Brevet FR2681213A1 — publié le 19930319

i La présente invention est relative à un appareillage à usage agricole ou de traitement du sol, et plus particulièrement à un dispositif de contrôle de la position d'un organe de travail à usage agricole, ou de traitement de sol, destiné à équiper un tel appareillage, comprenant un organe porteur à deux essieux pourvus de roues reposant sur le sol, et un organe de travail ayant un essieu pourvu de roues reposant sur le sol, l'organe porteur et l'organe de travail étant reliés par une articulation parallèle aux essieux. De tels appareillages sont courants dans l'agriculture et on peut indiquer que les arracheuses- chargeuses de betteraves actuellement commercialisées appartiennent doublement à ce type En effet, elles comprennent un châssis porteur équipé de quatre roues, ce qui constitue deux essieux formés chacun de deux roues disposées sur une même ligne transversale, et elles portent, d'une part, à l'avant, une effeuilleuse reliée au châssis de façon articulée et supportée par deux roues20 disposées en parallèle et reposant sur le sol, et, d'autre part, au centre, un système d'arrachage, avec socs ou disques, également relié au châssis de façon articulée, et supporté par deux roues disposées en parallèle et reposant sur le sol Dans d'autres réalisations, une effeuilleuse ou un ensemble d'arrachage, tels qu'on vient de les décrire, est montée à l'arrière d'un tracteur. Dans tous les cas, il importe de contrôler avec précision la position des outils, comme les rotors d'effeuillage, les socs ou les disques, par rapport au30 sol Placer les roues de l'organe de travail sur la même ligne transversale que les outils, ne résout pas le problème, car ces roues enfoncent plus ou moins dans le sol selon la dureté de celui-ci Il est nécessaire d'exercer sur l'organe de travail une force qui tend à le35 soulever ou l'abaisser, selon le cas, par rapport à l'organe porteur qui constitue une référence liée au sol par le fait qu'il est pourvu de deux essieux. Pour cela, habituellement, on équipe l'organe de travail d'un capteur de position constitué en général d'un patin ou d'une roulette glissant ou roulant sur le sol et poussé contre celui-ci avec une force à peu près 5 constante, avec un organe sensible à la position relative du patin ou de la roulette et de l'organe de travail Il est usuel, pour un fonctionnement plus régulier, de prévoir deux capteurs placés des deux côtés de l'organe de travail.10 Les signaux émis par l'organe sensible sont comparés, par une électronique appropriée, avec une valeur de consigne, et des signaux de commande émis en réponse pour faire varier la force qui tend à soulever ou abaisser l'organe de travail.15 Cette technique donne en général satisfaction Elle présente cependant pour inconvénient que le capteur, qui comprend, par exemple, un patin ou une roulette avec son essieu, un bras porteur articulé ou coulissant, un ressort disposé pour pousser le patin ou roulette, et l'organe20 sensible, est assez coûteux et fragile Comme l'ensemble est de petites dimensions et de faible inertie, les signaux de l'organe sensible présentent des variations importantes en liaison avec les irrégularités du sol, qu'il est nécessaire de "lisser" avec soin, ce qui25 augmente encore le coût. La présente invention a pour but de fournir un appareillage du type indiqué plus haut, dans lequel les moyens de contrôle de la hauteur audessus du sol des outils de travail soient plus simples, moins coûteux et moins fragiles que les moyens de contrôle de l'art antérieur. Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un dispositif de contrôle de la position d'un organe de travail à usage agricole ou de traitement de sol, destiné35 à équiper un appareillage mobile comprenant un organe porteur à deux essieux roulant sur le sol, et un organe de travail ayant un essieu roulant sur le sol, l'organe porteur et l'organe de travail étant reliés par une articulation parallèle aux essieux, l'ensemble étant pourvu de moyens pour contrôler la hauteur de l'organe de travail au-dessus du sol à partir des indications d'un5 capteur, qui présente pour particularité que le capteur est sensible à ce paramètre lié directement à l'articulation. Suivant un mode de réalisation préféré ledit paramètre est une force agissant entre les deux parties de l'articulation pour maintenir un appui correct de l'essieu de l'organe de travail sur le sol. Suivant un autre mode de réalisation, ledit paramètre est l'angle entre les deux parties de l'articulation.15 Le fait que le paramètre mesuré est lié directement à l'articulation, et non plus déterminé à l'aide d'un capteur en contact avec le sol, a les conséquences suivantes: on peut utiliser des capteurs disponibles dans le commerce, comme des capteurs de force ou des capteurs