Brevet FR2681499A1 — publié le 19930326

DISPOSITIF DE SECURITE POUR CHARRUE, AGISSANT AUTOMATIQUEMENT EN CAS DE SURCHARGE ET DE PRESENCE DE PIERRE POUR CHARRUE La présente invention concerne un dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de rencontre avec une pierre pour des charrues simple ou multi-actions. Pour un tel dispositif de sécurité agissant automatique en cas de surcharge et/ou en présence d'une pierre, à monter sur un porte-soc, sur chaque porte-soc ou sur chaque paire de porte-socs (dans les charrues réversibles) les exigences suivantes doivent généralement être remplies: (i) la force avec laquelle le porte- soc ou respectivement chaque porte-soc est maintenu dans une position de travail sur le sol au cours du labourage ne doit pas être plus grande que nécessaire; (ii) ladite force sera quelque peu supérieure à la plus grande résistance au labourage (résistance au labourage) que l'on peut rencontrer à n'importe quel moment, de telle sorte que le porte-soc ou respectivement chaque porte-soc est maintenu constamment en place, en position de labourage, dans le sol; (iii) lorsqu'un porte-soc rencontre une pierre ou lorsque une situation de surcharge se produit d'une quelconque manière, le porte- soc glissera aussi facilement que possible sur la pierre et ensuite suivra approximativement ses contours, après quoi, le porte-soc doit retourner à sa position de travail aussitôt qu'il a passé la pierre ou aussitôt que la situation de surcharge est neutralisée; (iv) lorque un porte-soc d'un ensemble de porte- socs heurte une pierre, les sécurité ou procédé de sécurité ci-dessus ne devraient pas influer sur les autres porte-socs ni sur le reste de la structure de la charrue; cette dernière reste reliée en raison du fait que le porte-soc influencé par une pierre n'est pas retenu avec une trop grande force. Le but général de l'invention est de proposer un dispositif de sécurité en cas de surcharge ou de présence d'une pierre du type qui, entre-autre, satisfait aux exigences générales ci-dessus mentionnées, de telle façon que le dispositif permette au porte-soc ou respectivement chaque porte-soc d'être maintenu dans une position constante dans le sol au cours du labourage, c'est-à-dire avec une force qui excède seulement légèrement la résistance maximum de labourage qui peut être rencontrée au cours des conditions de labourage existantes, laquelle force est généralement déterminée par le type de sol en présence Lorsqu' un porte-soc heurte une pierre dans le sol ou lorsque la charge agissant sur le porte-soc devient trop importante, le dispositif selon l'invention assure que le porte-soc peut céder et, si nécessaire, s'élever au-dessus du sol La force avec laquelle le porte-soc est retenu doit être contrôlée ou commandée dans les diverses positions du porte-soc Lorsque la pierre ou autre obstacle est passé, le porte- soc doit être automatiquement ramené en arrière à la position normale de labourage. Un objet particulier de la présente invention consiste à s'assurer que la force nécessaire pour amener le porte-soc à céder peut être commandée en fonction de la dureté du sol. Parmi les solutions connues antérieurement dans lesquelles un ou plusieurs des objectifs partiels ci- dessus mentionnés sont réalisés, on peut citer la demande de brevet norvégienne Ne 134 354. Cette demande de brevet décrit une poutre de charrue équipée avec un mécanisme à ressort permettant au porte-soc de basculer automatiquement vers le haut, chaque fois qu'il rencontre un obstacle dans le sol Une telle poutre de charrue comprend plus particulièrement un joint permettant des mouvements du porte-soc également dans les directions latérales et dans d'autres directions, ainsi que des mouvements intermédiaires dans les plans horizontal et vertical Un tel joint peut comprendre deux parties maintenues en appui l'une sur l'autre au moyen d'un mécanisme à ressort, lesdites parties du joint étant capables de s'incliner l'une par rapport à l'autre et dans lequel le ou les ressorts est ou sont tendus de telle sorte que les parties du joint soient complètement en appui l'une sur