Brevet FR2677119A1 — publié le 19921204

Dispositif de pesée pour des charges portées par l'intermédiaire d'un attelage à trois points par des engins agricoles roulants. L'invention concerne un dispositif de pesée pour des charges portées par l'intermédiaire d'un-attelage dit "à trois points" par des engins agricoles roulants. On sait que l'attelage à trois points d'un tracteur agricole est essentiellement constitué de trois bras respectivement montes sur trois axes ou "points" d'articulation transversaux, perpendiculaires au plan de symétrie longitudinal vertical du tracteur et placés à l'arrière du châssis du tracteur, à savoir deux bras inférieurs espacés latéralement, qui sont montés sur deux axes alignés (premier et deuxième points > et sur lesquels agit au moins un vérin hydraulique, et un bras supérieur {troisième point), les bras inférieurs et supérieur étant agencés de façon à pouvoir recevoir, par leurs extrémités arrière respectives, le bâti d'un instrument qui s'y trouve ainsi suspendu et dont la hauteur, par rapport au sol, peut ainsi être réglée, par action du ou des vérins hydrauliques. On trouve aussi de tels attelages à trois points sur d'autres engins agricoles roulants tels que remorques et chariots porteurs. On sait en outre qu'il y a intérêt, pour l'utilisateur du tracteur, à connaître, à tout moment du fonctionnement du tracteur, le poids de la charge supportée par l'attelage à trois points. Bien que l'instrument puisse être constitue par exeniple-par une benne peseuse, l'invention s'applique de préférence au cas où cet instrument est un épandeur d'engrais dont le bâti porte au moins un réservoir (ou trémie) à engrais et un mécanisme distributeur, par exemple du type comprenant un disque éjecteur entraîné en rotation autour d'un axe vertical et disposé au-dessous de l'ouverture régiable de décharge du réservoir. En effet les épandages d'engrais se font de plus en plus à l'aide d'engrais livrés et stockés en vrac.Ces engrais sont ensuite repris de leur stockage et déposés dans le ou les réservoirs de l'épandeur pour être ensuite dispersés dans les champs. L'utilisateur n'a donc pas la possibilité de contrôler directement la quantité d'engrais ainsi mise dans l'épandeur et il lui est par conséquent difficile de vérifier s'il met bien le bon dosage au moment de l'épandage, ce qui serait pourtant extrêmement utile pour des considérations d'efficacité, d'économie et de protection de l'environnement. On a déjà proposé d'adapter un capteur d'effort, du type capteur de pression hydraulique, sur le troisième point de l'attelage du tracteur mais les indications fournies par ce capteur dépendent de la hauteur de l'épandeur, c'est-à-dire de l'inclinaison du bras supérieur, pour une charge donnée, et ne sont donc pas exploitables directement. On a également proposé de suspendre le bâti de l'instrument non pas directement aux bras de l'attelage à trois points, mais par l'intermédiaire d'un faux châssis auquel le bâti de l'instrument est suspendu à son tour par des biellettes auxiliaires, et de disposer un capteur d'effort entre le faux châssis et le bâti de l'instrument mais cette solution, outre qu'elle alourdit la charge suspendue, est coûteuse et demande de la précision dans les appuis. L'invention a pour but de créer un dispositif de pesée à capteur d'effort dont les indications soient indépendantes de la hauteur de l'instrument suspendu mais qui ne nécessite pas l'addition d'un faux châssis. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de pesée pour des charges portées par l'intermédiaire d'un attelage à trois points par des engins agricoles roulants, lequel dispositif de pesée est essentiellement caractérisé en ce que le capteur d'effort est agencé de façon à mesurer, lorsque les trois points d'articulation du bâti de l'instrument à l'attelage sont situés dans un même plan vertical, uniquement la composante horizontale de la force à laquelle le poids de l'instrument soumet ce bras. En mesurant directement non pas cette force eile-même, mais seulement sa composante horizontale, qui est toujours proportionnelle au poids de la charge suspendue, le capteur d'effort conforme à l'invention donne directement la valeur de ce poids, quelle que soit la hauteur de la charge par rapport au tracteur. L'invention va être maintenant décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés. La figure 1 de ces dessins montre schématiquement un tracteur agricole à l'attelage à trois points duquel est suspendu un épandeur d'engrais. La figure 2 montre, en a, b, et c respectivement, des diagrammes illustrant la variation des forces en fonction de la hauteur de la charge, les trois points de l'attelage du tracteur étant supposés se trouver dans un même plan vertical. La figure 3 montre un diagramme de forces illustrant le principe de l'invention. Les figures 4 à 7 illustrent chacune, par une vue agrandie d'un extrait de la figure 1 accompagnée d'un détail à plus grande échelle, un mode de réalisation permettant de mesurer la composante horizontale de force. La figure 8 montre, à plus grande échelle, un détail de la figure 6, vu de l'autre côté du racteur. La figure 9 montre les éléments de la figure 8, vus par l'arrière du tracteur. La figure 1 représente schématiquement en élévation un tracteur agricole 1 dont le châssis 2 repose sur le sol par l'intermédiaire de roues avant 3 et de roues arrière 4. De façon usuelle, ce tracteur 1 est équipé d'un attelage 5 à trois points qui est constitué de trois bras respectivement montés sur trois axes d'articulation, perpendiculaires au plan de la figure 1. Ces trois axes d'articulation portent respectivement deux bras inférieurs 6, qui sont montés sur des axes alignés et sur lesquels agit un vérin hydraulique par l'intermédiaire d'un levier 7, et un bras supérieur 8. Sur la figure 1, le bras inférieur 6 de gauche est masqué par celui de droite. Les bras inférieurs 6 et supérieur 8 sont agencés de façon à pouvoir recevoir, par leurs extrémités arrière respectives, le bâti 9 d'un instrument, en l'occurrence un épandeur d'engrais 10.Ce dernier comprend, sur son bâti 9, au moins un réservoir d'engrais il et un disque éjecteur 12 entraîné en rotation autour d'un axe vertical, à partir de la prise de force usuelle du tracteur 1, et disposé au-dessous de l'ouverture réglable de décharge 13 du réservoir 11. A la figure 1, on a désigné respectivement par A l'axe d'articulation du bâti 9 de l'épandeur d'engrais 10 à l'extrémité arrière du bras supérieur 8 et par B les axes d'articulation alignés du bâti 9 sur les bras inférieurs 6 de l'attelage 5. Si on désigne par P le poids de la charge suspendue , les forces exercées par les bras 8 et 6 sur le bâti 9, en réaction aux composantes du poids P, sont désignées respectivement par 2 et t à la figure 1 Pour un poids P donné, la figure 2, dans laquelle le point O est l'intersection des vecteurs , FB, montre que la valeur de la force FA commence par décroître lorsque le bras supérieur 8 passe d'une position fortement inclinée vers le haut Ca) à une position horizontale (b), puis croît en passant de cette position horizontale (a) à une position fortement inclinée vers le bas (c > . Il n'est donc pas intéressant de capter cette force en totalité. Mais, comme l'illustre schématiquement la figure 3 par comparaison avec la figure 2b, lorsque le poids P est multiplié par 2 (par exemple), la composante horizontale FA se trouve également multipliée par deux. Autrement dit, cette composante horizontale est proportionnelle au poids P.C'est pourquoi, selon l'invention, on dispose, au niveau de l'un au moins des bras supérieur 8 et inférieurs 6, un capteur a'effort 14 Cfigures 4 à 7) agencé de façon à mesurer, lorsque l'axe d'articulation A et les deux axes d'articulation B sont situés dans un même plan vertical Q, c'est-à-dire dans un plan parallèle au vecteur , uniquement la composante horizontale de la force à laquelle le poids P soumet le bras supérieur 8. Pour assurer que cette mesure est bien faite lorsque le plan Q est vertical, le bâti 9 peut posséder un organe de contrôle (pendule) ou de réglage (par