Brevet FR2701801A1 — publié le 19940902

osrnF Im:LAWQUE DÂIflGEMENr RÉGLABLE DU POIDS D'UN (xJnLIz TRAVAIL EN APPUI WR UN PLAN ET APPLICATION AUX ENSEMBLES MOBILES À OUTILS PORTÉS La présente invention est relative aux outils de travail du type porté destinés à être placés en appui par rapport à un plan réglé ou non, à caractère continu ou discontinu, horizontal, vertical ou incliné et par rapport auquel un travail doit etre exécuté. A titre d'application préférée, non limitative, l'invention vise, plus spécifiquement, les outils de tout type et toute nature utilisés pour l'exécution des travaux en rapport avec le sol, tels que ceux de déneigement, rainurage, grattage, tranchage de revêtements routiers ou encore ceux pouvant être qualifiés par le terme générique d'agricoles et comprenant le débroussaillage, le fauchage, le fanage, etc... Dans le domaine ci-dessus, les outils de travail, qu'ils soient à lames, à dents ou à marteaux, sont disposés ou montés sur une ossature porteuse qui est adaptée en bout d'un équipement de travail porté par une structure mobile motrice. Un tel montage fait intervenir au moins un transformateur d'énergie hydraulique pouvant être interposé entre la structure porteuse et l'équipement de travail ou entre certains des segments articulés constituant un tel équipement, voire aussi entre cet équipement et directement l'outil de travail. Ce ou ces transformateurs d'énergie hydraulique ont, entre autres, pour fonction de permettre d'éloigner ou de rapprocher l'outil de travail par rapport au plan d'appui au niveau duquel l'intervention doit se produire. En règle générale, le réglage s'effectue manuellement à partir du poste de conduite par le servant qui apprécie visuellement à quelle hauteur, relativement au plan d'appui, il convient de maintenir l'outil de travail. Une telle méthode n'est certainement pas à conseiller en raison de deux aspects négatifs au moins qui s'y attachent. Le premier est que dans une telle situation, l'outil de travail est porté sans contact avec le plan d'appui, de sorte que les secousses provoquées par le cheminement de la structure -porteuse doivent être supportées par le ou les transformateurs d'énergie hydraulique qui sont ainsi inutilement sollicités au niveau de leurs articulations, mais aussi, et de façon plus dommageable, de leurs garnitures d'étanchéité. Le second est que l'opérateur est astreint à contrôler manuellement, de façon permanente, l'écart entre l'outil de travail et le plan, lorsque ce dernier varie localement, ce qui est généralement le cas de façon permanente dans le domaine des travaux en relation avec le sol. Cette façon de procéder constitue une sujétion pour l'opérateur et ne conduit pas à l'obtention d'un résultat de travail satisfaisant, étant donné le niveau d'intervention fluctuant qui est conféré à l'outil. C'est la raison pour laquelle, il a été préconisé de pourvoir l'outil de travail avec des moyens d'appui, du type patin ou roue de jauge, destinés à reposer sur le plan d'appui en délimitant ainsi, par rapport à ce dernier, une différence de niveau constante permettant un travail plus convenable de l'outil. Si cette façon de procéder présente un avantage par rapport à la solution précédente, elle souffre néanmoins de certains inconvénients qu'il conviendrait de pouvoir éliminer. En présence de patins d'appui portés par l'outil, l'opérateur commande l'alimentation du ou des transformateurs d'énergie hydraulique, de manière que toute la charge pondérale de l'outil, voire aussi de l'équipement, repose sur le plan par l'intermédiaire des patins ou autres moyens d'appui. L'application d'une telle charge, de façon permanente, conduit rapidement à une usure des patins ou autres moyens qu'il convient de changer périodiquement. En agissant de la sorte, l'opérateur est toujours, néanmoins, contraint à exercer un contrôle manuel de l'alimentation du ou des transformateurs d'énergie hydraulique, étant donné que pour chaque modification du niveau du plan d'appui, il