Brevet FR2699787A1 — publié le 19940701

SYSTEME DE COMMANDE HYDRAULIQUE POUR UN TRACTEUR La présente invention se rapporte à un système de commande hydraulique pour un tracteur. Un système de commande hydraulique antérieur pour un tracteur est divulgué par la publication de brevet japonais numéro 3-65121 par exemple. Entre autres fonctions, le système détecte une charge de travail dans un mode de détection de barre supérieure ou dans un mode de détection de barre inférieure. Le mode de détection de barre supérieure est basé sur un ressort de charge inclus dans un support de barre supérieure, mais est incapable de détecter avec précision les charges légères. Ainsi, on utilise le mode de détection de barre inférieure, qui est illustré sur les figures 10A, lOB et 11. Sur les figures 10A et 10B, un châssis de tracteur comprend un dispositif hydraulique monté dans une position arrière supérieure et ayant une paire de bras de relevage droit et gauche, avec une soupape de commande pouvant fonctionner afin de lever et abaisser les bras de relevage. Une barre transversale élastiquement déformable s'étend à travers, et est supportée au moyen d'une paire de roulements à bille par les parois latérales droite et gauche du châssis de tracteur. Des barres inférieures droite et gauche sont reliées de manière respective au moyen de rotule à des parties qui dépassent de la barre transversale. Une barre supérieure est reliée de façon pivotante au moyen d'un axe à un support de barre supérieure sur le châssis de tracteur. Les bras de relevage sont reliés de manière respective aux barres inférieures droite et gauche à l'aide de chandelles. La barre supérieure et les barres inférieures constituent un dispositif d'attelage destiné à atteler un outil de travail tel qu'une charrue, non représentée, au châssis du tracteur. Pendant une opération de travail de la terre avec l'outil de travail, une charge de travail F1 agit sur chacune des extrémités opposées de la barre transversale, et entraîne une déformation élastique dans une partie médiane de celui-ci.Un dispositif de rétroaction transmet une valeur de la déformation élastique dans la position médiane de la barre transversale à une soupape de commande, comme cela est indiqué par des flèches sur la figure 10A, afin d'effectuer une commande de traction ou équivalent. Dans la construction antérieure représentée sur la figure 11, une jauge de contrainte détecte la flexion, due à une force de flexion élastique, d'une barre transversale à laquelle sont reliées les barres inférieures. Un signal résultant est renvoyé à une soupape de commande dans un mode électrique (ou électronique). Dans la construction antérieure représentée sur les figures 10A et 10B, la déformation de la barre transversale est amplifiée par le mécanisme de liaison prévu pour la transmission vers la soupape de commande afin d'entraîner la commutation de cette dernière. Toutefois, s'agissant d'une structure mécanique, le mécanisme de liaison implique inévitablement du jeu, et équivalent, avec pour résultat une faible réponse due aux erreurs d'hystérésis et équivalent. La construction antérieure représentée sur la figure 11 est exempte de l'inconvénient ci-dessus se rapportant au mécanisme de liaison. Une charge de travail est détectée par la jauge de contrainte disposée dans une position longitudinalement médiane de la barre transversale supportée par une paire de roulements à bille droit et gauche. Il est par conséquent difficile pour la barre transversale de revenir d'une condition fléchie vers une forme linéaire une fois que la charge est supprimée par la commande hydraulique (commande de traction). En particulier, les roulements supportant la barre transversale sont disposés dans des zones proches du sol. Ces zones ont par conséquent de fortes chances pour que de la terre et de la boue se collent et durcissent et que des graviers s'y logent. Des matières étrangères empêchent la barre transversale de revenir totalement à sa forme d'origine après suppression de la charge de travail. Le but de la présente invention est de procurer un système de commande pour un tracteur ayant une construction ne produisant pas de perte mécanique ou de perte par hystérésis lors de la rétroaction d'une valeur de détection d'une charge de travail apparaissant pendant un fonctionnement du tracteur, et permettant une détection et une commande précise de la charge de travail lorsque cette dernière est diminuée ou supprimée. Le but ci-dessus est atteint, selon la présente invention, grâce à un système de commande hydraulique pour un tracteur ayant un dispositif hydraulique avec des bras de relevage et un mécanisme d'attelage fixé