vérin, par exemple), de sa verticalité. Selon le mode de réalisation de la figure 4, le bâti 9 de l'instrument 10 présente, sur un appendice rigide 15, une boutonnière horizontale 16 (c'est-à-dire une boutonnière qui se présente horizontalement lorsque l'instrument 10 est suspendu à l'attelage 5 et que le plan Q est vertical) et le bras supérieur 8 est relié, par l'intermédiaire d'un axe 17 guidé dans la boutonnière 16, à une tige 18 qui est solidaire du bâti 9 et sur laquelle est monté le capteur d'effort 14. Selon le mode de réalisation de la figure 5, le bras supérieur 8 est articulé par un axe 20 à une biellette 19 sensiblement verticale (lorsque le plan Q est lui-même vertical) et reliée à l'appendice 15 par un axe transversal 21 et la biellette 19 est elle-même reliée au bâti 9 par un levier 22, sensiblement horizontal, sur lequel est monté le capteur 14. Le mode de réalisation de la figure 6 diffère de celui de la figure 5 par le fait que l'axe 21 est situé non pas à l'une des extrémités de la biellette 19, mais à une partie intermédiaire de celle-ci, et que le levier 22 est articulé non pas à une partie intermédiaire de la biellette 19, mais à l'extrémité de celle-ci qui est opposée à l'axe 20. De plus, le capteur 14, au lieu de travailler à la traction figure 5 > , travaille ici à la compression. Les figures 8 et 9 montrent à plus grande échelle un détail de la figure 6. L'axe 21, auquel est articulé le bras supérieur 8 dans les distributeurs d'engrais classiques, reçoit ici la biellette 19 à laquelle le bras supérieur 8 est relié par l'axe 20. A son extrémité opposée à l'axe 20, la biellette 19 prend appui sur le capteur 14 qui est ici constitué, de façon connue, par un barreau travaillant à la flexion et porteur de jauges de contraintes. Alors que les modes de réalisation des figures 4 à 6 sont de nature mécanique et font intervenir un capteur 14 disposé sur un organe de transmission des efforts 18 ou 22 maintenu horizontalement par rapport au bâti 9 quelle que soit l'inclinaison du bras supérieur 8 à condition que la plan Q soit vertical, celui de la figure 1 fait intervenlr, en plus d'un capteur 14 monté sur le bras supérieur 8, un correcteur électrique 23 (potentiomètre) rendu sensible par un palpeur 24 à l'inclinaison du bras 8 et un boîtier électronique 25 qui calcule la valeur de la composante horizontale de la force mesurée par le capteur, en fonction de ladite inclinaison. Quel que soit le mode de réalisation adopté, l'information du capteur 14, éventuellement transformée par le boîtier électronique 25, peut être transmise à un voltmètre situé par exemple sur le tableau de bord du tracteur, ce qui indique à l'utilisateur de celui-ci la valeur de la charge de l'épandeur et de l'engrais (ou, par différence, celle de l'engrais seul > par une translation d'échelle FA = k.U, k étant une constante et U la tension mesurée par le voltmètre. L'utilisateur peut ainsi connaître la charge exacte au moment du chargement, l'épandeur étant à l'arrêt, puis évaluer le débit de l'épandeur 10 lorsque celui-ci est en fonctionnement. Exemple : l'épandeur étant à l'arrêt, le voltmère indique une charge de 1 000 kg. L'agriculteur épand ensuite sur 100 mètres de distance d'avancement en 12 mètres de large, puis s'arrête et lit 890 kg. La quantité épandue par unité de surface est égale à C1000 - 890) x 10.000 = 916 kg/ha. 100 x 12 Dans une version plus élaborée, un boîtier de traitement électronique reçoit, sur l'une de ses entrées, le poids de la charge 10 mesuré par le capteur 14, sur une deuxième entrée, la distance parcourue par le tracteur (distance évaluée, par exemple, par mesure du nombre de tours des roues arrière 4 du tracteur ou par un radar) et, sur une troisième entrée, la largeur d'épandage, et traite ces données de façon à fournir directement à sa sortie un signal significatif du débit d'engrais à l'hectare. Dans une version encore plus élaborée, le constructeur peut introduire dans le boîtier de traitement électronique les courbes de débit de l'épandeur en fonction de la position de