convient de pouvoir laisser en appui l'outil par rapport au plan d'intervention. Par ailleurs, en établissant un appui de la charge directement sur l'outil, l'opérateur soulage d'autant celle du train correspondant du véhicule qui ne bénéficie plus d'une charge au sol maximale et peut ainsi perdre des caractéristiques de fonctionnalité. L'objet de l'invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant justement une solution permettant d'introduire un facteur de correction et d'allégement de charge dans l'appui de l'outil sur le plan de travail, de telle manière que, de façon automatique, un tel facteur de charge allégée soit maintenu, quelles que soient les variations de niveau du plan d'appui. Ainsi, par l'objet de l'invention, trois avantages fondamentaux sont apportés. Le premier réside dans la moindre usure des patins ou autres organes d'appui, en raison de l'allégement de la charge qui les contraint par rapport au plan. Le deuxième est l'obtention d'un réglage de niveau automatique, sans que le servant soit astreint à intervenir manuellement. Le troisième est que l'allègement de la charge d'appui de l'outil permet de reporter, sur le train ou l'essieu correspondant de l'engin, la partie principale de cette charge et de conférer ainsi à l'engin de meilleures caractéristiques d'adhérence sur sols difficiles. Un autre objet de l'invention est d'offrir une possibilité d'obtenir les avantages ci-dessus sans pour autant nuire à la fonction principale de relevageabaissement-orientation qu'il convient de réserver de façon privilégiée, lorsque l'outil de travail est adapté en bout d'un équipement mobile. Un autre objet de l'invention est d'offrir une possibilité de faire intervenir les avantages ci-dessus, de façon sélective et multiple sur différents transformateurs d'énergie interposés entre un équipement de travail sur lequel plusieurs outils sont adaptés. Ainsi, par un tel moyen, il devient possible de commander, de façon automatique, l'allégement réglable de chaque outil en faisant intervenir, le cas échéant, des facteurs d'allégement également différents. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le dispositif hydraulique selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend: - un réseau hydraulique d'alimentation du transformateur, composé d'au moins: une source de fourniture de fluide hydraulique sous une pression P, un circuit principal d'alimentation du transformateur contrôlé par un distributeur, un circuit secondaire d'alimentation du transformateur branché en parallèle à partir du circuit principal, de part et d'autre du distributeur, - et un bloc d'alimentation sous une pression réglée p inférieure à la pression P contrôlant le circuit secondaire. L'invention a également pour objet l'application préférée du dispositif cidessus aux ensembles mobiles à outils portés et, plus spécifiquement, encore aux ensembles dont les outils sont réservés à l'exécution des travaux du type mentionné précédemment. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique illustrant l'application du dispositif. La fig. 2 est un schéma correspondant au dispositif de l'invention. La fig. 3 est un schéma analogue à la fig. 2, mais montrant une variante d ' application. Le dispositif hydraulique selon l'invention est destiné à permettre l'allégement réglable du poids d'un outil de travail 1 destiné à reposer, par des patins d'appui 2, sur un plan 3 au niveau duquel une intervention doit être effectuée. I1 doit être considéré que les patins d'appui 2 pourraient être remplacés par tout autre organe équivalent et, par exemple, par une roue de jauge. La fig. I montre un exemple d'application préférée mais non limitatif dans lequel l'outil t est constitué par un appareil de travail agricole, au sens général du terme, tel qu'un appareil de débroussaillage, de fauchage, de fanage, etc. Le dispositif hydraulique est prévu pour être adapté sur un ensemble, du type dans lequel l'outil I est porté relativement au plan 3. Par porté, il convient