l'autre lorsque le porte-soc travaille dans un sol normal. Selon un mode de réalisation du dispositif suivant la demande de brevet norvégienne N O 134 354, on utilise un ressort à lame qui présente la contre force nécessaire Dans une autre solution connue, ce ressort à lame est remplacé par un cylindre hydraulique De plus, d'autres solutions connues existent; celles-ci sont basées sur divers principes de transmetteur de puissance ou de mécanisme de transfert de puissance. Un inconvénient commun à toutes ces solutions connues est qu'elles sont laborieuses et nécessitent beaucoup de temps pour changer la contre force agissant sur le porte-soc Le terme "porte-soc" dans ce contexte signifie également une paire de porte-socs du type utili- sé dans des charrues réversibles et qui est montée sur une poutre de charrue commune, dans laquelle un porte-soc de la paire occupe une position de labourage active tan- dis que l'autre porte-soc occupe une position inactive de fonctionnement; pour une telle paire de porte-socs, il est suffisant qu'un dispositif de sécurité en cas de sur- charge ou de présence d'une pierre soit affecté à la poutre de charrue commune, par exemple un dispositif pour chaque porte-soc individuel ou pour chaque paire de porte-socs reversible. Dans les dispositifs connus du type concerné, il est même davantage difficile de changer la caractéris- tique de puissance, c'est-à-dire, la variation de la force avec laquelle le porte-soc est retenu lorsqu'il heurte une pierre et déplacé vers le haut Aucune de ces solutions connues ne permet une adaptation automatique de ladite contre force au cours du labourage lorsque les conditions du sol varient. L'objet de la présente invention est de pallier aux déficiences, inconvénients et autres limitations d'emploi qui sont attachés aux dispositifs de sécurité connus, en cas de surcharge et de présence de pierre montés sur des charrues Le nouveau dispositif doit être capable de s'ajuster de lui-même et automatiquement aux conditions du sol existantes, de telle sorte que l'utilisateur n'aie pas à penser à procéder à des réglages ou ajustements. Cet objet est atteint en réalisant un dispositif du type concerné et présentant les caractéristiques suivantes. Le dispositif de sécurité agissant automatique- ment en cas de surcharge et de présence de pierre pour charrue simple ou multi-actions, dans laquelle respectivement chaque porte-soc ou chaque paire de porte- socs (dans une charrue réversible) est porté par une poutre de charrue montée de façon pivotante sur le châssis de charrue et en rotation dans des plans verticaux, et dans laquelle la poutre de charrue et de ce :fait un porte-soc ou respectivement la paire de porte- socs, comprend des moyens qui sont adaptés pour exercer une force de maintien sur le porte-soc et qui comprend un cylindre hydraulique, est caractérisé en ce que le cylindre est relié à une source de pression par l'intermédiaire d'un organe de commande de pression, et en ce que au moins un détecteur est conçu pour détecter et répondre à la position du porte-soc par rapport au châssis de charrue et pour produire des signaux pour un microprocesseur qui est relié à l'organe de commande de pression, de manière à produire une force de maintien qui varie en fonction de la variation de résistance au labourage et des obstacles dans le sol. Le cylindre produit une force de maintien réduite lorsqu'un porte-soc passe un obstacle et ensuite une force de maintien accrue, de façon à ramener le porte-soc en arrière dans la position de labourage. Lesdits moyens, la valve de commande de pression, le détecteur et le microprocesseur sont adaptés pour ajuster de façon continue la force de maintien de manière continue, de sorte qu'un porte-soc, en position de labourage, soit soumis à des faibles changements du type vibrations par rapport au châssis de la charrue, lorsque la force de labourage varie et qui est, de plus, adapté pour réduire la force de maintien si les changements de position ou les durées qui en dérivent excèdent une valeur pré-établie. Le détecteur est un détecteur de position, qui peut être