angulaires, de faible coût et grande fiabilité, ces capteurs sont peu encombrants, les capteurs peuvent être placés à une distance appréciable du sol, dans une situation peu exposée aux chocs et au salissement, comme toute l'inertie de l'organe de travail entre en jeu, les fluctuations des signaux de l'organe sensible du capteur sont considérablement plus amorties que dans l'art antérieur.30 L'invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique illustré avec les dessins parmi lesquels: Figure 1 est une vue schématique partielle d'une arracheuse- chargeuse de betteraves, montrant la disposition de l'effeuilleuse. Figure 2 est une vue analogue de l'arracheuse- chargeuse, montrant la disposition de l'ensemble d'arrachage. La machine représentée à la figure 1 comporte un châssis 1 figuré de façon symbolique, et équipé de quatre roues 2, 3 reposant sur le sol 4 Ces roues sont disposées, de façon classique, sur deux lignes transversales par rapport à la direction de marche indiquée par la flèche 5, et qui constitue ce qu'on appelle des "essieux", même si les roues sont10 indépendantes L'effeuilleuse 6, également figurée de façon symbolique, comporte un rotor 7 dont la hauteur H, au-dessus du sol 4, doit être contrôlée avec précision et maintenue à une valeur constante, qui dépend des circonstances. L'effeuilleuse est reliée au châssis 1 par une double articulation comprenant deux tringles 8, 9, montées à pivot, d'une part, sur le châssis 1 et, d'autre part, sur l'effeuilleuse, de telle façon qu'elle constitue, avec le châssis et l'effeuilleuse, un parallélogramme articulé20 qui empêche un basculement de l'effeuilleuse d'avant en arrière par rapport au châssis 1 En fait, la tringle 9 est constituée de deux tringles formant une fourche Une roue d'appui 10 est reliée à l'effeuilleuse avec interposition d'un dispositif 11 de réglage approximatif manuel de la position relative de la roue 10 par rapport à l'effeuilleuse 6 La roue 10 repose sur le sol, pendant le travail Un vérin hydraulique 12 est intercalé entre une pièce d'appui 13 solidaire du châssis et une des tringles 9 Ce vérin est à double effet, dans l'exemple décrit, mais cela n'est pas obligatoire, il exerce, par l'intermédiaire de la tringle 9, sur l'effeuilleuse 6 et la roue d'appui 10, une force qui tend à faire varier la hauteur H du rotor 7 au-dessus du sol 4. On comprendra aisément que la tringle 9 se comporte comme un levier, et que la force exercée par le vérin 12 sur la tringle 9, est compensée par des forces qui s'exercent sur les pivots des articulations des tringles 8 et 9 Ainsi, la force FA d'appui de la roue 10 sur le sol est proportionnelle à une force de réaction FR qui s 'exerce sur le pivot 8 reliant le châssis 1 à l'une des tringles 8 ou 9 On a désigné par 20 un capteur d'effort5 constitué par une jauge de contrainte, placée sur le pivot reliant la tringle 8 au châssis 1 Il est clair que le capteur 20 aurait pu être placé sur un autre pivot Les signaux émis par le capteur 20 sont envoyés à un bloc de commande 21 lui-même relié à un distributeur 22, qui10 commande l'envoi d'huile sous pression, fournie par une pompe 23, à l'une ou l'autre des chambres du vérin, de façon à agir pour augmenter ou diminuer la hauteur H Des interrupteurs 24, 25 sont également prévus pour commander manuellement les déplacements du distributeur 22, le bloc de commande 21 étant alors mis hors d'action par un commutateur électrique 26, qui fait passer de la commande manuelle à la commande automatique. Les interrupteurs 24 à 26 sont groupés sur un tableau de commande 27, contrairement à ce qu'on a indiqué sur la figure, pour des raisons de clarté Le tableau de commande 27 porte en outre deux afficheurs numériques 28, 29, dont on va expliquer le fonctionnement, ainsi qu'un potentiomètre 30 de réglage de la sensibilité, c'est-à- dire du temps de réponse du bloc de commande aux signaux du capteur 20, de façon à obtenir des lectures stables sur les afficheurs 28, 29 Un autre potentiomètre 31 sert à l'étalonnage relatif des afficheurs 28 et 29 Pour régler la hauteur H du rotor d'effeuilleuse 7 par rapport au sol, l'opérateur actionne l'interrupteur 26 pour se mettre en position de commande manuelle A l'aide des interrupteurs 24 et 25, il fait varier la hauteur H jusqu'à obtenir un résultat jugé satisfaisant Pendant ce temps, l'afficheur 28 est hors circuit, et l'afficheur 29 indique une mesure de la force appliquée par le vérin 12, telle qu'elle résulte des indications du capteur 20, multipliées par un coefficient convenable Lorsque l'opérateur estime avoir obtenu un travail correct, il actionne l'interrupteur 26, pour le placer en commande automatique Le bloc de commande 21 met alors en mémoire l'indication qui figure sur l'afficheur 29, et qui devient la valeur de consigne, et l'affiche