d'entendre toute disposition structurelle dans laquelle l'outil 1 peut être éloigné ou rapproché du plan 3 par rapport à une structure porteuse S qui peut être située ou non sur le plan 3 également. Dans l'application visée, la structure porteuse S est constituée par un engin mobile, tel qu'un tracteur agricole ou analogue, dont le châssis est pourvu d'un équipement de travail 4, généralement du type articulé, en bout duquel l'outil 1 est adapté. De telles structures font intervenir des montages variés et celui illustré par la fig. 1 n'est donné qu'à titre illustratif. De façon connue, l'équipement mobile 4 peut faire intervenir un premier segment articulé 5, généralement dénommé flèche, et un second segment articulé 6, généralement dénommé bras ou balancier. L'équipement 4 comprend un première série 7 de transformateurs d'énergie hydraulique, généralement à base de vérins à course rectiligne permettant de commander le déplacement de la flèche dans l'un ou l'autre sens de de la flèche f1. De tels équipements comportent le plus souvent aussi une seconde série de transformateurs d'énergie hydraulique 8, également à base de vérins rectilignes, permettant de commander le déplacement dans l'un ou l'autre sens de la flèche f2 du bras 6 par rapport à la flèche 5. Généralement, de tels équipements peuvent aussi faire intervenir une troisième série de transformateurs d'énergie hydraulique 9 qui sont interposés entre l'outil 1 et le bras 6. De tels transformateurs, également à base de vérins à course rectiligne, peuvent permettre de déplacer relativement l'outil de travail dans le sens de la flèche f3. li doit être considéré, au sens de l'invention, sur la base de la représentation schématique fournie par la fig. 1, que l'opérateur peut être amené à agir sur l'une quelconque des séries de transformateurs 7, 8 ou 9 pour régler la position relative de l'outil 1 par rapport au plan 3. Le dispositif hydraulique de l'invention décrit ci-après doit donc être considéré comme pouvant être mis en oeuvre ou en service pour contrôler l'alimentation hydraulique des transformateurs d'énergie de l'une quelconque des séries indifféremment 7, 8 ou 9. Le schéma selon la fig. 2 montre le dispositif hydraulique selon l'invention pour l'alimentation d'un transformateur d'énergie hydraulique 7, 8 ou 9 à partir d'un circuit principal 15 comprenant une ligne de pression 16 issue d'une source 17 de fourniture de fluide hydraulique sous une pression P, à partir d'une bâche 18. Le circuit principal 15 comprend, également, une ligne de retour 19. Les lignes 16 et 19 aboutissent à un distributeur 20 dont la structure est choisie en fonction du type de transformateur d'énergie qui peut être à double effet ou à simple effet avec ou non rappel élastique. Dans l'exemple illustré, le distributeur 20 est à trois positions, alors que le transformateur est du type à simple effet sans rappel élastique, mais à inversion de commande d'alimentation positive par un tiroir inverseur 21. Pour ce qui suit, il est retenu que le circuit principal comporte, au-delà du distributeur 20, une ligne d'alimentation 22 menant à la grande chambre 23 du transformateur 7, 8 ou 9. Le dispositif hydraulique d'allégement réglable du poids de l'outil de travail 1 fait intervenir un circuit secondaire 30 comprenant une ligne de pression 31 branchée à suivre sur la ligne 16 en amont du distributeur 20 et une ligne de retour 32 branchée à suivre sur la ligne 19. Le circuit secondaire comprend, également, un bloc d'alimentation contrôlée 33 auquel aboutissent les lignes 31 et 32 et une ligne d'alimentation 34 raccordant le bloc 33 en dérivation à la ligne d'alimentation 22. Le bloc d'alimentation 33 comprend un conjoncteur-disjoncteur de pression 35 disposé entre les lignes 31 et 32. Le bloc 33 comporte, à partir de la ligne 31 et en aval du conjoncteur-disjoncteur de pression 35, un clapet anti-retour 36 monté sur une ligne de pression 37 sur laquelle se trouve placé un branchement 38 aboutissant à un accumulateur