sur un châssis de tracteur, les bras de relevage étant reliés à des première et deuxième barres inférieures du mécanisme d'attelage de telle sorte que les barres inférieures sont verticalement mobiles grâce à une soupape de commande et au dispositif hydraulique sur la base de la détection d'une charge de travail, le système de commande comprenant un premier et un deuxième axes de montage destinés à relier les première et deuxième barres inférieures aux côtés droit et gauche de châssis du tracteur, des jauges de contrainte prévues pour les premier et deuxième axes de montage afin de détecter des charges de travail appliquées dessus sous la forme de contrainte de cisaillement, respectivement, et un dispositif de rétroaction destiné à transmettre des signaux de détection des jauges de contrainte vers la soupape de commande. Le tracteur ayant la construction ci-dessus peut réaliser une opération de labour avec un outil de travail qui y est relié. Lorsque les charges de travail sont supérieures à une valeur de référence prédéterminée, le système décide qu'une force de traction excessive est appliquée, et réalise ce qui est connu comme une commande de traction, c'est-à-dire amène le dispositif hydraulique à soulever l'outil de travail. Plus spécialement, lorsqu'une charge de travail F est appliquée sur chacune des première et deuxième barres inférieures comme cela est représenté sur la figure 1, l'axe de montage est soumis à une contrainte de cisaillement qui est détectée par une jauge de contrainte. Le signal résultant est renvoyé vers la soupape de commande afin de soulever l'outil de travail, diminuant ainsi la force de traction. Les premier et deuxième axes de montage sont disposés sur les côtés droit et gauche du châssis de tracteur, et les contraintes de cisaillement des axes sont détectées de façon fiable par les jauges de contrainte. Chaque axe de montage a une faible longueur axiale afin de retrouver totalement sa forme originale après suppression de la charge. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description des formes de réalisation préférées de l'invention, comme cela est illustré par les dessins annexés. La figure 1 est une vue de côté d'un tracteur avec une charrue attelée. La figure 2 est une vue globale d'une première forme de réalisation de la présente invention. La figure 3 est une vue en coupe d'une partie principale représentant un dispositif de limitation monté sur un axe de liaison. La figure 4 est une vue en coupe d'une partie principale d'une deuxième forme de réalisation. La figure 5 est une vue en coupe d'une partie principale d'une troisième forme de réalisation. La figure 6 est une vue en coupe d'une partie principale d'une quatrième forme de réalisation. La figure 7 est une vue en coupe d'une partie principale d'une cinquième forme de réalisation. La figure 8 est une vue en coupe d'une partie principale d'une sixième forme de réalisation. La figure 9 est une vue en coupe d'une partie principale d'une septième forme de réalisation. La figure 10A est une vue partielle en coupe verticale d'un dispositif de détection de charge de travail antérieur. La figure 10B est une vue de dessus en coupe du dispositif de détection de charge de travail antérieur représenté sur la figure 10A. La figure 11 est une vue de dessus en coupe d'un autre dispositif de détection de charge de travail antérieur. Une forme de réalisation de la présente invention va être décrite ci-après en se référant aux dessins. La figure 1 représente un tracteur ayant une charrue attelée comme exemple d'outil de travail. Ce tracteur est un tracteur à 4 roues et 2 essieux 20 ayant un châssis de tracteur 21 avec un dispositif hydraulique 23 monté sur une partie arrière supérieure de celle-ci et comprenant une paire de bras de relevage droit et gauche 22. Le châssis de tracteur 21 comporte en outre un dispositif d'attelage à trois points 26 fixé sur l'extrémité arrière de celle-ci. Ce dispositif d'attelage 26 comprend une barre supérieure médiane 24 et une paire de première et deuxième barres inférieures droite et gauche 25. Une charrue 27 est reliée au châssis de tracteur 21 par l'intermédiaire du dispositif d'attelage 26.Les bras de relevage droit et gauche 22 sont reliés aux première et deuxième barres inférieures 25 par l'intermédiaire de chandelles 28 afin de déplacer verticalement la charrue 27. La figure 2 représente un système de commande hydraulique destiné à effectuer une opération de commande de traction et équivalent. Dans la première forme de réalisation représentée sur la figure 2, le châssis de tracteur 21 comprend un premier et un deuxième axes de montage de barre inférieure 129 réalisés