sur l'afficheur 28 L'afficheur 29 indique à5 partir de ce moment la valeur instantanée de la force appliquée par le vérin 12, et permet à l'opérateur de se rendre compte de l'écart entre cette valeur instantanée et la valeur de consigne Il n'a plus à intervenir sur la commande, sauf au cas o l'inspection visuelle montre que10 le résultat obtenu a cessé d'être satisfaisant. La figure 2 montre, de façon schématique, une disposition conforme à l'invention dans le cas des outils d'arrachage des betteraves, dans le cas d'une machine arracheusechargeuse Les éléments qui correspondent à15 ceux de la figure 1 sont affectés des mêmes repères. On retrouve le châssis 1, équipé de roues 2 et 3 reposant sur le sol L'équipage d'arrachage 40 équipé de patins de guidage 41 et de disques d'arrachage 42, est soutenu par des roues d'appui 10, et il est relié au châssis 1 par des bras articulés 43, auxquels il est relié par une tringle 44 également articulée à ses deux extrémités Une barre de traction 45 sert à transmettre au châssis 1 une partie des efforts résultant du travail d'arrachage Un vérin 12 agit entre le châssis 1 et le25 bras 43 A la différence de la réalisation de la figure 1, le capteur 20 est placé ici directement sur l'articulation du vérin 12 au châssis 1. La partie hydraulique et électrique du dispositif est la même que pour la figure 1 et n'a donc pas été représentée Comme le montre la figure, la force FR exercée par le vérin est proportionnelle à une force F Al exercée par l'extrémité du bras 43 sur le levier 44, et on comprendra aisément que cette force F Al est elle-même proportionnelle à la force FA exercée par les roues d'appui 10 sur le sol. On observera que si le capteur 20, au lieu d'être sensible à la force du vérin 12, émettait des signaux correspondant à 1 ' allongement de ce vérin, le paramètre mesuré serait l'angle entre les deux parties de l'articulation, car une relation fixe existe entre cet angle et la longueur du vérin La partie hydraulique et5 électrique du dispositif serait inchangée. L'homme de métier comprendra que les dispositions qu'on a décrites conviennent également dans le cas o l'arracheuse-chargeuse est remplacée par une arracheuse non chargeuse, ou dans le cas o l'organe de travail est10 entraîné par un tracteur. REVENDICATIONS 1 Dispositif de contrôle de la position d'un organe de travail ( 6, 40) à usage agricole ou de traitement de sol, destiné à équiper un appareillage mobile comprenant5 un organe porteur ( 1) à deux essieux ayant chacun au moins une roue ( 2, 3) roulant sur le sol, et un organe de travail ayant un essieu ayant au moins une roue ( 10) roulant sur le sol, l'organe porteur et l'organe de travail étant reliés par une articulation parallèle aux10 essieux, l'ensemble étant pourvu de moyens pour contrôler la hauteur de l'organe de travail au- dessus du sol à partir des indications d'un capteur, caractérisé en ce que le capteur ( 20) est sensible à un paramètre lié directement à l'articulation. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit paramètre est une force agissant entre les deux parties de l'articulation pour maintenir un appui correct de l'essieu de l'organe de travail sur le sol. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de travail ( 6) est relié à l'organe porteur ( 1) par une tringle ( 8, 9), articulée à ses deux extrémités et soumise à l'action d'un vérin ( 12) prenant appui sur l'organe porteur ( 1), et la force du vérin est mesurée à l'aide d'un capteur ( 20) placé sur le pivot25 d'une des articulations placées entre l'organe de travail et l'organe porteur. 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de travail ( 40) est relié à l'organe porteur ( 1) par un bras ( 43) articulé à ses deux extrémités et soumis à l'action d'un vérin ( 12) prenant appui sur l'organe porteur ( 1), et la force du vérin est mesurée à l'aide d'un capteur ( 20) placé sur le pivot d'une articulation reliant le vérin au bras ou à l'organe porteur. 5 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit paramètre est l'angle entre les deux parties de l'articulation. 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour commander manuellement ou automatiquement, à volonté, la hauteur de l'organe de travail au-dessus du sol, et des moyens pour5 transformer une valeur dudit paramètre, atteinte par commande manuelle, en une valeur de consigne, et pour afficher ensuite, simultanément, ladite valeur de consigne et la valeur instantanée du paramètre. 7 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de travail est une effeuilleuse de betteraves entraînée par un tracteur, une arracheuse ou une arracheuse-chargeuse. 8 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de travail comprend les outils d'arrachage de betteraves d'une arracheuse ou arracheusechargeuse.