conçu pour enregistrer la pression régnant sur l'un ou l'autre côté du piston du cylindre hydraulique. La chambre de cylindre, opposée au côté de la tige du piston, est fermée et remplie d'air, et en ce que le détecteur de pression coopère avec ladite chambre de cylindre. La chambre de cylindre, opposée au côté de la tige de piston, est remplie d'huile et préférablement connectée à un accumulateur, et en ce que la chambre de cylindre et éventuellement l'accumulateur est/sont connecté(s) au détecteur de pression. Un filtre digital est monté entre le détecteur et le microprocesseur. Un organe de commande est monté entre le micro- processeur et la valve de commande de pression. Le dispositif selon l'invention présente les avantages essentiels suivants: (i) élimination du temps pour l'adaptation et l'ajustement; (ii) la charrue avance de manière plus stable qu'auparavant; (iii) le résultat du labourage est amélioré; (iv) la vitesse de labourage peut être accrue; (v) la durée de vie des composants de la charrue est prolongée De tout ceci, il en résulte une plus grande économie de fonctionnement. Des exemples de réalisation préférés de l'invention sont illustrés schématiquement sur les des- sins annexés, dans lesquels La figure 1 représente un premier mode de réalisation du dispositif de sécurité en cas de surcharge et de présence de pierre, dans lequel un porte-soc est représenté dans deux positions différentes, la position de labourage ou de travail étant représentée en traits pleins et la position de passage partiel d'une pierre étant représentée en traits pointillés, l'équipement électronique/électrique étant essentiellement représenté la sous la forme de blocs diagrammes; la figure 2 a représente un deuxième mode de réalisation du dispositif de sécurité en cas de surcharge et de présence d'une pierre suivant une vue en élévation latérale, correspondant à la vue de la figure 1; la figure 2 b représente un troisième mode de réalisation du dispositif de sécurité en cas de surcharge et de présence d'une pierre, dont la structure est quelque peu modifiée par rapport au dispositif de la figure 2 a, suivant une vue en élévation latérale correspondante; et la figure 3 représente un quatrième mode de réalisation du dispositif de sécurité en cas de surcharge et de présence d'une pierre, suivant une vue en élévation latérale correspondant aux figures précédentes. Sur les quatre figures, les références numériques identiques sont utilisées pour désigner les mêmes par- ties; en ce qui concerne les composants similaires de structure ou de fonctionnement, on utilise des références similaires (par exemple 10, loa, lob, 1 Oc). on se réfère tout d'abord à la figure 1 Sur cette figure, la référence numérique 1 désigne une poutre tubulaire de charrue qui porte à son extrémité arrière (par rapport à la direction d'avancement) un porte-soc 1 ' qui peut être constitué par un porte-soc d'une paire de porte-socs d'une charrue réversible (l'autre porte-soc inactif n'étant pas représenté). A son extrémité frontale ou avant, la poutre de charrue 1 est munie d'un joint 2 qui permet la rotation de la poutre de charrue 1 et en conséquence celle du porte-soc 1 ' dans le plan vertical au moins. En principe, ce joint 2 peut être du même type que celui décrit dans la demande de brevet norvégienne N' 134 354 et, de ce fait, permettre la rotation de la poutre de charrue / porte-soc 1,1 ' également dans les directions latérales et autres directions de rotation io intermédiaire dans les plans vertical et horizontal. C'est ainsi que le joint 2 peut comprendre par exemple quatre billes 3 ' disposées sur un support 3 qui, avec les billes 3 ', constitue une partie de joint, les billes 3 ' étant adaptées pour s'engager dans des sièges de billes complémentaires ménagés sur une partie frontale d'une bride 1 " de la poutre tubulaire 1 de la charrue, ladite partie de bride 1 " incorporant les sièges de billes constituant l'autre partie du joint. Le joint peut être cependant constitué de diver- ses manières entièrement différentes, étant précisé qu'il doit permettre la rotation de la poutre de