sortie (26) en communication alternativement avec l'orifice d'arrivée (25) et avec l'orifice d'échappement (27), le clapet (29) étant solidaire d'une tige coulissante (30) possédant une partie située à l'extérieur du corps (24) de la vanne (22) et liée à un mécanisme à genouillère (23), lequel est aussi lié, par une autre tige mobile (41), au bras de poussée (17) actionné par le vérin (15), le mécanisme à genouillère (23) étant déplaçable, par cette autre tige mobile (41), vers l'une ou l'autre de deux positions stables (A,B), de telle sorte que le "basculement" de la genouillère vers une position s'accompagne du passage du clapet (29) de la vanne (22) vers sa position mettant l'orifice de sortie (26) en communication avec l'orifice d'échappement (27), tandis que le "basculement" inverse de la genouillère ramène le clapet (29) vers sa position mettant l'orifice de sortie (26) en communication avec orifice d'arrivée (25). 2. Dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne à trois voies (22) fonctionne selon le principe des sections différentielles (S 1,52,53), et en ce que la tige coulissante (30) est liée, à l'intérieur de cette vanne à trois voies (22), à une membrane déformable (32) permettant de faire varier l'une des sections (S3) sur lesquelles s'exerce la pression de l'eau. 3. Dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le mécanisme à genouillère (23) comprend un premier bras (35) articulé autour d'un axe fixe (36) et coopérant avec la tige coulissante (30) solidaire du clapet (29) de la vanne à trois voies (22), et un second bras (37) articulé au premier bras (35) et lié par l'autre tige mobile (41) au bras de poussée (17) actionné par le vérin (15), les deux bras (35,37) de la genouillère étant reliés l'un à l'autre par au moins un ressort (39). 4. Dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige coulissante (30), solidaire du clapet (29) de la vanne à trois voies (22), porte deux butées élastiques (40) de position réglable, disposées de part et d'autre du premier bras (35) de la genouillère. 5. Dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tige coulissante solidaire du clapet (29) de la. vanne à trois voies (22), porte encore une troisième butée élastique (46), coopérant avec un dispositif d'arrêt en fin de course (45). 6. Dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'autre tige mobile (41) qui relie le bras de poussée (17) au second bras (37) de la genouillère, porte deux butées réglables (42) disposées de part et d'autre dudit second bras (37), celui-ci étant muni d'un coulisseau (43) pouvant glisser sur la tige (41) entre- les deux butées (42). 7. Dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la vanne à trois voies (22) et le mécanisme à genouillère (23) sont fixés sur un support commun (34), monté sur le châssis (2) de l'enrouleur (1). 8. Dispositif de commande pour un enrouleur d'appareil d'arrosage selon l'ensemble des revendications 3 et 7, caractérisé en ce que le support commun (34) possède une forme en "U", avec deux branches qui portent des butées réglables opposées (44), prévues pour l'appui du second bras (37) de la genouillère dans l'une et l'autre des deux positions stables (A,B) de celle-ci.