de façon courte et dépassant vers l'extérieur depuis les parois latérales droite et gauche de celleci. Une extrémité de chaque barre inférieure 25 est reliée à l'axe correspondant des premier et deuxième axes 129 au moyen d'une rotule 25A et est retenue en place par un écrou 25B ou équivalent. Plus spécialement, un alésage d'engagement ou renfoncement 30 est formé dans chacune des positions latérales inférieures opposées du châssis de tracteur 21, et un support 132 ayant une partie d'insert en forme de tourillon 131 est logé l'alésage d'engagement 30. Le support 132 définit une bride 132A boulonné en 32B sur la paroi latérale du châssis de tracteur 21. La partie d'insert 131 comprend un premier alésage de réception d'axe de petit diamètre 131A formé axialement, et un deuxième alésage de réception d'axe de grand diamètre 133 dans le prolongement du premier alésage 131A par l'intermédiaire d'une partie étagée. L'axe de montage 129 comprend une partie d'axe de petit diamètre 134, une partie d'axe intermédiaire de grand diamètre 135 et une partie d'axe de petit diamètre 136 disposées dans l'ordre énoncé afin de former une tige de l'axe de montage 129. La partie d'axe de petit diamètre 134 est logée dans le premier alésage de réception d'axe 131A, et empêchée de tourner par rapport au support 132 par des surfaces planes (section non circulaire) 137. La partie d'axe intermédiaire 135 est logée dans le deuxième alésage de réception d'axe 133 avec un espace radial 138 défini entre eux. La partie d'axe de petit diamètre 134 comprend un taraudage réalisé axialement et en prise avec une vis 139, cette dernière pressant une bague de retenue 40 contre une surface d'extrémité de la partie d'insert 131, afin de retenir l'axe de montage 129 dans le support 132. La bride 132A du support 132 sur lequel est monté l'axe de montage 129 est boulonnée en 32B sur le châssis de tracteur 21. L'axe de montage 129 est élastiquement déformable sur une plage radiale procurée par l'espace 138. Cet espace 138 est utilisé pour fixer une jauge de contrainte 41 de manière périphérique sur la partie d'axe intermédiaire 135 afin de détecter une contrainte de cisaillement. Un signal de détection procuré par la jauge de contrainte 41 est transmis par l'intermédiaire d'un fil 42 à un circuit de commande électronique (ou électrique) 43 par un dispositif de rétroaction 44. Ce circuit 43 combine les signaux de détection provenant des jauges de contrainte droite et gauche 41 afin de commander une soupape à commande électromagnétique 45 du dispositif hydraulique 23. Comme cela est représenté sur la figure 3, une bague en caoutchouc élastique ou équivalent peut être montée dans l'espace 38 afin de venir en contact avec une circonférence complète de l'axe de montage 129. Cette bague en caoutchouc ou équivalent agit comme dispositif de limitation de déplacement (138A) afin d'empêcher un déplacement excessif de l'axe de montage 129. Avec la construction ci-dessus, chaque jauge de contrainte 41 détecte une charge de travail F pendant une opération de travail du sol, la contrainte résultante étant convertie en une résistance électrique ou équivalent afin de commander la soupape à commande 45. La jauge de contrainte 41 peut comprendre des éléments de jauge a et b montés dans des positions supérieure et inférieure de la partie d'axe intermédiaire 135 afin de détecter directement une contrainte de cisaillement, et/ou des éléments de jauge c et d montés dans des positions en avant et en arrière de la partie d'axe intermédiaire 135 afin de détecter une contrainte de flexion par compression ou traction. La figure 4 représente une deuxième forme de réalisation de la présente invention, qui emploie des cannelures à développante 246 afin de positionner une partie d'axe de petit diamètre 234 dans un premier alésage de réception d'axe 231A. Les cannelures à développante 246 empêchent une rotation relative entre un axe de montage 229 et un support 232. Comparée aux surfaces planes 137 de la première forme de réalisation, cette construction a comme avantage de permettre un brochage pour une fabrication en série, d'obtenir une précision élevée, de diminuer l'usure due à la concentration de pression de surface, et d'éliminer les vibrations. Les autres aspects sont les mêmes que dans la première forme de réalisation, et des références identiques sont utilisées sur la figure 4 afin de repérer des éléments identiques à la première forme de réalisation. La figure 5 représente une troisième forme de réalisation dans laquelle un axe de montage est repéré par la référence 329. L'axe de montage 329 est empêché de tourner par rapport à un support 332 par un dispositif