charrue par rapport au porte-soc au moins dans le plan vertical. Le support 3 constituant une partie du joint 2 est rigidement fixé au châssis de charrue, non représen- té, de telle sorte que le support 3 soit maintenu sensi- blement dans la position verticale, indépendamment de la position relative entre la poutre de charrue et le porte- soc 1, 1 ', comme cela est le cas lorsqu'on compare la position en traits pleins des parties 1, 1 ' et 3 avec la position représentée en traits pointillés des mêmes parties. Une tige de tension 4 est reliée au support 3, qui, lorsque la poutre de charrue 1 et le porte-soc 1 ' occupent la position de labourage normale, s'étend centralement à travers la poutre de charrue tubulaire 1. Une tige de tension similaire ayant un point de liaison correspondante avec le support 3 est connue de la demande de brevet norvégienne mentionnée ci-dessus et ne représente pas en conséquence une nouveauté technique dans le domaine concerné. A l'extrémité arrière de la poutre de charrue 1, est monté concentriquement un cylindre hydraulique 5 dont le piston correspondant est désigné par 5 ' et la tige de piston par 5 " L'extrémité frontale de la tige de piston 5 " est reliée à l'extrémité arrière de la tige de tension 4 par l'intermédiaire d'une liaison 6. Dans une chambre 7 du cylindre (c'est-à-dire la chambre située du côté de la tige de piston l'autre chambre étant référencée 7 '), de l'huile hydraulique est fournie par une source d'huile sous pression La pression d'huile est commandée au moyen d'une valve de commande de pression 9. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le piston 5 ' du cylindre 5 est associé à un détecteur de position 10 adapté pour enregistrer la position du piston 5 ' (de même éventuellement que la position de la tige de piston 5 ") à l'intérieur du cylindre 5. Le détecteur de position 10 est conçu pour produire, à tout moment, des signaux de commande, représentatifs de la position du piston 5 ', lesdits signaux étant envoyés, à trvers un filtre digital 11, à un microprocesseur 12 apte à produire des signaux de commande sur la valve de commande de pression 9, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un organe de commande approprié 13. Le dispositif de sécurité automatique en cas de surcharge et de pression de pierre, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, fonctionne de la manière suivante: Une pression hydraulique est maintenue constamment dans la chambre de cylindre 7 du côté de la tige de piston Ceci amène la poutre de charrue 1 et le porte-soc i' à être maintenus en place dans la position de labourage. Au cours du labourage, le détecteur de position enregistre la variation de résistance dans le sol 14, en fonction des positions du piston qui varient à l'intérieur du cylindre 5. Lorsque cette variation devient trop importante, c'est-à-dire si elle excède une valeur prédéterminée, la pression hydraulique dans la chambre de cylindre 7 augmente jusqu'à ce que la variation corresponde à nouveau à ladite valeur prédéterminée Par ailleurs, si ladite variation devenait trop petite, c'est-à-dire infé- rieure à la variation minimum pré-supposée, la pression dans la chambre de cylindre 7 décroît jusqu'à ce que la variation corresponde à nouveau à la valeur désirée. Lorsque la déflection en position du détecteur de position 10 devient supérieure à une valeur déterminée auparavant, cela équivaut à un heurt du porte-soc 1 ' avec une pierre 15 ou un autre obstacle dans le sol 14 A ce moment, la pression dans la chambre de cylindre 7, du côté de la tige de piston, est commandée en fonction de la position du piston jusqu'à ce que la progression désirée de puissance soit atteinte. Lorsque la vitesse de déplacement du piston 5 est égale à zéro, ceci indiquant que le porte-soc 1 ' a passé le sommet de la pierre 15 ou d'un autre obstacle, la pression dans la chambre de cylindre augmente alors jusqu'à atteindre la valeur qu'il y avait avant que le porte-soc 1 ' ne heurte la pierre 15 ou un autre obstacle, de telle sorte que le porte-soc 1 ' est ramené en arrière aussitôt que possible vers la