hydropneumatique 39. La ligne 37 comporte, entre l'accumulateur 39 et le clapet anti-retour 36, une ligne de pilotage 40 raccordée au conjoncteur-disjoncteur de pression 35. La ligne 37 comporte, par ailleurs, en aval du clapet 36, un réducteur de pression 41 qui est réglé de manière à faire régner dans le circuit secondaire 30, et plus particulièrement la ligne 34, une pression p inférieure à celle P du circuit principal 15. Le réducteur de pression 41 peut être constitué par une cartouche préréglée ou encore par un équipement réglable par action directe ou par intervention à distance. Dans ce dernier cas, le réducteur de pression 41 peut être couplé à une vanne de surpression 42 qui est montée sur une dérivation 43 aboutissant à une ligne de retour 44 menant à la bâche 18. La dérivation 43 peut être mise à profit pour le montage d'un afficheur 45 en amont duquel se trouve placée une vanne ou un robinet d'isolement 46. La sortie 47 du réducteur de pression 41 est branchée à la ligne d'alimentation secondaire 34 menant à la ligne d'alimentation 22. Le bloc 33 comporte, par ailleurs, une ligne de dérivation 48 établie de part et d'autre du réducteur de pression 41 avec mise en place d'un clapet de non retour 49 interdisant la circulation du fluide hydraulique dans le sens ligne 37, sortie 47. Le dispositif hydraulique d'allégement réglable du poids d'un outil de travail, tel que l'outil 1 et décrit ci-dessus, fonctionne de la façon suivante. Le transformateur d'énergie hydraulique 7, 8 ou 9 peut être commandé en alimentation principale par l'intermédiaire du distributeur 20 à partir de la source 17 qui fournit une pression permanente P. Cette pression P est aussi transmise par la ligne 31 au circuit secondaire 30 qui s'auto-règlejusqu'à la pression p réglée par le réducteur 41 en raison de la présence de l'accumulateur 39 et du conjoncteur-disjoncteur 35. En effet, la pression P, réduite à la valeur p, s'établit à l'intérieur du bloc 33 et charge I'accumulateur 39 jusqu'au moment où la valeur p est atteinte, ce qui provoque alors, par la ligne de pilotage 40, le basculement du conjoncteur-disjoncteur de pression 35 qui court-circuite le bloc 33 pour renvoyer le fluide hydraulique de la ligne 31 à la bâche 18 par l'intermédiaire par la ligne de retour 32. Le dispositif hydraulique est ainsi en état d'entrer en fonction, dès que l'outil 1 aura été emmené en appui sur le plan 3. A cette fin, le distributeur 20 est actionné pour relier le vérin 7 au circuit de retour 19. Le poids général de l'équipement 4 et de l'outil 1 provoque l'application de ce dernier sur le plan 3. Dans un tel cas et comme le bloc 33 est en état fonctionnel, il est à considéré qu'un fluide sous pression p est fourni à la ligne 34 qui maintient dans la chambre 23 une alimentation d'un fluide sous pression p. De la sorte, la charge d'application de l'outil 1 sur le plan 3 est limitée à la différence entre le poids d'appui de l'ensemble mobile et l'alimentation antagoniste à pression limitée qui s'y oppose. Ainsi, par le réglage du réducteur 41, il devient possible de réduire la charge d'application à une valeur prédéterminée sans faire intervenir de manipulation de la part de l'opérateur. A supposer qu'au cours du cheminement de l'engin mobile S le niveau du plan 3 s'abaisse relativement, l'outil 1 sera sollicité dans le même sens en gardant un contact par les moyens d'appui 2. Ceci aura pour effet de faire croître le volume de la chambre 23 et d'admettre dans cette dernière un afflux de fluide hydraulique sous pression p, à partir du bloc 33 pour maintenir le facteur d'allégement du poids de l'outil en fonction du réglage du réducteur 41. A supposer que le cheminement de l'engin mobile S fasse intervenir un relèvement du niveau du plan 3, l'outil 1 sera relevé par le contact des parties 2. Le volume de la chambre 23 sera réduit d'autant en mettant alors le fluide contenu sous une pression intermédiaire entre la pression P et la pression p. Dans un tel cas, cette pression intermédiaire