d'arrêt en rotation 347 sous la forme d'une clavette et d'une rainure à la place des surfaces planes 137 et des cannelures à développante 246 des formes de réalisation précédentes. Ce dispositif d'arrêt en rotation 347, en dépit de ces petites dimensions, peut éliminer des vibrations radiales et supporte une charge sur une longue portée, afin de procurer une durabilité améliorée. Les autres aspects sont les mêmes que dans la première forme de réalisation, et des références identiques sont utilisées sur la figure 5 afin de repérer des parties identiques à la première forme de réalisation. La figure 6 représente une quatrième forme de réalisation dans laquelle un support 432 comprend un bras 432D définissant un alésage de support 432C. Un axe de montage 429 est ainsi supporté au niveau de ses extrémités opposées. L'axe de montage 429 est maintenu à l'encontre de la rotation par un boulon 32E vissé sur le support 432 par l'arrière. Le bras 432D est soudé sur le support 432 une fois que l'axe de montage 429 est assemblé sur le corps principal du support 432. Les autres aspects sont les mêmes que dans la première forme de réalisation, et des référence identiques sont utilisées sur la figure 6 afin de repérer des parties identiques à la première forme de réalisation. La figure 7 représente une cinquième forme de réalisation dans laquelle un support 532 comprend une partie d'insert 531 définissant un alésage de réception d'axe 533 se rétrécissant axialement vers l'intérieur. Un axe de montage 529 est logé dans l'alésage de réception d'axe 533 et retenu en place par une vis 39 et une bague 40. Avec l'axe de montage 529 monté dans la structure de montage conique telle que ci-dessus, la partie d'insert 531 peut être réalisée de façon suffisamment longue pour procurer une pression de surface réduite, empêchant ainsi les vibrations dues à la fatigue. La vis 39 est serrée afin de procurer une contrainte de compression initiale dans la structure de montage conique afin d'empêcher les vibrations sous charge. Les autres aspects sont les mêmes que dans la première forme de réalisation, et des références identiques sont utilisées sur la figure 7 afin de repérer des parties identiques à la première forme de réalisation. La figure 8 représente une sixième forme de réalisation qui a sensiblement le même axe de montage 629 que la cinquième forme de réalisation. Un support 632 dans cette forme de réalisation comprend un alésage de réception d'axe conique 633 définissant une rainure périphérique 642 dans une position intermédiaire de celui-ci. Cette structure a un engagement conique amélioré par rapport à la cinquième forme de réalisation. C'est-à-dire que la rainure périphérique 642 divise une zone de contact de l'engagement conique en une partie de grand diamètre (partie extérieure) et une partie de petit diamètre (partie intérieure) afin de prolonger une portée de support. Dans les six formes de réalisation décrites ci-dessus, les supports sont constitués par un métal élastique, définissant chacun un alésage de raccordement de barre d'attelage 48, du fait que le châssis de tracteur 21 est habituellement réalisé en fonderie. Lorsqu'un outil rotatif est relié au tracteur, une charge de travail est appliquée dans la direction opposée à la charge de travail F sur les dessins. Les autres aspects de la sixième forme de réalisation sont les mêmes que dans la première forme de réalisation, et des références identiques sont utilisées sur la figure 8 afin de repérer des parties identiques à la première forme de réalisation. La figure 9 représente une septième forme de réalisation qui a une caractéristique selon laquelle l'axe de montage de barre inférieure et le support réalisés séparément dans les formes de réalisation précédentes sont maintenant intégrés en un accouplement de barre inférieure 732. Cette structure permet d'omettre le dispositif d'arrêt en rotation (cannelures, rainure-clavette, forme en coupe non circulaire ou équivalent) afin d'empêcher une rotation relative entre l'axe de montage et le support. Plus spécialement, comme cela est représenté sur la figure 9, l'accouplement de barre inférieure 732 comprend une partie d'insert en forme de tourillon 731, au niveau d'une extrémité droite sur le dessin, logée dans un alésage d'engagement ou renfoncement 733 formé dans une position latérale inférieure du châssis de tracteur 21. L'accouplement de barre inférieure 732 définit une bride 732A boulonné en 32B sur le châssis de tracteur 21. L'accouplement de barre inférieure 732 comprend en outre, en s'étendant vers l'extérieur de la bride 732A, une première partie cylindrique 733 ayant un diamètre important, une deuxième