position de labourage normale. il Le microprocesseur 12 est adapté pour enregistrer les signaux qui lui sont transférés à travers le filtre digital il par le détecteur de position 10, et il délivre des signaux de commande à la valve de commande de pression 9 Le traitement complet est commandé par un programme conçu à cet effet et qui est introduit dans le microprocesseur 12. La figure 2 a représente un deuxième mode de réalisation du dispositif de sécurité en cas de surcharge et de présence de pierre selon la présente invention Ce mode de réalisation diffère de celui représenté sur la figure 1 essentiellement par le fait que la chambre de cylindre 7 a', opposée au côté de la tige de piston 5 ', est fermée et remplie d'air et par le fait qu'un détecteur de pression loa est utilisé au lieu du détecteur de position 10 de la figure 1. Un troisième mode de réalisation selon la figure 2 b représente une modification du mode de réalisation de la figure 2 a et qui consiste à remplir la chambre de cylindre 7 a' de la figure 2 a avec de l'huile Cette chambre de cylindre remplie d'huile est référencée 7 b' et elle est reliée à un accumulateur 16. Dans les deuxième et troisième modes de réali- sation, on enregistre progressivement la pression régnant dans la chambre d'air 7 a' et la chambre d'huile 7 b' au moyen de détecteurs de pression respectivement loa et lob De telles mesures de pression d'air et d'huile respectives dans les chambres de cylindre 7 a' et 7 b' ont une relation directe avec la position de la charrue Dès lors, l'ajustement peut être effectué comme cela a été décrit à propos de la figure 1. La figure 3 représente un quatrième mode de réalisation du dispositif de sécurité en cas de surcharge et de présence de pierre selon la présente invention. Comme dans les modes de réalisation des figures 2 a et 2 b, un détecteur de pression loc est utilisé sur la figure 3 au lieu du détecteur de position 10 de la figure 1 mais, selon la figure 3, le détecteur de pression l Oc est affecté à la chambre de cylindre 7 c située du côté de la tige de piston, de telle façon que la pression est mesurée ici dans la même chambre 7 c dans laquelle la pression est commandée / ajustée. Dans ce mode de réalisation de la figure 3, le traitement de commande peut être effectué de telle sorte que la valve de commande de pression soit normalement maintenue fermée Lorsque le porte-soc 1 rencontre une résistance qui varie dans le sol, le porte-soc se déplace légèrement par rapport au châssis de charrue, et les mouvements sont transférés au piston 5 ' de sorte que, sont créées dans les chambres de cylindre 7 c, 7 c', les conditions de variation de pression Cette variation de pression dépend directement du mouvement du porte-soc 1 ' par rapport au châssis de charrue La régulation peut basiquement être effectuée pratiquement de la même façon que décrite précédemment Lorsque la variation de pression devient trop grande, de l'huile est maintenue dans la chambre de cylindre 7 c du côté de la tige de piston, de manière à permettre une augmentation de pression Lorsque la variation de pression devient trop petite, c'est-à-dire lorsqu'elle chute en-dessous d'une valeur minimum prédéterminée, de l'huile s'évacue de la chambre 7 c de manière à permettre à la pression de décroître. Lorsque le porte-soc 1 ' rencontre ou heurte une pierre, c'est-à-dire lorsque la pression dans la chambre 7 c, pendant un court laps de temps, excède une valeur limite prédéterminée qui est par exemple 20 % plus grande que celle précédant immédiatement, la valve de commande de pression 9 s'ouvre Lorsque le porte-soc 1 ' glisse sur la pierre, de l'huile est évacuée à travers la valve de commande de pression 9 L'ouverture de la valve s'ajuste d'elle-même à chaque instant de façon que la progression de pression devienne comme souhaité Lorsque le porte-soc a atteint le sommet de la pierre, il n'y a plus d'évacuation d'huile et la pression décroît pour atteindre la pression atmosphérique Lorsque la pression chute au- dessous d'une certaine valeur limite, de l'huile est amenée à nouveau dans le système, de telle sorte