provoque l'ouverture du clapet de non retour 49 pour être absorbée par l'accumulateur 39 et laisser subsister dans la chambre 23 la pression p préréglée correspondant au facteur d'allégement de poids recherché. li peut être considéré un cas de figure hypothétique dans lequel le reflux de la chambre 23 ne peut être absorbé par l'accumulateur 39. Dans un tel cas, la pression dans le bloc 33 peut alors croître jusqu'au seuil de déclenchement de la vanne 42 dérivant le fluide vers le retour à la bâche, pour maintenir dans le bloc une pression fonctionnelle p. Ainsi, comme il vient d'être démontré, le dispositif hydraulique selon l'invention permet d'assurer un appui d'un outil de travail sur un plan d'intervention avec un facteur de charge réduit par rapport au poids de cet outil, éventuellement complété par celui de I'équipement qui le porte. De cette manière, une réduction notable d'usure des moyens d'appui peut intervenir, ainsi qu'une diminution de la charge générale qui est imposée aux articulations et aux transformateurs d'énergie. Par ailleurs, cet allégement permet de reporter la charge résiduelle sur le train ou l'essieu correspondant de l'engin qui bénéficie, de la sorte, de condition d'évolution meilleure sur terrain difficile. Le dispositif hydraulique selon l'invention permet aussi de maintenir l'outil 1 à un niveau déterminé constant du plan 3 sans intervention de l'opérateur, quelles que soient les variations de niveau qui peuvent intervenir. L'opérateur peut être confronté à une nécessité de régler ce facteur de charge allégée en fonction de certaines conditions opératoires. A cet égard, il suffit d'agir sur la vanne de surpression 42 pour régler à distance le régulateur 41, afin de faire apparaître par l'afficheur 45 la valeur de pression p qui est recherchée. Selon l'invention, il est avantageusement prévu de disposer, entre le sortie 47 et la ligne 34, une vanne d'isolement 50 permettant d'interrompre la liaison entre le bloc 33 et le vérin 27. La commande de cette vanne d'isolement 50 peut être manuelle ou, plus avantageusement encore, couplée avec celle du distributeur 20 en étant, toutefois, inversement conjuguée en ouverture-fermeture. Ainsi, dès lors que le distributeur 20 est commandé en ouverture, la vanne d'isolement 50 est fermée, ce qui permet de privilégier l'alimentation du transformateur 7, 8 ou 9 par l'intermédiaire du circuit principal 15. La vanne d'isolement 50 permet, également, en position ouverte, de laisser subsister le facteur d'allégement par la chambre 23, lorsque l'outil 1 est porté à distance du plan 3, comme cela est, par exemple le cas, en configuration routière. Cette disposition permet d'amortir et de protéger les organes de travail en allégeant et autorisant les fluctuations de charge qui interviennent immanquablement lors de la progression routière de l'ensemble mobile 3. La fig. 3 montre une disposition complémentaire consistant à prévoir sur le bloc 33 un piquage 51 sur la ligne 37 entre le clapet 36 et le réducteur 41. Un tel piquage permet de relier, par un branchement 52, le bloc 33 à un bloc parallèle 33a comportant un réducteur de pression propre 41a, une éventuelle vanne de surpression 42a, un éventuel afficheur 45a et une éventuelle vanne d'isolement 50a. Un tel bloc parallèle 33a permet, par une ligne d'alimentation 34a, d'alimenter un transformateur 7a, 8a, 9a différent du transformateur 7, 8, 9 et qui est aussi alimenté par un distributeur 20a à partir du circuit principal 15. Une telle disposition permet un branchement sélectif pour plusieurs transformateurs d'énergie, en faisant intervenir une pression p différente éventuelle pour chacun d'eux. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: I - Dispositif hydraulique d'allégement réglable du poids d'un outil de travail (1) en appui sur un plan (3), outil porté par un équipement de support (4) et comprenant des moyens d'appui (2) amenés à reposer sur le plan par l'intermédiaire d'au moins un transformateur d'énergie hydraulique (7, 8 ou 9) à même d'éloigner ou de rapprocher l'outil par rapport au plan, caractérisé en ce qu'il comprend: - un réseau hydraulique d'alimentation du transformateur, composé d'au moins:: une source (16) de fourniture de fluide hydraulique sous une pression (P), un circuit principal (15) d'alimentation du transformateur contrôlé par un distributeur (20), un circuit secondaire (30) d'alimentation du transformateur branché en parallèle à partir du circuit principal de part et d'autre du distributeur, - et un bloc (33) d'alimentation sous une pression réglée (p) inférieure à la pression (P) contrôlant le circuit secondaire. 2 - Dispositif hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc comprend: - un conjoncteur-disjoncteur de pression (35) interposé entre une ligne de pression (31) et une ligne de retour (32) du circuit principal, - en aval du conjoncteur-disjoncteur et sur la ligne de pression, un clapet anti-retour (36), - un réducteur de pression (41) placé en aval du clapet anti-retour, - un branchement d'un accumulateur hydropneumatique (39) prévu en dérivation entre le clapet anti-retour et le réducteur de pression, - et une ligne de pilotage (40) établie entre, d'une part, le clapet anti-retour et le réducteur et, d'autre part, le conjoncteur disjoncteur. 3 - Dispositif hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bloc (33) comprend une vanne d'isolement (50) disposée en aval du réducteur. 4 - Dispositif hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vanne d'isolement (50) est placée en aval d'une ligne de dérivation (48) établie entre la dérivation (38) de l'accumulateur et la sortie (47) du réducteur de pression, une telle ligne étant pourvue d'un clapet (49) de non retour dans le sens de circulation accumulateur-vanne. 5 - Dispositif hydraulique selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la vanne d'isolement (50) est couplée au et inversement synchronisée en ouverture-fermeture avec le distributeur du circuit principal (20). 6 - Dispositif hydraulique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bloc (33) comporte, entre le clapet anti-retour (36) et le réducteur de pression (41), un piquage dérivé (51) de raccordement à au moins un bloc parallèle (33a), pourvu d'un réducteur de pression (41a) et d'un clapet de non retour en dérivation (49a), raccordé au circuit principal d'un second transformateur (7a, 8a, 9a) par un circuit secondaire. 7 - Dispositif hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bloc parallèle (33a) est pourvu d'une vanne d'isolement (42a) placée en aval du réducteur de pression (41a) et inversement conjuguée au distributeur (20a) contrôlant le circuit principal du second transformateur. 8 - Dispositif hydraulique selon l'une des revendications 1 à 3 et 6 ou 7, caractérisé en ce que le bloc (33, 33a) comprend un réducteur de pression réglable (41, 41a). 9 - Dispositif hydraulique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le réducteur de pression réglable (41, 41a) est couplé à une vanne de surpression réglable (42, 42a) placée sur une ligne de retour (44, 44a). 10 - Dispositif hydraulique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la vanne de surpression (42, 42a) est montée sur une dérivation branchée sur le réducteur de pression aboutissant à un afficheur (45, 45a) au travers d'une vanne d'isolement (46, 46a) et raccordée à la ligne de retour. 11 - Application du dispositif hydraulique selon l'une des revendications 1 à 10 aux ensembles mobiles à outils portés. 12 - Application selon la revendication 11, caractérisée en ce que le dispositif hydraulique agit sur au moins un transformateur d'énergie (9) interposé entre l'outil (1) et un équipement de travail (4) monté sur une structure porteuse (S). 13 - Application selon la revendication 11, caractérisée en ce que le dispositif hydraulique agit sur au moins un transformateur d'énergie (7 ou 8) interposé entre une structure porteuse (S) et un équipement de travail (4) portant l'outil (1).