partie cylindrique 735 d'un diamètre plus petit que la première partie cylindrique 733, une troisième partie cylindrique 736 d'un diamètre plus petit que la deuxième partie cylindrique 735, et une extrémité distale filetée de manière périphérique 729. Une des barres inférieures 25 est reliée à la troisième partie cylindrique 736 par l'intermédiaire d'une rotule 25A, et est retenue en place par un écrou 25B vissé sur l'extrémité distale 729. Une jauge de contrainte 41 est fixée de manière périphérique sur la deuxième partie cylindrique 735 afin de détecter une contrainte de cisaillement due à une charge de travail transmise par l'outil de travail 27 sous la forme d'une contrainte de cisaillement. Un cache tubulaire creux 760 est monté de manière périphérique sur la première partie cylindrique 733, et y est fixé au moyen d'une plaquette de montage 751 et de vis 750. Ce cache 760 protège la jauge de contrainte 41 de la terre, de la poussière et équivalent pendant une opération de labour avec l'outil de travail. Lorsqu'une protection plus fiable de la jauge de contrainte 41 est souhaitée en ce qui concerne l'entrée de la terre, de la poussière et équivalent, un joint à poussière doit être monté dans une extrémité gauche (sur la figure 9) du cache 760. Les autres aspects sont les mêmes que dans la première forme de réalisation, et des références identiques sur la figure 9 sont utilisées afin d'identifier des parties identiques à la première forme de réalisation. REVENDICATIONS 1. Système de commande destiné à commander un mécanisme d'attelage pouvant être actionné hydrauliquement monté sur un véhicule de travail, le mécanisme d'attelage ayant des bras de relevage (22), un dispositif d'actionnement hydraulique destiné à commander les bras de relevage, des première et deuxième barres inférieures (25, 25) reliées chacune a une extrémité à un outil de travail, et des chandelles (28) reliant les bras de relevage et les première et deuxième barres inférieures respectivement, caractérisé en ce que ledit système de commande comporte des premiers moyens d'accouplement destinés à relier de façon pivotante ladite première barre inférieure (25) à un côté d'un châssis de véhicule (21); des seconds moyens d'accouplement destinés à relier de façon pivotante ladite deuxième barre inférieure (25) à l'autre côté dudit châssis de véhicule (21);; des jauges de contrainte (41) prévues pour lesdits premier et deuxième moyens d'accouplement, respectivement; et des moyens de commande destinés à commander ledit dispositif d'actionnement sur la base des signaux de détection reçus des jauges de contrainte. 2. Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits moyens d'accouplement comportent un axe (129), et un support (132) relié de façon fixe audit axe. 3. Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit axe de montage (129) relie de façon pivotante une desdites barres inférieures (25), et ledit support (132) est fixé audit châssis de véhicule (21). 4. Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit axe et ledit support sont formés d'un seul tenant l'un avec l'autre. 5. Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune desdites jauges de contrainte (41) est montée sur ledit axe (129) entre une extrémité fixe de celui-ci et une partie d'engagement (136) de celui-ci destinée à engager une desdites barres inférieures (25). 6. Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit axe (429) a une extrémité distale supportée par un élément de support (432D) fixé sur ledit châssis de véhicule (21) et s'étendant axialement vers l'extérieur. 7. Système de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit élément de support (432D) est un prolongement dudit support (432). 8. Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun desdits moyens d'accouplement comporte en outre un dispositif de limitation de déplacement (138A) destiné à limiter une valeur de déplacement dudit axe (129). 9. Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit axe est fixé sur ledit support par l'intermédiaire de moyens d'arrêt en rotation destinés à empêcher la rotation dudit axe par rapport audit support. 10. Système de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'arrêt en rotation comprennent des cannelures extérieures (246) formées de manière périphérique sur une zone d'extrémité dudit axe, et des cannelures intérieures formées dans ledit support pour engagement avec lesdites cannelures extérieures. 11. Système de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'arrêt en rotation comprennent une extrémité dudit axe ayant une section non circulaire, et un renfoncement non circulaire formé dans ledit support.