que la pression augmente suivant une manière désirée, jusqu'à ce que la pression devienne à nouveau la même que celle qui régnait avant que le porte-soc 1 ' ne bute contre la pierre. REVENDICATIONS 1 Dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de présence de pierre pour charrue simple ou multi-actions, dans laquelle respectivement chaque porte-soc ( 1 ') ou chaque paire de porte-socs (dans une charrue réversible) est porté par une poutre de charrue ( 1) montée de façon pivotante sur le châssis de charrue et en rotation dans des plans verticaux, et dans laquelle la poutre de charrue ( 1) et de ce fait un porte- soc ( 1 ') ou respectivement la paire de porte-socs, comprend des moyens ( 4-6) qui sont adaptés pour exercer une force de maintien sur le porte-soc ( 1 ') et qui comprend un cylindre hydraulique ( 5,5 ',5 "), caractérisé en ce que le cylindre ( 5) est relié à une source de pression ( 8) par l'intermédiaire d'un organe de commande de pression ( 9), et en ce que au moins un détecteur ( 10,l Oal Ob,l Oc) est conçu pour détecter et répondre à la position du porte-soc ( 1 ') par rapport au châssis de charrue et pour produire des signaux pour un microprocesseur ( 12) qui est relié à l'organe de commande de pression ( 9), de manière à produire une force de maintien qui varie en fonction de la variation de résistance au labourage et des obstacles dans le sol. 2 Dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de présence de pierre, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre ( 5) produit une force de maintien réduite lorsqu'un porte-soc ( 1 ') passe un obstacle et ensuite une force de maintien accrue, de façon à ramener le porte-soc ( 1 ') en arrière dans la position de labourage. 3 Dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de présence de pierre, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens ( 4 à 6) la valve de commande de pression ( 9), le détecteur ( 1 O,l Oa,l Ob,l Oc) et le microprocesseur ( 12) sont adaptés pour ajuster de façon continue la force de maintien de manière continue, de sorte qu'un porte-soc ( 1 '), en position de labourage, soit soumis à des faibles change- ments du type vibrations par rapport au châssis de la charrue, lorsque la force de labourage varie et qui est, de plus, adapté pour réduire la force de maintien si les changements de position ou les durées qui en dérivent excèdent une valeur pré-établie. 4 Dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de présence de pierre, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur est un détecteur de position ( 10). 5 Dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de présence de pierre, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur est un détecteur de pression (loa, lob, loc) qui est conçu pour enregistrer la pression régnant sur l'un ou l'autre côté du piston ( 5 ') du cylindre hydraulique ( 5). 6 Dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de présence de pierre, selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre de cylindre ( 7 a'), opposée au côté de la tige du piston ( 5 '), est fermée et remplie d'air, et en ce que le détecteur de pression (loa) coopère avec ladite chambre de cylindre ( 7 a'). 7 Dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de présence de pierre, selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre de cylindre ( 7 b'), opposée au côté de la tige de piston ( 5 '), est remplie d'huile et préférablement connectée à un accumulateur ( 16) et en ce que la chambre de cylindre ( 7 b') et éventuellement l'accumulateur ( 16) est/sont connecté(s) au détecteur de pression (lob). 8 Dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de présence de pierre, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un filtre digital ( 11) est monté entre le détecteur ( 1 O, l Oa,l Ob,l Oc) et le microprocesseur ( 12). 9 Dispositif de sécurité agissant automatiquement en cas de surcharge et de présence de pierre, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un organe de commande ( 13) est monté entre le microproces- seur ( 12) et la valve de commande de pression ( 9).