la trapue réglant la section libre de l'ouverture 13 Cfigure 1) et le boîtier indique directement le repère de position de la trappe en fonction d'un débit choisi ou, mieux encore, agit sur cette trappe par l'intermédiaire d'un vérin électrique (asservissement). Dans ce qui précède, il a été dit que le capteur 14 était disposé au niveau du bras supérieur 8. Il serait également possible de le disposer au niveau de l'un au moins des bras inférieurs 6, auquel cas il conviendrait de s'assurer au moment de la mesure non seulement que le plan Q défini ci-dessus est vertical, mais encore que les axes alignés B sont horizontaux pour éviter toute erreur de meure due au dévers du tracteur 1. De plus, bien que la description des figures fassent allusion uniquement à un tracteur agricole 1, l'invention peut aussi bien s'appliquer dans le cas d'un engin agricole roulant d'un type différent tel que remorques et chariotes porteurs REVENDICATIONS 1. Dispositif de pesée pour des charges portées par un instrument (10) qui est relié par l'intermédiaire d'un attelage (5? à trois points à des engins agricoles roulants (1), lequel attelage (5) est constitué de trois bras respectivement montés sur trois axes ou "points" d'articulation transversaux, perpendiculaires au plan de symétrie longitudinal vertical de l'engin (î) et placés à l'arrière du châssis (2 > ae l'engin C1), à savoir deux bras inférieurs (6), espacés latéralement, qui sont montés sur deux axes alignés (premier et deuxième points > et sur lesquels agit un vérin hydraulique et un oras supérieur (8) {troisième point), les bras inférieurs (o) et supérieur C8) étant agencés de façon à pouvoir recevoir, par ieurs extrémités arrière respectives, le bâti C9) d'un instrument (10 > qui s'y trouve ainsi suspendu, un capteur d'effort C14 > étant disposé au niveau de l'un au moins des bras inférieurs (6) et supérieur (8 > , caractérisé en ce que le capteur d'effort (14) est agencé de façon à mesurer, lorsque les trois points d'articulation (A, B > du bâti (9) de l'instrument (10) à l'attelage (5) sont situés dans un méme plan vertical (Q > , uniquement la composante horizontale de la force à laquelle le poids (P) ae l'instrument (10 > soumet ce bras. 2. Dispositif de pesée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (14) est disposé au niveau du bras supérieur (ô > . 3. Dispositif de pesée selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'instrument suspendu C10) est un épandeur d'engrais. 4. Dispositif de pesée selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'instrument suspendu (11) est une benne peseuse. 5. Dispositif de pesée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur (14 > est disposé sur un organe de transmission des efIorts (18 ou 22) maintenu horizontalement par rapport au bâti 6. Dispositif de pesée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre un correcteur électrique (23) rendu sensible à l'inclinaison du bras ( muni d'un capteur d'effort (14) et un boîtier électronique (25) qui calcule la valeur de la composante horizontale de la force mesurée par le capteur (14), en fonction de ladite inclinaison. 7. Dispositif de pesée selon la revendication 3, le cas échéant en combinaison avec l'une quelconque des revendications 2, 5 et 6, caractérisé en ce que le capteur (14) est associé à un voltmétre gradué en unités de charge de ltepandeur (10). 8. Dispositif de pesée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier électronique qui reçoit, sur l'une ae ses entrées, le poids de la charge mesuré par le capteur (14), sur une deuxième entrée, la distance parcourue par le tracteur et, sur une troisième entrée, la largeur d'épandage, lequel boîtier électronique traite ces données de façon à fournir directement à sa sortie un signal significatif du débit de ltengrais. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérise en ce qu'il lui est associé un organe de contrôle ou de réglage de la verticalité du plan (Q) passant par les points d'articulation CA, B) du bâti (9) de l'instrument (10) à l'attelage (5 > .